In meteorologia la previsione meteorologica o previsione del tempo è l'applicazione delle conoscenze della scienza atmosferica e della tecnologia per prevedere lo stato dell'atmosfera (tempo atmosferico) in un tempo futuro ed in una data località. Gli esseri umani tentano di predire il tempo informalmente da millenni, e formalmente almeno dal XIX secolo. La previsione meteo si effettua a partire dalla raccolta di dati quantitativi sullo stato attuale dell'atmosfera (situazione), utilizzando poi la comprensione scientifica dei processi atmosferici per stimare l'evoluzione dell'atmosfera (prognosi) secondo varie possibili tecniche.
Storia
Da millenni gli uomini tentano di prevedere il tempo. Nel 650 a.C., i Babilonesi predicevano il tempo dalle forme delle nuvole, come anche dall'astrologia, detta nello specifico meteorologica. Mistic House. Nel 340 a.C. circa, Aristotele descrisse le forme meteorologiche in Meteorologica. In seguito, Teofrasto compilò un libro sulle previsioni del tempo, chiamato il Libro dei Segni. La tradizione culturale cinese delle predizioni del tempo risale almeno al 300 a.C.,University of California Museum of Paleontology. che era anche lo stesso periodo intorno al quale gli antichi astronomi indiani svilupparono i loro metodi di predizione del tempo.
Nel 904 d.C., lAgricoltura nabatea dell'arabo Ibn Wahshiyya discusse la previsione del tempo dei mutamenti e dei segni atmosferici attraverso le alterazioni astrali planetarie, i segni della pioggia basati sull'osservazione delle fasi lunari e le previsioni del tempo basate sul movimento dei venti. , in Nel Medioevo ai tempestarii veniva attribuita la capacità non solo di prevedere, ma anche di provocare i cambiamenti del tempo.
Gli antichi metodi di previsione meteorologica facevano di solito affidamento sulle forme osservate degli eventi, sistema definito anche riconoscimento delle forme. Ad esempio, si poteva osservare che se il tramonto era particolarmente rosso, il giorno seguente spesso portava bel tempo. Questa esperienza si accumulava lungo le generazioni per produrre la tradizione popolare della meteorologia, conosciuta anche come meteorognostica. Tuttavia, non tutte queste previsioni si rivelano affidabili, e da allora si è trovato che molte di esse non reggono ad un rigoroso esame statistico.
Fu solo con l'invenzione del telegrafo elettrico nel 1835 che iniziò l'era moderna delle previsioni meteorologiche. Prima di questo periodo, non era stato possibile trasmettere informazioni sullo stato attuale del tempo più velocemente di un treno a vapore (il mezzo di trasporto più rapido dell'epoca). Verso la fine degli anni 1840, il telegrafo permise ai bollettini delle condizioni meteo di una vasta area di essere ricevuti quasi istantaneamente. Encyclopædia Britannica. Questo ad esempio era di grande aiuto per la navigazione, perché consentiva di fare le previsioni sapendo quali erano le condizioni meteorologiche quando si era ancora sopravento.
I due uomini ai quali è maggiormente attribuita la nascita della previsione meteorologica come scienza furono Francis Beaufort (ricordato principalmente per la scala di Beaufort) ed il suo protetto Robert Fitzroy (ideatore del barometro di Fitzroy). Entrambi furono uomini influenti nei circoli navali e governativi britannici, e sebbene ridicolizzati dalla stampa dell'epoca, il loro lavoro ottenne credito scientifico, fu accettato dalla Royal Navy e formò la base per tutta l'odierna conoscenza delle previsioni meteorologiche. Eric D. Craft. Per trasmettere le informazioni accuratamente, divenne necessario disporre un vocabolario uniforme che descrivesse le nuvole; ciò fu ottenuto per mezzo di una serie di classificazioni e, negli anni 1890, mediante "atlanti delle nuvole" illustrati.
Le previsioni del tempo apparvero per la prima volta su di un quotidiano il 1º agosto 1861, sul Times.
Grandi progressi furono fatti nella scienza della meteorologia durante il XX secolo. La possibilità della predizione numerica del tempo fu proposta da Lewis Fry Richardson nel 1922, Lynch, P. (2006). The Emergence of Numerical Weather Prediction. Cambridge University Press anche se non esistevano i computer per completare il vasto numero di calcoli richiesti per produrre una previsione prima che l'evento accadesse. L'uso pratico della previsione meteorologica numerica cominciò nel 1955, Paul N. Edwards. spronato dallo sviluppo dei computer elettronici programmabili.
Descrizione
Mentre una volta le previsioni del tempo rappresentavano uno sforzo interamente umano, basato principalmente sull'osservazione dei cambiamenti della pressione barometrica, delle condizioni attuali del tempo e della condizione del cielo, ora per determinare le condizioni future si usano diffusamente modelli di previsione matematici. Linput umano è ancora richiesto per selezionare il miglior modello di previsione sul quale basare la previsione stessa, il che implica capacità di riconoscimento degli schemi, teleconnessioni, conoscenza delle prestazioni e delle distorsioni dei modelli.
La natura intrinsecamente caotica dell'atmosfera, espressa nelle sue equazioni differenziali non lineari che ne descrivono il comportamento, la massiccia potenza computazionale richiesta per risolvere tali equazioni, l'errore inevitabile implicato nel misurare le condizioni iniziali ed una comprensione incompleta dei processi atmosferici implicano che le previsioni divengano meno accurate quando aumenta l'intervallo temporale della previsione cioè la differenza fra il tempo attuale e quello per il quale viene fatta/richiesta la previsione (lintervallo della previsione). Viceversa la previsione meteo migliora progressivamente ovvero diviene più affidabile allorché si approssima l'evento. L'uso della cosiddetta previsione per insiemi (ensemble forecasting) e del consenso tra i modelli aiuta a restringere l'errore e a selezionare l'esito più probabile.
Ci sono vari usi finali per le previsioni meteorologiche, principalmente a scopo di pubblica sicurezza ed economici. Gli avvisi/allerte meteo sono importanti in quanto aiutano a proteggere vite umane e beni delle persone. Le previsioni relative all'andamento della temperatura e delle precipitazioni sono essenziali per l'agricoltura, e quindi per gli operatori dei mercati delle derrate. Le previsioni sulla temperatura sono utilizzate dalle società di servizi pubblici per stimare la domanda nei giorni venturi. Nella vita quotidiana, la gente si serve delle previsioni del tempo per decidere che cosa indossare in un dato giorno. Poiché le attività all'aperto sono gravemente limitate dalla forte pioggia eccessiva, dalla neve e dalla temperatura rigida, le previsioni si possono utilizzare per pianificare le attività intorno a questi eventi, nonché per anticiparli e superarli.
Parametri di previsione Una previsione può dirsi completa se fornisce una stima dei seguenti parametri atmosferici in linea con la definizione di tempo atmosferico: temperatura pressione nuvolosità precipitazioni vento umidità
Tipi di previsioni
Le previsioni meteo si dividono a seconda dell'area geografica e dell'intervallo temporale di prognosi. A seconda della dimensione dell'area considerata si dividono in ordine crescente in: locali regionali nazionali continentali globali
A seconda dell'intervallo temporale di prognosi si distinguono previsioni: a brevissimo termine (meno di 6 ore) a breve termine (1-5 giorni); tenere presente che la probabilità decresce rapidamente all'aumentare della numero di giorni dell'intervallo (passando da oltre il 90% a meno del 50%); a medio termine (1-3 settimane); servono unicamente a stimare il segnale dominante; a lungo termine (1 mese); si appoggiano su analisi teleconnettive offrendo scenari probabili di tendenza; stagionali (1-6 mesi), che si occupano di prevedere l'andamento generale dei fattori climatici piuttosto che fornire informazioni su singoli eventi.
Tecniche di previsione
Osservazione del cielo L'uso della condizione del cielo è uno dei più importanti parametri meteorologici che possono essere utilizzati per prevedere il tempo in aree montuose. L'ispessimento della copertura nuvolosa o l'invasione di un banco di nubi più elevato è indicativo dell'approssimarsi di un fronte meteorologico con possibile pioggia nell'immediato futuro. La nebbia del mattino preannuncia buone condizioni, poiché le condizioni piovose sono precedute da vento o da nuvole che impediscono invece la formazione di nebbia. L'avvicinamento di una linea di temporali potrebbe indicare l'avvicinamento di un fronte freddo. I cieli liberi da nuvole sono indicativi di bel tempo per l'immediato futuro. Mark Moore. L'uso della copertura del cielo nella previsione del tempo ha prodotto in materia varie tradizioni popolari nel corso dei secoli. Jerry Wilson.
Uso del barometro e/o del radar meteorologico
La conoscenza della pressione barometrica e della sua tendenza (cioè il cambiamento della pressione nel tempo) tramite barometro si usa nelle previsioni sin dalla fine del XIX secolo. USA Today. Più grande il cambiamento della pressione, specialmente se superiore a 3,5 hPa (0,10 inHg), più grande il cambiamento del tempo che ci si può aspettare. Se il calo di pressione è rapido, si sta avvicinando un sistema di bassa pressione e c'è una maggiore probabilità di pioggia. I rapidi aumenti di pressione sono associati a miglioramenti delle condizioni meteorologiche, come cieli in fase di schiarita. Weather Doctor.
L'uso del radar meteorologico consente invece di monitorare in tempo reale e a breve scadenza la presenza e lo spostamento sul territorio di aree di precipitazioni atmosferiche con la loro rispettiva intensità.
Persistenza e compensazione
Il metodo più semplice di prevedere il tempo, la persistenza, fa affidamento sulle condizioni di oggi per prevedere le condizioni di domani. Questo può essere un valido metodo di prevedere il tempo quando lo stato è stazionario, come durante la stagione estiva ai tropici. Questo metodo di previsione dipende fortemente dalla presenza di uno schema meteorologico stagnante. Può essere utile sia nelle previsioni a breve termine che in quelle a lungo termine. University of Illinois at Urbana-Champaign. Su previsioni empiriche a più lunga scadenza (es. stagionali/climatiche) può valere o essere utile invece un'altra legge empirica della meteorologia che è la legge della compensazione che tende invece a riequilibrare situazioni di persistenza atmosferiche.
Tecnica analogica
La tecnica analogica è un modo complesso di fare una previsione, che richiede che chi prevede ricordi un precedente evento meteorologico che ci si aspetta sarà imitato da un evento successivo.
Ciò che la rende una tecnica difficile da usare è che raramente c'è un perfetto analogo per un evento del futuro. Alcuni chiamano questo tipo di previsione riconoscimento delle forme. Rimane un metodo utile per osservare le precipitazioni piovose su zone carenti di dati come gli oceani, Kenneth C. Allen. come pure per la previsione dei livelli e della distribuzione delle precipitazioni nel futuro.
Una simile tecnica è usata nella previsione a medio termine, che è nota come teleconnessioni, quando sistemi in altre località si usano per aiutare a spiegare in modo chiaro le condizioni presso la località di un altro sistema all'interno del regime circostante. Weather Associates, Inc. Un esempio di teleconnessioni è l'utilizzo di fenomeni collegati a El Niño-Oscillazione Meridionale (El Niño-Southern Oscillation, ENSO). Thinkquest.org.
Uso dei modelli di previsione