Метеопрогнозы сегодня делятся на краткосрочные — до пяти дней — и долгосрочные — на декаду, на месяц или на сезон.
Методы получения разных типов прогнозов принципиально различны, и результаты очень редко совпадают. Поэтому не стоит удивляться, что завтрашняя погода, полученная по прогнозу на 1 — 3 дня на сайте, например, Gismeteo.ru, существенно отличается от завтрашней же погоды, полученной на том же сайте, но по прогнозу на две недели.
Краткосрочные прогнозы являются наиболее точными. Долгосрочные, увы, почти всегда содержат высокую вероятность ошибки. Краткосрочные прогнозы можно назвать расчетными, а долгосрочные — статистическими. Что это такое?
Необходимо подчеркнуть следующее: прогноз погоды (даже краткосрочный) зависит от глобального (то есть охватывающего весь земной шар) взаимодействия атмосферы и океана. (Метеорологи всегда об этом говорят, но их, как правило, не слышат.) Эль-Ниньо — это характерный пример именно глобального воздействия на погоду.
Любая система оказывается простой, если ее удается разложить на подсистемы со строго определенными и формально описываемыми взаимодействиями. Такую систему всегда можно исследовать по частям. Но систему атмосфера — океан при прогнозировании погоды даже на пять суток уже нельзя разделить на подсистемы — всю эту громаду приходится обсчитывать одновременно.
Это очень трудно еще и потому, что прогнозирование погоды относится к так называемым задачам, неустойчивым относительно начальных условий. В нормальных (устойчивых) задачах, если немного изменить начальные условия, результат будет практически тот же. Помните, как Том Сойер искал шарик, который сам же в минуту разочарования выбросил? Он взял другой такой же шарик, встал на то же место, размахнулся примерно так же, прошептал: «Брат, ищи брата» — и бросил. Но в этот раз он точно отметил место, куда шарик упал. Не сразу, но оба брошенных шарика он нашел. Том Сойер был вообще очень продвинутый юноша. В данном случае он использовал то, что полет тел является устойчивым относительно изменения начальных условий.
А вот с погодой все, к сожалению, гораздо хуже. Действительно, если начальные условия в точности совпадают, то и погода будет одинаковая, но дело в том, что начальные условия всегда немного различны, и даже при небольшом отклонении в начальных условиях результаты получаются радикально другими: например, не 23° тепла в среднем в июле, а 33°.
С появлением суперкомпьютеров расчет краткосрочных прогнозов стал гораздо более надежным. Фактически сегодня вся земная поверхность покрыта сеткой, каждая ячейка которой представляет собой квадрат со стороной st1:metricconverter productid="3 километра" w:st="on" 3 километра /st1:metricconverter . В каждой такой ячейке с помощью метеоспутников, зондов или наземных станций снимаются основные атмосферные показатели: плотность, скорость, давление и температура. Данные загружаются в суперкомпьютер, и запускается расчет. Чем на больший срок мы прогнозируем, тем хуже у нас получается. Прогноз на срок более пяти дней — всегда нетвердый. Прогноз на срок более 15 дней, по-видимому, невозможен. При любом уточнении начальных данных (а идеально точно мы никогда не сможем измерить все необходимые характеристики — всегда присутствует некоторая ошибка) и таком далеком прогнозе результаты будут расходиться настолько, что всякое прогнозирование потеряет смысл.
А вот долгосрочные прогнозы составляются на основе статистики, набранной за всю историю наблюдений. Фактически при их формировании метеоролог действует так: средняя температура днем в Москве в июле обычно (то есть по результатам наблюдений за 130 лет) 23°, и ничего вроде бы не противоречит тому, что она такой и будет. Вот, правда, Эль-Ниньо развивается. Ну что ж, давайте к прогнозу градус-другой набросим. Это и дает примерную прикидку на сезон, которая потом корректируется краткосрочными прогнозами и регулярно пересматривается. Надежность долгосрочного прогноза весьма невысока. Но ничего лучшего у нас сегодня нет.
В это трудно поверить, но задача прогноза погоды оказалась несравнимо сложнее, чем, например, строительство Большого адронного коллайдера или чтение генома неандертальца, исследование тайн микромира или физиологии мозга. И мы в ближайшие не только годы, но и десятилетия вряд приблизимся к ее решению. И надежда на науку будущего в этом случае совсем слабая.
Книги (составитель С. Костырко)
Читать дальше
