Как составляют прогноз погоды, почему он бывает не точен и как влияет изменение климата на прогнозирование – интервью с метеорологом

Прогноз погоды – это то, что помогает спланировать наши выходные, праздники и даже обычные будни. Именно благодаря прогнозу мы решаем, что надеть и куда пойти гулять с семьей: в парк или в торговый центр. А еще многое зависит от погоды в военном деле.

19 ноября в Украине отмечают День работников гидрометеорологической службы. Мы решили пообщаться с заведующей отделом прикладной метрологии и климатологии Украинского гидрометеорологического института ГСЧС Украины и НАН Украины Верой Балабух и узнали, как составляют прогнозы погоды и почему они бывают не всегда точны.

– Как составляют прогноз погоды на ближайшие дни, неделю?

– Чтобы понимать, что будет происходить с погодой в ближайшие дни, нужно знать, в каком состоянии атмосфера находится в данный момент и какие изменения происходили в течение последних нескольких дней.

Для этого каждые три часа проводят наблюдение за погодой почти 10 000 наземных метеостанций, дважды в сутки проводят радиозондирование верхних слоев атмосферы при помощи примерно 1000 радиозондов.

За погодой наблюдают спутники, передают информацию об атмосфере и погоде самолетов и кораблей.

Эта информация поступает в мировые центры данных, где ее анализируют, строят карты погоды и барической топографии, которые передаются в национальные прогностические центры, в том числе и Украинский гидрометцентр.

Там эта информация является основополагающей для анализа погоды. Она позволяет оценить синоптическую ситуацию, определить основные синоптические объекты, которые влияют на погоду в Украине, их траектории перемещения и эволюцию, а также, как меняется погода на территории страны.

Результаты вычислений многочисленных моделей погоды позволяют определить, какими будут прогностические значения основных характеристик атмосферы (давление, температура воздуха, влажность и ветр) в течение 5 суток.

Использование данных нескольких моделей погоды разных прогностических центров позволяет рассмотреть все возможные варианты развития синоптической ситуации и на основе полученных данных наблюдений, уточнить ее для Украины.

А вот прогноз погодных явлений осуществляется уже с помощью различных физико-статистических методов, учитывающих особенности их развития в разных регионах страны.

Фото: Unsplash

– Некоторые сайты составляют прогноз на две недели – месяц вперед, как это происходит?

– Сайты, которые выставляют эти прогнозы погоды, за исключением профессиональных, как правило, получают их из какой-то одной численной модели погоды в свободном доступе. В основном, это глобальные модели, описывающие процессы на всей планете.

Они имеют большой шаг по расчетам и не учитывают региональные особенности, поэтому, как правило, имеют значительные погрешности.

Региональные численные модели могут более подробно учитывать климатические особенности регионов и особенности атмосферных процессов. Однако подробно делают это разработчики для своей страны, привлекая как можно больше информации. Данных из Украины в них поступает мало. Это лишь данные метеостанций, входящих в межнациональный обмен, а их только 37 из 187. Поэтому, как правило, эти расчеты имеют значительные погрешности и нуждаются в уточнениях. .

Кроме того, следует отметить, что многочисленные модели сейчас могут производить вычисление вероятного состояния атмосферы на достаточно длительный период – и месяц, сезон, год, а климатические модели даже на десятилетия. При этом эти прогнозы следует правильно использовать.

На срок до 10 суток мы можем ориентироваться на значения метеоэлементов, которые дают модели, например, атмосферное давление, температуру. Если мы хотим узнать, какой будет следующий месяц или сезон, то уже должны ориентироваться не на сами эти значения, а на их отклонения от климатической нормы. То есть, это уже будет другой прогноз. В общем, чем меньше заранее прогноз, тем он точнее.

Читать по теме

Возможен ли блэкаут в Украине — ситуация с электроснабжением в регионах

Исполнительный директор ДТЭК Дмитрий Сахарук рассказал, возможен ли блэкаут в Украине и какая энергетическая ситуация.

– За какое время можно посмотреть прогноз погоды, чтобы увидеть наиболее точный прогноз?

– В последние десятилетия благодаря развитию системы наблюдений и обработки данных, численного моделирования, IТ метеорологам удалось добиться значительных успехов в прогнозировании погоды.

К примеру, сейчас прогноз давления на трое суток имеет такую ​​же сбываемось, как 20 лет назад прогноз в сутки. Сбываемость температуры воздуха на третьи сутки достигает более 90%, растет заблаговременность предупреждений о стихийных явлениях.

Чем меньше заблаговременность прогноза, тем больше его точность.

Поэтому прогнозы на 1-2 суток имеют наибольшую сбываемось. Далее она уменьшается, и уже на 10-е сутки близится к климатическим прогнозам. То есть, это когда прогнозируют на эти сутки температуру воздуха среднюю за многолетний период. Кроме того, разные характеристики и прогнозируемые явления имеют разную сбываемось.

Так, атмосферное давление прогнозируется лучше всего. Его сбываемось на 1-3 суток достигает 95-98 процентов и даже на пятые сутки достаточно высока. Сбываемость температуры воздуха несколько ниже, а вот осадки прогнозируются значительно хуже.

Поэтому лучше пользоваться прогнозами явлений погоды на 1-3 суток, прогнозом температуры, атмосферного давления – до пяти суток.

– Почему бывают неточные прогнозы погоды?

– Несмотря на существенные достижения в прогнозировании, мы никогда не сможем иметь стопроцентную сбываемость прогнозов погоды.

Это обусловлено тем, что погода в определенный момент времени зависит одновременно от очень многих процессов разного масштаба, взаимодействующих между собой. И мы сейчас имеем очень мало информации как об этих процессах, так и о текущем состоянии атмосферы.

Прогноз погоды требует значительного количества информации о состоянии атмосферы. Так, для прогноза погоды для Киева на трое суток нужно иметь информацию о погоде от Гренландии до Уральских гор и от тропиков до Северного полюса.

Прогноз на неделю уже нуждается в информации о погоде на всем земном шаре. Долгосрочные прогнозы на месяц и сезон нуждаются в информации не только о состоянии атмосферы на планете, но и о состоянии океанов, которые в этих прогнозах играют решающую роль.

Если очень детально описывать атмосферные процессы и производить расчеты с шагом 5-10 км, то придется прогноз на одни сутки считать несколько суток, а нам такие расчеты нужны за несколько часов.

Поэтому приходится чем-то жертвовать: не учитывать какие-либо процессы, увеличивать шаг сетки, как по горизонтали, так и по вертикали. Все это приводит к накоплению погрешностей. И чем на более долгий срок делается прогноз, тем меньше его точность.

Фото: Unsplash

– С какими вызовами сталкиваются работники гидрометеорологической службы?

– Это, прежде всего, ограниченная информация о состоянии атмосферы на высотах, которая требует расширения сети аэрологических и радиолокационных наблюдений.

Важным вызовом является кадровое обеспечение как сети наблюдений, так и прогностических подразделений.

– Как влияет изменение климата на работу по прогнозированию?

– Изменение климата обусловило увеличение количества и интенсивности конвективных явлений погоды, таких как грозы, град, шквал, ливни. Эти явления, обычно, очень локальные, наблюдаются на маленьких площадях. Поэтому спрогнозировать их становится все труднее.

Для этого необходима не только информация из наземной сети наблюдений, но и данные о состоянии атмосферы на высотах, получаемой из радиолокаторов и радиозондов, позволяющих отслеживать развитие облаков.

Однако в Украине сеть аэрологических наблюдений существенно сократилась, а существующая радиолокационная сеть не покрывает всю территорию Украины. В таких условиях очень трудно не только спрогнозировать такие явления, но и наблюдать за ними.

Поэтому эффективные прогнозы и предупреждения о таких явлениях погоды, особенно в условиях изменения климата, нуждаются в модернизации и переоснащении сети наблюдений.

– Какие новые технологии и методы появились у гидрометеорологов за последние годы, о которых было бы интересно знать украинцам?

В последние годы в Украине успешно развивается система грозопеленгации и грозового оповещения, созданная УкрГМИ совместно с Украинским гидрометцентром и компанией Earth Networks (США).

Она позволяет в режиме реального времени получать информацию о ходе таких опасных метеорологических явлений как грозы, град, шквал, ливни, анализировать и прогнозировать их развитие и распространение с точностью до 200 метров по всей территории Украины.

Внедренная в работу прогностических подразделений новая методика прогнозирования пожарной опасности в условиях погоды позволила усовершенствовать систему мониторинга и прогнозирования пожарной опасности в Украине, прогнозирование лесных пожаров.

Благодаря этой методике удается выявлять пожары на более ранней стадии, предупреждать о пожарных опасностях в лесах Украины, рационально использовать материальные и человеческие ресурсы для выявления лесных пожаров.

Использование цифровой спутниковой информации также позволяет более успешно мониторить состояние атмосферы и улучшать прогнозы погоды.

– Какую зиму ждать украинцам в этом году?

Как показывает анализ тенденций изменения климата, зима 2022-2023 в Украине будет теплой. Средняя за сезон температура воздуха может быть на два градуса выше, чем в 1991-2020 годах.

Вероятность аномально высокой температуры зимой значительно выше, чем аномально холодной.

Однако на фоне достаточно высокой температуры ожидаемого воздуха возможны заливы арктического воздуха, которые будут вероятно кратковременными. Один из таких заливов мы будем наблюдать уже в течение нескольких дней.

Если непогода застала тебя дома и разрушила все планы, советуем прочесть наш материал о том, как приготовить настоящий карпатский бограч.