Искусство составления прогнозов погоды
© Сергей Николаев
Составление прогноза погоды требует кропотливого труда, анализа большого количества данных и наличия специализированных знаний об атмосферных процессах и физических законах, на которых основана современная метеорология.
Прогноз погоды – это научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды. В наше время прогнозы погоды строятся на основе результатов численных математических моделей, реализуемых на суперкомпьютерах. Но роль синоптика по-прежнему очень важна – атмосферные процессы настолько сложны, что численные методы не во всех случаях могут учесть их особенности с той полнотой и глубиной, как это может сделать квалифицированный опытный синоптик.
Вся работа синоптика идёт из прошлого в будущее. Прежде чем составить прогноз погоды на завтра, необходимо понять, что было вчера и что происходит сегодня. Синоптик анализирует карты на основе данных наблюдений на метеостанциях, информации со спутников за предыдущие дни и выстраивает картину синоптических процессов, которые уже прошли. После изучения прошедшего состояния атмосферы, специалист приступает к текущему анализу – не только над интересующим пунктом, но также и на больших территориях вокруг. Для того, чтобы узнать какая погода будет в Киеве завтра, нужно знать, что происходит в атмосфере сегодня на тысячи километров вокруг. Для этого важен пространственный анализ данных с помощью разнообразных диагностических карт, а также анализ вертикальных разрезов, аэрологических диаграмм и других многочисленных материалов. Важным этапом работы является фронтальный анализ – выделение фронтов, центров низкого давления, а также линий неустойчивости на фактических картах погоды.
Читайте также
После этого специалист приступает к главному, прогностическому этапу своей работы. В распоряжении синоптика, как правило, имеется несколько глобальных и региональных моделей. В ходе их анализа эксперт «предсказывает будущее»: как будут развиваться синоптические объекты – циклоны, антициклоны, фронтальные разделы, воздушные массы; куда и с какой примерной скоростью переместятся. Данный этап называется прогнозом синоптического положения. От его правильности и полноты зависит конечный и целевой продукт – прогноз погоды.
Для успешного прогноза погоды синоптику необходимо знать и понимать очень многое: историческую последовательность в развитии атмосферных процессов, общие физические закономерности в атмосфере, правила хода метеорологических величин под влиянием местных региональных факторов и особенностей ландшафта, а также систематические ошибки различных численных моделей для конкретного региона и сезона. Например, одна модель зимой не учитывает выхолаживание в условиях антициклона, другая плохо прогнозирует низкую облачность, третья завышает скорость ветра и т.д.
Для определения будущих значений температуры, осадков, скорости и направлений ветра, явлений погоды применяется целый ряд прогностических технологий: синоптическая интерпретация развития атмосферных процессов, статистическая интерпретация выходных данных численных прогнозов, физико-статистические методы прогноза метеовеличин, расчёты с применением мезомасштабных моделей атмосферы; концептуальные модели, основанные на знании механизма образования, структуры и жизненного цикла прогнозируемого явлений. Результаты, полученные по каждой из технологий, используются в комплексе, что позволяет свести ошибку прогноза к минимуму. Опыт показывает, что наилучший прогноз погоды возможен лишь при участии и машины, и человека.
Несмотря на присутствие ряда правил, которых придерживается синоптик в процессе своей работы, прогноз погоды является всё же творческим продуктом. Основной критерий, отличающий творчество от изготовления (производства) – уникальность его результата. Синоптик выдаёт прогноз на основе анализа карт, и результат, как правило, напрямую зависит от профессионального уровня специалиста и его опыта. Это не техническое задание, которое сводится к подстановке данных в уравнение и сухое вычисление, а творческо-интеллектуальный процесс мышления, построения логических цепочек и выявления причинно-следственных связей на основе физических законов в атмосфере и законов общей (глобальной) циркуляции атмосферы. Поэтому у разных синоптиков может получиться разный прогноз, хотя (как не парадоксально) – правильность может быть при том у них верная!
Как видим, прогноз погоды для потребителя – это сложный многоуровневый процесс, требующий глубокого погружения в тему и анализа большого количества данных. В недавнее время на помощь синоптику постепенно приходит искусственный интеллект и нейросети, которые в перспективе помогут специалисту быстрее анализировать данные и выявлять скрытые, менее очевидные факторы, от которых будет зависеть точность прогноза погоды и опасных метеорологических явлений.
Подготовил Игорь Кибальчич, кандидат географических наук, метеоролог.
