Prognoser är mer exakt än någonsin, men mobile apps kan fortfarande oense vilt. Vad som orsakar skillnaden – och vilket är bäst?
Lör 30 Jun 2018 15.00 BST
Senast ändrad Lör 30 Jun 2018 16.14 BST
Felaktiga apps kan påverka vinster i turistnäringen.
Foto: Alamy Stock Photo
Det var en berättelse om två stormar. Den första bestod av regn och åska prognos för Bournemouth av BBC väder-app på lördag spring bank holiday. Den andra kom när den första uteblivit och turistchefen i staden klagade på att besökare som stannat borta kan ha kommit fram efter alla och njöt av solsken och blå himmel.
Denna möjlighet att rasa på felaktiga prognoser, bash BBC och belysa de missförhållanden av små företag inte ska gå till spillo. För Solen, det var en “blunderstorm”. E-Post gav röst till rasande sociala medier-användare vars helgen hade förstörts av “skit prognoser” och “total inkompetens”. Åskådaren lyckades till och med använda raden för att ta potten skott mot klimatförändringar förutsägelser.
Så, bara en annan icke-storm i media vattenglas? Kanske, men historien belyser viktiga frågor om hur teknik förändrar både väder prognoser och vår relation med det. Är vår förmåga att förutsäga temperatur, nederbörd och vind hastighet förbättra? Om så är fallet, hur kommer det sig att prognoser kan variera så mycket beroende på vilken smartphone-appar vi använder? Hur länge har mänskliga meteorologer fick innan superdatorer och artificiell intelligens att göra dem arbetslösa? Och när kan vi förvänta 100% korrekta prognoser?
Nasa: s GÅR-16 vädret satellit-skannar snabbare och i större upplösning än tidigare produkter. Foto: www.goes-r.gov
Grunden för den moderna väderprognoser handlar om att samla in stora mängder data om tillståndet i atmosfären och jordytan, till exempel temperatur, luftfuktighet och vind förhållanden. Luckor i uppgifterna fylls genom att extrapolera från tillgängliga observationer och tidigare prognoser. Prognos modeller som består av uppsättningar av ekvationer som reglerar fysiska och kemiska processer som använder detta som utgångspunkt för att beräkna framtida förhållanden.
Effekterna av väderprognoser på mänskliga aktiviteter är svårt att överskatta. En studie från 2011 (av ekonomen Jeffrey Lazo fann att USA: s BNP ensam kan variera med så mycket som $485bn (£366bn), beroende på vädret. Inte undra på att enorma summor har investerats i att förbättra den prediktiva förmåga.
Meteorologer förmåga att förutsäga atmosfäriskt tryck tre till 10 dagar framåt har förbättrats i en takt av ungefär en dag per årtionde sedan 1981
Antalet väder observationer har ökat dramatiskt, tillsammans med deras kvalitet. Met Office, till exempel, är att integrera vind-hastighet data som samlats in från transpondrar som bärs av stora flygplan för navigering i sina modeller. Nasa: s GÅR-16 satellit, förklarade i drift i December, skannar Jorden mycket snabbare och i större upplösning än tidigare satelliter. I februari, STORBRITANNIEN genomfört en £10m uppgradering av sin nederbörd radar nätverk, som gör det möjligt att leverera fem gånger mer data än tidigare.
All data som matas in i “petaflop” superdatorer som klarar av att göra ett tusen biljoner beräkningar per sekund. Dessa behövs på grund av komplexiteten av prognosmodeller som ungefärliga atmosfäriska processer. Dessa modeller har blivit allt mer komplex i takt med att vetenskapen har avancerat. Den extra nummer-knaprande eldkraft också gör en “ensemble prognoser”, där prognosen modeller är att köra flera gånger med lite olika utgångspunkter uppgifter för att undersöka sannolikheten för olika utfall.
Denna kombination av mer data, större datorer och bättre algoritmer har levererat imponerande resultat. En studie som publicerades i Nature 2015 finns det möjlighet för räddningstjänsten att förutsäga atmosfäriskt tryck tre till 10 dagar före hade varit bättre med en hastighet av ungefär en dag per årtionde sedan 1981. Met Office säger att det är fyra-dagars lufttryck prognoser är nu nästan lika exakt som en dag prognoser var för tre decennier sedan.
Den digitala revolutionen har förändrat hur vi får och använda väderprognoser. Smartphone-appar erbjuder mycket lokala prognoser och bredare tidsperspektiv – från vad som kommer att hända i den närmaste timmen till två veckor. Det är en 8 000 appar med ordet “väder” i sin titel för Android-telefoner och 2 400 för iPhone-användare. Med så mycket val, hur kan icke-experter räkna ut vilken som är mest tillförlitlig?
Mätning av prognoser noggrannhet är långt ifrån enkelt. Vad är viktigast – temperatur, regn eller vind villkor? Är den genomsnittliga allmänna fel mest användbara, eller hur ofta en förutsägelse möter verklighet? “Det finns många, många sätt att mäta prognoser noggrannhet, säger Eric Floehr, grundare av ForecastWatch, ett amerikanskt företag som analyserar resultatet av väder leverantörer. “Olika bedömare presterar bättre på olika åtgärder, längre eller kortare tidsramar eller i vissa geografiska regioner.”
En ForecastWatch rapport som publicerades förra året jämfört riktigheten av sex ledande global prognos leverantörer – AccuWeather, the Weather Channel, Weather Underground, Foreca, Intellicast och Mörka Himlen. Studien omfattade en – till fem-dagars prognoser för 1,145 platser, varav 29 i STORBRITANNIEN, under 2016.
AccuWeather s förutsägelser var bäst för temperatur medelvärden och toppar, sannolikhet för nederbörd och vind hastighet. The Weather Channel och Väder Underjordiska kom upp för låg temperatur förutsägelser. Mörk Himmel kom sist i alla dessa kategorier.
I STORBRITANNIEN BBC-programmet har de flesta användare, följt av Met Office ‘ s. I februari, BBC bytte från att använda Met Office för att skapa sin app prognoser för att MeteoGroup, prognoser bolaget ägs av ett amerikanskt private equity-gruppen, på grund av, det säger, kvalitet och värde för pengarna.
Floehr förutsatt att betraktaren med separata uppgifter om 12 bedömare som omfattar 29 UK platser under 2017. I ett sammansatt mått på noggrannhet, the Weather Channel och Väder Underjordiska kom upp, AccuWeather femte, MeteoGroup (BBC: s nya leverantör) sjätte och BBC nionde (baserat på Met Office prognos). På korrekt förutsägelse av nederbörd, MeteoGroup kom på fjärde plats och BBC 10 av 12.
De flesta vanliga väder app-användare kommer att vara förtrogen med det dilemma försöker bestämma vilken tro när förutsägelser oense. Med tanke på den bättre precision i prognoser under de senaste åren, varför är det ändå så stor variation mellan olika leverantörer?
Vissa bedömare kan komma åt fler synpunkter än andra. Och de använder olika algoritmer som baserat på olika prognos modeller med olika grad av noggrannhet. Vissa appar helt enkelt pressa fram datormodeller’ förutsägelser, andra meteorologer använder för att övervaka och korrigera dessa, särskilt vid ovanliga eller extrema väderförhållanden.
Som väderprognosen ska du tror?
Läs mer
“Vi har unika relationer med regeringar och företag för att tillåta oss att få de mest relevanta uppgifter i realtid och använder över 125 global, regional, nationell och lokal prognos modeller, säger Jonathan Porter, vice vd på AccuWeather. “Vi arbetar ständigt med att integrera nya datamängder och förbättra våra algoritmer. Våra mänskliga meteorologer ger ett extra lager av kompetens när det behövs.”
Även om den rådata som kommer ut av algoritmer som används av olika bedömare var identiska, kan det fortfarande finnas skillnader genom den tid som deras nått våra skärmar. “En stor skillnad mellan appar är vilken information de väljer att visa, säger Derrick Ryall, chef för public weather service på Met Office. “Vissa väljer att förenkla saker och ting, medan andra lagt i en hel del detaljer. En hel del kan komma ner till uppfattningen av noggrannhet.”
Statistikern Nate Silver visade att prognosmakares regn förutsägelser tenderade att vara pessimistisk. Foto: Roland Robertson för Guardian
En annan källa till skillnaden mellan appar är att, tvärtemot vad en del kanske tror, noggrannhet är inte den enda faktor. I sin 2012 boka Signal och Brus, AMERIKANSKA statistikern Nate Silver belyst hur plottning prognosmakares regn prognoser jämfört med faktiska vädret visade en konsekvent gjort fel på den pessimistiska sidan, speciellt vid lägre och högre sannolikheten för regn. “Som konsument att du kommer att vara en mycket mer upprörd med en bedömare om du får sprutas på och glömma ditt paraply, än om du måste inte använda paraply för att du tog, säger Floehr. “På grund av detta, vissa bedömare tenderar att över-prognos nederbörd.”
Vissa ledande bedömare är nu på väg bort från detta synsätt. Peter Neilley, senior vice president på Vädret Företaget säger att det slutade med en “våt bias” för cirka tre år sedan. “Snarare än att försöka göra bedömningar ubiquitously om vad som är viktigt för att vi människor ägnar mer uppmärksamhet åt sannolikhet för nederbörd så att folk kan göra sina egna bedömningar, säger han.
BBC-programmet har varit föremål för omfattande anklagelser om pessimism. Nu har tim procentuella chanser för regn, vilket har skapat förvirring. “Om du försöker jämföra vädret symbol med bara sannolikheten för regn kan du inte alltid se ett direkt samband för andra faktorer har en påverkan på den symbol,” sade Nikki Berry, en ledande meteorolog på MeteoGroup.
BBC appen visas ibland en daglig regn ikonen även när det förutspår en mindre än 50% chans för regn under bara en timme av dagen. “Vi använder mest betydande eller slagkraftiga väder på dagen så att folk inte fångas upp”, säger Berry. Hon tillägger att de fattar viktiga beslut baserade på prognoser bör se bortom väder ikoner för mer information om BBC webbplats väder sida.
Japan genombrott skulle kunna förbättra väderprognoser och rädda liv
Läs mer
Som i många andra områden, avancerade datorer är alltmer muscling på roller som tidigare gjort av meteorologer. Snabbare processorer ta över det tråkiga jobbet, bedömare är att övergå till de mer komplexa aspekterna av deras yrke. “Det finns mycket lite mänsklig touch till de prognoser som folk får på sina smartphones, säger Floehr. “Meteorologer är mer fokuserade på att kommunicera prognoser, och att hjälpa människor att förvandla dem till beslutsunderlag. Vid något tillfälle under de kommande 10-20 åren kommer det inte längre vara meteorologer i prognosen loop”.
Men de som har glädje av att klaga på vädret är endast överträffas av en bra gnälla över bedömare – vare sig i media eller inte – kan vara säker på. Vetenskapen berättar för oss att det inte finns något sådant som en perfekt väder prognos.
“Att veta allt om vädret skulle du behöva för att modellera varje enskild partikel i atmosfären och alla interaktioner mellan dem, säger Neilley. “Det är inte ens teoretiskt möjligt, eftersom datorn gör modelleringen skulle generera värme och bli en del av systemet, och då måste modellering. Att sätta en termometer i luften förändringar förutsättningar en liten bit. Så nej, väder prognoser kommer aldrig att vara perfekt.”
Lightning i Tucson, Arizona: “konsekvenserna av väderprognoser på mänskliga aktiviteter är svårt att överskatta.’ Foto: Alamy
Och den senaste prognosen är…
Smartphone uppgifter kommer snart att förbättra noggrannheten
Satelliter har varit en viktig drivkraft för bättre förutsägelser en dag och mer framåt, men är mindre användbar på kortare tidsskalor. Barometrar ge lufttryck avläsningar som kan hjälpa signal förestående förändringar.
Digital barometrar har varit ingår i vissa smartphones sedan 2011 för att hjälpa plats spårning, och runt 1 miljard smartphones kan nu mäta lufttrycket. Prof Cliff Mass vid University of Washington har visat smartphone data kan hjälpa till att förbättra noggrannheten på kort sikt, lufttryck och regn prognoser. Det kan också hjälpa till att förutsäga vind ändringar.
“Mobil data kan hjälpa oss att bättre förutse saker som åska inledande, och har en stor inverkan på platser där vi har färre uppgifter än vi skulle vilja, säger Massa, som också använder maskininlärning för att förbättra kvaliteten på smartphone lufttryck data.
Han arbetar med Vädret, som samlar in 250m tryck avläsningar via sin Weather Channel app.
Peter Neilley av Vädret Företaget sade att detta data ska införlivas i sina prognoser under 2019. Andra prognosmakare, inklusive Mörka Himlen, har också experimenterat med att använda smartphone lufttryck data.