Прогноз погоды — это не просто “солнечно, без ветра и нулевой процент вероятности дождя на сегодня” (или наоборот). За этими простыми понятиями скрывается много вещей, которые интересно и полезно знать не только тем, кто увлекается метеорологией, но и всем.
В этой статье мы объясним, что такое прогноз погоды и как он работает, включая 20 основных понятий от значения самого слова до сравнения различных прогнозов как наилучшего способа определить наиболее точный.
1. Значение прогноза погоды
Прогноз погоды https://pogoda.me является результатом процесса прогнозирования (прогнозирования) состояния атмосферы для определенного места и времени с использованием науки (метеорологии) и технологий. Метеорологи также изучают различные процессы, происходящие в океане и на суше, потому что все в природе взаимосвязано.
Люди пытались предсказать погоду на протяжении тысячелетий, но официально мы называем это «прогнозирование погоды» только с 19 века. Считается, что самый первый прогноз погоды был опубликован 1 августа 1861 года в английской газете Times английским метеорологом Робертом Фицроем.
Прогноз погоды всегда касается времени в будущем. В прошлом прогноза погоды не было. Прошлые метеорологические данные называются историей погоды. Однако существует такая вещь, как “прогноз погоды в реальном времени” или nowcasting, о которой мы немного поговорим в статье.
Сегодня это также большая часть экономики, например, в 2009 году США потратили примерно 5,1 миллиарда долларов на прогнозирование погоды.
2. Точка прогноза погоды
Прогноз погоды, к которому мы привыкли, является результатом сложной работы множества формул и алгоритмов.
Точка — это место, для которого рассчитывается прогноз.
Давайте возьмем точку на карте, например, горнолыжный курорт Мадонна-ди-Кампильо в Доломитовых Альпах, Италия. Мы можем рассчитать для него определенные параметры: влажность, осадки, облачность и т.д. Это начальные условия для сложной системы уравнений.
Суперкомпьютеры регулярно решают уравнения для нескольких точек одновременно.
Давайте представим ванну с холодной водой. В одном углу пылинка, а в другом стакан с кипятком. Как это повлияет на движение частицы? Составить прогноз погоды так же сложно, как и предсказать это.
3. Сетка прогноза погоды (пространственное разрешение)
Точка — это точка, для которой мы рассчитываем прогноз, вводя доступные параметры. Но слишком дорого рассчитывать прогнозы для каждого квадратного метра (футов). Вот почему используются интервалы, например, прогноз для каждой точки с интервалом в 1 км (миль).
Эти точки составляют сетку, которая также известна как пространственное разрешение прогноза. Другими словами, это расстояние между двумя точками сетки модели погоды.
Местность также очень важна. Большие разрешения размером от 50 до 10 км обычно используются на относительно плоской местности, в то время как горные хребты требуют, чтобы узлы были намного ближе друг к другу, обычно 5, 2 или 1 км.
4. Модель прогноза погоды
Решение сложных уравнений для многих мест представляет собой модель прогноза погоды.
Согласно модели, прогноз не меняется между точками. Вот почему, чем меньше сетка модели и, соответственно, меньше ее разрешение, тем точнее прогноз погоды, потому что его легче рассчитать для меньшей площади, чем для большей.
Сетка может составлять от 1,25 км (0,7 миль), как в модели погоды AROME, до 27 км (16,7 миль), как в модели погоды GFS27. Существует множество моделей, значения которых находятся в пределах 3 км (1,8 миль) — HRRR, 12 км (7,4 миль) — NAM и другие.
Существует несколько специальных моделей для отдельных погодных элементов, таких как MFWAM для глобального прогноза волн и MyOcean для температуры поверхности мирового океана.
В общей сложности существует более нескольких десятков базовых и специализированных моделей погоды, таких как UM (Метеорологическое бюро Соединенного Королевства), CFS (система прогнозирования климата), ALADIN (Aire Limitée Adaptation dynamique Développement InterNational) и другие.
5. Территория прогноза погоды
Чтобы узнать погоду в определенный момент, сначала необходима глобальная картина — это то, что делают глобальные модели. Основными глобальными погодными моделями являются GFS, ECMWF и ICON Global.
Региональные модели работают на определенной территории, они охватывают части света и отдельные природные и географические регионы, такие как Европа или Средиземное море. Основными локальными моделями являются AROME, OpenWRF, WRF8 и другие.
Узнайте больше о других моделях погоды и о том, как именно они работают
6. Источник прогноза погоды (организация)
Обычно название модели погоды представляет собой аббревиатуру, состоящую из двух или более слов, описывающих ее происхождение и особенности. Например, GFS27 — это глобальная система прогнозирования Национальной метеорологической службы США с разрешением (сетка) 27 км. ECMWF — Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды со штаб-квартирой в Рединге, Великобритания. Таким образом, у каждой модели есть источник, обычно правительственная организация, которая создала и / или управляет моделью и развивает ее. Многие модели также являются основой для других моделей, созданных частными компаниями или отдельными метеорологами или их сообществами.
7. Инструменты для сбора данных прогноза погоды
Модели погоды необходимо постоянно “подпитывать”. Данные собираются специальными метеорологическими приборами, расположенными на суше, в море, в воздухе и в космосе. Так что это не просто данные, а очень большие данные.
Метеорологические приборы условно делятся на два больших типа: маленькие и относительно простые и большие и сложные.
Простые инструменты включают термометр для измерения температуры воздуха, анемометр для измерения скорости и направления ветра, а также датчик дождя или снега для сбора и измерения этих двух основных типов осадков. Пятью наиболее распространенными сложными метеорологическими приборами являются метеостанции (в мире насчитывается более 40 000 официальных метеостанций), метеорологические спутники, метеорологические радары, метеорологические буи и метеозонды.
После сбора данных приборы отправляют их метеорологам через спутниковую связь и другими способами, где они немедленно сохраняются и обрабатываются погодными моделями для расчета прогнозов погоды.