Погода в Центральном регионе России в этом году преподносит неприятные сюрпризы: сильные ветра, грозы, ливни и град стали поводом для грустных шуток о том, что наступила "зеленая осень". Критика метеорологов за не всегда оправдывающиеся прогнозы стала общим местом в разговорах не только простых граждан, но и чиновников с политиками.
О том, как работает метеослужба, как составляются прогнозы Гидрометцентра и почему некоторые погодные аномалии слабо поддаются предсказанию, ТАСС рассказал глава Росгидромета Александр Фролов.
— Как устроена система погодного мониторинга, откуда приходят данные?
— Система мониторинга, то есть анализа, прогнозирования и информирования о погоде, очень сложная и многоуровневая. Она опирается на данные наблюдений, которые предоставляют системы наземного и космического базирования. К наземным, помимо метеорологических, гидрологических, морских станций, относятся пункты радиолокационных наблюдений, грозопеленгаторы, а также подвижные пункты наблюдений — дрейфующие и заякоренные буи, корабли и самолеты.
Система космического мониторинга состоит из метеорологических спутников двух типов: полярно-орбитальных, которые летают вокруг Земли от полюса к полюсу, и геостационарных, зависающих над одной конкретной точкой на экваторе. Например, точка стояния нашего геостационарного спутника "Elektro-L" определена над Индийским океаном на высоте 36 тысяч километров. Это позволяет ему предоставлять каждые полчаса снимки восточного полушария. Таких спутников запущено около десятка. Они расставлены над разными точками экватора и вместе с полярно-орбитальными спутниками составляют единую международную сеть космического мониторинга. Еще есть довольно большое количество экспериментальных научных спутников, специализированные данные которых также представляют большую ценность для оценки и прогноза состояния атмосферы, океана, поверхности суши.
В международный обмен поступают ежедневно данные наблюдений примерно с десяти тысяч метеорологических станций, пяти тысяч морских буев и нескольких тысяч кораблей торгового флота, которые проводят добровольные наблюдения за погодой.
Гораздо больше данных поступает от космической системы мониторинга: многие сотни тысяч измерений каждый день. Еще очень мощная система наблюдения — это данные с самолетов. Широкофюзеляжные самолеты гражданской авиации оснащены приборами, которые автоматически проводят измерения на маршруте следования авиалайнера. Этих данных тоже поступает десятки, а то и сотни тысяч в день. Гигантский объем информации производят каждые 10 минут метеорологические радиолокаторы, что позволяет организовать слежение за быстроразвивающимися погодными явлениями.
— Источников информации очень много, как же обрабатывают такой объем?
— Вся информация оперативно поступает в центры обработки данных, в нашей стране — это Гидрометцентр России. Данные поступают без задержки. Это либо непрерывный поток информации, либо данные привязаны к какому-то определенному временному сроку. Например, 8 раз в сутки, через каждые 3 часа, начиная с нуля часов по Гринвичу, весь мир проводит измерения метеорологических характеристик на метеорологических станциях. Все страны обмениваются данными друг с другом. Для сбора и обработки сведений в режиме реального времени задействованы мощные телекоммуникационные и вычислительные ресурсы.
Россия обладает одной из самых больших в мире наземных сетей метеорологических наблюдений. В частности, на нашей территории находится около 1200 метеорологических станций, передающих данные другим странам, и 113 из примерно 900 станций аэрологического зондирования атмосферы от поверхности Земли до высот 25–30 км, представляющих большую пользу для численных моделей прогноза погоды.
— Расскажите подробнее о том, как происходит грозопеленгация.
— Мы сейчас активно развиваем системы грозопеленгации высокого разрешения по пространству. Европейская часть России этой системой уже покрыта. С ее помощью удается фиксировать грозовые разряды с точностью до километра и даже сотен метров. Кроме того, за последние годы установлено более 40 доплеровских радиолокаторов, и к 2020 году мы планируем увеличить их количество до сотни.
Это очень сложные установки, делающие обзор в радиусе до 200 км, а в высоту до 20 км, с дискретностью примерно в 2 километра. Они видят размер и состав облачного покрова, позволяют определить наличие водяного пара, воды и/или кристаллов льда.
Атмосфера, как и человек, бывает в хорошем настроении, спокойная, а бывает злая и нервная
Это важно для прогноза опасного явления, которое журналисты называют "ледяной дождь". В воздухе "ледяной дождь" представляет из себя жидкие переохлажденные капли, которые при падении на землю сразу замерзают. По заказу Росгидромета эти локаторы сделал Концерн ВКО "Алмаз-Антей", но эти радары не военные, это принципиально другая разработка. Всего несколько стран производят такие высокотехнологичные средства наблюдений за погодой, и Концерн начал их даже экспортировать.
— Как создается прогноз погоды? С чем связано такое разноголосье в прогнозах?
— Что такое прогноз погоды? Это гигабайты информации, которые стекаются в крупнейшие суперкомпьютерные центры: в Москву, Вашингтон, Мельбурн, еще есть мощные центры в Англии, Франции, Германии, Японии.
Человек такой объем усвоить и обработать не может, этим занимаются математические модели. В итоге получается компьютерная модель атмосферы со всеми, действующими на погоду, факторами. Таким образом, прогноз погоды создают люди, работающие с этими математическими моделями. Все остальные "прогнозисты" только интерпретируют прогнозы, выпущенные в крупных центрах. То есть прогноз погоды — это высокотехнологичный продукт интеллектуального труда ведущих мировых метеорологических центров. Частные компании дают свою интерпретацию этих прогнозов, причем довольно часто отличную от официального прогноза национальной гидрометслужбы. В этом информационном шуме часто не слышно официальных прогнозов.
— От чего зависит точность прогноза?
Точность прогноза погоды зависит от количества данных наблюдений, точности модели, мощности суперкомпьютера, который вы используете, и от свойств самой атмосферы в данный момент. В атмосфере бывают процессы длительные устойчивые и быстроразвивающиеся короткоживущие.
Атмосфера, как и человек, бывает в хорошем настроении, спокойная, а бывает злая и нервная. Это называется степенью хаотичности атмосферы. Когда атмосфера относительно спокойная, то мы можем на больший срок прогнозировать, а когда нет, тогда на меньший.
— В целом какие факторы влияют на формирование погоды?
— Атмосфера — динамичная среда. Частица воздуха облетает за 10 дней вокруг Земли, поэтому, если нужно сделать прогноз на неделю, нужны данные со всего мира, если стоит задача определить погоду на 3–5 дней, то со всего Северного полушария. Даже на один день для одного города нужно много информации.
Погода состоит не из одного какого-то процесса, атмосфера нашпигована огромным количеством движений и процессов разного масштаба. Например, взаимодействие солнечного излучения с облачностью происходит на молекулярном уровне. Вихревые структуры формируются с характерными размерами от нескольких метров до километров (турбулентность, шквалы, смерчи, торнадо) и от десятков км до тысяч км (циклоны, антициклоны, тропические ураганы). Погода формируется в результате взаимодействия всех этих процессов и явлений.
— А какие процессы сильнее всего влияют на формирование погоды в Московском регионе?
В наших широтах, в районе Москвы, погода очень тесно связана с жизненным циклом циклонов и антициклонов. Циклоны имеют свойство рождаться и умирать, порой они могут регенерироваться, что удлиняет их жизнь. Но, в целом, жизненный цикл циклона — 5–7 суток, на этот срок мы можем очень хорошо прогнозировать погоду. Но в эти циклоны инкапсулировано множество других более мелких процессов.
Например, циклоны имеют фронтальную систему, которой присуща определенная сходимость ветров. На фронтах развивается конвективная облачность, грозы, шквалы. В последнее время такие грозные явления, как шквалы и даже смерчи, становятся все более вероятными, в том числе и из-за изменения климата.
Другими важными факторами, формирующими погоду, является свойства подстилающей поверхности — рельеф, тип почвы и растительности на ней, городская застройка. Взаимодействие всех указанных факторов и есть текущая погода в данной точке в данный момент времени.
Беседовала Мария Сотскова