Пятница, 23.10.2026, 16:49 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [810]
Жара [647]
Засуха [217]
Землетрясение [2262]
Извержение [1107]
Космос [417]
Лавина [142]
Мороз [316]
Наводнение,цунами [1122]
Оползень,провал [357]
Пожар [699]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3529]
Торнадо,ураган [1201]
Феномены [243]
Эпидемия [2600]

Интересное
Аномальные новости

Новости криптозоологии

Календарь
«  Март 2021  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
293031

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2021 » Март » 24 » Прогнозы погоды стали намного точнее
18:13
Прогнозы погоды стали намного точнее

Накануне в Москве стояла противная погода. Из-под облаков то и дело проступали голубые пятна и поддувал холодный ветер. Само по себе это обычное дело: в столице вечно то холодно, то пасмурно. Удивительно другое — что будет за окном в выходные, с большой точностью было известно еще в конце прошлой недели. Лет 20–30 назад об этом оставалось мечтать.

Сайты и мобильные приложения с почасовыми прогнозами погоды — иногда их дают даже для отдельных районов, если город крупный, — стали чем-то само собой разумеющимся. Оттого кажется, что сделать прогноз немногим сложнее, чем открыть сайт: запустил программу, нажал пару кнопок — и готово. Но в действительности расчет будущей погоды сравним с составлением карты нейронных связей в человеческом мозге и моделированием эволюции галактик в космосе. Разница в том, что точность этих расчетов может проверить кто угодно, просто выйдя из дома.

Погода — это хаос

Прогнозировать погоду сложно, прежде всего, из-за того, что земная атмосфера хаотична. Математики вкладывают в это слово не тот смысл, что обыватели. "В хаотической системе растет доля ошибки, если есть неопределенность в начальных данных, а она есть всегда хотя бы потому, что измерения проводятся с некоторой точностью: допустим, температура известна до десятых долей градуса. Насколько бы хорошей ни была погодная модель, она даст ошибку", — объясняет Александр Чернокульский, старший научный сотрудник лаборатории теории климата Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН.

Раздел математики, изучающий хаотические системы, и появился-то во многом из-за прогнозов погоды. В начале 1960-х годов американский метеоролог Эдвард Лоренц повторно прогнал данные через компьютер и получил совсем не такой результат, как в первый раз. Причина была в том, что сначала вычисления производились с точностью до шестого знака после запятой, а потом — только до третьего. Оказалось, что разница между тысячными и миллионными долями имеет огромное значение.

Настолько разные решения уравнений так удивили Лоренца, что он поэтично заключил: "Единственный взмах крыла чайки способен изменить погоду навсегда". Позже коллеги посоветовали заменить чайку на более изящное животное, и чувствительность хаотической системы к начальным условиям получила название "эффект бабочки".

Ошибки при расчетах будущих состояний атмосферы и других хаотических систем со временем накапливаются, поэтому прогноз погоды на сутки вперед значительно лучше, чем на месяц. Тем не менее точность постепенно растет: современные пятидневные прогнозы так же хороши, как сорок лет назад — однодневные. Полезный прогноз можно сделать и на девять-десять дней. А предел предсказуемости классическими моделями, по словам Александра Чернокульского, составляет две недели.

Все эти модели построены по одному принципу. Погода описывается несколькими базовыми уравнениями, которые решаются пошагово подстановкой данных наблюдений, а не в общем виде, как учат в школе, — так их просто невозможно решить. Чтобы не оказаться в неловком положении, как когда-то Лоренц, модель запускают 10–20 раз, чуть-чуть меняя исходные значения, — вносят шум, чтобы рассмотреть разные варианты. "Если вы увидите в телефоне вероятность осадков 40%, то, грубо говоря, из десяти прогонов модели четыре показали, что в этом месте в это время осадки будут, а шесть — что нет", — объясняет Александр Чернокульский.

Как совладать с хаосом

Казалось бы, решить уравнения на современных компьютерах — плевое дело, но в прогнозировании погоды полно нюансов и ограничений. Во-первых, специалисты должны отличать заведомо ложные данные, понимать, какую информацию подавать в модель и когда это делать. К примеру, спутниковые данные, по словам Чернокульского, обновляются раз в 5–15 минут, наземные — каждые три часа, аэрологические — каждые 12 часов. В работе с моделью это нужно учитывать.

Во-вторых, у модели есть пространственное разрешение. Как фотография в смартфоне складывается из пикселей, так и поверхность Земли в модели — из ячеек. Разрешение самых детальных моделей составляет несколько километров. Загвоздка в том, что некоторые атмосферные процессы, скажем, смерчи и зоны турбулентности, разворачиваются в пределах сотен метров, что намного меньше ячейки решетки в модели. Обычно такие процессы не опишешь в строгом соответствии с физическими законами — приходится параметризировать, то есть выкручиваться с помощью приблизительных коэффициентов, выведенных опытным путем, но это приводит к ошибкам.

С уменьшением масштаба приобретают значение вещи, которыми до этого можно было пренебречь, например, взаимодействием твердых и жидких частичек в воздухе с облаками. Для расчета этих процессов требуются новые уравнения, точные и "быстрые" данные, а подавать эту информацию в модель нужно особенно аккуратно.

В будущем качество данных повысится благодаря спектрорадиометрам, радарам и лидарам (лазерам) на новых спутниках. Передовые космические аппараты уже сейчас способны в случае необходимости наводить аппаратуру. "Раньше геостационарный спутник раз в 5–15 минут делал обзор всей видимой области, а теперь приборы могут концентрироваться на более узком участке и обрабатывать данные с шагом несколько десятков секунд. Допустим, идет взрывная конвекция (когда разогретый у земли воздух быстро поднимается вверх с образованием грозовых облаков — прим. ТАСС), надо срочно отследить этот момент, навести, быстро отснять, подать в модель и получить результат", — объясняет на примере Александр Чернокульский.

Другое перспективное направление — измерения с помощью обыкновенных смартфонов, оборудованных всевозможными датчиками, и другой потребительской электроники. По словам Чернокульского, пока "гражданские" показания ученые используют для прогнозов в обратную сторону — моделирования прошлой погоды, да и то лишь в отдельных районах. Эти расчеты можно сравнить с тем, как все было на самом деле, и поправить методику. Точно так же в 1950 году метеорологи впервые применили допотопный компьютер. "Наверное, такие системы могут помочь в горах, а на равнине от них не так много толка, потому что масштаб изменений больше", — считает Чернокульский.

Есть еще одна проблема — с уменьшением масштаба модели и ростом объема данных сложность вычислений колоссально растет. Для прогнозирования погоды применяются одни из самых мощных компьютеров на свете. Стоят они дорого, а их производительность больше не увеличивается прежними темпами: кремниевые микросхемы почти некуда совершенствовать. Вдобавок современным метеорологам осталось наследство из миллионов строчек программного кода, из-за чего вычисления не так-то просто оптимизировать.

Прогнозы — не просто для удобства

Все перечисленные трудности в прогнозировании погоды не удастся преодолеть полностью, но с годами ученые будут все лучше понимать физические процессы, модели усовершенствуются, данных будет поступать все больше, а компьютеры ускорятся. Единственное, с чем ничего не поделаешь, — это хаотичность атмосферы. В прогнозы все равно будет заложена погрешность.

Но не все ошибки одинаковы. "Важно, чтобы ошибки в прогнозе с 97-процентной точностью не приходились на экстремальные явления, а их предсказывать сложнее", — говорит Александр Чернокульский. С изменением климата, вызванным парниковым эффектом, такие явления случаются все чаще. Ураганы, засухи, небывалые морозы приносят громадный ущерб, а главное — стоят жизни тысячам, если не миллионам, людей. Откажись человечество от горючего прямо сейчас, погода все равно будет преподносить страшные сюрпризы. Поэтому от метеорологов, их моделей, приборов и компьютеров подчас зависит не только наш комфорт, но и само выживание.

https://nauka.tass.ru/nauka/10963171

Категория: Теория | Просмотров: 381 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Вспышка Эболы охватила уже восемь провинций ДР Конго (15)

Нейробиологи выявили новую разновидность депрессии (12)

Вакцины от ковида связали с улучшением показателей обоняния и вкуса (11)

Microsoft научила ИИ предсказывать погоду на шесть недель вперёд (47)

Семь ключевых показателей климата Земли достигли рекордных значений (33)

Почему эпидемии чумы в России не будет (66)

Хроническую боль предложили лечить не обезболиванием (60)

Ученые предложили бороться с лесными пожарами выжиганием лесов (52)

Лишний вес связали с более высокой выживаемостью при деменции (38)

Как быстро вейп разрушает легкие и иммунитет (40)

Одинаковые калории оказались неодинаковыми (37)

ВОЗ порекомендовала лечить ожирение у детей без лекарств и операций (42)

Пациенты с ИИ-психозом чаще всего испытывали психоз впервые (38)

Витамин C снизил смертность у пациентов с предраковым состоянием крови (56)

Вакцинация - один из способов продлить жизнь до 100 лет (40)

Принимающие «Оземпик» столкнулись с отслоением ногтей (51)

Число подтвержденных жертв лихорадки Эбола в Конго превысило 4000 (44)

Солнце и Луна вызывают землетрясения на Земле (65)

Приближающееся явление Эль-Ниньо очень экстремально (48)

Аспирин снизил риск деменции на 70% (50)

Каждый восьмой случай рака в мире связали с инфекциями (49)

Самые жаркие страны мира (59)

ВМО ожидает усиления Эль-Ниньо до начала следующего года (52)

Бессонницу связали с повышенным риском инсульта (62)

Дефицит массы и немощность повысили риск смерти (51)

Глобальное озеленение нарушило стабильность в засушливых зонах планеты (51)

Эль-Ниньо преобразил пустыню Атакама (59)

Больше REM-сна связали с меньшим риском 83 заболеваний (42)

Ритмичное сжатие голени помогло мозгу восстановиться после травмы и инсульта (49)

Тепловые волны на суше стали начинаться раньше и заканчиваться позже (54)

К февралю 2027 года Эль-Ниньо может унести жизни 450 тысяч человек (41)

Аутизм связали с заражением токсоплазмой или герпесом в материнской утробе (46)

Гренландия и Антарктида потеряли 11,3 триллиона тонн льда за 45 лет (48)

Вирус Оя оказался патогенным для человека (39)

Число подтвержденных жертв лихорадки Эбола в Конго превысило 3500 (64)

Глобальное потепление нарушило климатическую связь (56)

Самое жаркое лето в истории наблюдений (51)

Более 214 тысяч молний за день в Бразилии (57)

Что произойдет, если остановится Гольфстрим (50)

Препарат против Эболы не позволил вирусу проникнуть в клетки (66)

Спутники запечатлели извержение вулкана Анак-Кракатау (71)

В Антарктиде нашли следы древних лесных пожаров (51)

На Килауэа зафиксировали уже 39 предвестниковых переливов лавы - эпизод 55 может начаться сегодня (66)

За три месяца засуха распространилась почти на три четверти Пуэрто-Рико (73)

Семь крупнейших землетрясений в истории наблюдений (106)

Мир не укладывается в климатические цели (65)

В иммунных клетках нашли «память» об ожирении, которая мешает худеть (101)

Сильный Эль-Ниньо сократил количество муссонных осадков на десятки процентов (88)

Поясничные корсеты не повлияли на интенсивность болей в спине (77)

Число подтвержденных жертв лихорадки Эбола в Конго превысило 3000 (54)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28990)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19823)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10914)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10748)

Супервулкан может проснуться в любой момент (9342)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7588)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (7181)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (6077)

Остров ВИЗЕния (5786)

Англия: зима в начале мая (5655)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (5531)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5520)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5479)

Гипотеза о СПИД (5321)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (5247)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (5201)

Ураган в Москве 06.05.2012 (5123)

В Москву идет жара (5113)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4985)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4982)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4959)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4934)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4929)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4900)

Йеллоустонский супервулкан (4880)

Самые большие и опасные вулканы мира (4872)

Семь новых природных чудес света (4870)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4869)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4865)

Землетрясение в Армении (4847)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4843)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4730)

Власти борятся с наводнением на Бали (4712)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4604)

Самые удивительные природные феномены (4598)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4422)

Изменение климата (4342)

Зимняя гроза на Кузбассе (4317)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (4283)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (4246)

Copyright Sergo © 2012-2026

Яндекс.Метрика