Какие бы изобретения ни приходили нам на службу, мы все равно будем зависеть от погоды: урожай, перелеты, поездки на озера, даже настроение. Поэтому мы так внимательно прислушиваемся к прогнозу и хотим, чтобы был он как можно точнее. Синоптики же не всегда радуют. Но виноваты в этом не столько они, сколько математика…
Метеорологи считают
Каждый прогноз – маленькое научное исследование. Его основа – наблюдение за состоянием атмосферы и погодными явлениями на метеостанциях. Там каждые три часа измеряются основные параметры – температура, давление, скорость и направление ветра, влажность воздуха, почвы, температура почвы и т. д. – всего около 50. Только пять из них могут быть измерены автоматически, все остальное делается вручную.
На территории нашего края 114 метеостанций. Из них около 40 – в таких точках тундры и тайги, где, кроме метеорологов, нет других людей. По всему миру станций – тысячи, чем гуще сеть, тем точнее прогноз. Но и тем дольше он считается. Поэтому есть разумный предел насыщения станциями не только с точки зрения затрат на них, но и обработки данных. Собранная информация идет по специальной системе связи через Новосибирск в Москву, а оттуда по всему миру.
– По сути, Интернет создали метеорологи 50 лет тому назад. Для международного обмена данными была организована глобальная система телесвязи. Нам для прогноза нужно знать информацию со всего Северного полушария, а в глобальных моделях используется информация и с Южного полушария. Метеорология – наука, которая мгновенно поглощает все новые технологии. Спутники, вычислительные машины, системы телекоммуникаций – их возможности мы осваиваем первыми, – говорит руководитель Среднесибирского управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (УГМС) Владимир Еремин. – В Советском Союзе первая вычислительная машина, которую изобрели наши технологи, была поставлена в Минобороны, вторая – в метеослужбу. Мы, вообще говоря, высокотехнологичная служба. У нас используется все – от гвоздя до космических систем.
Москва – один из трех международных центров обработки метеоданных, два других – Вашингтон и Мельбурн. Там с помощью физико-математических моделей делают расчеты основных движений в атмосфере. Наши синоптики, признается Владимир Еремин, предпочитают использовать зарубежные результаты.
– У нас есть карты и московские, но они по качеству немного уступают, потому что в России слабее вычислительные мощности. А от этого очень зависит качество модели. Чем она точнее, тем сложнее и тем дольше будет считаться. Но ведь нелепо, чтобы прогноз на сутки считался пять дней. В рамках модернизации Росгидрометом уже закуплены компьютеры большой мощности. С началом их работы возрастет качество российских карт.
Максимальный срок, на который могут быть созданы математические модели, 10 суток. Уравнения, описывающие процессы в атмосфере, такие, что дальше по одним и тем же начальным данным можно получить разные решения. Зато точность прогноза на сутки сегодня, по словам специалистов, приближается к 95 %. Революционный прорыв в качестве внесло появление в 50–60-х годах вычислительной техники, в отличие от человека, она может быстро считать большие массивы данных.
Синоптики анализируют
Результаты работы метеорологов Москвы, Вашингтона или Лондона в виде погодных карт возвращаются в Красноярск. Анализируя эти карты, синоптики, основываясь на местных особенностях и фактической погоде, дают уже конкретный прогноз. Данные, передаваемые со спутников, самолетов, тоже имеют значение, но больше как вспомогательный инструмент. В институтах синоптика учат пять лет, чтобы он мог всю эту информацию интерпретировать в реальный прогноз погоды. Предсказать, когда и какой фронт, теплый или холодный, победит в нашем крае.
– Теоретически, имея эти карты, я из Красноярска могу дать прогноз по любой точке мира, – утверждает глава красноярского Гидромета. – Но, как свита делает короля, так и прогноз погоды делают детали – региональные методы расчета, основанные на особенностях развития атмосферных процессов на территории. Поэтому прогноз местного синоптика в той точке будет точнее, чем мой. Так, у нас сказывается наличие Саян, незамерзающие водные поверхности и много других местных особенностей.
В таких случаях мозг – лучший компьютер. Человек может запоминать несчетное множество особенностей, схожие ситуации, проводя ассоциации, выискивать аналогии в развитии процессов и делать выводы гораздо быстрее машины. И здесь огромную роль играют опыт и навыки. Поэтому в Гидромете выстроена система учебы и разбора «несчастных случаев», когда прогноз не оправдался. Синоптики, так же как хирурги или педагоги, тоже бывают уникальными. Погодные карты не всегда дают однозначную картину, тогда прогноз рождается в спорах. А если вдруг консенсус не достигнут, окончательное решение принимает дежурный синоптик. И тогда точность прогноза зависит от его опыта и таланта.
Ошибки диктует природа
– На самом деле, наверное, все давно заметили, что ошибки в ежедневном прогнозе сейчас редкость. Если они и происходят, чаще всего касаются осадков, когда за счет неоднородного прогрева поверхности возникают локальные движения в однородных воздушных массах. Это они вызывают, например, точечные мощные ливни или град, – уточняет Владимир Еремин. – Надежных методов прогнозирования таких локальных явлений у нас нет. Для этого необходима другая, куда более дорогая система – с радарами, которые каждые 10 минут проводят измерения.
Нельзя сказать, что россияне в этом деле отсталые. Локальные явления, когда на одной улице все смыло, а на соседней – тишина, прогнозируются плохо во всем мире. Кстати, в нашем крае есть перспектива улучшения: с 2014 года в окрестностях Красноярска будут поставлены 10 локаторов, которые начнут улавливать зарождение этих явлений. Появится возможность более точного прогнозирования шквалов, точечных ливней, града, грозы.
Прогноз погоды влияет не только на то, возьмете ли вы зонтик и будут ли поливать капусту садоводы, но и на решения губернатора. Глава краевого Гидромета регулярно докладывает ему долговременный прогноз: вероятность пожаров, паводков и т. д. Но…
– Абсолютно точный прогноз в принципе невозможен. В силу того, что система имеет меру неопределенности. То есть с помощью математики, решая эту задачу, нельзя по начальным данным получить абсолютно точный результат. Сама природа климатическо-погодной модели такова, что всегда остается неопределенность.
Теплее, еще теплее…
Без метеорологов никто бы и не догадался о потеплении климата. Ведь за те полторы сотни лет, что ведутся наблюдения, на Земле теплее стало в среднем на 1–2 градуса. Позволила заметить тенденцию именно точность измерений метеорологов. Но они не хотят утверждать, что изменение климата – дело только рук человека. Как считает Владимир Еремин, есть все основания сомневаться в этом:
– В природе основное движение колебательное: биение сердца, всплески солнечной энергии, движение атмосферы и океана, смена зима-лето. И климат тоже развивается волнообразно. Были ледниковые периоды, были и очень жаркие. И сейчас можно утверждать, что идет очередной период роста температуры. Особенно заметно он проявляется у нас в Сибири – здесь очень сильно потеплели зимы. С моей точки зрения, собственные колебания климата, которые имеют положительный тренд, совпали с результатом влияния человека.
Над мнением, что зимы в Красноярском крае потеплели из-за ГЭС и незамерзающего Енисея, главный метеоролог края смеется:
– Нет, конечно, это потепление – глобальное явление, и ГЭС тут ни при чем.
Точно так же улыбку вызывают домыслы о том, что дождливое или сухое лето в Красноярске может быть вызвано «разгоном облаков» в Москве:
– Атмосферные движения бывают крупно-, мезо- и микромасштабные. При «разгоне облаков», как принято это называть в народе, просто стимулируют выпадение осадков чуть раньше во времени и в пространстве. С помощью самолета или ракеты облако засевается реагентом. Влага на нем конденсируется и выпадает дождем или снегом. Добиться таким «разгоном» чистого синего неба, например, над Красной площадью во время парада невозможно, просто дождя там уже не будет.
А вот если в Москве два месяца жара, а у нас дожди, это уже крупномасштабные атмосферные движения, по словам метеорологов, их стимулирует энергетика солнца. К счастью, человек регулировать такие процессы не может: чтобы воздействовать на такого рода процессы, нужно приложить силу, равную энергетике Солнца.
Прогноз на август
Средняя месячная температура воздуха в Красноярском крае и соседних республиках ожидается на 1 ºC выше средних многолетних значений. По предварительным данным, температура в центральных и южных районах днем будет подниматься до +26, +30, в Хакасии – до +25, +30 ºC, в отдельные сутки до +16, +21 ºC, в Тыве – до +25, +30 ºC (в третьей декаде понижение ночью до +6, +11 ºC, в горах до +1 ºC, днем до +18 ºC).
Месячное количество осадков в центральных и южных районах, на Таймыре, в Хакасии и Тыве меньше и около среднего многолетнего количества, во всех остальных – чуть больше. Дожди и грозы ожидаются в начале месяца и в большинстве дней третьей декады.
Прогноз составлен 06.07.2012.
