Как метеорологи «предсказывают» погоду?

Российским метеорологам повезло. Каждый год 23 марта они отмечают сразу два профессиональных праздника: Всемирный день метеорологии и приуроченный к нему День работников гидрометеорологической службы России.

Российской погодой занимаются множество людей. В разбросанной по всей стране структуре Росгидромета — Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды — 8 департаментов, 25 управлений, 61 центр и 17 научно-исследовательских учреждений. И вся эта мощная система работает ради того, чтобы предсказать, будет утром светить солнышко или накрапывать дождик? О, это было бы замечательно!

Читайте также: Самые сильные снегопады в истории

На самом деле погодные прогнозы нужны не только тем, кто размышляет, взять с собой зонт или оставить в прихожей. Погода — важнейший социально-экономический фактор, от которого зависят не только наши доходы, но и жизни.

По словам начальника Ситуационного центра Росгидромета Юрия Варакина:

«Число катастрофических и опасных природных явлений, наносящих значительный ущерб экономике и населению России, за последние 10 лет увеличивается в среднем на 5−7% в год. В 2013 году, например, их было 455».

Тенденция не прекращается. Недавно руководитель федеральной службы Александр Фролов сообщил, что в прошедшем 2016 году зафиксировали 988 опасных явлений.

К счастью, российские метеорологи составляют достоверные прогнозы, которые позволяют подготовиться к капризам стихии. Такой вывод следует из того, что доверие граждан к прогнозам погоды растёт. По данным службы за три последних года оно увеличилось на 11%.

Точность метеорологических прогнозов достигает 90−94%. Это довольно высокий показатель, но такие прогнозы действуют не более 5 суток.

Можно составить прогноз и на более длительное время. Предельный срок прогнозирования 7−10 дней, однако точность в этом случае не превысит 70−80%. Почему?

Дело в том, что, как объясняет Ю. Варакин:

«Период активного существования крупных атмосферных вихрей для районов умеренных широт не превышает 6−8 суток, после чего наступает перестройка атмосферных процессов. Поэтому и долговременные прогнозы у нас делать так сложно».

Дополнительные сложности накладывает потепление. Примерно с середины 1970-х среднегодовая температура воздуха в стране повышается со скоростью 0,43 градуса за десять лет. Россия «теплеет» в 2,5 раза быстрее, чем планета в целом.

До появления искусственных спутников Земли синоптики в своих прогнозах и расчетах опирались исключительно на данные наблюдений наземных метеостанций. Их число ограничено, огромные участки земной поверхности оставались для метеорологов белыми пятнами.

Погодные карты рисовали от руки, отмечая на них холодные и теплые фронты, области высокого и низкого давления. Метеорологов традиционно ругали за низкую достоверность прогнозов, но все понимали, что они делают то, что могут.

С выводом на орбиту первых метеоспутников картина резко изменилась. Поток данных увеличился, синоптикам стала доступна жизненно важная информация, позволившая улучшить понимание и оценку погодных процессов.

Российская группировка гидрометеорологических космических аппаратов сегодня состоит из 6 спутников. Два комплекса «Электро-Л» «подвешены» на геостационарных орбитах на высоте почти 36 тысяч километров.

Каждый геостационарный спутник постоянно «видит» примерно 40% земной поверхности. Мы тоже можем видеть космическими глазами. Переданные «Электро-Л» снимки и видео облачности нередко показывают по телевизору.

Два полярно-орбитальных космических аппарата «Метеор-М» движутся вокруг планеты по солнечно-синхронным орбитам на высоте 830 км с периодом обращения 101 мин. Каждый из них проходит над любой точкой земной поверхности примерно в одно и то же местное солнечное время.

Полярно-орбитальные спутники — основной источник данных о погоде. Высота их орбиты позволяет анализировать вертикальные «срезы» атмосферы, контролируя влажность, силу ветра и температуру воздуха.

Высота орбиты космических аппаратов «Канопус-В» и «Ресурс-П» — около 500 км. На эти спутники возложены задачи мониторинга состояния окружающей среды и участков земной поверхности. Своевременные данные о пожарах, наводнениях, состоянии лесов, полей и водоёмов, выбросах вредных веществ и любых чрезвычайных ситуациях — дело их «рук».

Каким бы информативным не был поток данных из космоса, его обрабатывают на земле. Времена, когда метеорологи обсчитывали данные с помощью логарифмической линейки и наносили сведения на карту карандашом, канули в Лету.

Прогнозы рассчитывают, используя сложные математические модели, основанные на уравнениях гидродинамики и теплообмена. Основные формулы моделей известны уже лет сто. Но только используя мощные суперкомпьютеры, метеорологи научились обсчитывать данные с гарантированной точностью.

Судя по тому, что доверие россиян к метеорологическим прогнозам растёт, с суперкомпьютерами у Росгидромета все в порядке.

С праздником, мастера погоды!

И немного истории: