В этой статье маг Ольга Васильева отвечает на вопрос «Как синоптики предсказывают погоду?».
Российским метеорологам повезло. Каждый год 23 марта они отмечают сразу два профессиональных праздника: Всемирный день метеорологии и приуроченный к нему День работников гидрометеорологической службы России.
Российской погодой занимаются множество людей. В разбросанной по всей стране структуре Росгидромета — Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды — 8 департаментов, 25 управлений, 61 центр и 17 научно-исследовательских учреждений.
И вся эта мощная система работает ради того, чтобы предсказать, будет утром светить солнышко или накрапывать дождик? О, это было бы замечательно!
На самом деле погодные прогнозы нужны не только тем, кто размышляет, взять с собой зонт или оставить в прихожей. Погода — важнейший социально-экономический фактор, от которого зависят не только наши доходы, но и жизни.
По словам начальника Ситуационного центра Росгидромета Юрия Варакина:
Тенденция не прекращается. Недавно руководитель федеральной службы Александр Фролов сообщил, что в прошедшем 2016 году зафиксировали 988 опасных явлений.
К счастью, российские метеорологи составляют достоверные прогнозы, которые позволяют подготовиться к капризам стихии. Такой вывод следует из того, что доверие граждан к прогнозам погоды растёт. По данным службы за три последних года оно увеличилось на 11%.
Точность метеорологических прогнозов достигает 90−94%. Это довольно высокий показатель, но такие прогнозы действуют не более 5 суток.
Можно составить прогноз и на более длительное время. Предельный срок прогнозирования 7−10 дней, однако точность в этом случае не превысит 70−80%. Почему? 
Фото: Depositphotos
Дело в том, что, как объясняет Ю. Варакин:
До появления искусственных спутников Земли синоптики в своих прогнозах и расчетах опирались исключительно на данные наблюдений наземных метеостанций. Их число ограничено, огромные участки земной поверхности оставались для метеорологов белыми пятнами.
Погодные карты рисовали от руки, отмечая на них холодные и теплые фронты, области высокого и низкого давления. Метеорологов традиционно ругали за низкую достоверность прогнозов, но все понимали, что они делают то, что могут.
С выводом на орбиту первых метеоспутников картина резко изменилась. Поток данных увеличился, синоптикам стала доступна жизненно важная информация, позволившая улучшить понимание и оценку погодных процессов. 
Фото: Depositphotos
Каким бы информативным не был поток данных из космоса, его обрабатывают на земле. Времена, когда метеорологи обсчитывали данные с помощью логарифмической линейки и наносили сведения на карту карандашом, канули в Лету. 
Фото: Источник
Прогнозы рассчитывают, используя сложные математические модели, основанные на уравнениях гидродинамики и теплообмена. Основные формулы моделей известны уже лет сто. Но только используя мощные суперкомпьютеры, метеорологи научились обсчитывать данные с гарантированной точностью.
Судя по тому, что доверие россиян к метеорологическим прогнозам растёт, с суперкомпьютерами у Росгидромета все в порядке.
Что такое синоптический прогноз? А долгосрочный? Чем отличается фактическая погода от прогностической? Как делается прогноз погоды? Можно ли с достаточной точностью предсказать погоду дней на двадцать вперед? Как в этом участвует современная техника?
Я, синоптик, постараюсь ответить на эти вопросы, не перегружая свой рассказ специальными терминами, всякой заумью и незначительными частностями.
На метеостанциях техники-наблюдатели измеряют давление, температуру, скорость и направление ветра, определяют тип и высоту облачности, дальность видимости, отмечают осадки и явления погоды. Все эти данные ранее по телеграфу, а теперь с помощью компьютера, отправляются в метеоцентры, где они наносятся в виде удобного кода на карту погоды у земли и поступают к синоптику для соответствующей обработки и составления прогноза (раньше по факсимильной связи, сейчас по компьютерной). Также два раза в сутки на многих метеостанциях аэрологи запускают радиозонд — воздушный шар, к которому привязан одноразовый прибор с передатчиком. С зонда поступает информация о давлении, температуре и ветре на высотах в атмосферной толще. Вся эта информация обрабатывается и наносится на высотные карты, без которых невозможен полноценный прогноз погоды. Сеть метеорологических наблюдений — основа метеопрогнозов. Если какой-то фрагмент ее перестанет существовать, это непоправимо ударит по метеорологии в целом. Синоптики той местности, куда часто приходят воздушные массы с ненаблюдаемых территорий, останутся без необходимой информации. Заменить ее чем-либо невозможно.
Более подробный, регулярный, ответственный авиационный прогноз, составляемый каждые три часа синоптиком на аэродроме (местные условия надо знать, и свой синоптик есть в каждом аэропорту), включает в себя более подробную информацию о ветре, облачности и ее высоте, видимости, опасных для самолета явлениях.
Приземная синоптическая карта фактической погоды, по которой десятилетиями работают все синоптики мира: |
Описанное выше делается, разумеется, исходя из вполне определенной информации — синоптических карт фактической погоды, которая составляется по данным наблюдений, полученных с многочисленных метеостанций, а также постов. Как уже было сказано, чем гуще эта сеть, тем точнее в конечном итоге будет наш прогноз. Теоретически на него может влиять и точность наблюдений, но практически на карте любая ошибка отдельного наблюдателя нейтрализуется за счет верных наблюдений других станций, создающих правильную общую картину.
Что же представляет собою та карта, по которой приходится работать синоптику? Каждый из нас со школьной скамьи помнит физические карты из географического атласа, где, благодаря проведенным линиям равной высоты над уровнем моря (изолиниям), мы можем приблизительно узнать эту высоту в любой точке, отмеченной на карте. Обычно высота эта градуирована цветом, от зеленого (низменности) до коричневого (горы). То же делается с глубинами водоемов. Так вот, этот же принцип положен и в основу построения синоптических карт, с той только разницей, что изолинии касаются не высоты (глубины), а давления, тоже, кстати, приведенного к уровню моря. Но если географическая карта составляется и обновляется никак не чаще раза в год, а то и реже, то синоптическая карта строится синоптиком (или запрограммированной ЭВМ и дорабатывается синоптиком) не реже раза в шесть часов, а крупномасштабные — и каждые три часа.
Прогностическая синоптическая карта, построенная расчетными методами ЭВМ: |
Современный спутниковый снимок облачности. |
В целом, это и все. Синоптик рассчитывает, откуда придет воздушная масса в его пункт в нужное время, по густоте предполагаемых в его пункте изобар (чем больше перепад давления по горизонтали, тем сильнее ветер), прогнозирует силу и направление ветра по расположению изменения давления, по температуре в месте, откуда пришла масса воздуха, и прежней в пункте — температуру, по обстановке в барическом образовании, ожидаемом в том или ином пункте — облачность и осадки. Для дополнения и уточнения — но никак не в качестве основного и главного! — используется ряд дополнительных материалов: спутниковые снимки облачности, аэрологические диаграммы (позволяющие определить вероятность ливневых осадков), вертикальные разрезы и др. Неверно думать, например, что синоптик по большей части зависит от снимка облачности из космоса, как это считают некоторые. Снимок облачности бывает очень полезен, он позволяет уточнить многое из того, что видно по картам, однако его роль чисто вспомогательная. Без него можно легко обойтись (хотя иногда и с вероятным ущербом для точности прогноза), а вот без карт — совершенно невозможно.
Еще лет 20–25 назад долгосрочный прогноз погоды составлялся вручную особыми методами; теперь же они практически полностью вытеснены расчетами на ЭВМ по специальным программам гидродинамическим методом. Не стоит вдаваться в подробности, но методы эти основаны на математических моделях атмосферы. Если мы говорим о прогнозе на ближайшие двое–десять суток, то всегда имеем дело с результатами такого гидродинамического расчета на ЭВМ. Как я уже сказал, составляют его не синоптики, а так называемые метеорологи-численники.
Сегодня расчеты подобного рода, по сравнению с еще десятилетней давностью, обладают великолепной точностью, о которой раньше не приходилось и мечтать. Это связано с развитием электронно-вычислительной техники. В последнее десятилетие гидродинамический машинный прогноз стал теснить даже краткосрочные прогнозы синоптическим методом. Во всяком случае сегодня, в отличие от прежних лет, синоптик в той или иной степени опирается или ориентируется на него. Расчетная прогностическая карта, сделанная этим методом, является основой в описанном выше синоптическом прогнозе. И если раньше информация из детских книг о том, что работа синоптика заключается в нажатии кнопки на ЭВМ и получении расчетного прогноза, вызывала у посвященных гомерический хохот, то теперь это не так уже и далеко от истины. В том смысле, что у него есть возможность едва ли не полностью довериться такому машинному прогнозу, сделанному численным методом. Другое дело, что чем квалифицированнее и опытнее синоптик, тем больше он надеется на себя и меньше готов внимать машине.
Тем не менее многочисленные популярные прогнозы, публикующиеся в газетах, выходящие на радио, телевидении и в Интернете, обычно относятся именно к этому типу. Часто их называют модельными, ибо они делаются с помощью расчетов, разработанных на основе различных атмосферных моделей. В каждой стране существуют свои модели, часто их несколько. На сегодня наиболее успешно в прогнозах используются американская и две английские модели, реже немецкая. Вот список Интернет-ресурсов, на которых можно почерпнуть прогностическую информацию такого рода:
Так же, как нет двух синоптиков, которые напишут в одинаковых условиях идентичный прогноз, так нет и двух моделей, расчеты которых полностью совпадут. Поэтому часто в разных СМИ прогнозы разные. С чем это связано? Такие программы содержат ряд учитываемых параметров, но в одной модели, скажем, недостаточно учтен фактор снежного покрова и повысившейся отражаемости, другая модель по каким-то причинам плохо учитывает рельеф местности и неточно рассчитывает трансформацию воздушных масс и т. д. В определенных условиях прогнозы одних моделей могут быть лучше других, в иных случаях — наоборот. Зимой, скажем, точнее одна модель, летом — другая.
Прогнозы более чем на десять суток пока невозможно сделать с необходимой точностью даже с помощью расчетов на ЭВМ. Они делаются сложными старыми методами и обычно имеют самый ориентировочный характер. Отмечу, что и расчеты на 8–10 суток уже часто как бы сдвигаются на день-другой. Поэтому, если сегодня мы читаем на таком-то метеосайте, что через 10 дней будет 20° тепла, то должны быть готовы к тому, что это случится через 8 или 12 дней. Если угадана тенденция, прогноз на такой срок считается хорошим.
Скажу сразу о самой распространенной причине – непонимании потребителями прогнозов сути дела. Самое характерное: прогноз слышали на завтра по Москве, а решили его проверять сегодня в Петербурге. Стоит ли удивляться, что многое не сходится? Чаще бывают менее вопиющие случаи, но такие же по сути. Вывод: следует слушать, на какое время и в каком пункте дается прогноз.
Все это — непонимание сути и принципов прогноза, безалаберность журналистов, искажение информации — влечет за собой подрыв репутации метеорологов вообще и синоптиков в частности, недоверие людей к прогнозу погоды. На самом деле сегодня прогнозы погоды, особенно краткосрочные, находятся на весьма высоком, удовлетворяющем потребности народного хозяйства уровне.
Метеорологическая служба нашей страны, как и службы всего мира, успешно справляется с обслуживанием и авиации, и потребностей народного хозяйства. Развитие науки и техники делает прогнозы все более долгосрочными и надежными.
Поделитесь этой страницей в соц. сетях или добавьте в закладки:
Наши предки были гораздо ближе к природе. Они хорошо понимали ее закономерности, умели чувствовать и правильно оценивать малейшие изменения в окружающей среде, и по ним предсказывать, как изменится погода. Времена изменились, мы отдалились от природы, наша жизнь заполнилась многочисленными технологическими изобретениями, а желание знать, какая будет погода в СПб завтра или в ближайшие дни осталось прежним. Ведь неожиданный дождь или похолодание могут сорвать все планы на выходные или отпуск у моря.
Какие методы используются, чтобы предсказать погоду
Как бы свысока мы ни относились к способам предугадывать погоду, которые использовали в древности, мы все-таки помним некоторые простые народные приметы и ориентируемся на них. Например, если домашние птицы не прячутся от дождя, мы догадываемся, что ненастье прекратится довольно быстро. А если ласточки и стрижи начинают летать слишком близко к земле – ждем, что с неба вот-вот польет. Но все же современному человеку лень внимательно наблюдать за растениями и животными, чтобы по ним предсказывать погоду, и он доверяет это дело метеорологам.
А они используют два основных метода: синоптический и численный. Первый основан на анализе погодных карт. Они составляются по данным, которые добывают метеорологические спутники и самолеты, наблюдающие за изменениями в атмосфере. По картам синоптики определяют районы с пониженным или повышенным давлением, выясняют, как будет перемещаться воздух, где можно ожидать осадки и т.д. Долгосрочные прогнозы таким способом не сделать, но составить представление о погоде в обозримом будущем вполне возможно.
Численный метод построен на математических расчетах. При этом за основу берутся данные метеорологических станций. Поскольку данные эти поступают не так быстро, как хотелось бы, и возникают те самые ошибки в прогнозах, над которыми так любят подшучивать в анекдотах.
Еще один современный способ – статистический, когда на основании состояния атмосферы Земли в прошлом и настоящем делается прогноз на будущее. Самым эффективным считается сочетание нескольких методов.
Но когда радио, телевидение или Интернет недоступны, мы по-прежнему выглядываем за окно, присматриваемся к поведению животных, наблюдаем за растениями и полагаемся на древнее чутье, чтобы попытаться угадать, какая погода ждет нас завтра.
Читайте также:
Загрузка...