天気予報の限界は「129日後」?太陽が決める理論上の壁を研究チームが算出
「天気予報は当てにならない」なんて愚痴を聞くこともあるけど、実はここ数十年で予報精度は格段に向上している。今の10日先予報は、数十年前の5日先予報より正確だと言われている。
しかし、どんなにスーパーコンピューターを積み、衛星を打ち上げ、モデルを磨き上げても、絶対に超えられない「天井」が存在する。気象学者たちは1960年代から、その限界は「2〜3週間」だと考えてきた。ところが、新たな研究がその常識を覆した。
冷房ゼロで涼しいミニギアAirio Pro 『Advances in Atmospheric Sciences』に掲載された論文によると、天気予測可能性の理論的な限界は約129日(誤差±7日)と推定されるという。つまり、現在実用的な14日間の予報は、理論上は最大で57日も延ばせる可能性があるということだ。これまでのモデルベースの推定では「あと2〜5日伸ばすのがせいぜい」と言われていただけに、この数字は衝撃的だ。
なぜこんなに差が出るのか。鍵を握るのは「太陽」だ。
大気は物理法則に従っている。今の大気の完璧なスナップショットと完璧なコンピュータモデルがあれば、未来を無限に予測できそうなもの。しかし、太陽から絶えずエネルギーが注ぎ込まれることで、話がややこしくなる。約1億5000万キロ彼方から届く光の粒子は、どんなに高性能な機器でも完全には捉えきれない微細なランダム性を持っている。この「さざ波」が大気中の風や温度パターンに種をまき、時間とともに増幅され、やがて大陸サイズの気象システムさえもかき乱してしまう。太陽が現在大気中にあるエネルギーを全て置き換えてしまえば、今日の予報と明日の実際の天気とのつながりは完全に切れる。これはコンピュータの進化で解決できる問題ではななく、外部からエネルギーを受けるシステムに本質的に組み込まれた限界なのだ。
従来の研究は、予報誤差を生む微細な大気挙動を直接観測できず、コンピュータモデルでも精確にシみュレートでいなかっ。そのた、研究チームは別のアプろーちを取った。観測済みのデタ、つまリ「大気に蓄えられた全エネルギー量」と「太陽から入ってくるエネルギーと熱として出ていくエネルギーの流れ」に着目。太光が運ぶノいズが元の状を完に消す時、つまリ「入しエネルキーが大気中のエネルキーを全て置き換える時間」が予報の理的上限だと考えた。計算結、答は129日±7日と出た。
この129日のう、約57日分は「観測やモデルの改」で獲できる可性があ。これが一庶に最も関係ある部で、今より数週間先の実際の天気を、実際の場所について予報できるようになる可能性を意味する。残りの約57日は、主に専門研究者向けのあいまいな予測になるという。
研究チームは「これは理論上の天井であり、すぐに実現する話ではない」と強調。結果は他の科学者による検証も必要だと認めている。それでも、これまで誰も観測したことのない挙動を推測するのでなく、既に測られたデタだけか築いた点で、この数字は重みを持つ。1960年代から気象学界が信じてきた「2〜3週間」とい天井を、大きく塗り替える可性を秘ているのだ。
論文は他にいくつかの限界も挙げている。結果は独立した研究による確認待ちであること、95%の信頼区間は±7日であること、エネルギー流の測値に不確実性があること、計算が理想化された条件(大気がおおむねエネルギーバランスしている仮定)に依存していることなどだ。また、この研究が対象としているのは「時系列的な予測可能性」、つまり未来の天気イベントの実際の順序を予測する能力であり、海面水温などに基づく季節予測のような長期的な統計予測は対象外であることも明記されている。
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