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Neue Methoden zur Vorhersage von Seewinden auf Long Island

Forscher haben eine neue Methode entwickelt, um Seebrisen mit Hilfe von Wetterdaten über Nacht vorherzusagen.

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Die Meeresbrise ist ein Wetterereignis, das auf Long Island häufig vorkommt, besonders im Frühling und frühen Sommer. In diesen wärmeren Monaten kann die Temperatur an Land viel höher sein als die des Ozeans. Dieser Temperaturunterschied sorgt dafür, dass die Winde die Richtung ändern, was die Lufttemperaturen senken und sogar zu Regen und Gewittern führen kann. Vorhersagen zu können, ob an einem bestimmten Tag eine Meeresbrise auftreten wird, kann für Wettervorhersager sehr hilfreich sein.

Eine aktuelle Studie hat untersucht, wie man mit einer fortschrittlichen Methode Meeresbrisen vorhersagen kann, indem Wetterbedingungen von der vorherigen Nacht analysiert werden. Die Forscher konzentrierten sich auf Daten von einer Wetterstation, die ein paar Meilen im Landesinneren liegt. Sie sammelten Informationen über vier Jahre, von 2017 bis 2020. Wichtige Faktoren, die darauf hindeuten, ob eine Meeresbrise stattfinden wird, sind hoher oder stabiler Luftdruck, hoher oder stabiler Taupunkt und Winde, die in der Nacht vom Ozean kommen. Im Juni 2020 war diese Methode etwa zu 74 % genau.

Traditionell beinhaltet die Vorhersage von Meeresbrisen, die aktuellen Temperaturen von Land und Meer zu betrachten. Allerdings nutzt die Methode dieser Studie die Wetterdaten, die über Nacht gesammelt wurden, was den Vorhersagern helfen könnte, ein besseres Bild davon zu bekommen, was sie erwarten können.

Was ist eine Meeresbrise?

Zu verstehen, was eine Meeresbrise ist, hilft, ihre Bedeutung zu begreifen. Eine Meeresbrise tritt auf, wenn der Wind vom Ozean zum Land weht. Das passiert, weil sich das Land schneller erhitzt als der Ozean, was einen Temperaturunterschied verursacht, der zu Windbewegung führt. Auf Long Island, besonders an der Südküste zum Atlantischen Ozean hin, können Meeresbrisen einen bedeutenden Einfluss auf das lokale Wetter haben.

Diese Brisen können die Temperaturen um etwa 5-10 Grad Celsius senken und mehrere Meilen ins Landesinnere reichen. Zum Beispiel zog am 7. Juni 2001 eine Meeresbrise am Nachmittag ins zentrale Long Island und verursachte spürbare Temperaturrückgänge entlang der Küste. Forschungen haben gezeigt, dass Meeresbrisen tendenziell am häufigsten im Juni vorkommen, wenn die Temperaturen von Land und Ozean stark variieren. Eine neuere Analyse von Meeresbrisen hat ergeben, dass es im Durchschnitt etwa 32 Meeresbrisentage pro Jahr gibt.

Warum ist die Vorhersage von Meeresbrisen wichtig?

Die Fähigkeit, Meeresbrisen vorherzusagen, könnte aus vielen Gründen sehr wertvoll sein. Long Island hat eine hohe Bevölkerungsdichte, daher kann es hilfreich sein zu wissen, wann kühlere Meeresbrisen eintreffen, um die Energieplanung, Outdoor-Events und Freizeitaktivitäten zu unterstützen. Es hilft den Menschen auch, Wetteränderungen zu verstehen. Wenn Vorhersager wissen, dass eine Meeresbrise stattfinden wird, können sie die Leute über mögliche Wetteränderungen, wie starken Wind oder Regen, warnen.

Durch die Nutzung von Daten der vorherigen Nacht wollten die Forscher die Genauigkeit der Vorhersagen für Meeresbrisen verbessern. Ziel war es herauszufinden, ob bestimmte Wettermuster darauf hinweisen könnten, ob die Brise eintreffen würde.

Methodologie

Um Meeresbrisen vorherzusagen, verwendete die Studie einen neuartigen Algorithmus namens -Basis. Dieser Algorithmus hilft dabei, wichtige Regeln in Wetterdaten zu entdecken, die binär waren, was bedeutet, dass Beobachtungen als Ja (1) oder Nein (0) erfasst wurden. Die Forscher sammelten Wetterbeobachtungen an der Hofstra University in Nassau County. Die Daten beinhalteten Variablen wie Temperatur, Luftdruck, Taupunkt und Windrichtung.

Damit ein Tag als Meeresbrisentag eingestuft werden konnte, wurden bestimmte Kriterien festgelegt. Die Höchsttemperatur musste zwischen 10 Uhr und 15:30 Uhr gemessen werden, und mindestens 70 % der danach genommenen Windrichtungslesungen mussten vom Ozean kommen. Die Entscheidung, Tage zu klassifizieren, berücksichtigte auch andere Wettertypen, um sicherzustellen, dass die Vorhersagen genau waren.

Wichtige Wetterfaktoren für Vorhersagen

Die Studie konzentrierte sich auf einige wichtige Wetterparameter, die auf die Wahrscheinlichkeit einer Meeresbrise hinwiesen. Dazu gehören:

  1. Druck: Ein steigender oder stabiler Luftdruck während der Nacht erhöhte die Chancen auf eine Meeresbrise. Hoher Druck bedeutet in der Regel klare Himmel und weniger Störungen in der Atmosphäre.

  2. Taupunkt: Ein hoher oder stabiler Taupunkt, der die Feuchtigkeit in der Luft misst, war ebenfalls ein starker Faktor. Ein stabiler Taupunkt zeigt an, dass die Luft ein konsistentes Feuchtigkeitsniveau hat.

  3. Windrichtung: Damit sich die Meeresbrise bilden kann, müssen die Winde vom Ozean kommen. Daher waren Anlandewinde in der Nacht entscheidend.

Durch die Analyse dieser Parameter von der vorherigen Nacht konnten die Forscher die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Meeresbrisen genauer vorhersagen.

Klassifikation der Tage

Ein systematischer Ansatz wurde gewählt, um Tage entweder als Meeresbrisen- oder Nicht-Meeresbrisentage zu klassifizieren. Die Forscher nutzten auch frühere Studien, die Meeresbrisen auf Long Island untersucht hatten. Sie betrachteten Muster über mehrere Jahre, was half, ein umfassenderes Verständnis dafür zu entwickeln, wann Meeresbrisen typischerweise auftreten.

Sie analysierten 120 Tage von Daten über vier Juni-Monate in den untersuchten Jahren. Davon wurden 54 Tage als Meeresbrisentage klassifiziert, während andere entweder Nicht-Meeresbrisen- oder sehr feuchte Tage waren, an denen die Luftfeuchtigkeit ungewöhnlich hoch war. Tage mit bestimmten Wettertypen, die durch ein festgelegtes Klassifikationssystem bestimmt wurden, wurden ebenfalls automatisch als Nicht-Meeresbrisentage markiert.

Ergebnisse und Genauigkeit

Nach der Analyse der Daten fanden die Forscher heraus, dass Bedingungen wie steigender Druck, Anlandewinde und stabile Taupunkte Indikatoren für Meeresbrisentage waren. Die allgemeine Vorhersagegenauigkeit war ziemlich beeindruckend, besonders wenn man die Nutzung von Daten berücksichtigt, die über Nacht gesammelt wurden.

Die Ergebnisse deuteten darauf hin, dass die Methode eine enorme Hilfe für Vorhersager sein könnte. Allein im Jahr 2020 waren die Vorhersagen etwa 74 % genau. Diese Methode zeigt vielversprechend, dass sie den Vorhersagern ein zuverlässiges Werkzeug bieten kann, das bei der Vorhersage lokaler Wetteränderungen, die mit Meeresbrisen verbunden sind, helfen kann.

Fazit: Die Zukunft der Meeresbrisen-Vorhersage

Die Meeresbrise hat einen bedeutenden Einfluss auf die Wetterbedingungen auf Long Island, und die Fähigkeit, ihr Vorkommen vorherzusagen, kann den Einheimischen und Vorhersagern sehr zugutekommen. Durch die Nutzung des -Basis-Algorithmus, der sich auf die Wetterparameter der Nacht konzentriert, haben die Forscher möglicherweise eine Methode entwickelt, die die Vorhersagegenauigkeit verbessert.

Die Studie eröffnet die Möglichkeit für zukünftige Forschungen, Vorhersagen unter Verwendung historischer Wetterdaten zu verfeinern. Wenn im Laufe der Zeit mehr Wetterdaten gesammelt werden, könnte der Algorithmus noch genauer werden. Darüber hinaus könnte dieser Ansatz möglicherweise auch auf andere Küstenregionen angewendet werden, wo ähnliche Bedingungen herrschen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Meeresbrise mehr ist als nur ein Wetterereignis; sie ist ein Phänomen, das das tägliche Leben, den Energieverbrauch und Freizeitaktivitäten entlang der Küste prägt. Mit besseren Vorhersagemethoden können die Gemeinden besser auf die Wetteränderungen vorbereitet werden, die durch Meeresbrisen verursacht werden.

Originalquelle

Titel: Importance of overnight parameters to predict Sea Breeze on Long Island

Zusammenfassung: The sea breeze is a phenomenon frequently impacting Long Island, New York, especially during the spring and early summer, when land surface temperatures can exceed ocean temperatures considerably. The sea breeze influences daily weather conditions by causing a shift in wind direction and speed, limiting the maximum temperature, and occasionally serving as a trigger for precipitation and thunderstorms. Advance prediction of the presence or absence of the sea breeze for a certain location on a given day would therefore be beneficial to weather forecasters. To forecast sea breeze occurrence based on the previous night's weather conditions, we used a novel algorithm called the $D$-Basis. We analyzed sea breeze data from a recent four year period (2017-2020) at a single weather station several miles inland from the coast. High or constant station pressure, high or constant dew point, and onshore wind from the previous night were found to be strong predictors of sea breeze formation the following day. The accuracy of the prediction was around 74\% for June 2020. Unlike other prediction methods which involve the comparison of sea surface and land surface temperatures in near real time, our prediction method is based on the parameters from the prior night, allowing it to potentially aid in advanced forecasting of the sea breeze.

Autoren: Kira Adaricheva, Jase E. Bernhardt, Wenxin Liu, Briana Schmidt

Letzte Aktualisierung: 2023-09-04 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://arxiv.org/abs/2309.01803

Quell-PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.01803

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

Vielen Dank an arxiv für die Nutzung seiner Open-Access-Interoperabilität.

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