„Błędy kumulują się i prowadzą do niedokładnych prognoz”
— Wydaje się, że trafność prognoz
- Może to zabrzmieć dziwnie, ale dokładnośćprognozy pogody w ciągu ostatnich kilku dekad znacznie wzrosły. Jednak ludzie mają tendencję do precyzyjnego dostrzegania błędów prognozujących pogodę, podczas gdy nikt nie zwraca uwagi na trafną prognozę. Wydaje się zatem, że prognozy cały czas kłamią. Ale co to jest prognoza pogody?
Ważne jest, aby oddzielić pojęcia pogody i klimatu.Klimat to średnie, ustalone długoterminowo wartości, np. średnia temperatura w Moskwie w sierpniu: +18°C. Lato jest ciepłe, a zima mroźna – taki też jest klimat. A gdy mówimy, że 22 grudnia o godzinie 15:00 w Moskwie będzie -15,3°C - to jest to pogoda, czyli konkretne wartości w określonym czasie.
Jak rodzą się prognozy pogody?Cały świat pokryty jest siecią stacji pogodowych - jest ich ponad 10 tysięcy. Ponadto w atmosferze są balony pogodowe, satelity w kosmosie, boje pogodowe w oceanie i tak dalej. Równocześnie co trzy godziny mierzą parametry meteorologiczne (temperatura, wilgotność, prędkość wiatru i inne parametry). Wszystko to to ogromna ilość danych, na podstawie których sporządzana jest prognoza na przyszłość. Oto pierwsze źródło błędu dla Ciebie - te pomiary są dalekie od zawsze idealnych. Na przykład termometr zwykle ma błąd 0,1 °C. Wydawać by się mogło, że jest to bardzo mała wartość, jednak gdy weźmiemy pod uwagę sumę błędów z wielu stacji pogodowych i wysokości na przestrzeni długiego czasu, kumulują się one i prowadzą do niedokładnych prognoz.
Drugim źródłem błędów jest granica przewidywalnościpogoda. To około dwóch tygodni. Dokładne przewidywanie pogody na dłuższy okres jest prawie niemożliwe. Dlatego jeśli widzisz w Internecie prognozy na miesiąc, a nawet dwa, nie ma to naukowego uzasadnienia, a możesz jedynie zgadywać, na czym są oparte: ekstrapolacji danych, obliczaniu długoterminowych średnich czy przewidywaniach szamanów. Dlaczego dokładnie dwa tygodnie? Myślę, że znasz zjawisko „efektu motyla”. Z naukowego punktu widzenia nazywa się to atraktorem Lorentza: gdy niewielkie fluktuacje systemu w długich okresach czasu powodują duże odchylenia. A im więcej czasu mija, tym trudniej przewidzieć te odchylenia.
Natalya Kuksova, szefowa inteligentnych miast w Sciencely i meteorolog.
- Czy jednak prognostycy pogody są w stanie podać dokładną prognozę na dwa tygodnie?
- Mniej więcej.Zwykle dokładność prognozy na jutro wynosi 95-98%, na pojutrze - 90-93%. I tak dalej - stopniowo dokładność maleje. Ale zdarza się też, że nawet jutrzejsza prognoza zawiera błędy. Dlaczego?
Wyobraź sobie, że oglądasz prognozę pogody napewien punkt w obwodzie moskiewskim, bo w tym miejscu masz daczę. Widzisz, że jutro będzie +20°C, częściowo pochmurno, bez opadów. Skąd wzięły się te informacje? Powiedzieliśmy już, że prognostycy pogody zbierają dane ze stacji pogodowych. Następnie uruchamiają model fizyczny i matematyczny, który na podstawie tych danych i równań termohydrodynamicznych oblicza prognozę pogody. Jeśli model będzie dobry, prognoza będzie wiarygodna. Istnieją jednak dwa problemy. Po pierwsze, gęstość sieci stacji pogodowych: nie wszędzie jest ona duża, co oznacza, że danych jest za mało i będą one rozproszone na dużym obszarze. Drugim jest brak mocy superkomputerów przetwarzających te dane i wydających prognozę.
Prognoza, którą widzimy np. na stronieCentrum hydrometeorologiczne to nie dane dla określonego punktu, ale rozłożona prognoza na komórkę - kwadrat o boku około 7 km (jest to średnia liczba dla regionu moskiewskiego). Ale pola meteorologiczne są bardzo niejednorodne. Na przykład ciśnienie i temperatura raczej nie zmienią się radykalnie na dystansie 7 km, ale jeśli spojrzysz na mapę opadów, jest ona bardzo niejednorodna. Ale są też lokalne cechy klimatyczne, na przykład miejskie wyspy ciepła (w mieście jest zawsze cieplej niż poza nim, zwłaszcza zimą) oraz ukształtowanie terenu. Oczywiste jest, że na tak dużym obszarze o boku 7 km opady mogą przechodzić w jednym miejscu, ale nie w innym.
Zacząć robić.Nikt nie odwołał niebezpiecznych zdarzeń pogodowych. Globalne ocieplenie to nie tylko zmniejszenie liczebności niedźwiedzi polarnych w Arktyce, ale także wzrost prawdopodobieństwa wystąpienia niebezpiecznych zjawisk pogodowych, zmiana ich struktury i zachowania. Takie procesy są bardzo trudne do przewidzenia.
- Czy są jakieś ograniczenia co do dokładności modelu? Jaka jest rola osoby?
- Nawet najlepszy model do tej poryma szereg wad. Nie będę wyjaśniał całego mechanizmu działania tak złożonego systemu jak fizyczny i matematyczny model meteorologiczny. Podam właśnie taki przykład. Jeśli model nie ma wystarczającej ilości danych (a w siatce o boku komórki 7–10 km zawsze brakuje danych!), zaczyna ekstrapolować je na obszary, w których występują luki. Dlatego modele nie są w stanie dokładnie uchwycić frontów atmosferycznych. Innymi słowy, fronty są zwykle rysowane przez ludzi. Dlatego w idealnej sytuacji każda prognoza narysowana przez model powinna być sprawdzona przez osobę, która na podstawie swojego doświadczenia koryguje prognozę. Dzieje się tak nieodzownie na lotniskach, w dużych miastach, a także przy prognozowaniu niebezpiecznych i katastrofalnych zjawisk pogodowych. Ale jeśli taka korekta nie nastąpi (lub prognosta ma niewielkie doświadczenie), to może się zdarzyć, że prognoza się nie spełni. Wystarczy, że front atmosferyczny przesunie się o kilkadziesiąt kilometrów od „prognozowanej” wartości, a zamiast obiecanych +20°C dostaniecie +12°C, deszcz i zepsuty nastrój z powodu zepsutych planów zebrania na piknik na świeżym powietrzu.
Dlaczego meteorolodzy czasami przewidują pogodę z kilkumiesięcznym wyprzedzeniem, a nawet mówią, jakie będzie lato lub zima?
- Najtrudniejszy okres dla prognoz:od 2 tygodni do kilku miesięcy. Na ogół trudno jest zrozumieć, co dzieje się z atmosferą. Ale zaczynając od jednego miesiąca obliczamy tzw. prognozę długoterminową (lub sezonową). Opiera się na uwzględnieniu różnych cykli, które są charakterystyczne nie tylko dla systemu klimatycznego, ale także dla całej planety jako całości. Bierze się na przykład pod uwagę efekt El Niño — wahania klimatyczne w Oceanie Spokojnym o okresie około 2–4 lat, które wpływają również na inne regiony Ziemi. Ogólnie bierze się pod uwagę wszystkie możliwe cykle: biologiczny, kosmiczny itp.
„Jedynym, który oficjalnie odpowiada za jakość prognozy, jest Centrum Hydrometeorologiczne”
— W Rosji jest kilka serwisów prognozujących pogodę. Skąd czerpią informacje?
— W naszym kraju istnieje tylko jedna organizacja,która oficjalnie może zbierać dane ze stacji pogodowych w regionach to Roshydromet. Jej oddziały samodzielnie przetwarzają te dane i dostarczają prognoz pogody. Ale dodatkowo wysyłają dane do Światowej Organizacji Meteorologicznej, a także udostępniają je innym firmom, które następnie mogą wykorzystać swoje (lub inne) modele do przetwarzania tych danych i przewidywania pogody.
— Doradź, jak poprawnie odczytywać prognozy i gdzie najlepiej to robić?
- Jedyny, który oficjalnie nosiza jakość prognozy odpowiada Centrum Hydrometeorologiczne (strona internetowa meteoinfo.ru). Wszystkie prognozy maszynowe są koniecznie dodatkowo korygowane przez prognosty, więc można spodziewać się stosunkowo dużej trafności prognoz.
Sprawdź także wietrznie.com to piękna, interaktywna mapa temperatury, opadów, prędkości wiatru, zachmurzenia i innych parametrów, która jest stale aktualizowana. Dostępna jest również mapa aktualnej pogody dla Moskwy i regionu, stworzona przez naszych naukowców (http://carto.geogr.msu.ru/mosclim/), która doskonale obrazuje, jak parametry meteorologiczne mogą się diametralnie zmienić w dużym mieście w porównaniu na przedmieście.
Jeśli jesteś w podróży i chcesz sprawdzić prognozępogodę w innym kraju, lepiej zrobić to na stronie internetowej lokalnego serwisu pogodowego: zwykle używają lokalnych modeli, które mogą obliczyć bardziej szczegółowe dane „lokalne” (modele globalne działają z dużo mniej szczegółowymi raportami).
Kiedy planujesz coś ważnego w przyrodzie,spójrz na prognozę i podejmij decyzję możliwie najbliżej wydarzenia (najlepiej trzy dni lub później) i po południu. Pamiętaj, że prognoza dzienna i nocna, jeśli nie godzinowa, to minimalna i maksymalna oczekiwana temperatura powietrza. A jego minimum jest najczęściej tuż przed świtem. Dlatego jeśli rano idziesz do pracy po zmroku, skup się szczególnie na temperaturach w nocy.
Czytaj więcej:
Jądro Ziemi wkrótce zacznie obracać się w innym kierunku
Zobacz, jak superjacht wodorowy „przelatuje” nad wodą z prędkością 75 węzłów
Droga Mleczna jest nienormalnie duża jak na swoje galaktyczne włókno