Теги: Природа

10:35 01 ноября 2019

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.

915 1 0

отправить по e-mail

Творцы погоды: почему ошибаются синоптики

«Саперы» Гидрометцентра

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.

Метеоры – это не только мелкие космические тела, сгорающие в атмосфере. Все явления, которые мы наблюдаем в атмосфере, также являются метеорами. Дождь, снег, град – гидрометеоры, ветер и пыльные бури – воздушные метеоры, пыль – литометеоры, радуга и миражи – светящиеся метеоры, молнии – огненные метеоры.

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.

С появлением спутников и Интернета отслеживать надвигающиеся циклоны и антициклоны стало проще. На борту метеоспутников устанавливают оборудование для наблюдения за температурой поверхности Земли, облачным, снеговым и ледовым покровом. Таким образом сопоставляются данные из космоса и с Земли, дополняя карты и прогнозы. В России эксплуатацией метеоспутников занимается ФГБУ «НИЦ Планета», в Европе – EUMETSAT.

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.

Название для основных типов облаков почти одновременно предложены Люком Говардом и Жан-Батистом Ламарком в 1802 году. В обиход вошла терминология Говарда, так как она была изложена на латыни, а ; Ламарка – на французском языке. Названия с того времени не претерпели изменений: кучевые (cumulus), слоистые (stratus) и перистые (cirrus).
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.

В 1781 году в немецком Мангайме основали первое метеорологическое общество, которое снабжало метеорологов по всему миру одинаковыми приборами. Это же общество предложило
ввести единое время замеров: в 7, 11, 14 и 21 час. До середины ХХ века, пока не стало возможным непрерывное отслеживание погодных изменений в режиме онлайн, многие страны придерживались этих «чекпоинтов». Сейчас сбор и анализ данных проводится каждые три часа.

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

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.

Фото: egd, www.shutterstock.com

Наш журнал ММ

Наука

Станислав Мороз

Машины и Механизмы

Статья опубликована в журнале «Машины и механизмы» (№170, ноябрь 2019).

Эту статью поддерживают: Яна Титоренко, Борис Акулин

Теги: Природа

Всего 1 комментарий

Открыть Свернуть Комментировать

Комментарии

Борис Акулин
10:55 / 01 ноября 2019
развернуть

Борис Акулин

10:55 / 01 ноября 2019
Поддержать Ссылка

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.

Этот комментарий поддерживают: Яна Титоренко