«Τα λάθη συσσωρεύονται και οδηγούν σε ανακριβείς προβλέψεις»
— Φαίνεται ότι η ακρίβεια των προβλέψεων
- Μπορεί να ακούγεται περίεργο, αλλά η ακρίβειαοι μετεωρολογικές προβλέψεις τις τελευταίες δεκαετίες έχουν αυξηθεί σημαντικά. Ωστόσο, οι άνθρωποι τείνουν να παρατηρούν ακριβώς τα λάθη των μετεωρολόγων, ενώ κανείς δεν δίνει σημασία σε μια ακριβή πρόγνωση. Επομένως, φαίνεται ότι οι προβλέψεις ψεύδονται συνεχώς. Τι είναι όμως η πρόγνωση του καιρού;
Είναι σημαντικό να διαχωρίσουμε τις έννοιες του καιρού και του κλίματος.Το κλίμα είναι οι μέσες μακροπρόθεσμες καθορισμένες τιμές, για παράδειγμα, η μέση θερμοκρασία στη Μόσχα τον Αύγουστο: +18 °C. Το καλοκαίρι είναι ζεστό και ο χειμώνας είναι κρύος - αυτό είναι και το κλίμα. Και όταν λέμε ότι στις 22 Δεκεμβρίου στις 15:00 στη Μόσχα θα είναι -15,3 °C - αυτός είναι ο καιρός, δηλαδή συγκεκριμένες τιμές σε μια συγκεκριμένη ώρα.
Πώς γεννιούνται οι μετεωρολογικές προβλέψεις;Ολόκληρος ο κόσμος καλύπτεται από ένα δίκτυο μετεωρολογικών σταθμών - υπάρχουν περισσότεροι από 10 χιλιάδες από αυτούς. Επιπλέον, υπάρχουν μετεωρολογικά μπαλόνια στην ατμόσφαιρα, δορυφόροι στο διάστημα, καιρικές σημαδούρες στον ωκεανό και ούτω καθεξής. Κάθε τρεις ώρες ταυτόχρονα μετρούν μετεωρολογικές παραμέτρους (θερμοκρασία, υγρασία, ταχύτητα ανέμου και άλλες παραμέτρους). Όλα αυτά είναι ένας τεράστιος όγκος δεδομένων, βάσει των οποίων γίνεται μια πρόβλεψη για το μέλλον. Εδώ είναι η πρώτη πηγή λάθους για εσάς - αυτές οι μετρήσεις δεν είναι πάντα τέλειες. Για παράδειγμα, ένα θερμόμετρο έχει συνήθως σφάλμα 0,1 °C. Φαίνεται ότι αυτή είναι μια πολύ μικρή τιμή, αλλά όταν εξετάζουμε το άθροισμα των σφαλμάτων από πολλούς μετεωρολογικούς σταθμούς και ύψη για μεγάλο χρονικό διάστημα, αυτά συσσωρεύονται και οδηγούν σε ανακριβείς προβλέψεις.
Η δεύτερη πηγή σφαλμάτων είναι το όριο προβλεψιμότηταςκαιρός. Είναι περίπου δύο εβδομάδες. Είναι σχεδόν αδύνατο να προβλεφθεί με ακρίβεια ο καιρός για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Επομένως, αν δείτε προβλέψεις για έναν ή και δύο μήνες στο Διαδίκτυο, αυτό δεν έχει καμία επιστημονική αιτιολόγηση και μπορείτε μόνο να μαντέψετε σε τι βασίζονται: παρέκταση δεδομένων, υπολογισμός μακροπρόθεσμων μέσων όρων ή προβλέψεις σαμάνων. Γιατί ακριβώς δύο εβδομάδες; Νομίζω ότι γνωρίζετε για το «φαινόμενο της πεταλούδας». Επιστημονικά, αυτό ονομάζεται ελκυστής Lorentz: όταν μικρές διακυμάνσεις του συστήματος για μεγάλες χρονικές περιόδους οδηγούν σε μεγάλες αποκλίσεις. Και όσο περνάει ο χρόνος, τόσο πιο δύσκολο είναι να προβλέψεις αυτές τις αποκλίσεις.
Natalya Kuksova, επικεφαλής των έξυπνων πόλεων στο Sciencely και μετεωρολόγος.
- Αλλά, ωστόσο, είναι σε θέση οι μετεωρολόγοι να δώσουν ακριβή πρόγνωση για δύο εβδομάδες;
- Περισσότερο ή λιγότερο.Συνήθως η ακρίβεια της πρόβλεψης για αύριο είναι 95-98%, για μεθαύριο - 90-93%. Και ούτω καθεξής - σταδιακά η ακρίβεια μειώνεται. Συμβαίνει όμως και η αυριανή πρόβλεψη να περιέχει λάθη. Γιατί;
Φανταστείτε να παρακολουθείτε την πρόγνωση του καιρούένα ορισμένο σημείο στην περιοχή της Μόσχας, γιατί σε αυτό το μέρος έχετε μια ντάκα. Βλέπετε ότι αύριο θα είναι +20 °C, μερική συννεφιά, χωρίς βροχόπτωση. Από πού προήλθαν αυτές οι πληροφορίες; Έχουμε ήδη πει ότι οι μετεωρολόγοι συλλέγουν δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς. Στη συνέχεια, ξεκινούν ένα φυσικό και μαθηματικό μοντέλο, το οποίο, με βάση αυτά τα δεδομένα και τις θερμοϋδροδυναμικές εξισώσεις, υπολογίζει την πρόγνωση του καιρού. Εάν το μοντέλο είναι καλό, τότε η πρόβλεψη θα είναι αξιόπιστη. Ωστόσο, υπάρχουν δύο προβλήματα. Το πρώτο είναι η πυκνότητα του δικτύου των μετεωρολογικών σταθμών: δεν είναι παντού υψηλή, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχουν αρκετά δεδομένα και θα απλωθεί σε μεγάλη περιοχή. Το δεύτερο είναι η έλλειψη χωρητικότητας υπερυπολογιστών που επεξεργάζονται αυτά τα δεδομένα και εκδίδουν πρόβλεψη.
Η πρόβλεψη που βλέπουμε, για παράδειγμα, στον ιστότοποΤο υδρομετεωρολογικό κέντρο δεν είναι δεδομένα για ένα συγκεκριμένο σημείο, αλλά μια κατανεμημένη πρόβλεψη ανά κελί - ένα τετράγωνο με πλευρά περίπου 7 km (αυτός είναι ο μέσος αριθμός για την περιοχή της Μόσχας). Όμως τα μετεωρολογικά πεδία είναι πολύ ετερογενή. Η πίεση και η θερμοκρασία, για παράδειγμα, είναι απίθανο να αλλάξουν δραματικά σε απόσταση 7 χιλιομέτρων, αλλά αν κοιτάξετε τον χάρτη βροχοπτώσεων, είναι πολύ ετερογενής. Υπάρχουν όμως και τοπικά κλιματικά χαρακτηριστικά, για παράδειγμα, αστικά νησιά θερμότητας (είναι πάντα πιο ζεστά στην πόλη παρά έξω από αυτήν, ειδικά το χειμώνα) και χαρακτηριστικά ανακούφισης. Είναι σαφές ότι σε μια τόσο μεγάλη περιοχή με πλευρά 7 km, η βροχόπτωση μπορεί να περάσει σε ένα μέρος, αλλά όχι σε άλλο.
Προχώρα.Κανείς δεν ακύρωσε επικίνδυνα καιρικά φαινόμενα. Η υπερθέρμανση του πλανήτη δεν είναι μόνο μείωση του αριθμού των πολικών αρκούδων στην Αρκτική, αλλά και αύξηση της πιθανότητας επικίνδυνων καιρικών φαινομένων, αλλαγή στη δομή και τη συμπεριφορά τους. Τέτοιες διαδικασίες είναι πολύ δύσκολο να προβλεφθούν.
- Υπάρχει κάποιο όριο στην ακρίβεια του μοντέλου; Ποιος είναι ο ρόλος του ατόμου;
- Ακόμα και το καλύτερο μοντέλο μέχρι σήμεραέχει μια σειρά από μειονεκτήματα. Δεν θα εξηγήσω ολόκληρο τον μηχανισμό λειτουργίας ενός τόσο πολύπλοκου συστήματος όπως ένα φυσικό και μαθηματικό μετεωρολογικό μοντέλο. Θα δώσω ακριβώς ένα τέτοιο παράδειγμα. Εάν το μοντέλο δεν έχει αρκετά δεδομένα (και σε ένα πλέγμα με πλευρά κυψέλης 7–10 km, πάντα του λείπουν δεδομένα!), αρχίζει να τα προεκθέτει σε εκείνες τις περιοχές όπου υπάρχουν κενά. Αυτός είναι ο λόγος που τα μοντέλα δεν είναι σε θέση να αποτυπώσουν με ακρίβεια τα ατμοσφαιρικά μέτωπα. Με άλλα λόγια, τα μέτωπα συνήθως σχεδιάζονται από ανθρώπους. Επομένως, σε μια ιδανική κατάσταση, κάθε πρόβλεψη που συντάσσεται από το μοντέλο θα πρέπει να ελέγχεται από ένα άτομο που, με βάση την εμπειρία του, διορθώνει την πρόβλεψη. Αυτό συμβαίνει απαραίτητα στα αεροδρόμια, στις μεγάλες πόλεις, καθώς και κατά την πρόβλεψη επικίνδυνων και καταστροφικών καιρικών φαινομένων. Αλλά εάν δεν συμβεί μια τέτοια διόρθωση (ή ο προγνώστης έχει μικρή εμπειρία), τότε μπορεί κάλλιστα να συμβεί ότι η πρόβλεψη δεν θα πραγματοποιηθεί. Αρκεί το ατμοσφαιρικό μέτωπο να μετατοπιστεί μερικές δεκάδες χιλιόμετρα από την τιμή «πρόβλεψης» και αντί για τους υποσχόμενους +20 ° C, θα έχετε +12 ° C, βροχή και χαλασμένη διάθεση λόγω σπασμένων σχεδίων συγκέντρωσης για πικνίκ στον καθαρό αέρα.
Γιατί μερικές φορές οι μετεωρολόγοι προβλέπουν τον καιρό αρκετούς μήνες νωρίτερα και μάλιστα λένε πώς θα είναι το καλοκαίρι ή ο χειμώνας;
- Η πιο δύσκολη περίοδος για προβλέψεις:από 2 εβδομάδες έως αρκετούς μήνες. Γενικά είναι δύσκολο να καταλάβει κανείς τι συμβαίνει με την ατμόσφαιρα. Όμως, ξεκινώντας από ένα μήνα, υπολογίζουμε τη λεγόμενη μακροπρόθεσμη (ή εποχιακή) πρόβλεψη. Βασίζεται στο να λαμβάνονται υπόψη διάφοροι κύκλοι που είναι χαρακτηριστικοί όχι μόνο για το κλιματικό σύστημα, αλλά και για ολόκληρο τον πλανήτη συνολικά. Για παράδειγμα, λαμβάνεται υπόψη η επίδραση του Ελ Νίνιο — η κλιματική διακύμανση στον Ειρηνικό Ωκεανό με περίοδο περίπου 2-4 ετών, η οποία επηρεάζει και άλλες περιοχές της Γης. Γενικά λαμβάνονται υπόψη όλοι οι πιθανοί κύκλοι: βιολογικοί, κοσμικοί κ.λπ.
«Το μόνο που είναι επίσημα υπεύθυνο για την ποιότητα της πρόγνωσης είναι το Υδρομετεωρολογικό Κέντρο»
— Υπάρχουν πολλές υπηρεσίες πρόγνωσης καιρού στη Ρωσία. Από πού παίρνουν τις πληροφορίες τους;
— Στη χώρα μας υπάρχει μόνο ένας οργανισμός,που επίσημα μπορεί να συλλέξει δεδομένα από μετεωρολογικούς σταθμούς στις περιοχές είναι η Roshydromet. Τα τμήματα του επεξεργάζονται ανεξάρτητα αυτά τα δεδομένα και παρέχουν προγνώσεις καιρού. Αλλά, επιπλέον, στέλνουν τα δεδομένα στον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό και τα παρέχουν επίσης σε άλλες εταιρείες, οι οποίες στη συνέχεια μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα μοντέλα τους (ή άλλων) για να επεξεργαστούν αυτά τα δεδομένα και να προβλέψουν τον καιρό.
— Συμβουλέψτε πώς να διαβάζετε σωστά τις προβλέψεις και πού είναι το καλύτερο μέρος για να το κάνετε;
- Ο μόνος που αντέχει επίσημαευθύνη για την ποιότητα της πρόβλεψης είναι το Υδρομετεωρολογικό Κέντρο (ιστοσελίδα meteoinfo.ru). Όλες οι προβλέψεις μηχανών αναγκαστικά διορθώνονται επιπρόσθετα από τον προγνωστικό, επομένως μπορεί να αναμένεται σχετικά υψηλή ακρίβεια των προβλέψεων.
Ελέγξτε επίσης τον άνεμο.com είναι ένας όμορφος διαδραστικός χάρτης θερμοκρασίας, βροχόπτωσης, ταχύτητας ανέμου, συννεφιά και άλλων παραμέτρων που ενημερώνεται συνεχώς. Υπάρχει επίσης ένας χάρτης του τρέχοντος καιρού για τη Μόσχα και την περιοχή, που δημιουργήθηκε από τους επιστήμονές μας (http://carto.geogr.msu.ru/mosclim/), που δείχνει τέλεια πώς οι μετεωρολογικές παράμετροι μπορούν να αλλάξουν δραματικά σε μια μεγάλη πόλη σε σύγκριση σε ένα προάστιο.
Εάν ταξιδεύετε και θέλετε να ελέγξετε την πρόγνωσηο καιρός σε άλλη χώρα, είναι καλύτερο να το κάνετε αυτό στον ιστότοπο της τοπικής μετεωρολογικής υπηρεσίας: συνήθως χρησιμοποιούν τοπικά μοντέλα που μπορούν να υπολογίσουν πιο λεπτομερή "τοπικά" δεδομένα (τα παγκόσμια μοντέλα λειτουργούν με πολύ λιγότερο λεπτομερείς αναφορές).
Όταν σχεδιάζετε κάτι σημαντικό στη φύση,κοιτάξτε την πρόβλεψη και πάρτε μια απόφαση όσο το δυνατόν πιο κοντά στο γεγονός (ιδανικά τρεις ημέρες ή αργότερα) και το απόγευμα. Να θυμάστε ότι η πρόγνωση ημέρας και νύχτας, αν όχι ωριαία, είναι η ελάχιστη και η μέγιστη αναμενόμενη θερμοκρασία αέρα. Και τις περισσότερες φορές είναι στο ελάχιστο της λίγο πριν την αυγή. Επομένως, εάν πηγαίνετε στη δουλειά σας στο σκοτάδι το πρωί, εστιάστε ειδικά στις νυχτερινές θερμοκρασίες.
Διαβάστε περισσότερα:
Ο πυρήνας της Γης σύντομα θα περιστρέφεται προς διαφορετική κατεύθυνση
Δείτε το σούπερ γιοτ υδρογόνου να «πετά» πάνω από το νερό με ταχύτητα 75 κόμβων
Ο Γαλαξίας είναι ασυνήθιστα μεγάλος για το γαλαξιακό του νήμα