Доктор географических наук Андрей Шихов в интервью рассказал о современных подходах к метеопрогнозу и различиях между краткосрочными и долгосрочными прогнозами. Он отметил, что краткосрочный прогноз, позволяющий точно определить погоду на следующий день, является наиболее эффективным, но не лишен трудностей.
Одной из главных проблем остаётся предсказание экстремальных метеоявлений, таких как сильные дожди, шквалы и торнадо. Даже продвинутые метеослужбы сталкиваются с трудностями в точном прогнозировании этих событий, о чем ярким примером служит недавняя ситуация с наводнением в Валенсии.
Шихов пояснил, что с увеличением срока прогноза - например, при попытке предсказать погоду на две недели вперёд - точность существенно снижается, и такие прогнозы могут приближаться к случайным догадкам. Сложность заключается в том, что задачи повышения точности сезонного прогноза остались нерешёнными, и, вероятно, в обозримом будущем ситуация не изменится.
В этом контексте значительную роль играют современные технологии, такие как искусственный интеллект, радиолокаторы и суперкомпьютеры, которые активно используются для повышения точности прогнозов. Эти средства помогают метеорологам в обработке данных и построении моделей, что в конечном счёте улучшает качество прогноза, но комплексной задачи предсказания климата на длительный срок, по мнению ученого, не удаётся решить до конца.
В преддверии Дня науки, прошедшем в Пермском государственном национальном исследовательском университете, было организовано несколько экскурсий по научным лабораториям. Такие мероприятия способствуют повышению информированности общественности о важных научных разработках и достижениях в области метеорологии и климатологии.
Андрей Шихов отмечает, что, несмотря на использование искусственного интеллекта, значительных результатов в метеорологии пока нет.
Сезонный прогноз, охватывающий период от двух недель до нескольких лет, позволяет оценить погодные условия, такие как возможные засухи или обильные осадки в предстоящие сезоны, что важно для аграриев.
Климатические прогнозы, охватывающие десятилетия вперёд, представляют интерес для долгосрочного планирования. Шихов упоминает, что по прогнозам через 50 лет климат Перми будет напоминать современный климат Самары, а через 100 лет – климат Ростова-на-Дону.
Эти прогнозы, как ни парадоксально, считаются более точными, чем краткосрочные сезонные. Современные климатические модели используются на протяжении 20 лет, и их прогнозы начала XXI века подтверждаются нынешними данными.
Требования к точности этих долгосрочных прогнозов ниже, чем у краткосрочных. На основании климатических изменений компании могут планировать свои стратегии на будущее, то есть определять, какие сельскохозяйственные культуры будут актуальны в конкретных регионах, а также оценивать возможные затраты на отопление или условия добычи ресурсов в Арктике.
Прогнозирование погоды сегодня основывается на реальных данных, собираемых с помощью радиолокаторов и спутников.
Главная цель радиолокаторов заключается в мониторинге неблагоприятных погодных явлений, таких как интенсивные осадки и облачность, а также в обеспечении безопасных условий для авиационных рейсов.
Эти устройства позволяют оперативно отслеживать быстро развивающиеся погодные процессы, например, град, шквалы и торнадо.
Очень актуально использование этих данных для прогноза ливневых паводков, что особенно важно для крупных городов, таких как Сочи, где частые сильные дожди наносят значительный ущерб.
В регионах, где нет радиолокаторов, применяются спутниковые снимки и грозопеленгаторы, однако их информация менее объёмная.
Летняя облачность развивается стремительно, поэтому простая экстраполяция наблюдений эффективна лишь на срок до одного часа.
Для более точного прогноза, рассчитанного на 2-3 часа вперёд, активно используется искусственный интеллект, который стал одной из первых успешных областей применения данной технологии в метеорологии.
В последние годы возникли сервисы-симуляторы атмосферы, которые отличаются от традиционных приложений, предоставляя пользователю прогнозы на основе данных множественных метеорологических центров и отображая их в анимационном формате на карте.
Эти ресурсы, такие как «Windy» и «Ventusky», предлагают информацию не только об условиях на поверхности, но и на различных высотах, что крайне важно для горнолыжников, туристов и альпинистов.
Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) является ведущим учреждением в области метеорологии, как отметил Андрей Шихов.
Согласно его данным, модели, разработанные Гидрометцентром России и Институтом вычислительной математики РАН, занимают более низкие позиции в мировом рейтинге по качеству прогнозов.
Это отчасти связано с гораздо меньшими вложениями в метеорологию в России по сравнению с конкурентами.
Современные прогнозы погоды основаны на глобальных численных моделях, которые требуют учета взаимосвязей в атмосфере.
Для точного прогноза условий в региональной перспективе, например в Перми, критически важно учитывать метеорологические процессы, происходящие на значительных расстояниях, включая Атлантику и Северную Америку.
Зимой можно наблюдать, как холодный арктический воздух, попадая в зону Мексиканского залива, инициирует цепочку атлантических циклонов, что приводит к оттепелям и осадкам в европейской части России и на Урале, как это было в третьей декаде января.
Большое значение в прогнозировании имеют и другие факторы: взаимодействие океана и атмосферы, динамика испарения и облакообразования, а также таяние снежного покрова и распространение дыма от лесных пожаров.
Все эти процессы требуют значительных вычислительных мощностей и сложных математических моделей, разработанных ведущими метеорологическими центрами.
В мире существует около десяти таких центров, работающих в странах с развитыми физико-математическими школами, например, в США, Канаде, странах Евросоюза, а также в России, Китае, Японии и Южной Корее.
Supercomputers, используемые для обработки метеорологических данных, являются одними из самых мощных в мире, и их работа основана на многовековых усилиях ученых, включая физиков, математиков и метеорологов.
Прогностические модели постоянно совершенствуются, что требует глобального сотрудничества ученых.
Научные консорциумы, объединяющие такие центры, активно обмениваются данными и результатами исследований, вовлекая лучших специалистов со всего мира, включая Россию, для повышения точности прогнозов и развития метеорологии.
