天气预报算法种类繁多

Question

目前，MetOffice在英国的预测存在很大的风暴。他们预测一个温和，潮湿的冬天，而我们在北爱尔兰有最冷的温度和地面上的积雪，通常在十二月很少。

这是我喜欢玩的东西，而不是我声称我能击败他们，但是想知道目前人们正在使用什么算法？它们基于什么数据集？

可能性可能包括神经网络建模输入，其中适应性是预测的准确性，复杂的数学模型，甚至是与我昨天所预测的“与昨天相同”的预测（尽管没有看到证据）它对于单个更可靠 - 天预测（虽然在那之后明显下降）。

理想情况下，喜欢听天气中心的一些开发人员或者能够访问超级计算机的人，听到方法很有意思......

Answer 1

简而言之，如果您打算构建并运行自己的预测模型，您将面临三个主要问题：

1. 查阅意见
2. 开发数学模型
3. 运行模型的计算能力

获得观察

据我所知，获得良好的气象观测需要花费很多钱。 你需要从全球各地观察并模拟整个地球的海洋和大气状态。或者，您需要从计算全局模型的人那里获得所谓的横向边界条件。

数学模型的开发

我不是，我从未加入过Met Office，但几年前我曾经在我们中心的一台超级计算机上移植并优化了他们的统一模型版本。这是我记得模型的方式。

Met Office在过去20多年里一直在开发他们的Unified Model，我们谈论的是数百万行代码，其中包含最先进的海洋/大气模型和数值算法。查看（过时的）用户指南的this section，了解其模型中使用的科学方法的一瞥。这是一个由聪明人群组成的半个世纪的资金充足，广泛研究的成果，给予或接受。如果有一个简单的解决方案能够始终如一地提供比复杂模型更好的结果，那么现在可能有人会实现它。

总而言之，我想通过从头开始构建模型来获得天气预报的结果非常令人满意，除非你是大气物理学硕士/博士学位并且你有几年的空闲时间在你的手上。

运行模型的计算能力

第一批预测模型是在20世纪中期在与当今手机无法匹配的机器上运行的，因此，从技术上讲，您可以在PC上计算某些东西。但是，这种类型的工作通常在非常非常强大的机器上完成。事实上，10 systems in the Top500仅专注于天气预报和气候研究。

有趣的读物

• http://en.wikipedia.org/wiki/Weather_forecasting#How_models_create_forecasts
• http://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_weather_prediction
• http://research.metoffice.gov.uk/research/nwp/numerical/operational/index.html
• http://ncas-cms.nerc.ac.uk/html_umdocs/UM55_User_Guide/

更新可以免费获得the source code of the WRF model，以及一些符合数据。请注意，WRF，统一模型，COAMPS和许多其他模型主要使用Fortran编写。

Answer 2

首先，您可以从http://tgftp.nws.noaa.gov和其他天气数据导入原始数据。计算机理解数据的最佳方法是将其放在地图上。地图上的每个点都相互反应。每个点的数据可以表示温度，压力，风和方向，云覆盖，太阳在天空中，可见性，最后100小时的降水。您可以进行预测，然后将它们与实际预测以及气象服务的预测进行比较。然后更新该数据点的气候模型。这样，它可能是一个自学习神经网络。就计算能力而言，获得一个泰坦，巨无霸！

Answer 3

似乎可以构建简单的预测模型。我的手表配有一个气压计和一个温度计（根本不能使用，因为手表会加热手表）。尽管来自互联网网站的阳光预测，但仅仅在这些测量中，它已多次警告我即将下雨。 （左上角的云图）

快速搜索引导我们Sager Algorithm，它只使用非常简单的输入数据。然而，虽然实现声称是开源的，但我没有找到关于算法的代码和科学论文。