Изот Литинецкий - Изобретатель - природа

Исторически сложилось так, что в прогнозировании погоды сформировался ряд направлений, связанных со сроком прогноза: краткосрочный, среднесрочный и долгосрочный. Каждый из них опирается на специфическую методику, на использование соответствующего набора исходных метеорологических данных. Так, например, чтобы дать прогноз погоды всего на одни сутки только по Москве, метеорологам нужна детальная информация о состоянии атмосферы в радиусе до 2 тысяч километров, на 3 суток - со всего Северного полушария. Для прогноза до 5 суток требуются данные со всего земного шара. Это обусловлено тем, что "делающие погоду" воздушные массы движутся с весьма большой скоростью, проходя за сутки в среднем расстояние 1,5 тысяч километров, а за неделю - половину полушария.

Необходимую синоптикам для прогнозирования погоды информацию собирают входящие в Глобальную систему наблюдения Всемирной службы погоды (ВСП) 10 тысяч наземных метеорологических станций, 800 аэрологических пунктов радиозондирования атмосферы, около 300 буйковых станций, корабли погоды в Атлантическом и Тихом океанах, торговые морские суда, самолеты гражданской авиации, полярно-орбитальные искусственные спутники Земли и спутники на геостационарных орбитах.

Все материалы метеонаблюдений почти непрерывно поступают по специальным каналам связи в три крупных Мировых метеорологических центра (ММЦ), находящихся в Москве, Вашингтоне, Мельбурне, и в национальные метеорологические центры более 150 стран. Данные наблюдений расшифровываются, проверяются, анализируются, после чего производится расчет прогностических карт полей давления и циркуляции для различных уровней атмосферы на срок до трех дней. На основании прогностических карт с помощью специально разработанных методик составляется прогноз отдельных метеорологических величин (температуры, давления, влажности воздуха, скорости и направления ветра и др.) и атмосферных явлений (тумана, грозы, гололеда, метели и др.). Текст прогноза обсуждается ведущими специалистами, утверждается и распространяется потребителям.

А потребитель, доверившись очередной метеосводке, обещающей хорошую погоду в том или ином регионе, нередко, отправившись в служебную командировку или долгожданный отпуск, мается в аэропорту сутки, двое, а то и трое. Да и сам недавно назначенный на пост директора Гидрометцентра СССР кандидат географических наук А. А. Васильев в интервью корреспонденту газеты "Известия" признался:

"От плохого прогноза я и сам страдаю, как и все. Бывает, поедешь за город отдыхать, а тут как снег на голову ливень. Переживаю, конечно, что неудачно сработали. Хотя и знаю, почему..."

Почему же все-таки, несмотря на многотысячную сеть расположенных по всему земному шару метеорологических, гидрологических, аэрологических, метеорадиолокационных, морских и океанических, ионосферных, геомагнитных, гелиофизических станций и постов, оснащенных новейшими приборами, средствами автоматики, несмотря на метеоспутники, собирающие огромную синоптическую информацию, несмотря на разработку многочисленных моделей движения атмосферы, прогнозы погоды иногда оказываются неточными, а порою просто ошибочными?

Причин много.

Качество прогнозов погоды зависит в первую очередь от совершенства теории, на которой они базируются, а также от организации и работы целого ряда систем, составляющих службу погоды.

В идеале решить проблему безошибочного предсказания погоды можно было бы, превратив прогноз погоды в расчет погоды, подобно тому, как рассчитываются периоды лунных затмений и долгота дня астрономами. Однако законы движения воздуха и физические процессы, происходящие в атмосфере, к сожалению, намного сложнее законов движения планет. Так, например, чтобы наметить будущую траекторию какого-либо циклона, нужно рассчитать ожидаемые температуру и давление воздуха, ветер, осадки и другие факторы на разных высотах в атмосфере. Между тем в настоящее время метеорологи еще не знают досконально всех соотношений, связывающих между собой огромное число параметров, действующих на отдельно взятый циклон. Кроме того, так как каждый такой объект в процессе формирования перемещается из одних районов в другие, трудно предсказать детали всех явлений, которые он будет испытывать в новом для себя районе. Еще труднее предсказать, где и когда может возникнуть смерч и как он себя поведет. Порой, когда метеорологам приходится иметь дело с такими самыми разрушительными из всех локальных атмосферных явлений, как смерчи и шквалы, их прогнозирование превращается в уравнения, где неизвестных больше, чем самих уравнений.

Основной, главный источник ошибок в прогнозах погоды проистекает из неполного знания физических процессов в атмосфере и невозможности их точного математического описания.

Второй источник ошибок - недостаточное количество наблюдений, метеоданных. Дело в том, что сеть метеостанций, от которых поступает начальная информация, расположена на нашей планете крайне неравномерно (рис. 2). Большую часть информации метеорологи получают с материков. Да и то не отовсюду. Из Южного полушария сведений поступает крайне мало. Экваториальные области, в общем, почти не изучены, так как наблюдения за ними ведутся не систематически. И наконец, самое главное - океан. Здесь рождаются мощные циклоны и антициклоны, которые бессовестно путают карты синоптикам - в прямом и переносном смысле. По сути дела, вся атмосфера над океаном остается вне поля зрения метеорологов. Хотя в Атлантическом и Тихом океанах плавают "корабли погоды", а метеоинформацию поставляют и рейсовые суда, все равно это поистине капля в море - в сущности, две трети поверхности Земли остаются как бы в тени: что на самом деле происходит в океане, в атмосфере, неизвестно.

Рис. 2. Точки показывают, как расположены метеостанции в Северном полушарии. Даже материки по-разному насыщены ими (сравните Евразию и Америку), не говоря уже об океанах. В океанах черными треугольниками обозначены места, откуда уже сейчас могут брать информацию метеоспутники. Как видите, и тут есть пробелы, ибо спутников еще мало

Как редкая рыболовная сеть не задерживает мелкую рыбу, так и редкая сеть станций не улавливает мелкомасштабные процессы атмосферы. А для прогноза погоды важны все атмосферные процессы - от крупномасштабных до локальных.

Перечисляя источники ошибок, приводящие к неточности, к неоправдываемости выдаваемых синоптиками прогнозов погоды, нельзя не отметить еще одно чрезвычайно важное обстоятельство.