Изобретай. Мысли. Твори.

Вероятность прогноза 7:3

Дело в том, что сеть метеостанций, от которых поступает начальная информация, расположена на нашей планете крайне неравномерно. 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. Лишь немногие страны располагают метеорологическими спутниками. Да и спутники далеко не все могут. Например, мы в состоянии определить со спутника температуру в том или ином месте земного шара лишь с точностью до нескольких градусов. А для краткосрочного прогноза существенны даже десятые доли градуса.

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 океанами остается вне поля зрения метеорологов.

Правда, в Атлантике уже плавают «корабли погоды». Есть они и в Тихом океане (кстати, большинство кораблей — советские). Метеоинформацию поставляют рейсовые суда. Но 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. Метеорологи получают пока не более 50 процентов всей необходимой информации.

Для полноты картины отметим еще ряд обстоятельств, которые ухудшают точность прогнозирования.

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». Важно не только быстро принять оперативную информацию. Надо как можно скорее переработать ее и передать синоптикам: от этого во многом зависит точность прогноза.

Между тем электронные вычислительные машины с быстродействием в миллионы операций в секунду, имеющиеся сейчас в распоряжении метеорологов, не справляются с обработкой огромного, все время увеличивающегося объема информации. Для интегрирования «уравнений погоды» в глобальном масштабе нужны машины более высокого класса (с быстродействием до 10¹⁴ операций в секунду).

Помимо того, метеорологи не научились еще достаточно хорошо читать фотографии, передаваемые с метеоспутников (в США, например, значительная часть деталей, имеющихся на этих снимках, остается нерасшифрованной). Так ряд элементов, из которых складывается «хорошая» или «плохая» погода, оказывается «за бортом». В результате часть данных ускользает от метеоролога, часть застревает в еще недостаточно совершенных электронно-вычислительных машинах.

Ошибки в предсказаниях возникают также из-за того, что мы недостаточно хорошо изучили причины ряда атмосферных явлений, их последовательности, из-за того, что трудно установить действие некоторых факторов, способных повлиять на погоду, причудливо изменяющих ее. Пока, например, нельзя ничего определенного сказать о механизме влияния Солнца на погоду планеты.

Правда, астрономы Каирского университета, проанализировав данные, полученные в крупнейших обсерваториях мира, пришли к выводу, что существует связь между магнитным полем Солнца и состоянием погоды на нашей планете: при увеличении интенсивности магнитного поля Солнца на Земле повышается атмосферное давление и несколько снижается температура.

Как ни странно это звучит, но мы до сих пор еще толком не знаем, какими тепловыми ресурсами располагает наша планета. Нам неизвестно планетарное распределение потока энергии, поглощенной и излучаемой системой «Земля — атмосфера». Таким образом, скрытыми остаются энергетические ресурсы атмосферной циркуляции. До конца не знаем мы еще, какова взаимосвязь солнечной активности и аномалий погоды. Некоторые данные говорят, что повышение солнечной активности иногда резко нарушает обычный ход атмосферных процессов. На общую картину формирования погоды, как полагают некоторые ученые, влияют и периодические солнечные затмения (высказывается даже предположение, что, оперируя календарем будущих затмений, можно ориентировочно предсказать общий характер погоды на ближайшие годы и десятилетия).

Точками показано расположение 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 информация уже сегодня передается на метеоспутники. Как видно, и тут есть пробелы, ибо спутников еще мало.

Точками показано расположение 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 информация уже сегодня передается на метеоспутники. Как видно, и тут есть пробелы, ибо спутников еще мало.

Неизвестно нам в деталях и взаимное влияние атмосферы и океана, а ведь он занимает 361 миллион квадратных километров площади нашей планеты (это в два с половиной раза больше всей площади суши) и аккумулирует основную часть энергии Солнца, поступающей на Землю. Океан можно представить себе как гигантскую тепловую машину. В тропиках накапливаются большие запасы тепла, течения переносят его в северные широты, где температура воды существенно ниже. Водные массы перемешиваются, тепло уходит в атмосферу.

Это — схема. На деле все гораздо сложнее. Вспомните, как на географических картах изображены течения — мощные потоки, словно это реки в океане. В действительности же они очень неустойчивы. Около десяти лет назад ученые обнаружили в океане грандиозные вихри, аналогичные циклонам и антициклонам в атмосфере. Они сильно влияют на всю динамику океана и передачу тепла атмосфере, от которой зависит погода. Чтобы понять эти явления, требуются совместные усилия многих научных организаций (нужно, например, вести сбор данных и в океане и в атмосфере, причем одновременно на больших площадях).

Метеорологи не всегда могут с большой точностью рассчитать траектории циклонов, определить направления, куда перемещаются фронтальные разделы воздушных масс с различными свойствами. Даже небольшие ошибки в расчетах (на 50—100 километров) приводят к серьезным последствиям.

«Основные синоптические элементы, — рассказывает директор Института физики атмосферы АН СССР академик А. М. Обухов, — такие, как фронт, который определяет наиболее резкие и трудно предсказуемые изменения погоды, до сих пор не укладываются в численные расчеты. Другими словами, пока что не существует схем описания этих важнейших синоптических объектов, которые были бы доступны пониманию электронной машины. В современной науке все еще нет по-настоящему глубоко разработанной теории фронтов, которая могла бы предсказать их эволюцию хотя бы на несколько дней. Прогнозы именно в таких ситуациях чаще всего бывают ошибочными и, естественно, вызывают нарекания потребителей».

Есть еще одна причина ошибок в предсказаниях погоды. Она коренится в самом методе составления прогнозов. Дело в том, что предсказание погоды по синоптическим картам по самой своей природе неточно, хотя основы его вполне научны. Метод синоптиков (от греческого «синоптикос» — обозревающий) напоминает порой юриспруденцию в старой Англии. Там судья, разбирая какое-нибудь дело, отыскивал в анналах истории подобное дело и принимал такое же решение, какое принял когда-то его предшественник.

Так и синоптик: обозрев синоптические карты(это обыкновенные географические карты, на которых условными обозначениями нанесены результаты метеорологических наблюдений, сделанных одновременно в различных областях страны и на целых материках) и оценив по метеосводкам начальное, исходное состояние погоды, он делает соответствующий прогноз по аналогии с тем, как в прошлом в подобных ситуациях развивались события. Но метеорология не располагает данными за сотни лет, и зачастую синоптик не может найти нужного аналога. В таких случаях точность прогноза зависит от личного опыта, таланта и интуиции синоптика, его умения предвидеть ход событий. Лучших из них называют «богами погоды».

Но каким бы синоптик ни был «богом погоды», нужно помнить, что метеорологические процессы — направление и скорость воздушных потоков, образование облаков и осадков — крайне неустойчивы. Самые малые различия в исходном положении, трудно учитываемые или вовсе не принимаемые во внимание, могут направить процесс туда, где его меньше всего можно ожидать. Вполне естественно, что при таком положении, даже зная причины явлений и располагая множеством данных об элементах погоды, синоптики не могут предсказать погоду абсолютно точно, а должны ограничиваться лишь примерной оценкой ее в будущем.

В конечном счете совокупность всех перечисленных причин и приводит к тому, что синоптики невольно, не желая этого, нас иногда подводят. А мы, поверив предсказаниям метеорологов, нет-нет да и мокнем под дождем, таскаем зонт в солнечную, безоблачную погоду, часами, а то и сутками ожидаем в аэропортах летной погоды, испытываем на себе гнев неожиданно разбушевавшейся морской стихии и вовсю клянем свою доверчивость и несовершенство службы прогнозов.

Публикуемые в разных странах данные о достигнутой точности краткосрочных прогнозов — о «погоде на завтра» — весьма разноречивы. Так, например, сводка погоды, ежедневно сообщаемая по радио жителям Сан-Франциско (США), с некоторых пор стала иметь такую форму: «Завтра в районе города будет облачно, местами дождь с вероятностью 7:3...» Или: «Вероятность ясной, солнечной погоды — 4:6». Когда жители города обратились в метеоцентр за разъяснениями, как готовятся подобные сообщения, его директор пояснил: «Нас здесь десять специалистов. После того как изучены метеосводки, каждый сотрудник голосует — за дождь, за ясную погоду, за ветер. Будучи сторонником демократии в вопросах погоды, я решаю вопрос тайным голосованием. Когда семеро из нас голосуют за дождь, а трое — против, прогноз выглядит словно счет футбольного или хоккейного матча. Я считаю, что вероятность правильных угадываний в нашем методе не ниже обычно применяемых традиционных методов предсказывания погоды». Любопытно, что «новаторы» из Сан-Франциско ни разу не выдали прогнозов со счетом 10:0, то есть со стопроцентной гарантией. Видимо, сказывается осторожность, присущая всем метеорологям.

В среднем научные краткосрочные прогнозы (на одни — трое суток) в настоящее время подтверждаются на 80 — 82 процента, то есть из каждых пяти прогнозов лишь один практически оказывается неверным, ошибочным.

Именно из-за этого то и дело раздаются по адресу синоптиков ядовитые насмешки типа: «Прочитай прогноз и рассчитывай на обратное». Что поделаешь, промокший человек злопамятен!