Изобретатель - природа - Изот Литинецкий

Основной, главный источник ошибок в прогнозах погоды проистекает из неполного знания физических процессов в атмосфере и невозможности их точного математического описания.

Второй источник ошибок - недостаточное количество наблюдений, метеоданных. Дело в том, что сеть метеостанций, от которых поступает начальная информация, расположена на нашей планете крайне неравномерно (рис. 2). Большую часть информации метеорологи получают с материков. Да и то не отовсюду. Из Южного полушария сведений поступает крайне мало. Экваториальные области, в общем, почти не изучены, так как наблюдения за ними ведутся не систематически. И наконец, самое главное - океан. Здесь рождаются мощные циклоны и антициклоны, которые бессовестно путают карты синоптикам - в прямом и переносном смысле. По сути дела, вся атмосфера над океаном остается вне поля зрения метеорологов. Хотя в Атлантическом и Тихом океанах плавают "корабли погоды", а метеоинформацию поставляют и рейсовые суда, все равно это поистине капля в море - в сущности, две трети поверхности Земли остаются как бы в тени: что на самом деле происходит в океане, в атмосфере, неизвестно.

Рис. 2. Точки показывают, как расположены метеостанции в Северном полушарии. Даже материки по-разному насыщены ими (сравните Евразию и Америку), не говоря уже об океанах. В океанах черными треугольниками обозначены места, откуда уже сейчас могут брать информацию метеоспутники. Как видите, и тут есть пробелы, ибо спутников еще мало

Как редкая рыболовная сеть не задерживает мелкую рыбу, так и редкая сеть станций не улавливает мелкомасштабные процессы атмосферы. А для прогноза погоды важны все атмосферные процессы - от крупномасштабных до локальных.

Перечисляя источники ошибок, приводящие к неточности, к неоправдываемости выдаваемых синоптиками прогнозов погоды, нельзя не отметить еще одно чрезвычайно важное обстоятельство.

Нередко из уст синоптиков можно услышать: "Ах, если бы у нас была целая вечность для того, чтобы составить прогноз погоды на завтра, этот прогноз был бы великолепен..."

Не правда ли, звучит парадоксально, если учесть, что постоянными помощниками метеорологов уже давно стали быстродействующие ЭВМ. Но в приведенном высказывании нет ничего парадоксального, ибо, как совершенно справедливо заметил один французский метеоролог, "метеорологическая информация - это самый скоропортящийся товар". Нельзя же прогноз на сутки составлять сутки. Важно не только быстро принять оперативную информацию. Надо как можно скорее переработать ее и передать синоптикам, иначе она потеряет свою ценность.

Между тем электронные вычислительные машины с быстродействием миллионы операций в секунду, имеющиеся сейчас в распоряжении метеорологов, не справляются с обработкой огромного, все время увеличивающегося массива информации. Для интегрирования "уравнений погоды" в глобальном масштабе нужны машины более высокого класса (с быстродействием до 1014 операции в секунду). Поскольку таких ЭВМ у метеорологов пока нет, зачастую им приходится сознательно упрощать схему прогноза, сокращать объем вычислений, что приводит к уменьшению точности прогноза.

И еще. В любом непрерывно работающем сложном механизме могут случаться отдельные, временные неполадки. Бывают они и в такой грандиозной по масштабам системе, как Международная служба погоды, и могут сказаться на качестве прогноза в тот или иной день. Например, несвоевременное поступление данных наблюдений из какого-либо района Северного полушария приводит к необходимости замены их прогностическими или климатическими данными, что отрицательно влияет на точность прогноза. К неправильным расчетам могут привести и сбои в работе ЭВМ, и такие непредсказуемые грозные явления природы, как землетрясение в недрах океана, порождающее сокрушительное цунами, или внезапно проснувшийся после многолетней спячки вулкан, выбрасывающий из жерла в атмосферу миллионы кубических метров пепла, снижающего интенсивность солнечной радиации, доходящей до поверхности Земли.

В конечном счете совокупность всех перечисленных причин и приводит к тому, что даже лучшие синоптики, которых называют богами погоды, невольно, не желая этого, иногда нас подводят.

Публикуемые в разных странах данные о достигнутой точности краткосрочных прогнозов - о погоде на завтра - весьма разноречивы. По одним истояникам, оправдывае-мость прогнозов на 12-18 часов достигает 86%, на 18-36 часов - равна примерно 75%, по другим - ежедневные прогнозы подтверждаются на 56-61%.

Такой разброс в приведенных процентах оправдываемое™ краткосрочных прогнозов погоды, вероятно, является результатом различных критериев, различной жесткости методик, подходов к оценке достоверности публикуемых метеосводок. В среднем, по нашим расчетам, оправды-ваемость научных краткосрочных прогнозов (на 1-3 суток) в настоящее время составляет 80-83%, то есть из каждых 5-6 прогнозов один оказывается неверным, ошибочным. Именно они-то и порождают шутки, остроты и карикатуры, служат мишенью для острословов: "Прочитай прогноз и рассчитывай на обратное". Что поделаешь, так уж устроены люди - замечают только несостоявшиеся прогнозы, а правильно предсказанную погоду воспринимают без благодарных телефонных звонков в Гидрометцентр своей страны. Каждый из нас - очень строгий контролер труда синоптиков, а однажды, дважды или трижды промокший человек злопамятен!

Но если в краткосрочных прогнозах погоды благодаря планомерно проводимым научным исследованиям атмосферных процессов, оснащению научно-исследовательских учреждений и оперативных подразделений вычислительной техникой, новыми автоматическими средствами наблюдения отмечается постоянный прогресс, повышается их точность (в Советском Союзе оправдываемость прогнозов на 24-72 часа приближается к 90%), то о долгосрочных этого сказать нельзя. За примерами далеко ходить не надо.

...1983 год. "Улицы - реки", "Наводнение века", "Небывалая засуха", "Ливни с градом", "То жара, то ураганы", "Снегопады в Индии", "Вода, кругом вода...", "Великая сушь Австралии", "Опустошительное наводнение", "Атака стихии", "Библейский потоп", "Ураганные ветры и проливные дожди", "Майский снег", "Золотой штат во власти разъяренной стихии"... Такого рода сообщения различных телеграфных агентств почти не сходили в течение всего года со страниц всех газет мира. Многочисленные еженедельники, научные и научно-популярные журналы печатали обширные статьи ученых, журналистов под броскими заголовками: "Наихудшая погода за последние сорок лет", "Беспомощная метеорология", "Нас ждет всемирный потоп", "Эта обезумевшая погода"...

И действительно, погода обезумела. На всех континентах земного шара творилось что-то невероятное. Большая часть сезонных прогнозов метеорологов на обоих полушариях не оправдалась.

Жестокие удары нанесла мать-природа американцам. Небывалой силы шквалистые ветры, все сметающие на своем пути стремительные потоки горных рек, величайшие оползни, многочисленные населенные пункты, затопленные водой, семиметровые волны, пристани, превратившиеся в груды каменных развалин, - такую жуткую картину можно было наблюдать в Калифорнии в начале марта. Во власти разъяренной стихии оказались также штаты Колорадо и Невада. В результате таяния льдов и снегов в Скалистых горах и проливных дождей вышла из берегов река Колорадо, уровень воды в которой достиг рекордной за последние 66 лет отметки. Потоки воды размыли во многих местах дамбы, блокировали дороги. В июне ливневые дожди с градом, сопровождавшиеся мощными ураганами, обрушились на обширные районы Среднего Запада США. Сильные наводнения нарушили систему коммуникаций в штатах Висконсин, Канзас и Айова. В начале июля ливни внезапно прекратились. Им на смену пришла изнурительная жара. Столбик термометра на Среднем Западе и на Восточном побережье страны поднялся до 40-градусной отметки, местами жара превышала 45 градусов. К концу месяца в результате необычайно жаркой погоды число жертв достигло 157 человек. Сотни людей были госпитализированы из-за тепловых ударов. Небывалая жара нанесла большой урон сельскому хозяйству страны. Не принес облегчения американцам и август. В 1983 году он был самым жарким в США за последнее столетие. Сентябрь же на большей части территории США выдался холодным. В районе Скалистых гор необычно рано выпал снег. Особенно интенсивные снегопады наблюдались в штате Монтана. Местами толщина снежного покрова достигала 30 сантиметров!

От невероятных капризов погоды пострадали не только Соединенные Штаты Америки. Стихийные бедствия обрушились на ряд стран Южной Америки. Наводнением века назвали в Бразилии июльский разгул водной стихии в Южных штатах - Риу-Гранди-ду-Сул, Парана и Санта-Катарина. В результате проливных дождей уровень воды в реке Уругвай поднялся выше ординара на 10 метров, реки Игуасу - на 27 метров! От наводнения погибли 120 человек, 300 тысяч жителей потеряли свои жилища. В еще худшем положении оказались северо-восточные бразильские штаты - Алагоас, Сеара, Риу-Гранди-ду-Норти, Пернам-буку, Пиауи, Параибу, Стержини, Мараньон и др. Эти штаты, территория которых равна Японии, Италии и Франции, вместе взятым, поразила страшнейшая засуха. Согласно официальной статистике в общей сложности число пострадавших от засухи превысило 16 миллионов человек. В то время как жители северо-восточных штатов Бразилии умирали от нестерпимой жары, голода и жажды, сильные наводнения, вызванные продолжительными ливнями, охватили северо-восточные провинции Аргентины. Воды вышедших из берегов рек Парана, Парагвая и Уругвая разрушили дамбы и плотины, многие километры железных и шоссейных дорог, залили 15 миллионов гектаров посевных площадей, затопили десятки городов и селений. Буйство стихии обошлось стране ущербом, превысившим миллиард долларов.