天気予報はどのように作られるか、そして実際にはどのくらい正確なのか

天気予報はデータから始まり、推測からではありません。米国海洋大気圏局（NOAA）によると、スーパーコンピュータは気象気球、衛星、海洋ブイ、レーダー、航空機センサー、地上局から毎日数十億の観測値を収集し、各測定値を温度、気圧、湿度、風の数値に変換します。

観測値からモデル実行へ

これらの数値は、数値天気予報モデルの開始点または「初期条件」になります。数値天気予報モデルは、大気がどのように動き、加熱され、湿度を保持するかを説明する一連の数学方程式です。NOAAによると、スーパーコンピュータはバージニア州とフロリダ州のデータセンターから1秒間に2.8クアドリリオンの計算を実行し、短い時間増分でモデルを進め、予報期間が終わるまで大気の状態を何度も再計算します。現在、NOAAのグローバルモデルでは16日先までです。

予報担当者は1つのモデルに依存していません。NOAAは、各状況に対していくつかのグローバルおよび地域モデルが比較されており、合意した場合は予報への信頼が高まり、相違がある場合は予報担当者は公開でその不確実性を伝えることに注意しています。

なぜ予報担当者は同時に何十個ものバージョンを実行するのか

大気はカオス的であるため、初期データのわずかなエラーは数日後に大きなエラーに成長する可能性があります。これは欧州中期天気予報センター（ECMWF）が以下で説明しています。これを管理するために、ECMWFはアンサンブルを実行します。つまり、わずかに異なる開始点から何度も同じモデルを起動します。1992年12月の最初の運用アンサンブルは33メンバーでした。2023年までに、拡張範囲アンサンブルは101メンバーに成長し、中期間アンサンブルは約9キロメートルの解像度で実行されます。アンサンブルメンバー間の広がりは、予報がどの程度確信できるかを示しています。

今日の予報の精度は

NOAAの衛星および情報サービスであるNESDISは、5日間予報は約90%の時間で正確であり、7日間予報は約80%の時間で正確であり、10日以上の予報は、モデルが将来のデータにアクセスできず、現在の条件から推外挿する必要があるため、約50%の時間でのみ正確であると述べています。

予報は過去数十年で大幅に改善されました。英国の国立気象サービスであるメット・オフィスは、その4日間予報は30年前の1日間予報と同じくらい正確であると述べています。メット・オフィスはまた、そのモデルが世界気象機関の基準に対して検証されており、一貫して世界中のトップ2の予報提供者の間でランク付けされていると述べています。別に、Our World in Dataはエクムワフを引用して、3日間予報は1980年代から一貫して正確であり、現在は約97%に達していると報告しています。

解像度、計算能力、そして最新の変化：AIモデル

改善の一部は、より細かいモデルグリッドから来ています。ECMWFは、その水平解像度が30年間で約210キロメートルから18キロメートルに移行し、熟練したアンサンブル予報の誘導時間が平均して1十年あたり約1.5日成長していると述べています。Our World in Dataは、メット・オフィスの予報グリッドが約90キロメートル間隔から1.5キロメートル間隔に移行し、観測点間のギャップを埋めていると追加しています。

最新のシフトは機械学習です。2025年のパフォーマンス評価で、ECMWFは、そのAIベースの予報システムであるAIFSが、15日先の中期間予報に対して従来の物理ベースのモデルより5～15%低いエラーを生成し、AIFSは熱帯低気圧の進路を予測する際に古いシステムを大幅に上回ったが、嵐の強度を過小評価したと報告しました。ECMWFはまた、2025年は1十年以上で最大の単一年のスキル改善をもたらし、2024年末に導入されたシステムアップグレードが原因であり、アンサンブル予報での近地表温度と風速のエラーの約10%削減を含むと述べました。

すべての予報が同等に信頼できるわけではありません

精度は世界中で均等に分布していません。Our World in Dataは、低所得国が気象サービスに1人当たり15～20倍少ない支出をしていると報告しており、これは地元の予報の品質と極端な気象のための早期警報システムの到達範囲の両方に影響します。