Уяви: наступного тижня ти маєш відпочивати з наметами в лісі. Заздалегідь складаєш речі до наплічника, пакуєш намет і спальник, заряджаєш павербанк. І ось настає день Х, та, попри оптимістичні прогнози погоди, він дощовий, громовий і взагалі для жодних пригод у лісі не годиться!
Шкода, коли погана погода псує плани, еге ж? А ще неприємно, що прогноз підвів... Неприємно, проте цілком пояснювано, оскільки прогнозування — складний процес. Наприклад, щоб дізнатися температуру повітря на завтра, метеорологи та синоптики аналізують та інтерпретують купу даних із наземного та повітряного обладнання. Як саме вони це роблять і чому прогнози не завжди точні, розберемося сьогодні з нашими експертами — синоптикинею Наталкою Діденко та географом Владиславом Тимофеєвим.
Врятувати Закарпаття чи Філіппіни: чому так важливо знати прогноз погоди?
Прогноз погоди — це науково обґрунтована інформація, яку важливо знати бізнесу, виробництвам із великими потужностями та цілим країнам. Завдяки даним про ймовірну погоду міська влада може запобігати небезпечним ситуаціям, як-от аваріям на дорогах, якщо заздалегідь знатиме про туман, сніг, ожеледицю чи бурю. А фермери, садівники й агрофірми можуть ефективніше спланувати збір урожаю чи посів і полив полів.
Наталка Діденко розповідає: прогноз погоди допомагає розв’язати не тільки побутові (як одягнутися завтра, чи планувати пікнік на наступну п’ятницю), а й глобальні питання.
«Я стикалася з такими ситуаціями, коли вдалі прогнози погоди заощаджували величезні кошти бізнесу. Колись я співпрацювала з агрофірмою, яка орендувала поля для вирощування картоплі, з якої виробляла чипси. Якщо я бачила, що до країни наближаються заморозки, то попереджала про це компанію за 2–3 дні, щоб вона могла підготуватися до змін.
Або ж, якщо картопля була вже викопана та лежала на полях, а я за добу прогнозувала сильний дощ, то фірма могла перевезти свій урожай і його приховати. Потенційні збитки сягнули б десятків тисяч доларів, і це в межах лише однієї фірми, а що ж говорити про всю країну!», — розповідає експертка.
Знати прогноз погоди особливо важливо мешканцям територій, що «в зоні ризику» через географічне розташування. Це може врятувати життя тисяч людей. Тут доречно згадати листопад 2019 року, коли філіппінські метеорологи та синоптики спрогнозували, що за кілька тижнів на островах пройдуть сильні проливні дощі, і забили на сполох. Вони одразу повідомили про прогноз місцеві та національні органи влади. Завдяки попередженню уряд вчасно створив майже 5 тисяч евакуаційних центрів, що під час негоди, яка таки накрила Філіппіни згодом, прихистили орієнтовно 495 тисяч людей.
Для України це теж актуально. Попередження про сильні зливи, приміром, важливі для мешканців Закарпаття, де така негода може спровокувати небезпечні зсуви ґрунту.
«Синоптики беруть на себе велику відповідальність. Вони просто зобов’язані вивчити ситуацію та попередити про небезпечні явища, бо сильні зливи й урагани можуть наробити великої біди», — додає експертка.
Місія: скласти прогноз погоди. Хто і як це робить?
Прогноз погоди — це наукове передбачення стану атмосфери в певній місцевості та в певний час. За його допомогою ти можеш дізнатися, якою завтра буде температура та вологість повітря, чи випаде дощ або сніг, чи застелить твоє подвір’я туман. І, врешті, зрозумієш, що одягнути — утеплений плащ чи легку куртку.
Передбачати погоду люди почали ще кілька тисячоліть тому. Науковець Університету Аль-Мустансірія — Ахмад Саїд Моххамад — у своєму дослідженні розповідає: ще 650 року до н. е. вавилонські астрономи створювали прогноз на основі звичайних спостережень і виявлення погодних закономірностей, наприклад, спираючись на форму хмар. Індійські ж астрономи прогнозували наступного дня вітряну погоду, якщо помічали, що захід сонця ввечері був особливо червоним.
Трохи згодом люди почали спиратися на доказові джерела, як покази барометра чи термометра. З часом почали збирати ці дані докупи та створювати елементарні погодні мапи. Зараз же прогнозувати погоду допомагають потужне обладнання та комп’ютерні моделі, що враховують різноманітні атмосферні змінні.
Циклони, антициклони чи інтуїція: що допомагає скласти правдивий прогноз?
Складати прогноз погоди — відповідальна робота, якою займаються фахівці: синоптики, метеорологи та географи. Про різні етапи та тонкощі цього процесу ми поговорили з одним із них — Владиславом Тимофеєвим.
Експерт розповідає, що кожен прогноз погоди має окрему методику складання та виправданість — ступінь довіри до нього. Те, наскільки прогноз виявиться правдивим, залежить від «межі передбачуваності» — величини, що пов’язана з життєвим циклом циклонів та антициклонів. Вони, власне, і визначають погодні умови.
Аби краще зрозуміти слова експерта, розберемося у поняттях.
Згідно з метеословником Українського гідрометеорологічного центру, циклон — це атмосферне збурення зі зниженим тиском повітря. Якщо казати простіше, це така велика повітряна маса, всередині якої низький тиск. Для циклону характерна велика хмарність та опади.
Ну а антициклон — це його протилежність, тобто замкнена область підвищеного тиску в атмосфері. Для нього характерна ясна погода та відсутність опадів чи хмар.
Владислав додає: в середньому в наших помірних широтах циклон розвивається 5–7 днів. І от коли він сформувався, за його траєкторіями (інерціями) визначають, якими районами він пройде. Це й допомагає скласти прогноз погоди.
«Знати, аби прогнозувати»: які дані використовують метеорологи
Для того, щоб створити точний прогноз погоди, метеорологи збирають дані фактичних вимірів із різного обладнання. Владислав Тимофеєв називає ті, які здебільшого використовують в Україні.
Дані наземних змін і спостережень. До них належать виміри наземними приладами тиску, температури, вологості, швидкості вітру, хмарності. Взимку ще вимірюють висоту снігового покриву, а влітку — радарні параметри конвекції.
Радіовертикальне зондування. Це вимірювання метеорологічних величин (вологості або температури) за допомогою спеціальних приладів, які запускають із Землі в атмосферу.
Супутникові вимірювання та зображення. Для визначення хмарності, наприклад, використовують дані про сонячну радіацію — пряму та відбиту.
Радарні дані. Вони ідентифікують хмарність і фазову структуру вологи й опадів.
Дані літакового зондування. Це вимірювання метеорологічних величин за допомогою метеодатчиків на літаках.
Владислав розповідає, що у всьому світі налічують понад 10 тисяч метеостанцій і пунктів зондування. В Україні їх 180. Цього цілком достатньо, щоб спрогнозувати погоду в різних умовах — на півночі, півдні, у горах і на морі.
На додаток до метеостанцій в Україні є ще дві спеціальні сніголавинні станції в Карпатах — Плай і Пожежівська. А гідрологічні станції вимірюють рівень води в річках та озерах, що важливо в умовах загроз паводків.
І що з цими даними роблять далі?
Усі дані, схеми, фотографії з метеорологічного обладнання, що їх зібрали, вводять у комп’ютерні моделі та створюють синоптичні мапи. Що актуальнішою та точнішою буде інформація, то більшу ймовірність матиме прогноз.
Далі результати вимірів інтерпретують синоптики. Докладніше про роботу цих спеціалістів нам розповіла Наталка Діденко.
«Насправді, щоби зробити один щоденний прогноз погоди з 5 речень — про опади, температуру та напрямок вітру, синоптик має виконати серйозну роботу. Наприклад, аналіз ситуації в Україні займає приблизно 2–3 години. Я користуюся результатами інструментальних спостережень, супутникових даних, розрахунків, а також спеціальних прогностичних моделей і схем.
Під час створення прогнозу я аналізую цілий комплекс метеорологічних умов, за яких може статися те чи інше явище погоди:
- температуру повітря на різних висотах — у приземному шарі та на висоті кількох кілометрів;
- швидкість і напрямок вітру;
- розвиток атмосферних процесів на великій висоті;
- швидкість, з якою переміщуються циклони й антициклони;
- розвиток, заповнення та руйнування циклонів та антициклонів;
- ймовірність заморозків;
- ймовірність посухи чи смерчу».
Синоптики використовують дані, які викладають у відкритий доступ різні гідрометеорологічні станції всього світу. Завдяки цьому спеціаліст може створити прогноз як для міста, у якому живе, так і для всіх інших місць на планеті. Наприклад, тут ти можеш переглянути на карті в режимі реального часу, як циркулюють циклони та відповідно до цього змінюються тиск, швидкість вітру, кількість опадів, температура тощо. Ці показники динамічні.
Наталка Діденко розповідає, що у своїй роботі має постійно тримати руку на пульсі: «Ніколи не буває так, що я прокидаюся вранці, дивлюся прогностичні схеми, складаю прогноз погоди та йду займатися своїми справами. Ситуація може змінюватися, саме тому маю весь час тримати увагу на можливих змінах і стежити за розвитком синоптичної ситуації».
До речі, якщо ти мріяв/-ла про віддалену роботу, то сміливо можеш розглядати професію синоптика! Цим фахівцям не обов'язково працювати лише в гідрометеорологічних центрах поруч із купою обладнання, серверів і комп'ютерів. Синоптики легко можуть бути фрилансерами та створювати прогноз у будь-якому місці планети, де є інтернет.
«На завтра чи на 2022 рік»: які бувають види прогнозів погоди
Для створення звичайного прогнозу погоди необхідно зібрати якомога більшу кількість даних про поточний стан атмосфери: температуру, вологість, вітер тощо. Завдяки цій інформації вчені можуть прогнозувати погоду на наступний тиждень, місяць чи навіть рік. Як складають прогнози на різні відтинки часу, розбираємося з Владиславом Тимофеєвим. Експерт розповідає, що загалом прогнози погоди бувають коротко-, середньо- чи довгостроковими.
Короткострокові — це прогнози на наступні 1–3 дні. Вони бувають фоновими синоптичними та детальними.
Для фонових синоптичних прогнозів спеціалісти враховують загальні синоптичні обставини: характер атмосферного процесу, циклон із фронтами або антициклон, індекси циркуляції та дані основних метеовеличин — тиску, температури й вологості повітря, швидкість і напрямок вітру, параметри конвекції та товщину хмарного шару. Такий прогноз можна створити навіть із власного будинку, якщо знати спеціальні ресурси.
Детальний прогноз враховує складні умови та конкретні метеовеличини — температуру, опади, хмарність і вітер. Такий прогноз складають за допомогою фізико-математичних моделей, які встановлені в центральних прогнозах на спеціальних комп’ютерах.
Виправданість таких прогнозів досить висока, однак точно передбачити зародження нових циклонів неможливо. Тож якщо прогноз погоди раптом змінився, не варто сварити синоптиків :).
Середньострокові — це прогнози на наступні 3–14 днів. Такі прогнози вдалі лише тоді, коли спеціалісти знають інформацію про серію циклонів, зародження нового циклону або встановлення антициклону після проходження циклону.Успіх такого прогнозу сильно залежить від сезону — зазвичай улітку синоптичну еволюцію визначити легше, аніж узимку.
Довгострокові прогнози — це прогнози на наступний місяць, сезон або рік. Під час його створення спеціалісти враховують періодичність атмосферної циркуляції — сукупність повітряних течій над поверхнею Землі. У прогнозах на сезон аналізують ще й вплив океанів і явища Ель-Ніньйо — аномальної температури поверхні Тихого океану в екваторіальній і тропічній зонах.
Одна фаза цього явища триває від 6 місяців до декількох років. Передбачуваність довгострокових прогнозів залежить якраз від тривалості цієї фази. Але оскільки Тихий океан далеко від України та Європи загалом, сигнал Ель-Ніньйо проходить з викривленням і часто слабшає. Тому довгострокові прогнози мають не дуже високу виправданість.
Чому деякі прогнози не збігаються з реальністю?
Можеш пригадати ситуацію, коли синоптики обіцяли сонячну погоду, але раптом пішов дощ? Або ж навпаки — ти чекав/-ла зливу, а на вулиці — ні краплі!
Насправді цьому є пояснення. Люди намагаються спрогнозувати те, що за своєю суттю непередбачуване, бо атмосфера — хаотична система. Невелика зміна її стану в одному місці може повпливати на стан погоди на території, що знаходиться на великій відстані. Таке явище має назву «ефект метелика», і описав його американський метеоролог Едвард Лоренц. Він ставить запитання: а чи справді змах крила метелика у Бразилії може спричинити торнадо в Техасі? Вчений пояснює, що ситуація, звичайно, перебільшена, але таким взаємозв’язком він хоче показати, що складні динамічні системи вкрай непередбачувані.
Саме непередбачувані зміни призводять до того, що прогноз погоди не справджується. Наша експертка Наталка Діденко розповідає, що найчастіше у її практиці невдалі прогнози створюють через недостатній розвиток конвективної ситуації (коли конвективні хмари не досягають піку свого розвитку, і дощ чи дощ із грозою не трапляється) або затримку в часі атмосферного фронту (перехідної зони між двома повітряними масами з різними температурами та вологістю).
«От, наприклад, ми розраховували, що атмосферний фронт, який зараз у районі Польщі, має прийти вдень до Києва за певної швидкості й керунку вітру та напрямку перенесення повітряних мас. Однак фронт іде через Карпати, на нього впливають мікрокліматичні гірські умови. Він доходить до Києва, але втрачає свою силу. Опади можуть випасти десь поруч, наприклад, у Житомирській області.
Виходить, що за прогнозом ми все правильно розрахували, але повітряна маса та метеорологічні об’єкти повелися непередбачувано. Така ж помилка виникає, коли ми розраховували, що атмосферний фронт прийде в обід, а він прийшов ввечері».
Наталка Діденко додає, що насправді прогнози погоди не можуть бути стовідсотковими, хоча статистика свідчить, що прогнози на 1–3 доби дуже точні, їхня справджуваність сягає 90%. Проте ми більше концентруємося на тих ситуаціях, коли прогнози не справдилися, тому що ці кейси більш емоційно забарвлені та краще запам’ятовуються. Звісно, орієнтуватися на прогнози можна та навіть варто, але водночас добре мати парасольку чи альтернативу до паркової прогулянки для самопідстрахування.
Ілюстрації: Дарина Пальонко