текст
Творцы погоды: почему ошибаются синоптики
Когда в мае 2017 года бушующий в Москве ураган унес жизни 11 человек, бывший глава МЧС Владимир
Пучков выступил с идеей штрафов для синоптиков за неверные прогнозы. Мол, людей не
оповестили о приближающейся опасности, поскольку в этот день Гидрометцентр не назвал
ожидаемую скорость ветра достойной режима ЧС. Но обвиняя во всем синоптиков, мы не
учитываем, что они работают с самой нестабильной оболочкой Земли. И предугадать, что
атмосфера выкинет на этот раз, бывает нелегко.
«Саперы» Гидрометцентра
Внетропический циклон возле Исландии, 4 сентября 2003 г. Фото: NASA’s Aqua/MODIS, ;satellite, visibleearth.nasa.gov
Цифровая метеостанция. Фото: www.buisard-distribution.fr
Компания морских львов тусуется на плавающей метеостанции. Фото: www.rcmsar12.org
Домашняя метеостанция. Фото: Rhonda Roth, www.shutterstock.com
Так кто же тогда виноват в неточных прогнозах? Ответ прост – природа! В разное время года и при различных условиях случаются «природные форс-мажоры». Например, зимой в антициклоне может возникнуть инверсия, вследствие чего воздух внизу будет холоднее, чем наверху. Как следствие, образуется сплошная облачность с возможными моросящими осадками. Таких форс-мажоров могут быть десятки, и пока ветры путешествуют по планете, а Земля вращается, нам остается терпеть последствия природных капризов.
Бородатый анекдот гласит, что синоптики как саперы – ошибаются всего раз, но каждый день. Заслужены ли наши нападки в их адрес? Синоптики лишь интерпретируют полученную от метеорологов информацию и доносят ее до людей.
Метеорологи изучают погоду с помощью приборов, установленных на десятках метеостанций по всей стране. Для сбора информации о метеоусловиях они используют специальный метеорологический шифр. Дождь, кучевые облака, грозы, снег – все имеет свой универсальный код. Совокупность собранных кодов направляют в гидрометцентры, где компьютеры составляют на их основе погодные карты для разных регионов. Но на картах присутствуют циклоны и антициклоны, расшифровки которых не под силу машине, и тут в дело вступают синоптики.
Спонсоры жары и холода
Циклоны и антициклоны — одни из главных погодных творцов на Земле. Чтобы понять их механизм, нужно разобраться еще с одним явлением – атмосферным фронтом. Все воздушные массы имеют разную температуру, степень влажности и запыленности. Постоянная циркуляция позволяет им перемещаться, и в месте, где они соприкасаются, формируются атмосферные фронты – нейтральная территория в нижнем слое атмосферы (тропосфере) между двумя «государствами» – потоками холодного и теплого воздуха. Фронты всегда наклонены к поверхности планеты, их длина может достигать 2-3 тыс. км, а ширина – 500-900 км.
Атмосферный фронт может быть теплым, холодным и фронтом окклюзии. В первом случае теплый воздух «давит» на фронт, заставляя его двигаться в сторону более холодного воздуха, принося общее погодное потепление. Теплый фронт образует полосу облаков в сотни км – если вы видите в небе перистые и перисто-слоистые облака, знайте, что над вами висит теплый атмосферный фронт.
Холодный атмосферный фронт формируется по той же схеме – холодные воздушные массы «оккупируют» весь фронт, заставляя его двигаться в направлении теплого воздуха и вытесняя его наверх. Холодный фронт движется очень быстро, вызывая сильные ветры, обильные осадки, грозы, метели и похолодание. Фронт окклюзии появляется при смыкании теплого и холодного фронтов, завлекая в регион сильные осадки.
Атмосферные фронты возникают и меняются примерно за несколько дней. Больше всего они влияют на формирование климата в умеренных широтах: к примеру, почти вся территория России лежит именно в такой полосе, поэтому мы вынуждены нести тяжелую ношу – терпеть неустойчивую погоду. Разные воздушные массы, приходящие с северных и южных районов России, формируют множество атмосферных фронтов, заставляя Петербург страдать от влажности, а Иркутск — от сухой погоды.
Ни один прогноз погоды не обходится без слов «циклон и антициклон». Что же это за звери? В двух словах, это атмосферные вихри. Циклоны имеют огромные размеры – в высоту устремляются на 10 км, а в ширину расстилаются на 3 км. Они «запускаются» из-за того, что в одном из участков атмосферы воздух внизу теплее и легче воздуха наверху, поэтому он поднимается. К нему «подключается» воздух сбоку, и вихрь запущен. Ветры в циклоне дуют с краев в центр и движутся против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южном.
Идеальные условия зарождения циклона — на атмосферных фронтах, где соприкасаются разные по температуре воздушные массы. Когда один фрагмент фронта смещается в одну сторону, а другой – в противоположную, возникает «импульс», который вскоре станет молодым циклоном. Постепенно он обособляется от фронта, самостоятельно двигаясь и перемещая вихрь из воздушных масс дальше со средней скорость 30-40 км/час.
Существует два основных вида циклонов: тропические и внетропические. Первые появляются в тропических широтах, а скорость ветра в них доходит до буревой (более 20 м/с). Вторые образуются в умеренных или полярных широтах и приносят в регион сильные осадки, грозы, ветры, шквалы (так называемые южные циклоны).
Антициклон – это антипод циклона. Плоский нисходящий атмосферный вихрь проявляется у поверхности Земли областью повышенного давления, с системой ветров от центра к периферии. Воздух в нем движется по часовой стрелке в Северном полушарии, а в Южном – против часовой.
Каждый день в тропосфере рождается нескольких циклонов и антициклонов, а за год – сотни. Циклоны и антициклоны живут по 5-10 дней, проходя четыре этапа развития (на примере циклона):
1. Начальная (волнообразная) стадия. Проходит за сутки, характеризуется изменением поверхности, когда теплый воздух начинает двигаться к холодному. Возникают слоистые облака.
2. Стадия молодой воздушной массы. Также проходит за сутки, теплый и холодный воздух соединяются в центре циклона с образованием области теплой воздушной массы. Остальное пространство заполняется холодным воздухом.
3. Максимальное развитие. Длится 12-24 часа, в центре циклона повышается давление, скорость ветра снижается. Теплый воздух циркулирует внизу, а холодный пытается его «победить», но на ; одном из участков часть слоя оттесняется назад. Происходит столкновение масс. Усиливается скорость ветра (циклон затягивает слои воздуха со скоростью до 50 км/ч), в центре она меньше, чем на периферии. Из-за низкого давления происходит резкое изменение погоды.
4. Период заполнения воздушной массы. Длится четверо и более суток. Облачный вихрь смыкается и двигается к периферии, снижается скорость ветра, выпадают обильные осадки.
Внетропический циклон возле Исландии, 4 сентября 2003 г. Фото: NASA’s Aqua/MODIS, ;satellite, visibleearth.nasa.gov
Рождение климата
Погода формируется за счет того, что воздух в циклоне поднимается, а в антициклоне направлен вниз. Восходящее движение воздуха в циклоне приводит к его охлаждению, увеличению влажности и возникновению облаков, в том числе дождевых. С ним приходит пасмурная погода с осадками и ветрами.
Опускающийся воздух в антициклоне, двигаясь к земле, теряет влагу, поэтому для него характерна ясная безветренная погода с минимальным количеством облаков, а значит, и осадков. Летом это жаркая, засушливая погода, а зимой – источник сильных морозов.
Существуют места, в которых циклоны и антициклоны возникают постоянно. Так, северную Атлантику можно считать родиной циклонов из-за теплого течения с одной стороны и ледников Гренландии с другой. Южные широты Атлантики – колыбель антициклонов. Они зарождаются благодаря циклонам на севере и холодному течению.
Пара слов о метеостанциях
Метеорологические станции бывают аналоговые и цифровые. На «стандартной» аналоговой метеостанции установлены все необходимые приборы для измерения погодных условий. Обычный человек запутается в этом перечислении «метров»: термометр, барометр, гигрометр, анеморумбометр, осадкомер, плювиограф (непрерывная регистрация жидких осадков в теплое время года), термограф, гигрограф (непрерывная регистрация влажности воздуха), психрометр (измерение температуры и влажности), барограф (определение барометрической тенденции), рейка для измерения высоты снежного покрова. В некоторых случаях инструментов может быть еще больше, чтобы измерять нижние границы облаков или регистрировать солнечное сияние.
Цифровые метеостанции гораздо проще в использовании и могут применяться в бытовых условиях. Дорожные, кроме вышеперечисленных приборов, используют датчики температуры поверхности и датчик температуры под покрытием (на глубине 30 см), контроллер и GPRS модуль для отправки данных в информационные центры. Они устанавливаются, в основном, для водителей, чтобы те знали о мокрой дороге из-за дождя или сильном боковом ветре. Лесные метеостанции «заточены» на предупреждение лесных пожаров. Фиксируя разные параметры — влажность дерева, почвы, температуру на разной высоте, они помогают пожарным спланировать работу. На основе данных, собранных лесной метеостанцией, формируется карта вероятной или реальной пожарной активности.
Цифровая метеостанция. Фото: www.buisard-distribution.fr
Гидрологические метеостанции ведут наблюдение за погодой водных просторов. В морях и океанах это плавающие станции, на реках, озерах и болотах – наземные. В морях, кроме того, находятся тысячи буев оповещения о цунами. Волна бьет с определенной силой, данные немедленно наносятся на карту. Самое страшное — если буй ушел под воду: значит, надвигается тайфун.
Компания морских львов тусуется на плавающей метеостанции. Фото: www.rcmsar12.org
В последнее время становятся популярны бытовые метеостанции – разместить у себя дома один прибор, предоставляющий кучу данных о «погодных» условиях в помещении и вне его, многим кажется хорошей идеей. Такие домашние метеостанции показывают не только температуру и влажность воздуха, но и атмосферное давление, силу и направление ветра, количество осадков и уровень ультрафиолетового излучения! Работая от электричества или на аккумуляторе, они могут запрашивать данные у спутников и информировать хозяина о погодных условиях на несколько дней вперед.
Домашняя метеостанция. Фото: Rhonda Roth, www.shutterstock.com
Фото: egd, www.shutterstock.com
Наука
Станислав Мороз
Машины и Механизмы
Всего 1 комментарий
Открыть
Свернуть
Комментировать
-
Помнится такая шутка синоптиков: "Дайте нам месяц и мы скажем, какая погода будет завтра". Это к тому, что требуется сбор и обработка колоссального количества данных для точного прогнозирования погоды.
Елки зеленые!
Кто проживает на дне океана
Не буди лихо, пока оно тихо: извержение Эльбруса
Дизлайкни грипп. Социологи научились отслеживать эпидемию онлайн
Наука и медицина Израиля
