Какую куртку выбрать с утра, пора ли менять сезонную обувь и покрышки на автомобиле? Эти и многие другие вопросы мы решаем, исходя из прогноза погоды. Мы настолько привыкли к этому благу цивилизации, что даже не задумываемся над тем, что за лентой градусов и осадков на экране смартфона стоит ежедневный труд огромного количества людей – от метеорологов, работающих на метеостанциях по всему миру, до инженеров и математиков, которые круглосуточно обрабатывают колоссальные массивы данных. Как предсказывают погоду, чем занимаются метеорологи, чем они отличаются от климатологов и синоптиков и почему современный мир не может существовать без людей этой профессии, расскажем в нашем материале.
История метеонаблюдений
Первые попытки систематизировать знания об атмосфере и погодных явлениях были предприняты греком Аристотелем в IV веке до нашей эры. В своем труде «Метеорологика» он описал такие атмосферные явления, как ветер, дождь, снег, град, выделил типы осадков и даже указал на некоторые закономерности, предшествующие их появлению. Конечно, часть выводов Аристотеля впоследствии оказались ошибочными, но начало было положено. В Греции же появился и первый метеорологический прибор, который служил для определения направления ветра – флюгер, а произошло это в I веке до нашей эры.
В XV-XVII веках наступившая эра Великих географических открытий многократно увеличила количество дальних путешествий и, чтобы плавать на парусных судах в открытом океане, морякам и ученым пришлось всерьез изучать ветра и выделять закономерности в устройстве атмосферных процессов. Так появились знания о пассатах – ветрах, которые круглый год дуют в тропиках и помогают европейцам быстро доплыть до Америки, и о конских широтах – областей, где почти не бывает ветров. А названы они были так потому, что нередко при прохождении этой области путешественникам приходилось избавляться от взятых на борт лошадей. Из-за полного штиля корабли неделями беспомощно болтались на одном месте. При этом на борту заканчивался запасенный фураж и, что было куда хуже, пресная вода. И хотя никому не хотелось терять такую ценность, как лошади, которых в Новом Свете не было и которых испанцы завозили туда из Европы, несчастных животных поневоле приходилось выкидывать за борт.
Параллельно с практическим изучением атмосферы и ветров шло и всестороннее развитие и накопление фундаментальных естественно-научных знаний, и к XVII веку в распоряжении людей было уже немало изобретений, помогавших вести наблюдения в области метеорологии:
- 1450 год: Леон Баттиста Альберти описал прибор для измерения скорости ветра – анемометр;
- конец XV века: Леонардо да Винчи изобретает первый гигрометр – прибор для измерения влажности воздуха;
- 1597 год: Галилео Галилей сконструировал первый термометр для измерения температуры;
- 1643 год: Эванджелиста Торичелли создал ртутный барометр – прибор для измерения атмосферного давления.
Таким образом, к середине XVII века о метеорологии уже можно было говорить как о науке, в рамках которой появились фундаментальные научные труды, метеорологические станции и прогноз погоды. К слову, все метеорологические приборы из приведенного списка, хотя и в усовершенствованном виде, до сих пор используются на метеостанциях.
Метеорологические службы
Первые станции, где ежедневно снимали показания метеорологических приборов и вели наблюдения за погодой, появились в Италии в середине XVII века. В России сеть метеорологических станций из 24 опорных пунктов была организована почти на 100 лет позже: в 1733 году. Регулярные прогнозы погоды начали выходить в английской газете «Times» с 1 августа 1860 года – то есть почти 165 лет назад!
К началу ХХ века метеорологические службы в разных странах мира вели ежедневные наблюдения и делали прогнозы, а еще полвека спустя, с развитием средств связи, в мире стали все чаще говорить о необходимости международного сотрудничества для обмена данными. Так появилась Всемирная метеорологическая организация (ВМО), которая была создана 23 марта 1950 года – ровно 75 лет назад. С тех пор ежегодно в этот день отмечается Всемирный метеорологический день, который является профессиональным праздником метеорологов и синоптиков. А какая между ними разница?
Метеорологи и синоптики – близкие по профилю специалисты. Метеоролог собирает данные о состоянии атмосферы, обобщает их и анализирует, а синоптик специализируется на прогнозировании. Что касается климатологов, то они занимаются анализом метеоданных в глобальном масштабе, определяют временные закономерности, следят за изменением климата, сравнивает его с прошлыми эпохами.
Метеорологические станции: как оборудованы и где расположены
Любой прогноз погоды начинается с получения метеорологических данных. Есть три основных типа станций, на которых в современном мире получают исходную метеорологическую информацию.
- Наземная метеостанция. По всему земному шару рассредоточено около 10 000 наземных метеостанций, а на территории нашей страны их около 1600. В этих опорных пунктах собирают данные о приземном слое воздуха и параметрах атмосферы у поверхности земного шара.
- Метеорологические спутники. Космические аппараты наблюдают за озоновым слоем, фиксируют облачность, тепловое излучение земной поверхности и другие параметры на разной высоте в атмосфере планеты: они дополняют данные с наземных станций. У России 20 таких космических аппаратов, и в этом году планируется запуск еще 5.
- Метеорологические зонды. Это одноразовый аэростат с оборудованием, который запускается с Земли в атмосферу. Шар заполнен легким водородом или гелием и поднимается на высоту до 30-40 километров, по пути передавая сведения о давлении, скорости ветра, температуре воздуха. Метеозонды позволяют делать точные прогнозы погоды, передавая данные о ветрах в верхних слоях атмосферы. В последнее время к метеозондам добавились и более совершенные инструменты – метеодроны.
Где делают прогноз погоды и можно ли ему верить?
Все данные, полученные со станций, спутников и зондов стекаются в единый центр обработки данных. В России это Гидрометцентр. И вот здесь уже за дело берутся метеорологи, которые анализируют синоптические карты, обрабатывают огромные массивы данных при помощи компьютерных программ, проводят сравнительный анализ. А синоптики на основании этих данных составляют прогноз погоды.
Над синоптиками нередко любят подшучивать, дескать, верить им нельзя. Но для расхождений между прогнозом и реальной погодой есть свои причины. Дело в том, что атмосферная циркуляция – процесс очень сложный и труднопрогнозируемый, даже при наличии вычислительной техники и физико-математических моделей.
А как же популярные сайты с прогнозами, где можно увидеть данные на 7, 10 дней или даже на месяц вперед? Можно ли доверять долгосрочному прогнозу погоды на 2 недели? С этим вопросом портал «ПОИСК» обратился к нашему эксперту – руководителю прогностического центра МЕТЕО Александру Шувалову: «Точность прогнозов погоды заметно возросла за последние полвека. Если в 70-х годах прошлого столетия максимальный срок точного прогноза составлял 2-3 суток, то сейчас синоптики могут уверенно прогнозировать погоду на 5-7 суток. Прогнозы имеют высокую точность, когда в атмосфере наблюдается более или менее стабильная и хорошо предсказуемая ситуация, например, устойчивый блокирующий антициклон или глубокие ложбины: при таких условиях можно делать прогноз на 7 и даже на 10 дней, и он будет иметь высокую точность».
Почему метеорологи так важны
Глобальное предназначение метеорологических наблюдений и прогнозов выходит далеко за рамки наших бытовых нужд. Можно сказать, что без метеорологов и синоптиков в нашем мире случился бы настоящий коллапс. Вот лишь некоторые сферы человеческой деятельности, где никак не обойтись без метеорологов.
- Авиация. Благополучие полетов любых летательных аппаратов напрямую зависит от метеоусловий и своевременного реагирования на такие опасные для авиации явления, как туман, ураган, гроза, метель, пониженная температура или повышенная влажность воздуха, способные вызвать обледенение. Из-за того, что атмосфера очень динамична, для метеослужбы аэропорта выпускают обновленный прогноз каждый час.
- Автотранспорт. Этот вид транспорта тоже зависит от погоды: метель, гололед, шквалистый ветер – все это служит сигналом для закрытия трасс. Особенно опасны сильные метели, когда автомобилисты оказываются заблокированы снежными заносами. Работа ледовых переправ в зимнее время тоже зависит от данных метеорологов.
- Морской транспорт. Штормовая погода – это всегда дополнительный риск для судна и экипажа, а в случае крушения высока вероятность экологической катастрофы из-за разлива топлива или опасного груза. Ну а навигация в северных широтах требует дополнительных данных по толщине ледового покрова, прогнозу образования и таяниях льдов.
- Сельское хозяйство. Специалисты, занимающиеся выращиванием сельскохозяйственных культур, нуждаются в прогнозе осадков и температуры воздуха на предстоящий сезон, им нужно знать накопление влаги в почвенном слое после зимы, сроки последних заморозков и другие параметры.
- Спасательные службы. Министерство по чрезвычайным ситуациям и профильные службы тоже тесно сотрудничают с метеорологами: даты наступления весеннего паводка связаны с такими параметрами, как температура воздуха, вскрытие ледового покрова на реках, уровень снежного покрова, а летняя жара и суховеи являются предвестниками пожаров, и это иногда приводит к катастрофическим последствиям, как, например, этой зимой в Калифорнии.
- Зеленая энергетика. Развитие «зеленой энергетики», особенно тех ее направлений, что связаны с использованием силы ветра и солнечной энергии, тоже базируется на метеорологических данных. Для того, чтобы выбрать оптимальное место для расположения ветряной электростанции, нужно знать, где чаще дует ветер и с какой скорость. А чтобы поставить солнечную электростанцию, нужно учитывать такой метеорологический параметр, как продолжительность солнечного сияния – то есть сколько часов в год солнце светит в той или иной точке земного шара, и будет ли эта станция эффективна.
Перспективы развития метеорологии в нашей стране
Что ждет метеорологию в ближайшем будущем? Заменят ли метеорологов, работающих на станциях, автоматические пункты сбора данных? Ответить на этот вопрос мы попросили нашего эксперта Александра Шувалова: «Мне кажется, что метеорологи-наблюдатели – это та специальность, которая будет востребована всегда. Ни автоматические станции, ни метеорологические спутники не дают полного спектра данных. Его могут получить только люди, работающие на станциях: это и распределение температуры в слое почвы, и параметры снежного покрова, и многие другие данные. К тому же любая автоматическая станция нуждается в контроле и проверке оборудования, поэтому специалисты-метеорологи будут востребованы всегда».
А где можно получить эту профессию? В нашей стране – на географических факультетах, где есть кафедра метеорологи и климатологии. Например в Московском государственном университете или в Приволжском федеральном университете в Казани. Ну а ведущим ВУЗом страны по подготовке метеорологических кадров является Российский государственный гидрометеорологический университет в Санкт-Петербурге.
Ольга Фролова
Изображение на обложке: Freepik
