Пальцем в небо

Почему сложно, а иногда и невозможно сделать точный прогноз погоды
“Ну посмотрим, что нам на завтра синоптики обещают...” — это практически обязательная ежевечерняя мантра современного человека. Собираясь утром на работу, мы, как правило, еще долго гадаем, брать зонтик или нет. Даже несмотря на обещание ясного неба на “прогнозных” сайтах. Как говорится, недоверие присутствует, и зачастую оно вполне оправданное. Наверное, только ленивый сегодня не язвит про ошибки синоптиков. Почему ученые до сих пор не могут предсказывать погоду, случайно ли, что в выходные часто идет дождь, — попытаемся разобраться с этими вопросами.



“Казалось бы, на дворе уже XXI век, а, наверное, шаманы и то погоду лучше предсказывали”, — горячимся мы, на самом деле плохо представляя о чем говорим. Действительно, список народных примет длинный. С переменным успехом пытались предсказывать погоду по солнцу, луне, звездам, грому, росе, туману, инею и даже золе от костра. Заметим: многими такими “подсказками” мы пользуемся до сих пор. Но если присмотреться внимательно, можно заметить, что они в основном касаются прогнозов сегодня на завтра. А такими “фокусами” и сейчас никого не удивишь.

Теория хаоса и взмах крыла чайки

Известный американский математик и метеоролог Эдвард Лоренц, один из основоположников так называемой теории хаоса, попытался объяснить ошибки прогнозов феноменом, которому придумал красивое название — “взмах крыла чайки”. С течением времени это выражение почему-то преобразовалось в “эффект бабочки”. Объяснять всю теорию — долго и нудно. Суть ее сводится к тому, что кардинальные изменения погодных условий в одном уголке земного шара могут быть вызваны любыми, самыми, казалось бы, незначительными и вроде как не относящимися к делу событиями, которые могут происходить вообще за тысячи километров. Из-за этого эффекта точно предугадать погоду практически невозможно.

Фактически Лоренц был одним из первых, кто предсказывал погоду при помощи компьютерных программ (кстати, этот метод обработки информации, только в усовершенствованном виде, используется и сейчас). Он обнаружил, что даже малейшее изменение загруженных в машину исходных параметров очень сильно влияет на конечный результат. То есть, для того чтобы сделать точный прогноз, нужно свести воедино массу информации.

Сегодня ученые пытаются решить проблему качества исходных данных самыми разнообразными способами. В каждой стране существуют сотни и даже тысячи метеорологических станций, собирающих данные о текущем состоянии атмосферы, планету окружает целая гирлянда спутников, а математики работают над разработкой алгоритмов, позволяющих более точно и быстро просчитывать работу хаотических систем. Но даже это не гарантия успеха, считает главный научный сотрудник Института природопользования НАН, академик, профессор Владимир Логинов:

— Еще в XIX веке знаменитый французский физик Доминик Франсуа Араго сказал: “Никогда ни при каких успехах науки уважающий себя ученый, который дорожит своей репутацией, не будет заниматься прогнозами погоды”. Нужно признать, что есть вещи, которые никогда, ни при каком уровне развития науки не будут сделаны. Даже через сто или двести лет. И стопроцентная оправдываемость прогнозов погоды как раз входит в этот список. Просто потому, что в атмосфере существуют вероятностные закономерности, предсказать которые невозможно.

Близко к правде

Вы удивитесь, но, оказывается, предлагаемые нам прогнозы погоды нужно еще уметь правильно читать. А точнее, интерпретировать и понимать, что именно имеют в виду специалисты.

— Синоптики стараются максимально обезопасить себя от ошибок хотя бы за счет обтекаемых формулировок, которые законны с точки зрения существующего нормативного документа — так называемого технического кодекса установившейся практики, — комментирует климатолог. — Согласитесь, при прогнозе “сегодня по республике ожидается 20—24 градуса” вероятность попадания хотя бы в одну из пяти позиций стопроцентная. А если синоптик говорит “местами осадки”, то под этим надо понимать, что осадки ожидаются на площади 50% и менее.

Конечно, людям нужно больше конкретики. Но, к сожалению, дать ее специалисты не в состоянии.

— Метеорологи вынуждены пользоваться именно такими методами подсчета оправдываемости, потому что ничего другого предложить не могут, — считает Владимир Логинов. — Вы думаете просто предсказать, например, такую вещь, как шквал или смерч? Этого никто не может сделать не только у нас, но и в других странах. Почему? Дело в том, что существующие на данный момент математические модели имеют низкое пространственное разрешение. Например, известно, что в теплом секторе циклона при окклюзии может образоваться смерч. Но точка его возникновения может располагаться в равной степени вероятности как под Борисовом, так и, предположим, под Минском. Второй момент... Есть такое понятие, как “точка бифуркации”. Это состояние системы, когда наступает момент вариативности событий. Причем к глобальным изменениям может привести самое, казалось бы, незначительное из них. Ведь в природе (и климатической системе в частности) происходит множество сложных процессов, многие из которых нам не понятны, а другие характеризуются непредсказуемостью. О чем говорить, если на данный момент даже по поводу механизмов, приводящих к глобальному потеплению, у специалистов нет единого мнения.

Неуправляемый климат

Итак, в XXI веке стоит признать: ни точно предсказывать, ни влиять на погоду, а тем более управлять ею мы не в состоянии. Кстати, именно этими причинами и объясняется провал теорий многих так называемых климатических, или геофизических, войн.

— В свое время, еще при СССР, я принимал участие в таких разработках, — признается ученый. — Были определенные идеи, теоретические изыскания. Но в конце концов пришли к выводу, что человечество не обладает такой энергией и технологиями (и на данный момент тоже), которые позволили бы нам управлять климатом по своему усмотрению. Представьте себе, что энергия среднего циклона сравнима с энергией, которую вырабатывает приблизительно тысяча блоков АЭС. А идея “спускового крючка”, когда рассматриваемое энергетическое воздействие незначительно, а процесс неустойчив, содержит часто и долю лукавства. Предсказать такие вещи практически невозможно. Несмотря на то что в последнее время появилась масса всяческих конспирологических теорий на данную тему, это зачастую не более чем утопия. На самом деле природа запросто кладет нас, что называется, на лопатки, да еще и посмеивается.

Если говорить конкретно о ситуации в Беларуси, то наших метеорологов ругают зря. Конечно, легче предсказывать погоду в Великобритании или Германии, где в каждом крупном городе стоят допплеровские локаторы, которые, помимо всего прочего, еще и в режиме онлайн замеряют скорость ветра. А у нас на всю страну имеется всего три радиолокатора. Первый давно пора списывать “по старости”, а на два остальных соответствующее программное обеспечение поставили недавно и успешность их работы еще надо доказать.

Когда небо хмурится

Общеизвестный факт: погода имеет свойство портиться именно в выходные. Это явление весьма красочно описано еще у Джерома К. Джерома в произведении “Трое в лодке, не считая собаки”. Причем, как правило, всю неделю, пока мы паримся в офисах, за окном сияет солнышко. А уже субботним утром мы тоскливо глядим в окно на хмурое небо. Этот феномен даже получил свое название — “облака Фантоцци” — по имени персонажа итальянских комедий, незадачливого конторского служащего, который ухитрился попасть под дождь даже в раю.

Оказывается, у “закона подлости” есть объяснение. Во всяком случае, к такому выводу пришли немецкие ученые-метеорологи, которые проанализировали данные наблюдений за погодой в различных городах страны в течение 15 лет. Результаты были опубликованы в статье под названием “Неожиданная периодичность климатологических переменных”. Оказалось, хорошая погода действительно чаще всего стоит в начале недели, а плохая — в конце. Дело в том, говорят специалисты, что любой мегаполис ежедневно сжигает тысячи тонн горючего. Уличный воздух нагревают предприятия, магазины, транспорт, жилые дома. В итоге высота “тепловой шапки” над крупными городами может достигать нескольких сотен метров. За неделю в нижних слоях атмосферы накапливаются пыль и мельчайшие отходы жизнедеятельности города. Они заметно отражают и рассеивают солнечные лучи, оттого и прогрев воздуха постепенно снижается. А меньше солнца — больше холода. Мелкие частицы пыли, поднимаясь вверх, становятся ядрами конденсации, на них оседает влага, образуются облака. В результате небо хмурится, начинается дождь. И никакой мистики!

bebenina@sb.by

Заметили ошибку? Пожалуйста, выделите её и нажмите Ctrl+Enter