"Помилки накопичуються і призводять до неточних прогнозів"
"Схоже, що точність прогнозів
— Можливо, це пролунає дивно, але точністьпрогнозів погоди за останні кілька десятків років суттєво зросла. Проте людям властиво помічати саме помилки синоптиків, тоді як на точний прогноз ніхто не звертає уваги. Тому й здається, що прогнози постійно брешуть. Але що таке прогноз погоди?
Важливо розділяти поняття погоди та клімату.Клімат - це середні багаторічні усталені значення, наприклад, середня температура в Москві в серпні: +18 °C. Літо тепле, а зима холодна – це також клімат. А коли ми говоримо, що 22 грудня о 15:00 у Москві буде -15,3 ° C - це погода, тобто конкретні значення в конкретний час.
Як народжуються погодні прогнози?Весь світ покритий мережею метеостанцій — їх понад 10 тисяч. Плюс ще є метеозони в атмосфері, супутники в космосі, метеобуї в океані і таке інше. Кожні три години в той самий час вони вимірюють метеопараметри (температуру, вологість, швидкість вітру та інші параметри). Все це — величезний обсяг даних, на основі яких і робиться прогноз на майбутнє. Ось вам перше джерело помилок – ці виміри далеко не завжди ідеальні. Наприклад, термометр зазвичай має похибку — 0,1 °C. Здавалося б, це дуже мала величина, але коли ми розглядаємо суму помилок з багатьох метеостанцій та висот за довгий час, вони накопичуються та призводять до неточних прогнозів.
Друге джерело помилок - межа передбачуваностіпогоди. Він складає близько двох тижнів. На більш віддалений термін точно передбачити погоду практично неможливо. Тому, якщо ви бачите в інтернеті прогнози на місяць або навіть два, це не має під собою жодного наукового обґрунтування, і можна лише здогадуватися, на основі чого вони складені: екстраполяція даних, обчислення середніх багаторічних значень чи передбачень шаманів. Чому саме два тижні? Думаю, ви знаєте про «ефект метелика». По-науковому це називається Атрактор Лоренца: коли малі коливання системи на великих проміжках часу виливаються у великі відхилення. І чим більше часу минає, тим складніше ці відхилення передбачити.
Наталія Куксова, керівник розумних міст Sciencely та метеоролога.
— Але на два тижні синоптики в змозі дати точний прогноз?
- Більш-менш.Зазвичай, точність прогнозу на завтра — 95–98%, на післязавтра — 90–93%. І так далі поступово точність знижується. Але буває і так, що навіть завтрашній прогноз містить помилки. Чому?
Уявіть, що ви дивитеся прогноз погоди напевну точку місцевості в Підмосков'ї, тому що тут у вас дача. Бачите, що завтра буде +20 °C, мінлива хмарність, без опадів. Звідки взялася ця інформація? Ми вже говорили, що синоптики збирають дані із метеостанцій. Далі вони запускають фізико-математичну модель, яка на основі цих даних та рівнянь термогідродинаміки обчислює прогноз погоди. Якщо модель хороша, прогноз буде достовірним. Проте є дві проблеми. Перша - це щільність мережі метеостанцій: далеко не скрізь вона висока, а значить, даних обмаль і вони будуть розмазані по великій території. Друге — це нестача потужностей суперкомп'ютерів, які обробляють ці дані і прогнозують.
Прогноз, який ми бачимо, наприклад, на сайтіГідрометцентру — це не дані для певної точки, а розмазаний прогноз на комірку — квадрат зі стороною приблизно в 7 км (це середня цифра для Підмосков'я). Але метеорологічні поля дуже неоднорідні. Тиск і температура, скажімо, навряд чи різко зміняться на відстані 7 км, але якщо подивитися на карту опадів, вона дуже неоднорідна. Адже є ще місцеві кліматичні особливості, наприклад, міські острови тепла (у місті завжди тепліші, ніж за його межами, особливо взимку), особливості рельєфу. Зрозуміло, що на такій великій території зі стороною 7 км опади можуть в одному місці пройти, а в іншому немає.
Йдемо далі.Ніхто не скасовував небезпечні погодні явища. Глобальне потепління — це скорочення чисельності білих ведмедів в Арктиці, а й зростання ймовірності небезпечних погодних явищ, зміна їх структури та поведінки. Такі процеси прогнозувати дуже складно.
— Чи є якась межа точності моделі? Яку роль виконує людина?
— Навіть найкраща на сьогоднішній день модельмає низку недоліків. Не пояснюватиму весь механізм роботи такої складної системи, як фізико-математична метеорологічна модель. Наведу лише такий приклад. Якщо моделі не вистачає даних (а в сітці зі стороною осередку в 7–10 км їй не вистачає даних завжди!), вона починає їх екстраполювати на ділянки, де існують прогалини. Ось тому моделі не здатні точно фіксувати атмосферні фронти. Інакше кажучи, фронти зазвичай малюють люди. Тому в ідеальній ситуації будь-який прогноз, намальований моделлю, має перевіряти людина, яка на основі свого досвіду коригує прогноз. Це обов'язково відбувається в аеропортах, великих містах, а також при прогнозі небезпечних і катастрофічних погодних явищ. Але якщо такої корекції не відбувається (або синоптик мало досвіду), то цілком може статися, що прогноз не справдиться. Достатньо атмосферному фронту зміститися на пару десятків кілометрів від «прогнозного» значення, і замість обіцяних +20 °C ви отримаєте +12 °C, дощ та зіпсований настрій через порушені плани зібратися на пікнік на свіжому повітрі.
— Чому метеорологи іноді передбачають погоду на кілька місяців уперед і навіть кажуть, якими будуть літо чи зима?
- Найскладніший період для прогнозів:від 2 тижнів за кілька місяців. Тут взагалі важко зрозуміти, що відбувається з атмосферою. Але починаючи з одного місяця ми розраховуємо так званий довгостроковий (або сезонний) прогноз. Він ґрунтується на обліку різних циклів, характерних не тільки для кліматичної системи, а й загалом для всієї планети. Наприклад, враховується дія Ель-Ніньо — кліматичного коливання в Тихому океані з періодом близько 2–4 років, що впливає на інші регіони Землі. Загалом враховуються всі можливі цикли: біологічні, космічні тощо.
"Єдиний, хто офіційно несе відповідальність за якість прогнозу, - це Гідрометцентр"
- У Росії є кілька сервісів прогнозів погоди. Звідки вони беруть інформацію?
— У нашій країні є лише одна організація,яка офіційно може збирати дані з метеостанцій у регіонах, це Росгідромет. Його підрозділи самостійно обробляють ці дані та дають прогноз погоди. Але, крім того, надсилають дані у Всесвітню метеорологічну організацію, а також надають іншим компаніям, які потім можуть використовувати свої (або чужі) моделі для обробки цих даних та передбачення погоди.
— Порадь, як правильно читати прогнози та де це краще робити?
— Єдиний, хто офіційно несевідповідальність за якість прогнозу, - це Гідрометцентр (сайт meteoinfo.ru). Усі машинні прогнози обов'язково додатково коригуються синоптиком, тому очікується щодо високу точність прогнозів.
Погляньте також на windy.com - це красива інтерактивна карта температури, опадів, швидкості вітру, хмарності та інших параметрів, які постійно оновлюються. Є також карта поточної погоди для Москви та області, створена нашими вченими (http://carto.geogr.msu.ru/mosclim/), вона чудово ілюструє те, як різко можуть змінюватися метеопараметри у великому місті порівняно з передмістям.
Якщо ви подорожуєте та хочете подивитися прогнозпогоди в іншій країні, краще це зробити на сайті місцевої метеослужби: зазвичай вони використовують локальні моделі, які можуть обраховувати більш докладні «місцеві» дані (глобальні моделі оперують набагато менш докладними зведеннями).
Коли ви плануєте щось важливе на природі,дивіться прогноз і приймайте рішення якомога ближче до події (найкраще за три дні або пізніше) та у другій половині дня. Пам'ятайте, що прогноз на день і ніч, якщо він не погодинний, це мінімальна і максимальна очікувана температура повітря. А мінімальною вона буває найчастіше прямо перед світанком. Тому якщо виходите з ранку на роботу затемно, орієнтуйтеся саме на нічні температури.
Читати далі:
Ядро Землі скоро обертатиметься в іншому напрямку
Подивіться на водневу суперяхту, що «літає» над водою зі швидкістю 75 вузлів.
Чумацький Шлях виявився аномально великим для своєї галактичної нитки