Вокруг Света 1997 № 12 (2687) - [20]
Тунис
Николай Зимин | Фото автора
2001 и дальше: Вверх по лестнице, ведущей вниз
В свое время Фазиль Искандер подметил необыкновенный интерес столичных жителей к погоде. «Единственная особенность москвичей, которая до сих пор осталась мной не разгаданной, — писал он в рассказе «Начало», — это их постоянный, таинственный интерес к погоде. Бывало, сидишь у знакомых за чаем, слушаешь уютные московские разговоры, тикают стенные часы, лопочет репродуктор, но его никто не слушает, хотя почему-то и не выключают.
— Тише! — встряхивается вдруг кто-нибудь и подымает голову к репродуктору. — Погоду передают.
Все, затаив дыхание, слушают передачу, чтобы на следующий день уличить ее в неточности».
На самом деле, пристальный интерес к погоде — свойство не только москвичей. Он коренится в самой природе человека. Погода влияет на настроение, на наши передвижения, на урожаи, на состояние жилища, на выбор одежды, наконец. Проснувшись утром, любой человек первым делом подойдет, скорее всего, к окну (двери, бойнице, амбразуре, иллюминатору и так далее) и поинтересуется — а что там у нас на дворе? Что обещает небо на день грядущий?
В течение всей истории люди пытались предсказывать погоду — как правило, это больше походило на гадание, и успех не очень-то сопутствовал синоптикам прошлого. Вообще говоря, само слово «метеорология» упоминается еще у Платона. Тогда оно означало свободную дискуссию на тему небесных явлений.
Две с половиной тысячи лет назад в греческих городах-государствах на всеобщее обозрение выставлялись парапегмы — таблицы, в которых описывались климатические особенности прежних лет, сообщалось о бурях, туманах, грозах, ливнях. Считалось, что это может помочь в предсказании погоды на ближайшее будущее. В средние века погоду предсказывали по движению звезд, поведению диких животных, состоянию определенных растений...
В наше время узнать погоду проще простого: включи радио, телевизор, посмотри газету. Сегодня почти вся планета покрыта сетью метеостанций. Данные этих станций и спутниковая информация сводятся воедино в крупных метеоцентрах, вооруженных мощными компьютерами. Для пользователей мировой компьютерной сети — Интернета — мгновенное предсказание погоды стало будничной реальностью. Можно войти в сеть Гидрометцентра России и узнать погоду для любого региона нашей страны. Прогнозы эти четырехдневные, точность погоды на завтра по России — 94 процента, на три дня вперед — 85 процентов. Чего еще желать?
Желать остается многого. Например, как узнать погоду на месяц вперед? Или, скажем, на предстоящую весну? Вот это как раз и невозможно. И чем дальше мы хотим заглянуть в будущее, тем недостовернее становится прогноз. А уж предсказание климата на XXI век — дело вовсе туманное.
Климат планеты зависит от огромного количества факторов. Температура океанских вод, ветры у поверхности Земли, мощные скоростные потоки в верхних слоях атмосферы, холодные и теплые морские течения, области высокого и низкого давления, содержание в атмосфере газов, удерживающих земное тепло, запыленность воздуха, круговорот химических веществ в биосфере — все это ежедневно, ежечасно формирует погоду. Так что для предсказания климата даже на день вперед требуется огромное количество вычислений.
Необходимость привлечения колоссальных вычислительных мощностей для метеорологических прогнозов первыми поняли еще в двадцатые годы два крупных математика — Александр Александрович Фридман, создатель советской школы динамической метеорологии, и англичанин Льюис Фрай Ричардсон.
В 1922 году Ричардсон выпустил книгу «Предсказание погоды с помощью числового процесса». Перед его мысленным взором вставал огромный амфитеатр, заполненный «64 тысячами вычислителей, которые определяют погоду по всему земному шару». (Под вычислителями подразумевались люди, вооруженные счетами, логарифмическими таблицами или логарифмическими линейками.) «Работа вычислителей по каждому региону, — писал дальше Ричардсон, — координируется администратором более высокого ранга... Как только данные по будущей погоде рассчитаны, четыре старших клерка на центральной кафедре собирают их и передают по пневматической почте в тихую комнату. Там данные кодируются и передаются по телефону на радиовещательную станцию».
Видение Ричардсоном будущего было смелым и замечательным: он понял, что архитектура вычислительной системы должна отражать существо решаемой проблемы, — то есть нащупал именно тот принцип, на котором будет строиться компьютерная техника семьдесят лет спустя. Однако чего Ричардсон не смог предвидеть — так это того, что для точного глобального прогноза погоды требуется около квадриллиона вычислений. Шестидесяти четырем тысячам «человеческих компьютеров» понадобилось бы более тысячи лет, чтобы рассчитать прогноз погоды на следующий день!
Только в наше время счетные способности мощнейших вычислительных машин приближаются к тому, чтобы осуществить масштабный расчет прогноза погоды. Например, в Лос-Аламосской лаборатории американские ученые используют для этой цели суперкомпьютер СМ-2. Вся околоземная атмосфера разбивается на пятьсот тысяч тетраэдров (при этом площадь, покрываемая отдельной пирамидой, составляет около 70 квадратных километров), погодные изменения в каждом четырехграннике вычисляются приданным ему процессором, а затем суперкомпьютер сводит все результаты в единую картину.
