Изобретатель - природа - [4]
"От плохого прогноза я и сам страдаю, как и все. Бывает, поедешь за город отдыхать, а тут как снег на голову ливень. Переживаю, конечно, что неудачно сработали. Хотя и знаю, почему..."
Почему ошибаются "боги погоды"
Почему же все-таки, несмотря на многотысячную сеть расположенных по всему земному шару метеорологических, гидрологических, аэрологических, метеорадиолокационных, морских и океанических, ионосферных, геомагнитных, гелиофизических станций и постов, оснащенных новейшими приборами, средствами автоматики, несмотря на метеоспутники, собирающие огромную синоптическую информацию, несмотря на разработку многочисленных моделей движения атмосферы, прогнозы погоды иногда оказываются неточными, а порою просто ошибочными?
Причин много.
Качество прогнозов погоды зависит в первую очередь от совершенства теории, на которой они базируются, а также от организации и работы целого ряда систем, составляющих службу погоды.
В идеале решить проблему безошибочного предсказания погоды можно было бы, превратив прогноз погоды в расчет погоды, подобно тому, как рассчитываются периоды лунных затмений и долгота дня астрономами. Однако законы движения воздуха и физические процессы, происходящие в атмосфере, к сожалению, намного сложнее законов движения планет. Так, например, чтобы наметить будущую траекторию какого-либо циклона, нужно рассчитать ожидаемые температуру и давление воздуха, ветер, осадки и другие факторы на разных высотах в атмосфере. Между тем в настоящее время метеорологи еще не знают досконально всех соотношений, связывающих между собой огромное число параметров, действующих на отдельно взятый циклон. Кроме того, так как каждый такой объект в процессе формирования перемещается из одних районов в другие, трудно предсказать детали всех явлений, которые он будет испытывать в новом для себя районе. Еще труднее предсказать, где и когда может возникнуть смерч и как он себя поведет. Порой, когда метеорологам приходится иметь дело с такими самыми разрушительными из всех локальных атмосферных явлений, как смерчи и шквалы, их прогнозирование превращается в уравнения, где неизвестных больше, чем самих уравнений.
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.
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.
