大多数美国人都有理由抱怨不可预测的天气。作为一个拥有闪耀的海洋、雄伟的山脉和果实累累、风沙肆虐的平原的中纬度国家,我们几乎受到了气象学家所认为的每一种天气类型的影响。所以也许你听说过线:“如果你不喜欢芝加哥的天气,等五分钟。”或者你听说它适用于离你更近的城市:丹佛或旧金山或亚特兰大或波士顿.
但是在这个国家,哪里的天气真的是最不可预测的呢?
我们将通过比较每日天气模式和长期平均值来具体回答这个问题。当天气偏离这些长期趋势更多时,我们会将其定义为更不可预测。
气象学家称之为长期平均值气候学天气预报已经超越了气候学,采用了更先进的技术,但在一些城市,气候学本身做得非常好。以凤凰城为例。下表比较了2011年至2013年间凤凰城每天的高温与本周20年平均水平相比有疑问。在凤凰城的一个典型的日子里,高温与长期平均温度仅相差5至6度。你可以提前几年在凤凰城计划一场婚礼或高尔夫锦标赛,并对气温有相当的信心。
对于丹佛来说,情况并非如此。在过去三年里,气候学平均错过了9到10度的高温。平均来说,丹佛每隔一周就发生一次20度或以上的失误,这在凤凰城几乎从未发生过。
明白了吗?我们将为120个美国城市做这项工作,每个城市都有一名代表50个州的120个国家气象局预报办公室.(通常,我们使用该地区最大的机场气象站的数据。)我们将对10个天气统计数据进行统计,而不仅仅是高温数据。然后,我们可以将这些统计数据结合起来,对每个城市的天气不可预测性进行总体衡量。
提醒一下,我们的目标是评估天气的不可预测性,而不是评估天气是好是坏。在圣地亚哥,一级近似值是72度,阳光充足。在西雅图,一级近似值是59度,下着毛毛雨。大多数人更喜欢圣地亚哥的天气,但这两个城市都有相当可预测的天气模式。
我们也不关心全年的天气变化有多大,只要天气可以预测。实际上,季节性波动较大的城市通常也有较高的日常不可预测性,但也有例外。例如,凤凰城的气温有明显的季节变化(1月的平均高温为67度,8月为106度),但日平均气温与季节平均气温相差不大。所以它的温度变化率是可以预测的。同样,一个城市在春季经常会有雷雨,但在一年的剩余时间内很少有雷雨发生,这将被视为比任何时候都可能发生雷雨的城市更容易预测的天气。
我们将要评估的统计数据分为三大类。
第一,温度:
第二,降水:
- 降雨量,单位为英寸;
- 降雪,单位:英寸雪(而非液体当量);
- A类二进制变量表示降水的存在或不存在(不考虑降水的类型或数量)。如果24小时内有任何降水,我们将此变量记为一。否则,它是零。
最后,恶劣的天气以及促成它的条件:
- 风速;
- 湿度;
- 云层覆盖;
- 一个二进制变量,指示当天该市是否发生了恶劣天气事件(雷暴、龙卷风或冰雹)。
我们对数据进行了清理,以确定极端异常值和明显的数据输入错误,并在计算每周平均值之前将其删除。然后我们计算了均方根偏差对于每个变量。因为所有的统计数据都在不同的尺度上——温度为华氏度,风速为英里/小时——我们标准化的在将它们平均起来之前,将它们归为一个共同的量表。
这是一项艰巨的工作,但它使我们能够生成这个有趣的地图:
在我们测试的城市中,天气最不可预测的是南达科他州的拉皮德市。恭喜你,Rapid City!
Rapid City地区机场的国际民航组织代码为克拉普这也很好地描述了拉皮德城的天气。1月份的气温可能是30度,或者很容易达到12度。下雪刮风,容易大而意外的冬季风暴从7月到9月,几乎25%的天气都有雷雨,超过了全国平均水平。
但Rapid City并不孤单;大平原和中西部上地区的其他城市占据了最不可预测的榜单。在拉皮德城之后,蒙大拿州的大瀑布是天气最不可预测的地区;密歇根州霍顿;南达科他州苏福尔斯;北达科他州法戈;明尼苏达州德卢斯;北达科他州俾斯麦;南达科他州阿伯丁;内布拉斯加州格兰德岛;以及蒙大拿州的格拉斯哥。
这些城市大多是内陆城市。湖泊或海洋的存在会导致天气问题,例如大量湖泊效应雪位于密歇根州上半岛的霍顿(约为纽约臭名昭著的白雪皑皑的水牛城的两倍)。但水通常更能调节温度和恶劣天气。
这些城市之间的另一个共同点是,居住在其中的人并不多。事实上,在我们名单上排名前23位的城市中,没有一个在美国人口最多的50个地铁区域。在人口最多的地铁区域内,天气最不可预测的城市如下:
- 密苏里州堪萨斯城;
- 俄克拉荷马城;
- 明尼阿波利斯;
- 辛辛那提;
- 印第安纳波利斯;
- 圣路易斯;
- 阿拉巴马州伯明翰;
- 波士顿;
- 密尔沃基;
- 达拉斯。
这份名单中,中西部的内陆城市也占据主导地位(取决于你如何定义区域). 东北部有少量城市,南部有几个内陆城市。
为了更深入地了解这些差异的来源,我们可以将评级分为三个主要的子成分:温度、降雨量和恶劣天气。这是温度不可预测性的地图:
你可以很容易地辨认出落基山脉之路在这张地图上。它们以东的城市,如丹佛和蒙大拿州的大瀑布,比它们以西的几乎任何地方都有更多不可预测的温度。
太平洋以东和墨西哥湾的城市气温最可预测。圣地亚哥的气温是美国大陆上最可预测的地方(檀香山的气温总体上最可预见)。西雅图和旧金山的气温可预测性很强,佛罗里达半岛也是如此。
不可预测的降水模式地图主要由该国东半部的城市绘制:
没有什么比霍顿更棒了,霍顿的降雪量是我们评估的任何其他城市的两倍,夏季也可能有相当多的降雨。
但为什么像西雅图和俄勒冈州波特兰这样臭名昭著的潮湿城市排名不高呢?两者都有相当频繁的降水;西雅图的降水天数在全国排名第八(在我们追踪的120个城市中),波特兰排名第九。但通常有轻微降水。例如,1994年至2013年间,波特兰的降雨量至少为1英寸,只有1.2%的时间,而美国城市的平均降雨量为2.1%。它们的降水模式也是季节性的,因此更容易预测。西雅图历史上1月份有71%的天数有降水,而7月份只有19%。
如果你想作为一名天气预报员过一种轻松的生活,你应该在拉斯维加斯、凤凰城或洛杉矶找一份工作。预测这些城市中的一个不会下雨,你90%的时候都是对的。
恶劣天气条件的频率比一般降水的出现频率更为特殊。但是最容易出现不可预测的恶劣天气的地区的地图通常如下龙卷风走廊从南达科他州到俄克拉荷马州和德克萨斯州北部的城市位居榜首。
海洋和湖泊往往会减少恶劣天气的频率,并使其发生更具可预测性。但也有一些例外,尤其是从北卡罗来纳州到缅因州的大西洋海岸。像波士顿和纽约这样的城市没有太多雷暴,但它们的风向和湿度水平相当不可预测。这些可能会在匆忙中加剧风暴的严重程度,尤其是在冬季。
想要更准确地估计您所在城市的排名吗?如前所述,我们将10种天气条件转换为一个通用的尺度;具体来说,这是一个普通的量表,其中66代表平均值。为什么是66?因为当我们查看天气数据时,它应该是一个直观的值。我们跟踪的120个气象站全年的平均高温约为66度。
值越大,表示不可预测性越强:
- 分数在80或以上表示不可预测性很高。
- 70年代的分数表明不可预测性高于平均水平。
- 60年代的分数表示平均不可预测性。
- 50年代的得分表明相对可预测的天气模式。
- 40岁或以下的分数表示天气具有高度可预测性。
我们的方法有一些局限性。例如,它反映了日常的不可预测性,而不是每小时的不可预见性。也许天气更不可预测小气候而不是我们追踪的机场气象站。然而,一些以不可预测天气著称的城市排名低于您的预期:
- 与全国其他地区相比,旧金山的天气模式非同寻常(例如,从历史上看,九月是旧金山最热的月份)。但他们是可以预见的不寻常,至少每天(如果不一定是每小时一次)。与西海岸其他地区一样,旧金山很少出现恶劣天气。
- 芝加哥的天气比平均水平稍微更不可预测,但也不超过平均水平。这里四季分明,气温波动很大,尤其是在春季。但这里没有特别不可预测的恶劣天气或降水模式。它不是都那么多风吗尽管有这个绰号,但它很少有湖面效应的雪,因为风通常从西向东吹过密歇根湖,而不是吹入芝加哥。
- 水牛城的确有大量的湖面雪,并且有不可预测的风型。但其湿度水平和云层覆盖模式相当可预测,这减少了冬季和早春以外的恶劣天气。
- 丹佛虽然是全国最不可预测的高温地区之一,也可能会有一系列恶劣天气,但它的降雨模式(通常不多)和云层覆盖(通常是晴天)相当可预测。及其问题往往集中在春季; 可以预见,丹佛的夏季天气通常温和。
这些城市仍然有很多不可预测的天气。但如果你不喜欢芝加哥或丹佛的天气,那就要庆幸你不用去应付他们在拉皮德城的克拉普。