Служение стихиям нетерпит суеты: прогнозы гидрометцентра

По спутниковым снимкам, обширно дешёвым в сети, возможно проследить тенденции недавнего перемещения атмосферных фронтов и вихрей и в мыслях экстраполировать их на ближайшие часы. Но сделать на базе этих снимков предсказание на день-второй вперед нереально
Тропические циклоны, они же тайфуны либо ураганы, — одно из самых разрушительных погодных явлений

Многие области индустрии во многом зависят от погоды. Скажем, для обычной деятельности электростанций надежный прогноз погоды совсем нужен: он разрешает планировать производство электричества, избегая перегрузок и не расходуя понапрасну ресурсы
Семейство спутников GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite, геостационарный спутник слежения за окружающей средой) — один из главных элементов национальной работы погоды в Соединенных Штатах.

Космические фотоснимки, сделанные в видимом либо ИК-диапазонах, разрешают в настоящем времени отслеживать перемещения ураганов
Для получения более надежного прогноза погоды требуется знать, скорость ветра и какова температура на разных высотах. Взять эти сведенья возможно посредством метеорологического зонда — шара, наполненного гелием либо водородом, с прикрепленным к нему блоком разных датчиков и совокупностью передачи данных по радио

Метеорология, в частности так именуется наука об прогнозах и атмосфере погоды, — это анахронизм, дошедший до нас со времен Аристотеля, автора «Метеорологики» — трактата о небесных явлениях. В те времена считалось, что на небе все трансформации происходят в одной природной сфере, соответственно, должны изучаться одной наукой. Аристотель подобрал ей наименование, исходя из греческого слова ta metewra (ta meteora) — «предметы в воздухе».

К ним ученый причислял кометы и дожди, метеоры и град, радуги и полярные сияния, гидрометеоры, другими словами «предметы», складывающиеся из воды либо льда. Звезды к метеорологии, согласно точки зрения Аристотеля, не относились: они считались тогда неподвижными и неизменными.

В Средние века наука о природе пришла в упадок, объяснение природных явлений стало прерогативой церкви. На тысячу с лишним лет закончилось всякое перемещение идей в метеорологии, если не считать фантазий астрономов. Была, действительно, еще одна необычная форма обобщения метеорологических знаний — народные приметы погоды.

В середине XVII века была сделана первая попытка сравнить в один момент эти из десяти городов. Средства на это выделил герцог Фердинанд Тосканский. Эти данной первой метеорологической сети доставляли на лошадях — медленнее ветра, да и применять их для составления прогноза еще не умели.

В начале XVIII века был предложен первый стандарт для ведения записей о метеонаблюдениях. Их стало легче обрабатывать и создавать архивы — накапливать статистику, а после этого пробовать применять ее для прогноза.

Первые прогнозы

С 1725 года сравнительно не так давно созданная Русский Академия наук начала регулярные (два раза, а с 21 марта 1726 года — трижды в сутки) инструментальные наблюдения температуры воздуха, давления, силы и направления ветра, облачности, гидрометеоров, гроз, высоты воды, замерзания и вскрытия Невы посредством созданной в Петербурге муниципальный сети метеорологических станций. Скоро наблюдательные станции начали появляться и в других частях России. Российская Федерация в то время была одной из немногих государств, где совокупность регулярных метеорологических наблюдений, служба погоды и сеть станций создавались на примерном уровне.

В Европе эта мысль взяла признание позднее. 14 ноября 1854 года страшный ураган нанес серьезный ушерб англо-французскому флоту, блокировавшему Севастополь. Погибло и взяло повреждения множество судов, среди затонувших судов был и известный «Тёмный принц», везший жалование британской армии.

Министр обороны Франции маршал Вальян, выяснив, что данный ураган наблюдался незадолго до в Средиземноморье, обратился к директору Парижской астрономической обсерватории Урбену Леверье прося изучить вопрос. Тот запросил сотрудников по всей Европе о погоде, прошедшей с 12 по 14 ноября 1854 года, и взял более 250 ответов. Обработав ответы и проследив путь бури, Леверье представил Наполеону III проект громадной метеорологической сети для оповещения моряков о приближении бурь.

Спустя три дня Леверье при содействии телеграфов директора и главного почт представил Французской академии карту погоды, отвечавшую состоянию всего на пара часов назад. Через полтора месяца была организована сеть из 13 систематично телеграфирующих станций. Через два года весточки стали приходить из семи европейских столиц, включая Петербург.

Во второй половине 50-ых годов девятнадцатого века обсерватория каждый день печатала интернациональный бюллетень.

Глобальная сеть

Погода на Земле зависит от Солнца. Его излучение нагревает земную поверхность и атмосферу. Из-за неоднородности особенностей поверхности Почвы нагрев ее происходит неравномерно, появляются давления и перепады температуры, в следствии воздушные веса приходят в перемещение.

Дальше в воздействие вступает множество сложных механизмов, управляющих эволюцией погоды (причем не все из них изучены).

Наблюдения за текущей погодой — фундамент пирамиды прогноза погоды, что складывается из множества кирпичиков: наземные метеостанции, простые и специальные суда, метеобуи, дрейфующие по просторам океана, самолеты и метеоспутники. Каждый день в прогностические центры с этих наблюдательных совокупностей поступают измерения разных параметров текущего состояния воздуха.

Погода не знакома с политикой и не имеет границ, исходя из этого метеорологи всегда обмениваются наблюдениями за погодой. Это то «сырье», из которого в будущем посредством прогностических моделей и компьютеров приобретают так называемый численный прогноз погоды, а уже из него синоптики готовят прогнозы на любой вкус: на завтра (срочные), на 7 дней (среднесрочные) и месяц (долговременные). Работа единой глобальной сети наблюдений за погодой координируется Глобальной метеорологической организацией, в которую сейчас входит 187 государств.

Покрытие земной поверхности метеостанциями очень неоднородно, громаднейшее количество станций находится в многолюдных Европе, Китае и Северной Америке. Но не следует забывать, что 2/3 земной поверхности образовывает океан, и тут имеются только островные станции, суда наблюдения за погодой и буи.

Сейчас громадную роль в наблюдениях за погодой играются спутники, применяющие разные частотные диапазоны. На базе данной информации восстанавливаются информацию о температуре (ИК-диапазон), влажности и ветре на некоторых высотах (доплеровские радары и видимый диапазон). Точность этих данных уступает данным с наземных метеостанций, но спутники разрешают приобретать данные с громадных территорий.

В Российской Федерации на данный момент действует больше тысячи лишь наземных метеостанций, каковые каждые три часа отсылают собственные данные в территориальные метеоцентры, передают их в Гидрометереологический России — один из мировых метеорологических центров во Глобальной работе погоды (наровне с Мельбурном в южном полушарии и Вашингтоном в западной части северного полушария), что снабжает сбор данных по восточной части северного полушария.

Компьютерный прогноз

Сами по себе эти наблюдений — это еще не прогноз. По окончании их обработки (распознавание, раскодирование и первичный контроль) проводится так называемый «объективный анализ». Практически это формирование массива информации о разных метеорологических параметрах (давление, влажность, температура, скорость ветра, облачность) на различных высотах в узлах регулярной широтно-долготной сетки.

Наименование «объективный» сложилось исторически, оно пришло из времен, в то время, когда анализ производился «вручную» и сравнивался с компьютерным (последний и именовали «объективным»).

Эта объемная «метеосетка» употребляется как начальные эти для следующего этапа — подготовки численного прогноза погоды посредством прогностической модели, сложной компьютерной программы, которая решает совокупность уравнений, обрисовывающих динамику воздуха, причем с учетом разных физических эффектов, не замечаемых в совершенном газе. В прогностической модели учитываются вращение Почвы, сила тяжести, солнечное и отраженное от поверхности Почвы излучение, фазовые переходы воды и т. д. Полученные ответы уже разрешают прогнозировать, как может повести себя погода в скором времени.

«Численный прогноз — одна из самых непростых вычислительных задач. Для аналогичных расчетов любых вычислительных ресурсов неизменно мало, — поясняет Дмитрий Киктев, помощник директора Гидрометцентра РФ. — Со временем модели совершенствуются, мощность компьютеров растет — и уровень качества прогнозов улучшается. К примеру, на данный момент успешность прогнозов погоды на три дня находится на уровне успешности прогнозов на одни дни 30 лет назад».

Окончательное слово

Но и численно рассчитанная на компьютере модель поведения погоды также еще не полноценный прогноз. Эту модель необходимо оценить и трактовать, и тут нереально обойтись без эксперта-синоптика.

На сегодня прогностические компьютерные модели не могут прогнозировать множество погодных явлений. Это связано с тем, что многие погодные явления (а также страшные) имеют локальный темперамент и сложную природу, обрисовать формально которую на данный момент практически нереально. По данной причине туманы, гололед и т. п. прогнозируются по большей части экспертами на местах, каковые прекрасно знают условия их развития и образования в конкретном регионе.

Но кроме того по окончании анализа всей дешёвой информации окончательное слово все равно остается за человеком.

Погода в сети: мелкие хитрости

При составлении прогнозов погоды для «собственной» территории местные эксперты-метеорологи учитывают особенности и специфику региона, воздействующие на погоду. Исходя из этого если вы планируете поездку путешествие, то вернее всего отыскать сайт метеослужбы той страны, в которую вы направляетесь.

Глобальная метеорологическая организация (World Meteorological Organization) имеет в сети особый ресурс, где выкладываются официальные эти национальных метеослужб разных государств (и их интернет-адреса). Если вы интересуетесь погодой в Российской Федерации, то прогноз на завтра лучше наблюдать на сайте собственного регионального управления гидрометеослужбы. В случае если же вам необходимо ознакомиться с прогнозом на 7 дней — стоит посмотреть на сайт Гидрометцентра России.

Сроки: маленькие и долгие

Кратковременные (до трех дней), среднесрочные (на 7 дней), и долговременные (на сезон и месяц) прогнозы имеют различную оправдываемость. Точность прогноза зависит от многих факторов. К примеру, от текущей погодной обстановки — в некоторых случаях все ясно на пара дней вперед, а бывает и так, что прогноз на завтра приводит к большим трудностям.

Во многих случаях полезно было бы сопровождать прогноз оценками его качества: к примеру, сказать, что сейчас прогноз достаточно надежен либо, напротив, что обстановка неоднозначная и уверенность в прогнозе ниже простой. К тому же различные метеорологические параметры прогнозируются с различной точностью (к примеру, в целом осадки прогнозировать сложнее, чем температуру). Еще принципиально важно, для региона и какого сезона подготавливается прогноз.

Cрочные прогнозы на один-три дня формируются ежедневно, и их точность образовывает 90−95 процентов (в случае если сказать о прогнозах на месяц либо на сезон, то их надежность значительно ниже).

Прогнозы на 7 дней вперед также формируются ежедневно. Это так именуемые среднесрочные прогнозы: в то время, когда появляются новые эти наблюдений, на их базе вчерашние прогнозы уточняются. Так, чем ближе к будущему событию мы приближаемся, тем яснее делается погодная обстановка.

Еще не «забыты» начальные эти, а уже начинают сказываться внешние условия — потоки тепла, жидкости, странности температуры поверхности океана.

Более долговременные прогнозы (на месяц, на сезон) рассчитываются не так довольно часто — их подготовка требует больших ресурсов (чем больше срок, тем больше необходимо информации). Предсказуемость на этом временном промежутке определяется внешними граничными условиями: распределением аномалий температуры поверхности океана, влажности земли, морского льда и т. д. При долговременном прогнозе приходится разглядывать фактически всю климатическую совокупность, в которую входят воздух, поверхностный слой и океан суши. Физические механизмы, слабо ощутимые в прогнозах на маленькие сроки, в долговременных прогнозах становятся ответственными.

Так, для прогноза на несколько дней вперед необходимы информацию о фактической погоде на территории с масштабами нескольких тысяч километров. А прогноз на 7 дней и потом требует уже информации о фактической погоде на всем земном шаре. Кроме того для замечательных метеорологических центров расчет долговременных прогнозов — достаточно непростая задача.

Несбывшиеся прогнозы

Не обращая внимания на суперкомпьютеры и всю сеть метеостанций, прогнозы время от времени не сбываются. Обстоятельством неточностей возможно как недочёт знаний о состоянии воздуха, так и несовершенство компьютерных программ, учитывающих только главные физические процессы, происходящие в воздухе. «Люди желают знать погоду совсем совершенно верно и с неохотой принимают вероятностные прогнозы, — говорит Дмитрий Киктев. — А для метеорологии более естественна как раз вероятностная форма представления прогноза.

Довольно часто два других прогноза оказываются для того либо иного региона возможными в равной мере. В таких случаях необходимо заблаговременно озвучивать степень надежности — так было бы честнее. Но это заметно усложнило бы восприятие». Но, и сам процесс составления прогнозов не может быть избавлен от «антропогенного фактора», так как на последней стадии к обработке численных данных подключаются дежурные синоптики.

Их задача — внести поправки в расчеты атмосферных моделей с учетом местных условий. К примеру, предсказуемость и жизненный цикл некоторых погодных явлений (шквалов, ливней) варьирует от мин. до часов. А возможности численного моделирования процессов для того чтобы рода очень ограничены.

Сам себе гидрометереологический

Весьма хорошим подспорьем смогут быть показания барометра, измеряющего давление. Достаточно совершенно верно и вместе с тем коротко метод предсказания погоды посредством барометра возможно выразить фразой «барометр падает — к ненастью» (чем стремительнее и больше изменяется давление, тем посильнее изменится погода). Обратное также правильно: в случае если давление растет, то в скором будущем погода поменяется на ясную.

Именно на этом принципе основаны так именуемые «погодные станции» — бытовые устройства, каковые сочетают в себе пара нужных функций. В большинстве случаев, это термометр, измеряющий температуру в помещения (встроенный в саму станцию), еще один для температуры снаружи (проводной либо беспроводной) и барометр, показывающий давление и тенденцию его трансформации. На базе этих разрешённых можно сделать более-менее возможный прогноз локальной погоды на ближайшие часы.

Существуют и более сложные аппараты. Редакция «ПМ» в течении полутора месяцев тестировала погодную станцию Oregon Scientific WMR200. Эта модель предусматривает подключение до десяти внешних беспроводных датчиков температуры/влажности, анемометра (измерителя скорости ветра) и датчика уровня осадков.

Метод предсказания у данной станции не просто основан на анализе тенденции трансформации давления, но и сравнивает ее с заложенной в память статистической базой погодных данных и уже на базе этого делает выводы. Само собой разумеется, суперкомпьютер в таковой аппарат не встроить, вычислительные мощности очень малы, но для маленького количества данных этого хватает.

Исходя из этого за все время тестирования кратковременные (на пара часов) прогнозы оправдывались в полной мере удачно и только в нескольких случаях прибор совершил ошибку в прогнозе. Так что редакция с чистой совестью может советовать подобные станции для домашнего применения. Не смотря на то, что, очевидно, кроме того весьма идеальная погодная станция типа WMR200 — всего лишь бытовое устройство, не талантливое учитывать такие тонкости, как перестройка погодных явлений (другими словами резкое изменение погоды).

Статья размещена в издании «Популярная механика» (№62, декабрь 2007).

Случайные записи:

• 10 Чудес света, созданных самой природой
• 10 Современных научных мистификаций

Июль. Любовный таро-гороскоп для всех стихий от эксперта LiveExpert.ru Анима

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Метеоусловия старта

  Назначая дату соревнований и проведения тренировок авиа- либо ракетомоделистов, предусмотреть возможно фактически все: по минутам расписать время стартов…

• Соленая правда о марсианской воде

  Исследователи НАСА доказали существование на Марсе воды в жидкой форме. Вода – база судьбы на отечественной планете, как раз благодаря воде на Земле…

• Прогноз погоды и криминальные сводки

  Изменение климата влечет за собой всплески насилия — к такому неутешительному выводу пришли ученые, проанализировав, как погода воздействует на…

• В противоборстве с двумя стихиями

  «Конкурс моторов»… Эти слова услышишь сейчас на любых соревнованиях — такой стала борьба за победу практически во всех спортивных классах. Судо-, авто-…