Прогноз погоды

Прогноз погоды — научно обоснованное предположение о будущем состоянии погоды в определённом пункте или регионе на определённый период. Составляется (разрабатывается) метеорологическими службами на основе методов метеорологии.

Прогнозы делятся по заблаговременности периода, на который даётся прогноз[1]:

  • наукастинг (прогноз текущей погоды) — от 0 до 2 часов;
  • сверхкраткосрочные (СКПП) — до 12 часов;
  • краткосрочные (КПП) — от 12 до 72 часов;
  • среднесрочные (СПП) — от 72 часов до 10 суток;
  • с расширенным сроком — от 10 до 30 суток;
  • долгосрочные (ДПП) — от 30 суток до двух лет; включают месячный, трехмесячный (или 90-суточный), сезонный ориентировочные прогнозы, которые представляют собой описание усредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонения (девиация, колебание, аномалия) от климатических величин соответственно для этого месяца (не обязательно для предстоящего месяца), для этого 90-суточного периода (не обязательно для предстоящего 90-суточного периода), для этого сезона;
  • прогноз климата — свыше двух лет;
  • прогноз климата на год-десятилетие (описание ожидаемых параметров климата, связанных с изменением межгодовых и десятилетних климатических аномалий, а также аномалий нескольких десятков лет);
  • прогноз климата (описание ожидаемого в будущем климата с учётом влияния естественных и антропогенных факторов).

Оправдываемость прогнозов тем ниже, чем выше заблаговременность. Оправдываемость СКПП составляет приблизительно 95-96 %[2], КПП 85-95 %, СПП 65-80 %, ДПП 60-65 %, прогнозов климата — около 50 %.

Прогнозы погоды делятся по типам в зависимости от целей, для которых они разработаны:

Физика прогноза погодыПравить

Прогноз синоптического положения, то есть температуры, осадков, влажности и полей давления (геопотенциала) опирается на законы, описывающие движение атмосферы как сжимаемой жидкости. Данные законы относятся к такому разделу физики как гидродинамика, которая включает в себя уравнения движения, состояния газов, переноса влажности, сохранения массы. Решая эти уравнения численными методами для конкретного состояния атмосферы, можно получить числовые значения будущих полей давления, температуры, ветра. В качестве исходных данных для подстановки в уравнения являются измеренные в настоящий момент параметры атмосферы; измерения проходят по всей возможной высоте. Численное интегрирование уравнений обязано своей точностью современным вычислительным машинам, которые могут обрабатывать значительное количество входных данных. Тем не менее, для целей численного решения уравнений и быстрой интерпретации этих решений, необходимо использовать максимально возможные ресурсы — суперкомпьютеры.

Отличия в методологии прогнозов погоды в зависимости от заблаговременностиПравить

Рассмотрим, в целях удобства, три этапа: краткосрочный прогноз — 1-3 суток, среднесрочный — 4-10 суток, месяц и сезон — долгосрочный. Мы будем во многом опираться на заголовок выше, в котором частично разобраны основные физические принципы применения научных знаний для прогноза погоды.

Прогноз погоды на короткие сроки

К моменту начала составления прогноза на 1-3 дня имеются: анализ синоптического положения у поверхности Земли, будущие поля давления и температуры на пару дней вперед, полученные в результате численного интегрирования уравнений термодинамики атмосферы. Далее следует второй этап — составление непосредственно прогноза погода для определенного участка территории. Пользуясь прогностическими полями геопотенциала и давления, синоптик определяет будущее положение циклонов и антициклонов, фронтов и воздушных масс. Также учитываются время года и/или месяц, которые влияют на поправки в расчетах. Для прогноза ливневых осадков и гроз используется информация от метеорологических радиолокаторов. Современная оправдываемость прогноза довольна велика — в 4 раза выше, чем при отсутствии анализа состояния атмосферы. Еще более высока оправдываемость штормовых предупреждений об опасных явлениях природы (ветер, метель, туман, гололед, заморозки, шторма, наводнения); она оценивается примерно в 90-95%.

Среднесрочный прогноз погоды

Прогнозы на средние сроки (4—10 дней) опираются на текущую информацию о развитии синоптических процессов в течение всего сезона, а также на будущие поля давления (геопотенциала) и температуры на 1—5 суток вперед, рассчитанные с помощью интегрирования уравнений динамики и термодинамики атмосферы, с использованием в качестве начальных данных фактических наблюдений в момент времени, исходный для начала интегрирования. Однако в прогнозах на 5—10 дней уже нет возможности прогнозировать изменения погоды по дням, так как невозможно проследить за изменением свойств воздушных масс на протяжении всего прогнозируемого периода. Поэтому прогнозируются средняя температура (либо аномалия температуры) и среднее количество осадков на предстоящие 10 дней, а также величины максимальной и минимальной температуры в течение будущих 5—7 суток. Среднесрочный прогноз составляется с использованием статистических методов, которые требуют огромных вычислительных ресурсов, поэтому его осуществление возможно только при наличии достаточно производительных ЭВМ.

Долгосрочный прогноз погоды

В настоящее время установлено, что предсказуемость характера погоды в какой-то день в данном месте не превышает двух недель. Иными словами, как бы ни совершенствовались методы прогноза погоды, принципиально невозможно за пределами двух недель предсказать конкретное явление погоды, например, будет ли в таком-то месте дождь такого-то числа. Это связано, во-первых, с тем, что мы никогда не знаем точно начальное состояние атмосферы и, во-вторых, что при интегрировании уравнений динамики и термодинамики атмосферы мы допускаем определенные ошибки при их численном решении, при приближенном описании физических процессов, происходящих в атмосфере, ее взаимодействии с подстилающей поверхностью и космосом. Таким образом, нет надежды получить метод прогноза, который бы позволил оценить погоду по дням на предстоящий месяц или сезон и тем более на большие сроки. Это, однако, не означает, что ставить задачу прогноза погоды на месяц или сезон бессмысленно. Просто под прогнозом погоды нужно понимать прогноз более общих характеристик погоды будущего: наиболее часто говорят о месячных и сезонных аномалиях температуры и осадков. Но задача определения общих характеристик погоды на месяц и сезон пока еще далека от удовлетворительного разрешения. Поэтому главная задача метеорологии в настоящее время — создание надежного метода долгосрочного прогноза погоды. Самые первые попытки применения для долгосрочных прогнозов инерции в ходе атмосферных процессов, то есть сохранения знака текущей аномалии температуры на месяц и сезон вперед, не дали обнадеживающих результатов.

Приметы погодыПравить

Для целей прогнозирования погоды возможно использовать не только данные науки метеорологии как таковой, но и наблюдаемые корреляции между некоторыми параметрами погоды в настоящем и будущем. Отметим, что следующие приметы являются следствием исключительно научного понимания природы Земли. Ниже приведены некоторые из них.

Можно ожидать неустойчивую погоду и дождь:

  • Температура ночью необычно высока
  • Давление понижается
  • Имеется гало вокруг солнца или луны
  • Облака, находящиеся на разных высотах, движутся порознь
  • Присутствуют неупорядоченные перистые облака
  • После полудня в летнее время года наблюдаются темные облака
  • Кучевые или слоистые облака становятся ниже
  • Быстрое образование кучевых облаков

Можно ожидать затяжные осадки:

  • Ветер юго-восточный, северо-восточный с падением давления
  • Погода неустановившаяся (см. признаки выше), при этом дует южный ветер с падением давления (для северного полушария)

Можно ожидать ясную погоду:

  • Давление поднимается или остается неизменным
  • Ветер меняется на западный или северо-западный (юго-западный в южном полушарии)
  • Температура падает
  • Легкий бриз с запада или северо-запада (юго-запада южнее экватора): красный закат
  • Облачность уменьшается после 16:00
  • Утренний туман пропадает в течение двух часов после восхода солнца

Первые прогнозыПравить

  • 1 августа 1861 года — в газете Times за авторством Роберта Фицроя[4]. Впоследствии по причине неточности своих прогнозов он совершил самоубийство.
  • 14 ноября 1922 — первый прогноз погоды на завтра прозвучал по радио. Примерно через полгода подобные прогнозы стали ежедневными.
  • 11 ноября 1936 — на ТВ был показан прогноз погоды в виде диаграммы.
  • 11 января 1954 — День рождения современного прогноза погоды. Впервые на экране появился ведущий, который рассказывал и показывал на карте, какие погодные изменения ждут телезрителей. Ведущим стал Джорж Коулинг . Сюжет шел в прямом эфире и длился 5 минут. С тех пор прогнозы погоды стали неотъемлемой частью телевизионного эфира.

Прогнозы погоды на отечественном телевидении стали появляться в начале 1970-х годов. Первой ведущей стала Екатерина Чистякова. Нововведение настолько понравилось телезрителям, что уже с 1971 года прогноз погоды стал неотъемлемой частью программы «Время». В конце 1990-х появилась компания «Метео-ТВ», которая стала монополистом в области подготовки телепрогнозов[5].

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=5841
  2. Александр Семенов. Предел предсказуемости. Независимая газета (24 марта 2010). Дата обращения 14 августа 2010.
  3. http://www.irkobl.ru/sites/ecology/folder4/ О работе предприятий при неблагоприятных метеорологических условиях
  4. 150 лет первому прогнозу погоды. Би-би-си (1 августа 2011). Дата обращения 25 августа 2012. Архивировано 18 октября 2012 года.
  5. Об эволюции погоды (рус.) на сайте zoob.info

ЛитератураПравить

  • Хромов С.П, Петросянц М.А. Метеорология и климатология. — Москва: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, 2012. — С. 456—462. — 584 с.
  • Дэннис Пегин. Понять небо. — 1997. — С. 116—120. — 122 с.
  • Матвеев Л. Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. — Л.: Гидрометеоиздат, 1984. — С. 30, 275, 554. — 738 с
  • Монин А. С. Прогноз погоды как задача физики. — М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1969. — 184 с. — 4200 экз.