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मौसम की भविष्यवाणी कैसे की जाती है, और वह वास्तव में कितनी सटीक है

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संक्षेप में

पूर्वानुमान दैनिक प्रेक्षणों की अरबों संख्या को सुपरकंप्यूटर मॉडल में डालकर बनाए जाते हैं जो वायुमंडल के भौतिकी समीकरणों को हल करते हैं, फिर मॉडल को थोड़ी अलग शुरुआती स्थितियों के साथ दर्जनों बार चलाया जाता है ताकि अनिश्चितता का आकलन किया जा सके। अमेरिकी राष्ट्रीय मौसम सेवा के अनुसार, 5-दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 90% सही होता है, 7-दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 80% सही होता है, और 10 दिन से अधिक के पूर्वानुमान सिक्के उछालने जैसे होते हैं।

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मौसम की भविष्यवाणी अनुमान से नहीं, बल्कि डेटा से शुरू होती है। अमेरिकी राष्ट्रीय महासागरीय और वायुमंडलीय प्रशासन (NOAA) के अनुसार, सुपरकंप्यूटर हर दिन मौसम के गुब्बारों, उपग्रहों, महासागरीय बोयों, रडार, विमान सेंसर और जमीनी स्टेशनों से अरबों प्रेक्षण एकत्र करते हैं, प्रत्येक रीडिंग को तापमान, वायु दबाव, नमी और हवा के लिए एक संख्यात्मक मान में परिवर्तित करते हैं।

प्रेक्षणों से मॉडल रन तक

ये संख्याएं एक संख्यात्मक मौसम भविष्यवाणी मॉडल के लिए शुरुआती बिंदु या 'प्रारंभिक स्थितियां' बन जाती हैं: गणितीय समीकरणों का एक समूह जो बताता है कि हवा कैसे चलती है, गर्म होती है और नमी को कैसे रखती है। NOAA कहते हैं कि इसके सुपरकंप्यूटर वर्जीनिया और फ्लोरिडा के डेटा केंद्रों से प्रति सेकंड 2.8 क्वाड्रिलियन गणनाएं चलाते हैं, मॉडल को छोटे समय के वृद्धि में आगे बढ़ाते हैं, बार-बार वायुमंडल की स्थिति की गणना करते हैं जब तक पूर्वानुमान की अवधि समाप्त नहीं हो जाती, वर्तमान में NOAA के वैश्विक मॉडल के लिए 16 दिन तक।

पूर्वानुमान कार्यकर्ता एक मॉडल पर निर्भर नहीं करते। NOAA नोट करते हैं कि प्रत्येक स्थिति के लिए कई वैश्विक और क्षेत्रीय मॉडल की तुलना की जाती है; जब वे सहमत होते हैं, तो पूर्वानुमान में आत्मविश्वास बढ़ता है, और जब वे अलग होते हैं, तो पूर्वानुमान कार्यकर्ता उस अनिश्चितता को जनता को सूचित करते हैं।

पूर्वानुमान कार्यकर्ता एक बार में दर्जनों संस्करण क्यों चलाते हैं

क्योंकि वायुमंडल अराजक है, शुरुआती डेटा में एक छोटी सी त्रुटि कुछ दिन बाद एक बड़ी त्रुटि में बढ़ सकती है, जैसा कि यूरोपीय माध्यम-श्रेणी मौसम पूर्वानुमान केंद्र (ECMWF) नीचे बताते हैं। इसे संभालने के लिए, ECMWF एक समूह चलाता है: एक ही मॉडल को बहुत सारी बार थोड़ी अलग शुरुआती बिंदुओं से चलाया जाता है। इसका पहला परिचालन समूह दिसंबर 1992 में 33 सदस्य थे; 2023 तक विस्तारित-श्रेणी समूह 101 सदस्यों तक बढ़ गया, मध्य-श्रेणी समूह लगभग 9-किलोमीटर संकल्प पर चलाए जाते हैं। समूह के सदस्यों के बीच का प्रसार दिखाता है कि एक पूर्वानुमान कितना आत्मविश्वासी होना चाहिए।

मॉडल समीकरणों में और प्रारंभिक स्थितियों को निर्धारित करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रेक्षणों में छोटी अनिश्चितताएं तेजी से बढ़ सकती हैं जब वायुमंडल एक अप्रत्याशित स्थिति में हो।

— ECMWF

आज के पूर्वानुमान कितने सटीक हैं

NOAA की उपग्रह और सूचना सेवा, NESDIS, कहती है कि 5-दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 90% सटीक है, 7-दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 80% सटीक है, और 10 दिन या उससे अधिक के पूर्वानुमान केवल लगभग आधे समय सटीक हैं क्योंकि मॉडल भविष्य के डेटा तक पहुंच नहीं सकते और वर्तमान स्थितियों से बाहर की ओर एक्सट्रापोलेट करना चाहिए।

पूर्वानुमान हाल के दशकों में तेजी से सुधारे गए हैं। Met Office, UK की राष्ट्रीय मौसम सेवा, कहती है कि आज का चार-दिवसीय पूर्वानुमान 30 साल पहले एक-दिवसीय पूर्वानुमान जितना सटीक है। Met Office यह भी कहती है कि इसका मॉडल विश्व मौसम विज्ञान संगठन मानकों के विरुद्ध सत्यापित है और यह लगातार दुनिया भर में शीर्ष दो पूर्वानुमान प्रदाताओं में से एक है। अलग से, हमारी दुनिया में डेटा रिपोर्ट करता है कि तीन-दिवसीय पूर्वानुमान, ECMWF का हवाला देते हुए, 1980 के दशक से लगातार सटीक रहे हैं और अब लगभग 97% तक पहुंच गए हैं।

श्रेणी द्वारा रिपोर्ट किए गए पूर्वानुमान सटीकता और त्रुटि
पूर्वानुमान प्रकाररिपोर्ट किया गया आंकड़ास्रोत
5-दिवसीय सामान्य पूर्वानुमानलगभग 90% सटीकNOAA/NESDIS
7-दिवसीय सामान्य पूर्वानुमानलगभग 80% सटीकNOAA/NESDIS
10-दिन या उससे अधिक का पूर्वानुमानलगभग 50% सटीकNOAA/NESDIS
3-दिवसीय पूर्वानुमान (ECMWF सिस्टम)लगभग 97% सटीकहमारी दुनिया में डेटा, ECMWF का हवाला
48-घंटे तूफान ट्रैक, 1970 के दशक बनाम आज200–400 समुद्री मील की त्रुटि, अब लगभग 50 समुद्री मीलहमारी दुनिया में डेटा, अमेरिकी राष्ट्रीय तूफान केंद्र का हवाला
72-घंटे तूफान ट्रैक, 1960–70 के दशक बनाम आज400 से अधिक समुद्री मील की त्रुटि, अब 80 समुद्री मील से कमहमारी दुनिया में डेटा, अमेरिकी राष्ट्रीय तूफान केंद्र का हवाला

संकल्प, कंप्यूटिंग शक्ति और नवीनतम परिवर्तन: AI मॉडल

सुधार का कुछ हिस्सा बेहतर मॉडल ग्रिड से आता है। ECMWF कहते हैं कि इसके क्षैतिज संकल्प 30 वर्षों में लगभग 210 किलोमीटर से 18 किलोमीटर तक गए हैं, और इसके कौशलपूर्ण समूह पूर्वानुमान की अग्रदूत समय औसतन हर दशक में लगभग डेढ़ दिन बढ़ी है। हमारी दुनिया में डेटा जोड़ता है कि Met Office की अपनी पूर्वानुमान ग्रिड लगभग 90-किलोमीटर रिक्ति से 1.5-किलोमीटर रिक्ति तक चली गई है, प्रेक्षण बिंदुओं के बीच के अंतराल को बंद करती है।

नवीनतम बदलाव मशीन सीखना है। 2025 के प्रदर्शन के अपने मूल्यांकन में, ECMWF ने रिपोर्ट किया कि इसकी AI-आधारित पूर्वानुमान प्रणाली, AIFS, 15 दिन तक मध्य-श्रेणी के पूर्वानुमानों के लिए इसके पारंपरिक भौतिकी-आधारित मॉडल की तुलना में 5–15% कम त्रुटियां प्राप्त करती है, और AIFS ��ष्णकटिबंधीय चक्रवात ट्रैक की भविष्यवाणी में पुरानी प्रणाली को काफी हद तक बेहतर बनाया, हालांकि इसने तूफान की तीव्रता को कम आंका। ECMWF ने यह भी कहा कि 2025 ने एक दशक से अधिक में सबसे बड़ी एकल-वर्ष कौशल सुधार ला दिया, जो 2024 के अंत में पेश किए गए सिस्टम अपग्रेड द्वारा संचालित था, जिसमें इसके समूह पूर्वानुमान में सतह के पास के तापमान और हवा की गति में लगभग 10% की कमी शामिल है।

हर पूर्वानुमान समान रूप से विश्वसनीय नहीं है

सटीकता दुनिया के चारों ओर समान रूप से वितरित नहीं है। हमारी दुनिया में डेटा रिपोर्ट करता है कि निम्न आय वाले देश उच्च आय वाले देशों की तुलना में मौसम सेवाओं पर प्रति व्यक्ति 15 से 20 गुना कम खर्च करते हैं, एक अंतर जो स्थानीय पूर्वानुमानों की गुणवत्ता और चरम मौसम के लिए प्रारंभिक चेतावनी प्रणालियों की पहुंच दोनों को प्रभावित करता है।

प्रश्न

मौसम की भविष्यवाणी आगे कितने दिन के लिए विश्वसनीय हो सकती है?
NOAA/NESDIS के अनुसार, 5-दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 90% सटीक है और 7-दिवसीय पूर्वानुमान लगभग 80% सटीक है, लेकिन 10 दिन या उससे अधिक के पूर्वानुमान केवल लगभग आधे समय सटीक हैं।
पूर्वानुमान कभी-कभी एक दिन से दूसरे दिन में क्यों बदलते हैं?
अवलोकन की गई शुरुआती स्थितियों में छोटी त्रुटियां वायुमंडल की अराजक प्रणाली में तेजी से बढ़ सकती हैं, जैसा कि ECMWF बताते हैं, इसलिए जब नया डेटा आता है और फिर से संसाधित होता है तो एक मॉडल की भविष्यवाणी बदल सकती है।
समूह पूर्वानुमान क्या है?
इसका मतलब है कि एक ही मौसम मॉडल को थोड़ी अलग शुरुआती स्थितियों से कई बार चलाना; ECMWF के विस्तारित-श्रेणी समूह में 2023 में 101 सदस्य थे, और परिणामों का प्रसार पूर्वानुमान कार्यकर्ताओं को दिखाता है कि कितने आत्मविश्वास के साथ काम करना है।
क्या मौसम की भविष्यवाणियां वास्तव में बेहतर हुई हैं?
हां: Met Office कहती है कि आज का चार-दिवसीय पूर्वानुमान 30 साल पहले एक-दिवसीय पूर्वानुमान जितना सटीक है, और हमारी दुनिया में डेटा रिपोर्ट करता है, अमेरिकी राष्ट्रीय तूफान केंद्र के आंकड़ों का हवाला देते हुए, कि तूफान ट्रैक की त्रुटियां 1970 के दशक में सैकड़ों समुद्री मील से आज सौ से कम समुद्री मील तक गिरी हैं।
क्या दुनिया के हर हिस्से में पूर्वानुमान समान रूप से अच्छे हैं?
नहीं। हमारी दुनिया में डेटा रिपोर्ट करता है कि निम्न आय वाले देश उच्च आय वाले देशों की तुलना में मौसम सेवाओं पर प्रति व्यक्ति 15 से 20 गुना कम खर्च करते हैं, जो पूर्वानुमान की गुणवत्ता और प्रारंभिक चेतावनी कवरेज को प्रभावित करता है।

स्रोत

  1. NOAA — Weather prediction: It's math!
  2. NOAA/NESDIS — How Reliable Are Weather Forecasts?
  3. Met Office — How accurate are our public forecasts?
  4. Our World in Data — Weather forecasts have become much more accurate; we now need to make them available to everyone
  5. ECMWF — 30 years of ensemble forecasting at ECMWF
  6. ECMWF — 2025 forecast evaluation met with positive feedback

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