Прогноз погоды

Человек борется со стихией ежедневно, ежечасно, ежеминутно. Каждый день погода несет людям радость или беды. В одних районах мира ярко светит солнце, а в других в это же время завывает пурга, штормовые ветры неистово обрушиваются на сушу и море, густые туманы окутывают большие пространства. Чтобы предотвратить бедствия, которые приносит людям стихия, нужно вовремя предсказывать погоду.

Научно-исследовательское судно «Космонавт Владимир Комаров» исследует верхние слои атмосферы, взаимодействие океана и воздушной оболочки, распространение радиоволн и их зависимость от состояния космического пространства.

В Европе службы погоды начали создаваться в середине XIX в., после Крымской войны. В 1854 г. англо-французский флот был почти полностью уничтожен во время шторма в Черном море. Регулярных метеорологических наблюдений тогда не велось, и моряки не знали о надвигающейся буре. Это событие и послужило толчком к организации первых регулярных наблюдений за погодой. Их начали проводить в наиболее развитых странах.

Одна из башен радиолокационных антенн корабля «Космонавт Владимир Комаров», предназначенных для исследования верхних слоев атмосферы и приема сигналов космических аппаратов.

В России первый бюллетень погоды был издан в 1872 г. Сначала российская служба погоды составляла лишь обзоры погоды, в которых предупреждала о сильных ветрах на Балтийском и Черном морях. Эти обзоры публиковались в газетах. Затем в ряде губерний были организованы местные бюро погоды. И только после Великой Октябрьской социалистической революции по декрету, подписанному В. И. Лениным 21 июня 1921 г., была организована метеорологическая служба.

Карта барической топографии.

К 1925 г. на земном шаре работало уже около 500 метеорологических станций, а сейчас таких станций свыше 10 тыс. Они несколько раз в сутки производят визуальные и инструментальные наблюдения за погодой. Визуально наблюдают за формой и количеством облаков, видом осадков и другими явлениями погоды. Путем инструментальных наблюдений определяют температуру и влажность воздуха, давление и т. д.

Корабль оснащен электронно-вычислительной аппаратурой.

Для краткосрочных и долгосрочных прогнозов необходимы данные наблюдений за погодой на значительной территории. Синоптики-прогнозисты пользуются приземными и высотными картами погоды как Северного, так и Южного полушария. До 30-х годов нашего века такие карты составлялись лишь на основе данных наземных метеорологических наблюдений. Конечно, эти данные были далеко недостаточны: судить по ним о динамике атмосферных процессов было почти невозможно. Качество прогнозов повысилось только тогда, когда началось аэрологическое радиозондирование атмосферы. Первый радиозонд, изобретенный нашим соотечественником проф. П. А. Молчановым, был запущен в конце 1930 г. под Ленинградом. Поднимаясь в свободную атмосферу, он радиосигналами передавал на станции сведения о температуре, давлении и влажности воздуха. Позже были изобретены радиопилоты, которые передавали сведения о скорости и направлении ветра на высотах; метеорологические ракеты, запускаемые в верхние слои атмосферы (30—80 км), и искусственные спутники Земли.

Уже в середине 30-х годов метеорологи начали составлять высотные карты погоды — карты барической топографии — сначала в Центральном институте погоды в Москве, а затем и во всех органах службы погоды всей страны. На карты барической топографии наносят данные о ветре на разных высотах и по этим данным проводят изолинии давления, аналогично тому, как проводят горизонтали для изображения рельефа на топографических картах (см. ст. «Изображение Земли на плане, карте и глобусе»). Распределение данных по высоте позволяет анализировать действительное состояние атмосферы в трех измерениях и определять развитие процессов на ближайшие 1—2 суток. Дальнейшее совершенствование этих карт, на которых показаны «поля» различного давления и температуры, а также положение фронтов, способствовало развитию синоптической метеорологии и усовершенствованию методов прогноза погоды не только на сутки, но и на 3—6 суток.

С помощью карт барической топографии метеорологи устанавливают особенности структуры циклонов и антициклонов, фронтальных зон и атмосферных фронтов. Это важно, чтобы определить непосредственные причины изменений давления, температуры, а также циркуляции воздуха в тропосфере и стратосфере. По характеру строения высотных полей температуры и ветра устанавливают, где могут возникнуть новые атмосферные вихри, и определяют траектории движения существующих. На основе этих карт вычисляют скорости вертикальных движений воздуха, определяют возможность выпадения и прекращения осадков и т. п.

При составлении прогнозов даже на сутки вперед синоптикам надо учитывать влияние многих взаимодействующих факторов, которые образуют погоду. А это очень сложно и не всегда удается. Поэтому метеорологи давно искали пути замены качествен ных методов прогноза погоды расчетными. Здесь им на помощь пришла математика. Разработаны сложнейшие уравнения гидродинамики, куда входят уравнения, описывающие законы сохранения массы и энергии, количества движения. Чтобы описать условия реальной атмосферы, необходимо учитывать увлажнение, запыленность, турбулентность и другие данные. Решать все эти уравнения сложно. Поэтому численные методы прогноза погоды стали практически возможны, лишь когда были изобретены электронно-вычислительные машины. В самые последние годы появилась новая перспективная область метеорологии — спутниковая.