Михаил Беляков - Погода и ее предвидение

• Название: Погода и ее предвидение
• Автор: Михаил Беляков
• Издательство: Государственное издательство технико-теоретической литературы
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1958

В этой книге рассказывается о том, как работает служба погоды, как составляются карты погоды и как можно научно предвидеть изменения погоды. Но прежде мы познакомимся с основными понятиями синоптики — науки о погоде и её изменениях.

---

Обычная скорость перемещения таких облаков равна 30–40 километрам в час. Поэтому через 7–10 часов после появления перистых облаков в пункте наблюдения можно ожидать наступления ненастной погоды.

В начале сквозь облачность отчетливо просвечивают Солнце или Луна, но затем, по мере уплотнения облаков, все небо закрывается сплошной пеленой сначала высокослоистых, а затем и слоистодождевых облаков. Начинается выпадение обложных осадков, наступает ненастье. Все это в основном соответствует смене погоды при прохождении хорошо выраженного теплого фронта (см. стр. 22).

Бывает, однако, и так, что появление перистых и перистослоистых облаков не приводит к ненастной погоде в пункте наблюдения — в том случае, если направление перемещения теплого фронта, связанного с циклоном, несколько изменится и слоистодождевые облака с выпадающими из них осадками пройдут мимо. На этом примере вы можете видеть, как ограничены возможности точного предвидения погоды без рассмотрения синоптической карты.

Чтобы добиться по возможности лучших результатов в предсказании погоды по местным признакам, нужно придерживаться следующих правил.

Горизонт наблюдателя должен быть максимально открыт, в особенности на запад, чтобы как можно раньше обнаружить появление характерных облаков. Наблюдения нужно вести непрерывно, чтобы не пропустить характерных признаков смены погоды.

Как анализ, так и прогноз погоды в этом случае нужно производить с учетом всех возможных в данном случае наблюдений. Очень полезен здесь многолетний опыт наблюдений за чисто местными признаками изменения погоды, связанными с особенностями физико-географических условий именно данного пункта. Эти признаки обнаруживаются, как правило, при длительных наблюдениях погоды в различное время года в конкретных условиях (склон горы, ущелье, берег озера, большие болота и т. д.). Естественно, что влияние этих чисто местных условий не может быть учтено в прогнозах, которые дает Бюро погоды для больших районов. Для уточнения же прогнозов применительно к данному месту учет этого влияния может зачастую сыграть решающую роль, особенно в тех случаях, когда необходимо предвидеть, как изменится погода в ближайшие несколько часов.

Перспективы улучшения прогнозов погоды

Известно, что прогнозы погоды не всегда оказываются правильными. Однако практика показывает, что в настоящее время прогнозы оправдываются уже в 80 и даже в 90 случаях из 100. При этом также следует учитывать одно существенное обстоятельство: во многих случаях предсказание погоды по всем ее элементам не имеет большого практического значения. Так, например, для сельского хозяйства не так уж важно знать, какова будет высота облаков. Иное дело — каков будет ход температуры? Да и здесь наибольшее значение имеет переход ее через 0 градусов. Ошибка в 1–2 градуса при температуре около 0 градусов играет значительно большую роль, чем такая же ошибка при других температурах, более высоких или низких.

В быту мы оцениваем прогнозы, передающиеся Бюро погоды по радио, обычно по температуре и осадкам. Надо сказать, что пока еще невозможно совершенно точно сказать, где, в каком пункте и в какой именно час будет дождь. Атмосферные процессы, связанные с выпадением осадков, очень сложны. Слишком много причин обусловливают их выпадение. Тут и вертикальные токи воздуха, и ветер, и степень увлажнения и прогретости воздуха и поверхности земли и т. д. Вот почему в прогнозах погоды говорится лишь о том, что ожидаются «временами дожди», «местами по области дожди» и т. п.

При этом бывает еще и так: синоптик предсказал для района Москвы дождь, а дождь захватил лишь некоторые районы Москвы. И вот, скажем, жители района Сокольников, где дождь прошел, говорят, что синоптики дали правильный прогноз, а жители юго-западного района столицы, где дождя не было, будут ворчать, что Служба погоды «опять ошиблась».

Кроме того, как уже было сказано выше (стр. 23), осадки, связанные с прохождением фронтов, обычно занимают некоторые определенные и достаточно обширные зоны. Появление таких осадков относительно легко предвидеть, следя по синоптическим картам за их перемещением. Сложнее обстоит дело при определении места и времени возникновения осадков, например, внутри холодной воздушной массы, в которой они быстро возникают и быстро прекращаются.

Что касается температуры воздуха, то наиболее резкие ее изменения наблюдаются при прохождении атмосферных фронтов. Определить же точно момент прохождения через данный пункт фронта иногда бывает очень трудно. Колебания в скорости перемещения этих разделов могут достигать больших величин. При этом синоптику, дающему прогноз, трудно определить тот момент, когда температура резко изменится. Большую роль играет и то обстоятельство, что направление перемещения фронтов нередко изменяется. В результате возможен, например, такой случай. По ходу развития атмосферного процесса можно предполагать, что масса холодного воздуха, вторгающегося с севера или северо-востока в центральную часть Европейской территории СССР, достигнет Москвы к 18 часам такого-то числа и вызовет резкое похолодание. Однако достаточно этой массе совсем немного не дойти до Москвы или пройти где-то восточнее или западнее, как высказанное предположение для Москвы уже не оправдается.

Все это не означает, однако, что подобные трудности неодолимы. Методы наблюдений и исследований атмосферы и сами методы прогнозирования беспрерывно совершенствуются. Так, в последнее время в практике метеорологической службы все шире используется радиолокационная техника. Она позволяет следить за образованием и перемещением дождей и своевременно предупреждать о ливнях и граде.

Весьма существенное значение для дальнейшего улучшения прогнозов погоды имеет быстрая обработка данных метеонаблюдений. Теперь для этой цели начали использовать электронно-счетные машины[7].

Они позволяют за очень короткий срок, за один-два часа, проделать такую вычислительную работу, на которую требуются месяцы труда вычислителей!

Работа машин в этом случае в общих чертах заключается в следующем. Исходный материал в виде цифровых записей — результатов наблюдений на отдельных метеостанциях, переносится на специальные карточки стандартной формы, на которых пробиваются группы отверстий, соответствующие данным числам. На таких же карточках, опять-таки в виде групп отверстий, наносится в числовом выражении программа решения задачи. После этого исходные данные и программа решения задачи вводятся в вычислительную машину. Результаты расчета, выполняемого машиной, выражаются в виде чисел, позволяющих при нанесении их на карту в тех же пунктах, в которых были заданы исходные величины, строить карты будущего распределения метеорологических элементов. Такие предвычисленные карты погоды следующего дня позволяют синоптику с большей вероятностью строить предположения о том, какие предстоят изменения условий погоды в том или ином пункте или районе.

Внедрение электронно-вычислительной техники в практику Службы погоды открывает широкие перспективы для улучшения качества прогнозов погоды.

В последнее время учеными было открыто, что многие атмосферные процессы можно описать на основе точных законов физики, математики и термодинамики. Найдены соответствующие математические уравнения, решая которые можно определить вероятное будущее распределение давления, температуры и влажности воздуха, осадков и ветра и соответственно вероятное размещение циклонов и антициклонов, атмосферных фронтов и воздушных масс.

В результате теперь имеются способы, которые позволяют численным путем составить прогноз изменения давления и температуры воздуха на сутки вперед. Особенно полезно предвычисление будущего распределения давления воздуха. Это предвычисление позволяет строить карты будущего распределения давления воздуха и таким путем установить предстоящее распределение областей высокого и низкого давления, что, как вы уже знаете, весьма важно для анализа и прогноза погоды.

Использование такого метода, требующего большого количества расчетов, возможно только с помощью электронных вычислительных устройств.

Рассматривая вопрос о перспективах улучшения прогнозов погоды, необходимо также учитывать следующее.

До недавнего времени исследование атмосферных процессов, влияющих на погоду, в основном базировалось на наблюдениях в нижнем слое атмосферы — тропосфере, т. е. до высот порядка 8–15 километров. Но земная атмосфера распространяется в высоту до многих сотен километров. Взаимодействие и взаимозависимость процессов во всей толще атмосферы еще недостаточно изучены.

Мы уже говорили, что основную роль в развитии атмосферных процессов на Земле играет Солнце. Однако вопрос о роли солнечной активности в изменении погоды также еще мало изучен, главным образом из-за того, что до последнего времени не было точных инструментальных наблюдений над состоянием высоких слоев атмосферы.