Трудности прогнозирования погоды

Хорошая или плохая погода не только влияет на настроение людей. До сих пор стихийные бедствия уносят множество человеческих жизней, оставляют людей без крова, уничтожают материальные ценности. Сколько бедствий можно было бы предотвратить, если бы мы научились предсказывать эти крайние проявления погоды! Долгосрочное научное прогнозирование может изменить систему сельского хозяйства и принести большой экономический эффект в ряде других отраслей народного хозяйства, помочь людям лучше организовать свой отдых. Прогнозы тесно связаны и с чрезвычайно важными вопросами управления погодой, так как основное условие их разрешения, прежде всего, глубокое понимание погодообразующих процессов.

В основе погадообразующих процессов лежит динамика выравнивания неравномерного распределения энергии, получаемой от Солнца и излучаемой Землей. В этом выравнивании участвует множество взаимосвязанных процессов различного временного и пространственного масштаба. Масштабы времени меняются от суток (суточные колебания погоды) до веков (изменение климата). Пространственные масштабы меняются от размеров, сравнимых с радиусом Земли (общая циркуляция атмосферы), до микроразмеров (если речь идет о фазовых превращениях и химических реакциях).

Разнообразие и разномасштабность процессов, лежащих в основе погоды, в значительной степени затрудняют установление причинно-следственных связей между интересующими метеоролога величинами. Из-за этого метеорология долгое время оставалась эмпирической наукой и не достигла существенных успехов в прогнозировании.
Для физико-математического описания изменений погоды и климата используются гидродинамика, аэромеханика, термодинамика, теории турбулентности, лучистого переноса, фазовых превращений и т. д. В каждой из них имеются свои нерешенные проблемы. Поэтому легко себе представить трудности метеорологии, которая требует некоего синтеза этих теорий.

Современной наукой достигнуты значительные успехи в разработке математических методов прогноза погоды, однако еще очень многое в них требует завершения. К каким последствиям ведет такая незавершенность, показывают многочисленные не-предсказанные стихийные бедствия. Повышению эффективности численных методов прогноза мешает также недостаток синоптических данных о распределении метеорологических элементов в атмосфере и экспериментальных данных о влиянии непрогнозируемых изменений Солнца и Земли на погодообразующие процессы. Это связано с тем, что для получения такого решения уравнений прогноза, которое соответствовало бы действительности, нужна правильная постановка начальных и граничных условий, что, в свою очередь, невозможно без достаточно подробных синоптических карт, охватывающих поверхность всего земного шара.

Какие же метеорологические данные необходимы в первую очередь? Это — распределение атмосферного давления и скорости ветра, затем, температура поверхности и вертикальное распределение температуры над любой точкой земного шара, далее, распределение облачности, распределение водяного пара и, наконец, лучистые притоки тепла.

Все эти данные в той или иной мере уже включаются в математические схемы прогноза погоды. Однако существует множество факторов, хотя и не включенных в математическую схему, но определенно оказывающих влияние на погоду. К ним в первую очередь относятся взаимосвязь различных слоев атмосферы и влияние солнечной активности на погоду. Уже накопился довольно большой эмпирический материал, подтверждающий эту связь, но физический механизм ее до сих пор полностью не изучен. Причина в том, что накопленного материала все еще недостаточно.

Оставить комментарий

Я не робот.

БЛОГ О ЗАРАБОТКЕ!
Статистика