Для описания и оценки текущего состояния атмосферы ученым необходимо собрать и проанализировать огромное количество данных. Основными источниками информации о погоде являются специализированные метеорологические устройства и установки, каждая из которых имеет свои плюсы и минусы.
«Бабка надвое сказала»: причины неточностей в краткосрочных прогнозах погоды.
Долгосрочное прогнозирование погоды — это, безусловно, сложная задача: атмосферная хаотичность, случайные процессы и проблемы с предсказуемостью. На первый взгляд, прогнозирование погоды на ближайшие несколько часов должно быть проще, но это не всегда так — захваченный утром зонт может целый день оставаться ненужным грузом. В этой статье мы расскажем, откуда метеорологи берут свои данные и почему возникают ошибки в краткосрочных и сверхкраткосрочных прогнозах погоды.
https://www.techinsider.ru/science/1667137-babka-nadvoe-skazala-otkuda-berutsya-oshibki-v-kratkosrochnyh-prognozah-pogody/2024-11-23 08:19:14
Точно определить текущее состояние атмосферы невозможно
- Метеостанции — это площадки, где метеорологи в реальном времени фиксируют ключевые параметры погоды: температуру, влажность, давление и другие. Однако проблема заключается в том, что станции собирают данные только в своем окружении и расположены достаточно далеко друг от друга. В результате между ближайшими метеостанциями часто образуется «слепое пятно» в измерениях погоды.
Метеостанция на Ай-Петриjalita.com - Метеорадары — это специализированные радиолокаторы, которые определяют координаты областей осадков и их тип, направление и интенсивность. Примерно каждые 10 минут радар делает трехмерное изображение атмосферы на расстоянии до 250 километров и передает данные метеорологам с точностью до микрорайона! Проблема заключается в недостаточном количестве таких устройств. Например, большинство российских радаров расположено только в европейской части страны, в то время как другие регионы остаются без данных. Также существует проблема с ограниченной «зоркостью» радаров: высотные здания могут мешать съемке, а мелкие осадки могут просто не обнаруживаться из-за кривизны Земли.
Метеорадар, гора Горелая, Мурманскrangefinder.ru/ huszar - Метеорологические зонды — это автономные аэростаты. К контейнеру с термометром, датчиками влажности и атмосферного давления прикрепляется гелиевый шар, который поднимает устройство на высоту до 40 километров. С помощью антенн собранные данные передаются ученым. После выполнения своей задачи на заданной высоте шар лопается, контейнер падает на землю и больше не используется. Кстати, весит такой самоотверженный метеозонд всего около 300 граммов. Недостаток в том, что устройство требует ручного запуска, что усложняет сбор данных, например, в открытом море. Зонды поднимаются в воздух только два раза в сутки и не могут предоставить информацию о труднодоступных районах Земли.
МетеозондAmir Cohen / Reuters - Метеоспутники — настоящие гиганты в сборе данных! Они находятся на орбите и предоставляют информацию о метеорологической ситуации на планетарном уровне — движение вулканического пепла, дым от лесных пожаров, пылевые бури, области интенсивных осадков и даже границы океанических течений. Спутники в настоящее время являются основным способом сбора информации о погоде и климате. Однако и в этом случае не все идеально: они отслеживают «крупные» атмосферные процессы, и определить изменения микроклимата в малых областях для них затруднительно.
Метеоспутник «Электро-Л». Архивное фотоНПО имени ЛавочкинаНедостатки всех этих средств не позволяют метеорологам оценивать состояние атмосферы с абсолютной точностью. Поэтому уже на этапе измерений и сбора данных в прогноз могут закрасться ошибки.
iStockКраткосрочное прогнозирование требует мощных компьютеров
А если быть точнее — суперкомпьютеров. Прогнозирование погоды на любой период требует значительных вычислений, однако краткосрочные прогнозы требуют не только большой вычислительной мощности, но и высокой производительности компьютера. Обработкой огромных объемов данных занимаются суперкомпьютеры. Например, на службе британских метеорологов находится мощный Cray XC40 с производительностью в 7 петафлопс (это примерно семь тысяч триллионов операций в секунду!). Для сравнения, главный помощник российских метеорологов уступает своему британскому коллеге, обладая мощностью в 1,2 петафлопса.
Суперкомпьютер Cray XC40metoffice.gov.ukСреднесрочные прогнозы могут составляться до 4 раз в сутки, а наукастинг — это сложный непрерывный процесс, требующий от компьютера быстрой реакции. Иногда время становится решающим фактором в сверхкраткосрочном прогнозировании. Если вычисления занимают более 20 минут, они становятся непригодными для использования — данные быстро теряют актуальность.
В краткосрочном прогнозе учитываются не все погодные параметры
Как уже упоминалось, время — главный враг наукастинга. По этой причине в прогноз часто включают не все погодные параметры, а только некоторые из них.
В краткосрочных и сверхкраткосрочных прогнозах может учитываться один или два параметра. Например, это могут быть порывы ветра и осадки или атмосферное давление и температура воздуха.
Forbes.comНесмотря на то, что средняя точность краткосрочных прогнозов превышает 95%, даже в предсказаниях такого близкого будущего могут возникать ошибки. Существует более надежный способ предсказания погоды: если ваш питомец свернулся клубком и спит — ожидайте заморозков. Поэтому перед выходом из дома не забудьте проконсультироваться с вашим пушистым метеорологом!