Прогноз погоды

Прогно́з пого́ды — это научно обоснованное предположение о предстоящих изменениях погоды. Научное предположение составляется на основе анализа развития крупномасштабных атмосферных процессов.^[1] Сейчас для прогнозирования погоды используются чрезвычайно сложные метеорологические модели, которые учитывают большую часть человеческих знаний о поведении жидкостей и газов. Помимо метеомоделей, для составления прогноза погоды используют данные с метеорадаров и спутниковые снимки. Метеорологические радары находятся на поверхности Земли и делают трёхмерные снимки атмосферы в радиусе 200 километров.^[2]

Пример специального прогноза погоды для авиации. Области с желтым контуром указывают на вероятность турбулентности. Цифры обозначают диапазон высот рекомендации. Турбулентность можно ожидать на высоте от 35 000 до 42 000 футов в зоне внутри желтой пунктирной области. В красных областях также возможны штормы, что также указывает на возможность турбулентности. Одновременно доступны четыре карты, каждая из которых действительна около шести часов по времени UTC/GMT.

Подразделения прогнозов

По специализации

Прогнозы общего пользования создаются для населения, составляются для территорий (область, край, страна, акватории морей и прочее). Содержат краткую информацию об облачности, атмосферных осадках, атмосферных явлениях, ветре, температуре, влажности воздуха и атмосферном давлении; режимах работы предприятий (публикуются в СМИ и на интернет-сайтах, озвучены по ТВ и Радио)^[1].

Сельскохозяйственные (агрометеорологические) прогнозы предназначены для различных отраслей народного хозяйства. Прогнозы содержат детальную характеристику атмосферных осадков и температуры воздуха. Также к ним относятся предупреждения об опасных явлениях погоды (циклоны, грозы, туманы, метели, сильные ветры, пыльные бури, заморозки и др.), которые могут вызвать затруднения в работе отдельных отраслей народного хозяйства или причинить ущерб, а также угрожать безопасности населения^[3].

Авиционные прогнозы сообщают об ожидаемых условиях погоды на высоте полёта самолёта (вид и количество облачности, направление и скорость ветра, температура воздуха, наличие таких опасных явлений, как болтанка, обледенение, грозовые разряды) и в аэропорту посадки (высота облачности и видимость, направление и скорость ветра, температура воздуха), содержат детальную характеристику ветра, видимости, атмосферных явлений, облачности, температуры воздуха.

Морские и речные прогнозы содержат детальную характеристику ветра, волнения, атмосферных явлений, температуры воздуха.^[4]

По длительности

Прогнозы делятся по заблаговременности периода, на который даётся прогноз:

1. Прогноз текущей погоды	Описание текущей погоды и прогноз метеорологических параметров на срок от 0 до 2 ч.
2. Сверхкраткосрочный прогноз погоды	Прогноз метеорологических параметров на период до 12 ч.
3. Краткосрочный прогноз погоды	Прогноз метеорологических параметров на период от 12 до 72 ч. (3 сут.)
4. Среднесрочный прогноз погоды	Прогноз метеорологических параметров на период от 72 (3 сут.) до 240 ч. (10 сут.)
5. Внутремесячный прогноз погоды (увеличенной заблаговременности)	Прогноз метеорологических параметров на период от 10 до 30 суток, обычно осредненных и выраженных в виде отклонений от климатических величин для этого периода.
6. Долгосрочный прогноз	Прогноз на период от 30 суток до 2-х лет
6.1. Месячный ориентированный прогноз	Описание осредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонения (девиация, дисперсия, аномалия) от климатических величин для этого месяца (не обязательно для предстоящего суточного периода)
6.2 3-х месячный или 90-суточный ориентированный прогноз	Описание осредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонения от климатических для этого 90-суточного периода (не обязательно для предстоящего суточного периода)
6.3. Сезонный ориентированный прогноз	Описание осредненных метеорологических параметров, выраженных в виде отклонения от климатических величин этого сезона
Примечания:а) В некоторых странах долгосрочные прогнозы считаются климатической продукцией; b) Сезон ориентировочно определяется как: зимний – декабрь/январь/февраль, весенний – март/апрель/май и т.п. в Северном полушарии. В тропической зоне сезоны могут иметь различную продолжительность; могут составляться ориентировочные прогнозы, охватывающие несколько месяцев.
7. Прогнозирование климата	На срок свыше 2-х лет
7.1. Прогнозирование изменчивости климата	Описание ожидаемых параметров климата, связанных с изменением межгодовых, десятилетних и внутристолетнихщего климата с учетом влияния естественных и антропогенных факторов.

По детализации

Детализация прогноза по территории или пункту с использованием дополнительной градации и терминов «в отдельных районах» или «местами» допускается, как правило, при наличии влияния (воздействия) атмосферных процессов (явлений) мезометеорологического масштаба:

- ливневых осадков, гроз, града, шквала, связанных с развитием интенсивной конвекции;

- туманов и температуры воздуха (включая заморозки в воздухе и на почве), обусловленных влиянием особенностей рельефа местности или радиационными факторами (притоком солнечной радиации в атмосферу и на земную поверхность, ее поглощением, рассеянием, отражением, собственным излучением земной поверхности и атмосферы);

- ливневых осадков, гроз, града, шквала, связанных с развитием интенсивной конвекции.

Также детальный прогноз описывает ожидаемые условия погоды более детально, например: вид и количество облачности, направление и скорость ветра, температура воздуха, наличие таких опасных явлений, как болтанка, обледенение, грозовые разряды.^[3]

По методу составления

По данным наблюдений метеорологических и аэрологических станций. Метеостанции — специальные площадки, где непрерывно проводятся метеорологические измерения погоды и климата. На станциях установлены приборы для метеоизмерений: термометр, гигрометр, барометр, осадкомер и другие устройства.

Прогноз ещё составляется по анализу информации от метеорологических спутников и по уравнениям гидротермодинамики атмосферы и температуры на различных уровнях атмосферы.^[5]

Оценка точности прогнозов

Точность всех прогнозов погоды в пределах периода, на который они составляются, убывает со временем.

Основой для оценки пригодности какого-либо метода составления прогноза погоды служит сравнение их удачности с удачностью инерционных прогнозов, предполагающих сохранение существующего характера погоды на период прогноза.

За последние десятилетия мировое метеорологическое сообщество достигло значительных успехов в развитии технологий численного прогноза погоды. Сегодня, например, прогнозы на трое суток для приземного давления настолько же успешны, как прогнозы на сутки 20 лет назад.

Причины неточности прогноза

Неполнота и неточность наших знаний о текущем состоянии атмосферы

Для прогнозирования погоды необходимо иметь информацию о текущем состоянии атмосферы в начальный момент времени, которая является основой для составления прогноза. Данные гидрометеорологических наблюдений используются как основа для расчета прогноза погоды. Для короткосрочного прогноза на ближайшие дни нужны данные о текущей погоде на территории с масштабами нескольких тысяч километров, а для прогноза на более длительный период требуется информация о состоянии погоды на всей планете. Долгосрочный прогноз включает в себя анализ почти всей климатической системы, включая атмосферу, океан и верхний слой суши.

Информация о текущем состоянии атмосферы всегда известна лишь приблизительно из-за неполных и неточных наблюдений за атмосферой. Наблюдательные данные содержат ошибки, и наблюдательная сеть покрывает не все области планеты, такие как океаны и высокие широты. В России также не хватает плотности и оборудования наблюдательной сети. Возможно улучшить плотность сети и снизить погрешности измерений, но это ограничено, поэтому наше знание о текущем состоянии атмосферы никогда не будет идеальным.

Несовершенство используемых прогностических методов и моделей

На данный момент основным инструментом прогнозирования погоды являются численные модели атмосферы, которые успешно воспроизводят многие свойства атмосферы и постоянно совершенствуются. Современная прогностическая модель атмосферы представляет собой сложный программный комплекс, который решает систему уравнений, описывающих эволюцию атмосферы и учитывает различные процессы в атмосфере. Несмотря на автоматизированные технологии, некоторые погодные явления, особенно локального характера, все еще прогнозируются специалистами-синоптиками на местах, используя как основу результаты модельных расчетов.

Проблема предсказуемости

После начала проведения численных экспериментов по прогнозированию атмосферы на долгосрочные периоды стала понятна проблема предсказуемости. Еще в 50-х годах было установлено, что даже самые малые ошибки в начальных данных для прогноза могут значительно увеличиться со временем. После примерно двух недель ошибки детальных ежедневных модельных прогнозов достигают уровня случайных ошибок. Это объективные ограничения, которые не позволяют точно предсказывать атмосферные процессы на длительных интервалах времени из-за погрешностей в начальных условиях и нестабильности атмосферы. Прогнозы на долгосрочные сроки обычно формулируются вероятностно и представляются в виде средних значений на период (например, месяц или сезон), нежели подробные прогнозы на дни или минуты вперед.^[6]

Терминология

В прогнозах погоды и штормовых предупреждениях используются термины, характеризующие факт отсутствия или наличия осадков, при наличии осадков – их вид (фазовое состояние), количество, продолжительность (рекомендуется, но не обязательно).^[7]

Жидкие и смешанные осадки

Термины и соответствующие им количественные величины для жидких и смешанных осадков:

Термин	Кол-во осадков, мм/12 час
Без осадков, сухая погода	-
Небольшой дождь, слабый дождь, морось, моросящие осадки, небольшие осадки	0,0-2
Дождь, дождливая погода, осадки, мокрый снег, дождь со снегом; снег, переходящий в дождь; дождь, переходящий в снег	3-14
Сильный дождь, ливневый дождь (ливень), сильные осадки, сильный мокрый снег, сильный дождь со снегом, сильный снег с дождем То же для селеопасных районов То же для Черноморского побережья Кавказа	15-49 15-29 30-79
Очень сильный дождь, очень сильные осадки (очень сильный мокрый снег, очень сильный дождь со снегом, очень сильный снег с дождем) То же для селеопасных районов То же для Черноморского побережья Кавказа Сильный ливень (сильные ливни) То же для Черноморского побережья Кавказа	≥ 50 ≥30 ≥80 ≥30 мм за период ≤ 1 ч ≥50 мм за период ≤ 1 ч

Твердые осадки

Термины и соответствующие им количественные величины для твердых осадков:

Термин	Кол-во осадков, мм/12 час
Без осадков, сухая погода	-
Небольшой снег, слабый снег	0,0-1
Снег, снегопад	2-5
Сильный снег, сильный снегопад	6-19
Очень сильный снег, очень сильный снегопад	≥ 20

Градация количества осадков

Для более детальной характеристики ожидаемого распределения количества осадков по территории в прогнозе рекомендуется использовать дополнительные (как правило, соседние) градации количества осадков, допускается также применение терминов «в отдельных районах» и «местами».

Например: Во второй половине дня по области ожидаются грозовые дожди, местами сильные ливни.

Характеристика вида осадков

Для характеристики вида осадков (жидкие, твердые, смешанные) применяются термины: «дождь», «снег», «осадки». Термин «осадки» можно применять только с обязательным дополнением одного из терминов, приведенных в таблице.

Термин	Характеристика смешанных осадков
Дождь со снегом	Дождь и снег одновременно, но преобладает дождь
Мокрый снег	Снег и дождь одновременно, но преобладает снег; тающий снег
Снег, переходящий в дождь	Сначала ожидается снег, а затем дождь
Дождь, переходящий в снег	Сначала ожидается дождь, а затем снег
Снег с дождем (дождь со снегом)	Чередование снега и дождя с преобладанием снега (дождя)

Первые прогнозы

Раньше люди пытались предсказывать погоду на основе своих наблюдений. Если птицы низко летают, а лягушки громко квакают, будет дождь. Если небо на закате красное — будет ветер.

1 августа 1861 — в газете «Times» за авторством Роберта Фицроя.

14 ноября 1922 — первый прогноз погоды на завтра прозвучал по радио. Примерно через полгода подобные прогнозы стали ежедневными.
11 ноября 1936 — на ТВ был показан прогноз погоды в виде диаграммы.
11 января 1954 — День рождения современного прогноза погоды. Впервые на экране появился ведущий, который рассказывал и показывал на карте, какие погодные изменения ждут телезрителей. Ведущим стал Джордж Коулинг. Сюжет шёл в прямом эфире и длился 5 минут. С тех пор прогнозы погоды стали неотъемлемой частью телевизионного эфира.

Прогнозы погоды на отечественном телевидении стали появляться в начале 1970-х годов. Первой ведущей стала Екатерина Чистякова. Нововведение настолько понравилось телезрителям, что уже с 1971 года прогноз погоды стал неотъемлемой частью программы «Время». В конце 1990-х появилась компания «Метео-ТВ», которая стала монополистом в области подготовки теле-прогнозов.

Примечания

↑ ^1,0 ^1,1 Г. Фиккер. Погода и ее изменеия / Перевод с немецкого Н.В. Горожанкина под редакцией С.П. Хромова. — ОНТИ Государственное Технико-Теоретическое Издательство, 1934.
↑ Как Яндекс прогнозирует погоду (неопр.).
↑ ^3,0 ^3,1 Терминология, применяемая в прогнозах погоды и штормовых предупреждениях (неопр.). Гидрометцентр России.
↑ А. С. Зверев. Синоптическая метеорология. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977. — 712 с.
↑ М. И. Юдин. Новые методы и проблемы краткосрочного прогноза погоды.. — Ленинград: Гидрометеорологическое Издательство, 1963. — 402 с.
↑ Гидрометцентр России. Откуда возникают ошибки прогнозов? (неопр.). Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральная Служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).
↑ Гидрометцентр России. Терминология, применяемая в краткосрочных прогнозах погоды общего назначения и штормовых предупреждениях (неопр.). Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральная Служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

[:0-1] 1,0 ^1,1 Г. Фиккер. Погода и ее изменеия / Перевод с немецкого Н.В. Горожанкина под редакцией С.П. Хромова. — ОНТИ Государственное Технико-Теоретическое Издательство, 1934.

[2] Как Яндекс прогнозирует погоду (неопр.).

[:1-3] 3,0 ^3,1 Терминология, применяемая в прогнозах погоды и штормовых предупреждениях (неопр.). Гидрометцентр России.

[4] А. С. Зверев. Синоптическая метеорология. — Ленинград: Гидрометеоиздат, 1977. — 712 с.

[5] М. И. Юдин. Новые методы и проблемы краткосрочного прогноза погоды.. — Ленинград: Гидрометеорологическое Издательство, 1963. — 402 с.

[6] Гидрометцентр России. Откуда возникают ошибки прогнозов? (неопр.). Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральная Служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

[7] Гидрометцентр России. Терминология, применяемая в краткосрочных прогнозах погоды общего назначения и штормовых предупреждениях (неопр.). Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации Федеральная Служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (Росгидромет).

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]