Kalter Winter VS warmer Winter, sollten wir diesen Winter dickere oder dünnere Kleidung tragen? Lesen Sie einfach diesen Artikel!

In diesem Jahr erlebte mein Land den heißesten Sommer seit 1961. Nach diesem heißesten Sommer der Geschichte erschienen im Internet zwei Vorhersagen für die Temperatur in diesem Winter:

Vorhersage 1: Dieser Sommer war so heiß, deshalb wird der Winter wahrscheinlich sehr kalt, es wird also ein kalter Winter;

Prognose 2: Die Hitzewelle dieses Sommers wird bis in den Winter hinein anhalten, es wird also ein warmer Winter.

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Welche dieser beiden Vorhersagen ist also wahr? Können wir anhand der Sommertemperaturen auf winterliche Klimatrends schließen? Um die klimatischen Bedingungen im Winter wirklich zu verstehen, müssen wir zunächst verstehen, was Klimavorhersagen sind, wie Klimavorhersagen durchgeführt werden und welche Grenzen sie haben.

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Wie lässt sich das Klima vorhersagen?

Die von der China Meteorological Administration veröffentlichten Wettervorhersagen und Klimaprognosen sind die maßgeblichsten wissenschaftlichen Vorhersagen und Prognosen unseres Landes. Auch an großen Universitäten, Forschungsinstituten, Ministerien, Unternehmen usw. ist Personal mit Schwerpunkt Meteorologie mit der wissenschaftlich fundierten Vorhersagearbeit beschäftigt.

Der Prozess und die Prinzipien der wissenschaftlichen Wettervorhersage sind sehr komplex . Dabei geht es nicht nur um die physikalische Chemie der Erdatmosphäre, sondern auch um die physikalische Chemie von Faktoren, die die Atmosphäre beeinflussen, wie etwa Sonne, Gesteine, Ozeane, Organismen und sogar menschliche Aktivitäten. Sie umfassen auch Mittel zur Erkennung dieser physikalischen und chemischen Eigenschaften, wie etwa Mechanik, Elektronik, Kommunikation und Informatik usw. Die heutigen Wettervorhersagen sind das Ergebnis der wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung des Menschen in all diesen Bereichen.

Es ist auch wichtig zu verstehen, dass es viele Faktoren und Aspekte gibt, die Temperatur und Klima beeinflussen, wie zum Beispiel:

Physikalische Gründe, die die Bodentemperatur direkt beeinflussen: wie Sonneneinstrahlung, geothermische Strahlung, Kaltlufteinstrom und Absinken von Höhenluftströmen, die alle die Bodentemperatur direkt beeinflussen;

Luftzirkulation: Subtropisches Hochdruckgebiet, sibirisches Kalthochdruckgebiet usw. sind Wettersysteme in der Luftzirkulation, die indirekt die Temperatur beeinflussen.

Faktoren außerhalb des atmosphärischen Systems: Externe Antriebsfaktoren des Klimasystems wie La Niña und die Schneedecke auf dem Qinghai-Tibet-Plateau beeinflussen die atmosphärische Zirkulation durch die langfristig akkumulierten langsamen Veränderungseffekte und wirken sich indirekt auf die Temperatur aus. Daher ist die Temperatur- und Klimavorhersage eine sehr komplizierte Angelegenheit und es ist unmöglich, auf der Grundlage eines einzigen Faktors auf zukünftige Klimatrends zu schließen .

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Moderne wissenschaftliche Wettervorhersage

Wettervorhersagen gibt es schon seit der Antike, doch die Geschichte der Wettervorhersage auf Grundlage der modernen Meteorologie ist sehr kurz, sie umfasst nur etwa hundert Jahre. Die Geschichte genauerer Wettervorhersagen, geprägt durch numerische Wettervorhersagen, ist erst wenige Jahrzehnte alt. Die wissenschaftlichen Grundlagen und technischen Mittel der modernen Wettervorhersage spiegeln sich vor allem in den folgenden Bereichen wider.

1. Wetter definieren

Wetterphänomene wie Wind, Wolken, Regen und Schnee treten in der Troposphäre der Erde auf und sind hauptsächlich das Ergebnis verschiedener komplexer Veränderungen der physikalischen und chemischen Eigenschaften der troposphärischen Atmosphäre. Wenn Sie das Wetter vorhersagen möchten, müssen Sie es zunächst verstehen. Dazu müssen Sie die verschiedenen Eigenschaften der Atmosphäre beobachten oder erkennen. Die Eigenschaften der Atmosphäre sind zahlreich und komplex. Zu den wichtigeren Faktoren zählen die Luftqualität (Dichte oder Luftdruck), die innere Energie (Temperatur), die Bewegung (Windfeld) und die Menge an Wasserdampf in der Luft (Luftfeuchtigkeit). Nur durch die wissenschaftliche Messung dieser Eigenschaften können wir eine genauere Wettervorhersage erstellen .

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2. Erkennen Sie die Regeln

Anhand der Beschreibung und der Beobachtungsergebnisse der atmosphärischen Eigenschaften wird eine wissenschaftliche Analyse zeigen, dass die verschiedenen Eigenschaften der Atmosphäre bestimmte Merkmale in zeitlichen und räumlichen Maßstäben aufweisen, nämlich die atmosphärische Zirkulation . Die Luftzirkulation bestimmt grundsätzlich das gesamte Wetter, während andere in der Atmosphäre enthaltene Faktoren wie Land, Ozean, menschliche Aktivitäten und externe Faktoren wie Sonneneinstrahlung alle die Eigenschaften der Luftzirkulation bestimmen und beeinflussen.

500 hPa isobare Wetterkarte zur Beschreibung atmosphärischer Eigenschaften

Und wie bestimmt die atmosphärische Zirkulation das Wetter, wie entsteht und verändert sie sich? All dies muss den Gesetzen der Physik entsprechen. Nach jahrhundertelanger Arbeit hat die Wetterwissenschaft nach und nach die verschiedenen Zusammenhänge und kausalen Beziehungen herausgefunden. Ja, es handelt sich lediglich um eine grobe Annäherung, da dabei viele unvermeidliche Vereinfachungen vorgenommen werden , wie etwa das Ignorieren der Auswirkungen von Luftschwingungen wie Schall auf das Wetter, die nicht berechnet werden können oder, selbst wenn sie berechnet werden, bedeutungslos sind.

3. Berechnen Sie zukünftige Änderungen der Luftzirkulation

Die Wissenschaft erforscht alles, von den Eigenschaften der Atmosphäre bis hin zum Wetter, und führt dann Computersimulationen durch, um zu bestimmen, wie sich das Wetter in Zukunft verändern wird. In der Vergangenheit beruhte dies hauptsächlich auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen und Erfahrungen der Meteorologen, in der heutigen Zeit stützt es sich auf numerische Wettervorhersagen .

Bei der numerischen Wettervorhersage werden Hochleistungscomputer eingesetzt, um den aktuellen Zustand der Atmosphäre in eine Reihe mathematischer und physikalischer Gleichungen einzugeben, die die Gesetze der atmosphärischen Funktionsweise beschreiben können. Anschließend wird der zukünftige Zustand der Atmosphäre berechnet, um verschiedene physikalische Elemente der Atmosphäre zu erhalten, wie etwa Wind, Luftdruck, Temperatur, Feuchtigkeit usw., und anschließend werden verschiedene Wetterphänomene berechnet, wie etwa Regen und Schnee, Sichtweite und Bewölkung des Himmels.

Überblick über das numerische Vorhersagesystem der China Meteorological Administration

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Die Grenzen der modernen Wettervorhersage

Trotz jahrhundertelanger Bemühungen sind die Möglichkeiten moderner Wettervorhersagen noch immer begrenzt . Dies spiegelt sich direkt in der Tatsache wider, dass die längste Wettervorhersage unserer mobilen Wetter-Apps im Allgemeinen nur 15 Tage beträgt. Und Sie werden feststellen, dass das Wetter am 15. Tag, das Sie heute sehen, ganz anders sein kann als das Wetter, wenn der 15. Tag tatsächlich eintrifft.

Dies ist die Grenze der modernen Wettervorhersage.

Da die Dateneingabe bei der Berechnung der Wettervorhersage ungefähr ist und ungefähr verarbeitet wurde, gibt es Fehler, die nicht beseitigt werden können, und die numerischen Prognoseergebnisse unter Verwendung objektiver Prognosemethoden (KI ist eine davon) und subjektiver Prognoseerfahrung neu verarbeitet werden, sind die endgültigen Ergebnisse der Wettervorhersage nur ungefähre Simulationen der Zukunft und können nicht vollständig genau sein. Darüber hinaus wird diese ungefähre Simulation zunehmen, wenn die Prognoseanforderungen anspruchsvoller werden und sich der Prognosezeitraum verlängert .

Ein solches Prognosesystem führt dazu, dass Wettervorhersagen zeitabhängig sind und keine genauen Vorhersagen zu festen Zeiten, festen Orten und festen Mengen liefern können. Es können nur Prognosen für ungefähre Zeiträume und geografische Bereiche bereitgestellt werden. Generell gilt: Innerhalb von 3 Tagen ist es grundsätzlich zuverlässig, innerhalb von 10 Tagen sehr referenzierbar, nach 10 Tagen nicht sehr zuverlässig und nach 20 Tagen absolut unmöglich .

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Wettervorhersage und Klimavorhersage

Da das Wetter über 10 Tage hinaus grundsätzlich als unzuverlässig eingestuft werden kann, wie steht es mit den saisonalen „Wettervorhersagen“, die vom Wetteramt veröffentlicht werden?

Tatsächlich wird das „Wetter“, wie es die Öffentlichkeit versteht, im Bereich der Meteorologie in zwei Situationen unterteilt: Wetter und Klima . Sie sind miteinander verwandt, aber unterschiedlich. Sie können es an folgenden drei Punkten spüren:

In Bezug auf äußere Erscheinungen: Das Wetter ist der atmosphärische Zustand zu einem bestimmten Zeitpunkt und das augenblickliche Ergebnis seiner kurzfristigen Entwicklung; Klima bezeichnet die durchschnittlichen atmosphärischen Bedingungen über einen bestimmten Zeitraum und das durchschnittliche Ergebnis nach einer längeren Evolutionsperiode;

In Bezug auf Informationserfassung oder -ausdruck: Wetter ist das meteorologische Element, das von verschiedenen Instrumenten erfasst wird, und Klima ist das Ergebnis von Wetterberechnungen;

Beispiel: Mit Wetter ist gemeint, ob es windig und regnerisch ist und wie die Temperatur an einem bestimmten Tag ist. Unter Klima versteht man die Gesamtniederschlagsmenge über einen bestimmten Zeitraum und die Abweichung vom Durchschnittswert über viele Jahre oder an mehreren Orten sowie die Frage, ob die Temperatur zu niedrig oder zu hoch ist. Daher ist es tatsächlich unmöglich, das Wetter an einem bestimmten Tag langfristig vorherzusagen, aber es ist möglich, den Klimazustand vorherzusagen .

Nehmen wir beispielsweise an, dass wir die Klimabedingungen im Oktober mit 100-prozentiger Genauigkeit im August vorhersagen können. Die tatsächliche Abweichung der Temperatur im Oktober von den durchschnittlichen Bedingungen ist uns im Voraus bekannt, wie in der folgenden Abbildung dargestellt. Wir können feststellen, dass die Temperatur in anderen Regionen mit Ausnahme von Nordchina und Nordostchina, wo sich die Temperatur nicht stark ändert, etwas höher sein wird.

Tatsächliche Temperaturanomalien im Oktober 2022

Dennoch konnten wir nicht vorhersagen, dass Henan, Hubei, Anhui und andere Orte während der Nationalfeiertage eine solch seltene Kältewelle und Abkühlung erleben würden.

Der größte Temperaturabfall im Land vom 30. September bis 5. Oktober

Man kann erkennen, dass das Wetter eine schnelle Veränderung der Eigenschaften der Atmosphäre ist . Bei der Vorhersage eines derart raschen Prozesses können langsame Faktoren wie etwa Veränderungen der Meeresoberflächentemperatur im äquatorialen Ostpazifik (ein kälteres Klima wird als La Niña, ein wärmeres Klima als El Niño bezeichnet) oder die globalen Kohlendioxidkonzentrationen ignoriert werden. Bei langfristigen Klimabedingungen, beispielsweise einige Monate später, kann der kumulative Einfluss der Meerestemperatur jedoch eine wichtige Rolle spielen.

Neben der Meerestemperatur im äquatorialen Ostpazifik spielen zahlreiche weitere Faktoren ebenfalls eine wichtige Rolle für den langfristigen Zustand der Luftzirkulation, wie etwa die Meerestemperatur im Indischen Ozean, die Gletscher und der Schnee auf dem Qinghai-Tibet-Plateau, Veränderungen der Meereisfläche in der Arktis und sogar das Rülpsen und Furzen australischer Rinder (was sich auf den Methangehalt auswirkt, der ein noch stärkeres Treibhausgas als Kohlendioxid ist) usw. All diese Faktoren wirken sich auf die Luftzirkulation und damit auf das Klima aus.

Das durch Kuhfurze erzeugte Methan hat Auswirkungen auf das Klima. Copyright Bild, keine Erlaubnis zum Nachdruck

Und selbst wenn wir alle diese sogenannten „externen Antriebsfaktoren“ der Atmosphäre außer Acht lassen und nur die dynamische Entwicklung der bereits wirkenden atmosphärischen Zirkulation selbst betrachten, ist die Sache ebenfalls sehr kompliziert. Dies bedeutet, dass Klimavorhersagen schwieriger sind als Wettervorhersagen und mit größeren Unsicherheiten behaftet sind als Wettervorhersagen .

Es ist offensichtlich, dass die Verwendung wissenschaftlicher Datenanalysen zur Vorhersage von Wetter und Klima eine sehr komplizierte Angelegenheit ist. Daher ist die Aussage, die mit „die Temperatur im Sommer ist hoch“ beginnt und „voraussagt“, dass der Winter kalt oder warm sein wird, eher ein „Gerücht“ als eine „Vorhersage“ .

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Letztendlich

Wie werden die Temperaturen diesen Winter sein?

Tatsächlich hat das Nationale Klimazentrum der China Meteorological Administration vor kurzem eine Prognose für die diesjährigen Wintertemperaturen abgegeben: In diesem Winter werden die Temperaturen in den meisten Teilen des Landes annähernd so hoch oder etwas höher sein als im gleichen Zeitraum der Vorjahre, und die Temperaturänderungen werden deutlich stufenweise verlaufen, wobei die erste Winterhälfte wärmer und die zweite Winterhälfte kälter sein wird . Es ist also weder ein kalter noch ein warmer Winter.

Laut der Prognose des National Climate Center sind die Temperaturen in verschiedenen Regionen meines Landes in diesem Winter wie folgt:

Die Temperatur in der östlichen und westlichen Inneren Mongolei, im nördlichen Nordostchina, in den meisten Teilen Südchinas, im südöstlichen Südwestchina sowie im zentralen und östlichen Nordwestchina ist niedriger als im gleichen Zeitraum der Vorjahre. Im Nordosten der Inneren Mongolei, in Heilongjiang, im Westen von Shaanxi, in Zentral- und Ost-Gansu, im Nordosten von Qinghai und in Ningxia ist die Temperatur 1–2 °C niedriger .

In anderen Teilen des Landes liegen die Temperaturen nahe an oder leicht über denen des gleichen Zeitraums der Vorjahre. Darunter sind Shanghai, Jiangsu, Zhejiang, Anhui, Nordost-Jiangxi, Shandong, Ost-Henan, Nordost-Hubei und andere Orte mit einer um 1 bis 2 Grad Celsius höheren Temperatur .

Prognose der durchschnittlichen Temperaturanomalie von Dezember 2022 bis Februar 2023, Bildquelle: National Climate Center

Der Phasenverlauf winterlicher Temperaturwechsel ist eindeutig :

Von Dezember 2022 bis Mitte Januar 2023 ist die Intensität der kalten Luft, die mein Land beeinflusst, relativ gering und die Temperatur ist in den meisten Teilen des Landes höher als im gleichen Zeitraum der Vorjahre.

Von Ende Januar bis Februar 2023 nahm die Intensität der kalten Luft allmählich zu und die Temperaturen in den meisten Teilen der Inneren Mongolei, den meisten Teilen Nordostchinas, Nordchinas, Zentralchinas, Westchinas, Ost- und Nordsüdwestchinas und den meisten Teilen Nordwestchinas waren niedriger als im gleichen Zeitraum der Vorjahre. Selbst das National Climate Center hat für die Temperaturbedingungen im Winter dieses Jahres lediglich eine „Prognose“ abgegeben, was zeigt, wie groß die Unsicherheit bei Klimaprognosen ist.

Bei Fragen mit einfachen Antworten wie „kalter Winter“, „warmer Winter“ oder „kalter und warmer Winter zugleich“ ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass Sie richtig raten, aber im Vergleich zu den Ergebnissen ist der Prozess der wissenschaftlichen Vorhersage von Wetter und Klima wichtiger .

Autor: Zhang Tao, Chef-Meteorologe des Nationalen Meteorologischen Zentrums Chinas

Rezension | Wei Ke, Assoziierter Forscher, Institut für Atmosphärenphysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

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