Прогнозы погоди й клімату і властиві їм обмеження

Прогнозы погоди й клімату і властиві їм ограничения

1. Успіхи XX века

К кінцю ХХ століття світове метеорологічне співтовариство досягло успіхів в короткостроковому і середньостроковому прогнозуванні погоди. До таких успіхам можна віднести:

— наукові досягнення у розумінні глобальних атмосферних процесів і динаміки атмосфери, в математичному описі котра надходить від поверхні Сонця радіації, перенесення, відображення, поглинання короткохвильового і довгохвильового випромінювання, процесів конденсації і випаровування, таяния/замерзания опадів, механізмів перемішування повітряних мас, включаючи конвекцию і турбулентність, процесів взаємодії із сушею і океаном;

— розробку у низці країн глобальних, регіональних еліт і мезомасштабных гідродинамічних про чисельні моделей загальної циркуляції атмосфери, дозволяють прогнозувати поля метеорологічних елементів на 5−7 діб з прийнятною багатьом споживачів точністю;

— створення великих метеорологічних центрах, оснащених потужної обчислювальної технікою унікальних технологій, дозволяють впровадити ці моделі у оперативну практику;

— створення умов та організацію безперервного функціонування глобальних міжнародних систем спостережень, телезв’язку і методи обробки даних, дозволяють наглядати за погодою, передачу даних спостережень в метеорологічні наукові центри й поширення продукції прогностичні центри Національних метеорологічних служб.

2. Міжнародний характер сформованій системи прогнозування

Оперативное складання прогнозів по гідродинамічним моделям загальної циркуляції вимагає постійної підтримки дорогих систем спостережень та автоматизованих технологій збирання та опрацювання глобальної метеорологічної інформації, і навіть наявність потужного наукового потенціалу розвитку й удосконалення самих моделей. Тож у сфері моніторингу і прогнозування погоди понад 130 видів років є тісне міжнародне співробітництво з лінії Всесвітньої Метеорологічної Організації (ВМО). ВМО є комплексну систему, що складається з інших національних засобів і послуг, які належать окремих країнах, можуть бути членами ВМО. Члени ВМО беруть він відповідно своїх можливостей зобов’язання в узгодженої схемою про те, щоб країни могли отримувати вигоди від об'єднаних зусиль. У межах ВМО створена міжнародна прогностична індустрія, що складається з світових (ММЦ) і регіональних (РМЦ) метеорологічних центрів, обладнаних сучасними коштами Німеччини та технологіями з допомогою країн, які взяли він добровільні зобов’язання в функціонуванню таких центрів. Продукція світових воєн і регіональних метеорологічних центрів у вигляді про чисельні аналізів і прогнозів метеорологічних полів представляється від використання всім членам ВМО через їх національні метеорологічні центри (НМЦ).

3. Зміни у технології підготовки прогнозу погоди і оперативним метеорологом

В результаті наукових досягнень технологія складання прогнозу погоди і метеорологом у конкретній пункті чи районі докорінно змінилася проти колишніми роками. Успіхи у розвитку чисельного моделювання атмосфери сприяли централізації і навіть глобалізації основного етапу прогнозу — прогнозу полів метеорологічних величин, спираючись який оперативний метеоролог становить прогноз елементів і явищ погоди для конкретного пункту, району, або території. Разом про те зберігається найважливіша роль прогнозиста в інтерпретації вихідний продукції про чисельні моделей і використанні під час упорядкування прогнозу об'єктивних методів прогнозу метеорологічних величин і явищ погоди, і навіть оперативних даних різних спостережних систем. Ця роль дуже багато важить під час складання прогнозу небезпечних явищ погоди.

4. Обмеження передбачуваності погоди

Оперативные моделі, використовувані у крупних метеорологічних центрах, мають межа передбачуваності в 5−7 діб, і відрізняються одна від друга за своїми характеристиками, застосовуваним численным процедурам, технології обробки даних, і потужності обчислювальних коштів. Тому прогностичні значення метеорологічних величин може мати різні, хоч і порівнянні значення. Важливо зазначити, що великий прогрес в чисельній моделюванні атмосфери стосується, переважно, великомасштабних погодних систем. Мелкомасштабные утворення завдовжки кілька десятків і навіть сотень кілометрів, із якими пов’язані небезпечні гідрометеорологічні явища, поки що неспроможні бути прогнозовані численними моделями.

Прогноз таких утворень складається фахівцем — синоптиком з урахуванням інтерпретації продукції про чисельні моделей та ефективного використання додаткової інформації, що відбиває розвиток мезомасштабных процесів (даних радіолокаційних спостережень, супутникових даних, і ін.). Тому, попри розвиток мезомасштабных про чисельні моделей та автоматизованих коштів спостережень, прогнози локальної погоди завжди будуть пов’язані із певною невизначеністю щодо конкретного місцеположення, часу й інтенсивності метеорологічних явищ. Особливо що це стосується екстремальних явищ, які виникають рідко й раптово, існують недовго і який найчастіше можливо спрогнозувати тільки з невеличкий (1−3 години) завчасністю.

5. Боротьба невизначеністю

Строго кажучи, невизначеність властива як прогнозам погоди, а й навіть ступеня оцінки поточного стану атмосфери. Якщо б можна було сформулювати притаманну невизначеність кількісним чином, то цінність прогнозів особам, що рішення значно б зросла. Вирішення проблеми полягає у використанні групи прогнозів (ансамблю) по ряду відмінних початкових умов однієї моделі чи групи моделей чисельного прогнозу з різними, але равновозможными приближениями. Ансамбль прогнозів охоплює ряд можливих результатів, забезпечуючи діапазон даних, де можуть зростати невизначеності. Через війну по ансамблю прогнозів можна автоматично одержувати інформацію про ймовірності, стосовно вимогам споживачів.

6. Довгострокові прогнози погоди

Детализированные прогнози метеорологічних величин і явищ погоди чи послідовності метеорологічних систем озер місяцем, на сезон і далі є ненадійними. Хаотичний характер рухів у атмосфері визначає основний межа передбачуваності порядку 10 днів таких детерминистических прогнозів. Проте, деяка передбачуваність середніх аномалій температури і опадів існує у впродовж понад тривалого завдяки, переважно, взаємодії між атмосферою і океаном, і навіть поверхнею суші та льоду. Разом про те, проти атмосферою океан вивчений замало, й тому подальший прогрес в довгостроковому прогнозуванні погоди неможливий без активізації досліджень регіональних еліт і глобальних процесів в океані.

7. Пророцтво клімату

В прогнозуванні клімату найважливішими увідними даними моделей є майбутні зміни у парникових гази та інших радіаційно активні речовини. Вони змінюють радіаційне вплив на планету і викликають кліматичні зміни у дуже тривалих тимчасових масштабах. Тому, за моделюванні можливого стану майбутнього клімату слід вживати термін «перспективна оцінка», а чи не «прогноз» чи «пророцтво».

Физические процеси, які важливі в прогностичних моделях загальної циркуляції терміном 5−7 діб, і навіть за довгостроковому прогнозуванні, стають визначальними під час моделювання клімату. Особливо що це стосується динаміки океанічній циркуляції, зміни ландшафту яка підстилає поверхні і є еволюції сніжно-льодового покриву. Вивчення цих процесів потребує значних зусиль, як буде можливості відтворювати багато аспектів клімату реалістично. Разом про те, попри складність фізичних процесів, є якась упевненість у цьому, що існуючі моделі клімату забезпечують корисну перспективну оцінку його зміни.

Уже нині багато моделей дозволяють задовільно моделювати клімат. Понад те, моделювання цілком у змозі відтворити наблюденные великомасштабні зміни, зміни у приземної температури повітря за двадцяте століття. Ця великомасштабна узгодженість між результатами моделювання і спостереженнями надає упевненість у оцінках темпів потепління, розрахованих наступного року століття. Моделювання що спостерігається природною мінливості (наприклад, явища Ель-Ніньо, муссонной циркуляції, північно-атлантичного коливання) також поліпшилося.

С з іншого боку, систематичні помилки досі дуже великі. Однією з чинників, обмежують упевненість у перспективної оцінці зміни клімату, є невизначеність зовнішнього впливу (наприклад, майбутньої концентрації атмосферної двоокису вуглецю та інших парникових газів і аерозольних навантажень).

Как у разі з прогнозами на середні строки й довгостроковими прогнозами, перспективні оцінки клімату по ансамблю також є надзвичайно важливими. Ансамблі дозволяють виділити чіткіше статистично значимий сигнал зміни клімату.

8. Укладання

Успешность метеорологічних прогнозів істотно зросла до кінця ХХ століття. Це з розвитком глобальних моделей чисельного прогнозування загальної циркуляції, досягненнями у спостереженнях, системах телезв’язку й у обчислювальної техніки. Проте, кожної прогностичної компоненті притаманні свої невизначеності. Деякі їх пов’язані з недостатньою вивченістю виключно складних процесів атмосфери і океану. Інші вимагають подальших зусиль у розвитку наземної і космічної систем спостережень, соціальній та обчислювальної техніки. Потрібна постійна увага проведенню наукових і впровадженню отриманих знань у практику прогнозування з урахуванням постійно та розвитку унікальних технологій, що у великих метеорологічних центрах.

Список литературы

Для підготовки даної роботи було використані матеріали із сайту internet.