Погода интересует всех. Любой из нас, от мала до велика, начинает день с вопроса – что нынче делается за окном? Так было всегда. Все живое, едва зародившись, зависело от погоды. Так происходит везде, где бы ни находился человек – на полюсах Земли, в цивилизованном городе, в морях-океанах, в тайге, в поле, в тропических джунглях.

Определив текущую погоду, мы тотчас же желаем знать, какой она будет в ближайшие часы и дни, через месяц, в грядущее лето или наступающую зиму. Желания эти вполне законные и оправданные.

НИКАКОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

Чаще всего погоду ругаем, спорим, утверждая, что такой холодной зимы и такого дождливого лета никогда не было. Но по-настоящему аномальная погода и связанные с ней события запоминаются надолго, а то и навсегда.

…Например, жара 22 июня 1941 года. («Тот самый длинный день в году с его безоблачной погодой принес нам общую беду. На всех. На все четыре года».) Или жестокие зимы 1939—1940 (война с белофиннами) и 1941–1942 (блокада Ленинграда). Или наводнения: в Петербурге — 7 (19) ноября 1824 года ( о нем — поэма Пушкина «Медный всадник»), в Ленинграде — 23 сентября 1924 года, 15 октября 1955 года, 29 сентября 1975 года.

Запомнится, пожалуй, и лето-2006. Холодное начало и жаркая макушка с резким похолоданием, грозой и градом 16 июля в разгар саммита большой восьмерки в Стрельне — ближнем пригороде Петербурга. Всем, казалось, угодили высокопоставлен-ным гостям. Но погода вообще, а петербургская — в особенности, не подвластна никаким указаниям и организационным усилиям. Небольшое облако еще можно рассеять специальными веществами, распылив их с самолетов, но на ликвидацию сплошной облачности сил и средств у людей еще пока не хватает. И слава богу! Наши воздействия на природу и без разгона дождей достигли предела…

Время и место действия

Большинство из нас сразу не ответит, что же это такое – погода? Что за профессия такая — метеоролог? А синоптик? Почему к слову «метеорология» добавляют приставку — «гидро»? Чем занимаются в Росгидромете? Почему зима 2005—2006 годов, начавшись, вопреки календарю, в конце октября, два с лишним месяца оставалась мягкой — «сиротской»? А снег по-настоящему выпал, как в давние пушкинские времена, только в январе? И почему в православное Рождество этого года Петербург окутал теплый сплошной туман?

Почему все эти гидрометеорологи — синоптики, доценты с кандидатами, поздно предупредили о резком и продолжительном похолодании со второй половины января 2006 года?

И как им же удалось предсказать с точностью до 12—18 часов, что нынешняя летняя жара начнет спадать в середине июля?

Погода — это метеорологические условия в определенном месте в определенное время. Условия эти состоят из многих элементов — температура воздуха, атмосферное давление, влажность, скорость и направление ветра, облачность, осадки, видимость...

Метеорология — наука об атмосфере, о ее свойствах. Гидрометеорология изучает атмосферу с Мировым океаном.

Атмосфера — воздушная оболочка Земли. Она распространяется ввысь до нескольких сотен километров и состоит из нескольких слоев. Погода протекает в нижнем слое — тропосфере — высотой 5—15 километров. Вся масса воздуха, вся влага и примеси сосредоточены именно в тропосфере.

Выше располагается стратосфера, где нет погоды в нашем понимании, нет облаков, нет осадков, а только сушь, однообразие.

На высоте 20—30 километров находится озоновый слой, защищающий нас от губительной радиации.

Мировой океан — гидросфера Земли, занимающая три четверти ее площади. Планету нашу, следовательно, справедливее было именовать Океаном. Тем более что погода создается взаимодействием воздушного и водного океанов.

Мировой океан с его четырьмя частями — Атлантический, Тихий, Индийский, Северный Ледовитый, с их внутренними и окраинными морями, заливами, проливами, бухтами — ограничен причудливыми очертаниями материков и островов и таинственным рельефом дна. Средняя глубина океана — около 4 километров, максимальная — более 11 километров.

Прогноз погоды — предсказание метеорологических условий на различные сроки будущего. Прогнозы подразделяются на краткосрочные: 1—3 суток, среднесрочные: 3—10 суток, долгосрочные – на месяц, сезон, год. Бывают прогнозы и на часы (для авиации, для военных действий) и на сверхдолгие сроки (для планирования экономики, например).

Из истории вопроса

В древности начались обобщения наблюдений: в эпоху Вавилонии (4 тысячи лет до нашей эры) установили наиболее очевидные приметы погоды. В античные времена земледельцы, пастухи, мореплаватели уже приводили в систему сведения о погоде, пытались установить ее связи и закономерности. До нас дошла «Метеорологика» Аристотеля (384—322 гг. до н.э.) с интересными объяснениями погодных явлений. В Средние века, в годы военных походов и географических открытий стало очевидным многообразие погодных условий и необходимость сохранения данных. Например, по русским летописям, начиная с 860 года, удалось установить число и характер экстремальных погодных явлений – холодов, засух, наводнений, штормов и т.д. – на просторах нашей страны вплоть до ХХ века.

В ХVII—ХVIII веках начали действовать постоянные метеорологические станции. В ХIХ веке возникли метеорологические учреждения, разработавшие научные методы наблюдений, измерений и предсказания погоды. В России таким центром стала с 1849 года Главная физическая обсерватория (ГФО), которую основал выдающийся геофизик Адольф Яковлевич Купфер (1799—1865). Для ГФО (с 1924 г. и поныне – ГГО, Главная геофизическая обсерватория) построили специальное здание близ устья Невы, сохранившееся до наших дней. Там сейчас располагается Петербургский гидрометцентр…

На метеостанциях и в обсерваториях накапливались ценнейшие данные о погоде. Правда, вначале они имели только географическое краеведческое значение. Однако изобретение телеграфа позволило обмениваться данными с различных станций, собирать и обрабатывать их в гидрометеорологических центрах, наносить на географические карты и получать за определенные моменты времени карты погоды, названные синоптическими.

Синоптик — «одновременно обозревающий» — узнавал по карте о погоде на некотором пространстве, а по набору карт для последовательных моментов определял ее тенденции, ее предстоящие изменения, то есть получал возможность составлять прогноз погоды. Первые опыты составления синоптических карт были исполнены в 1817—1820 годах в Германии. К середине ХIХ века по таким картам уже осуществлялись прогнозы в Англии, Франции, США и Норвегии, где были созданы отдельные службы прогнозов.

У нас первый прогноз погоды 1 января (по новому стилю) 1872 года составил военный гидрограф, лейтенант флота Эдуард Вальдемарович Майдель, специально прикомандированный к ГФО. Так началась русская служба погоды, достигшая к началу ХХ века высоких показателей, особенно в предупреждениях опасных явлений. Она подверглась тяжелым испытаниям во время войн, когда данные о погоде были строго засекречены.

Метод предсказания погоды по синоптическим картам до сих пор является главным в прогностической практике. В середине ХХ века на помощь синоптикам пришли математики, применившие к атмосфере и океану аэро-гидро-термодинамические уравнения, решаемые на ЭВМ, а затем космонавтика. Теперь вся эта технология совершенствуется, развивается. Но как точность, так и заблаговременность прогнозов у многих вызывают нарекания…

У погоды есть свои проблемы

Многие возразят: мы осваиваем космос, проникаем вглубь вещества, создаем новые технологии, добиваемся успехов в неизведанных областях, а гидрометеорологи-синоптики даже с помощью фундаментальных наук и передовой техники не могут выдать совершенно точный прогноз на любой срок вперед. Оказывается, однако, что атмо- и гидросфера — объекты гораздо более сложные, чем космос и атом, что в неживой природе нет ничего более сложного по сравнению с атмосферой и океаном.

Метеорологические станции непрерывно наблюдают, записывают, передают и принимают сведения о погоде. Но они распределены весьма неравномерно. В Петербурге и ближайших пригородах их около десяти, в Ленинградской области не больше тридцати и примерно столько же в обширной Якутии. Еще скромнее необходимые для современного прогноза сведения о состоянии пограничных и высоких слоев тропосферы. Открытые просторы океанов и морей, горные цепи и пустыни практически не освещены гидрометеорологической информацией. При подготовке прогноза, кроме наличия данных, необходимо обеспечить их полный сбор и надежный контроль. Все эти операции и выполнение собственно прогноза должны производиться быстро, точно к назначенному сроку…

Трудности гидрометеорологии стали еще очевиднее при переходе к математическим методам прогнозирования. Использование уравнений аэро-гидро-термодинамики, выражающих законы Ньютона, потребовало более точных определений и количественного учета факторов, вызывающих движения в атмосфере и океане.

За пределами земной атмосферы, в космосе, действует единственный фактор – сила земного притяжения. Ей подчиняются движения любых объектов, для которых абсолютно точны законы небесной механики Ньютона. Потому-то и рассчитаны практически навсегда движения Солнца, Луны, всех планет, их восходы и заходы, затмения и орбиты. Все космические объекты, как бы огромны они ни были, можно считать точечными. В микромире также вполне допустимы подобные допущения и рассуждения. А атмосферу и океан к точкам свести никак нельзя, ибо воздух и вода состоят из молекул, и описывать движение каждой из них – занятие бесполезное и даже неразумное. Пришлось принять гипотезу «сплошной среды», мысленно заменив реальные воздух и воду неким веществом, сплошь заполняющим пространство и обладающим притом свойствами воздуха и воды. Но гипотеза «сплошности» не исключала другие трудности, которые состоят в том, что кроме силы тяжести в атмосфере и океане действуют силы градиентов (перепадов) давления, трения, ускорения, отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса, по имени французского физика, открывшего ее). И действуют они не порознь, а образуют множество связей. Вследствие этого применение физико-математических методов для прогнозов погоды заметно улучшило их качество, но не привело к абсолютной точности.

Сегодня мировая гидрометеорологическая служба достигла такого уровня, что ее краткосрочные прогнозы погоды оправдываются на 90—95%, среднесрочные — на 80—90%, прогнозы на месяц — до 70—80%.

Долгосрочные прогнозы тесно соприкасаются с проблемой изменения климата. Климат, коротко говоря, — это осредненная по времени и пространству погода.

Сейчас много говорят о глобальном потеплении. Основания к тому имеются. Однако анализ гидрометеорологических данных указывает: не все так однозначно. Существуют районы, где в последние годы, напротив, наблюдается тенденция к похолоданию.

А это значит, что у гидрометеорологов еще непочатый край работы.

Дата публикации: 19 апреля 2007