Михаил Беляков - Погода и ее предвидение
Карты барической топографии позволяют судить о вертикальном строении атмосферных вихрей — циклонов и антициклонов. В совокупности с другими специальными графиками, показывающими распределение по высотам температуры, давления и влажности воздуха, карты барической топографии представляют синоптику дополнительные возможности для суждения о ходе развития процессов погоды, а следовательно, и для прогнозов погоды.
Карты барической топографии позволили перейти от обычного анализа атмосферных процессов на плоскости по приземным синоптическим картам к анализу изменения этих процессов в пространстве, в значительном слое нижней атмосферы.
Изучение каждой очередной карты проводится в сравнении с картой за предыдущий срок. Это облегчает задачу, поскольку на предыдущей карте уже было выявлено, как складывались атмосферные процессы, и анализ новой карты сводится к тому, чтобы установить, как идет развитие этих процессов.
На основе сравнения результатов анализа очередной карты с предыдущей (или с картами за несколько сроков) прежде всего составляется прогноз синоптического положения. Это означает, что синоптик должен определить общий характер развития атмосферных процессов, т. е. определить вероятное перемещение и развитие циклонов и антициклонов, воздушных масс и фронтов. Все это наносится на чистый бланк карты. Обычно прогноз дается на сутки вперед.
Карта будущего положения указывает вероятное местоположение центров циклонов и антициклонов (буквами Н — для низкого и В — для высокого давления) и ожидаемых зон наибольшего изменения давления (буквами Р — для роста и П — для падения давления). Кроме того, для ряда географических пунктов производится расчет ожидаемого давления воздуха. Затем намечается предполагаемое расположение фронтов. В заключение на карте вокруг центров низкого и высокого давления проводятся изобары, ограничивающие циклоны и антициклоны.
В результате синоптик получает по существу ту же синоптическую карту, только без нанесенных данных.
Чем тщательнее будет составлен прогноз будущего синоптического положения, тем правильнее будет и прогноз погоды. Имея схему будущего расположения барических систем и фронтов и учитывая условия погоды, отображенные на предыдущих синоптических картах, можно судить и о вероятных изменениях погоды в том или ином районе. Так, например, если при анализе синоптического положения установлено, что через район, для которого нужно дать прогноз погоды, должен проходить теплый фронт, то, очевидно, можно будет рассчитывать на то, что погода в этом районе будет соответствовать характеристикам теплого фронта.
При этом, однако, всегда приходится учитывать местные условия, которые могут тем или иным образом влиять на погоду. Наблюдения показывают, что нередко в силу местных условий один и тот же атмосферный процесс может привести к существенно различным условиям погоды.
Приходится учитывать, например, усиление восходящих потоков воздуха при переходе их через горные хребты, возникновение облачности в связи с неравномерным нагреванием воздуха над различными участками земной поверхности и т. д. Нужно считаться также с тем, что вследствие понижения температуры воздуха ночью и повышения ее днем фронты в течение суток могут менять интенсивность, ослабевая ночью и обостряясь днем.
Краткосрочные прогнозы погоды даются на различные сроки. Прогнозы общего пользования составляются обычно на сутки вперед. К ним относятся, в частности, те, что передаются ежедневно по радио для Москвы и Московской области Центральным институтом прогнозов, а также республиканскими и областными Бюро погоды для соответствующих республик и областей. Кроме того, Служба погоды дает и специализированные прогнозы по запросам соответствующих потребителей. Например, для авиации прогнозы составляются на время от вылета самолета до его посадки и для маршрута полета.
Для рейсовых самолетов Гражданского воздушного флота прогнозы погоды выдаются летчикам одновременно с графическим изображением условий погоды по пути полета в разрезе (рис. 20). Это позволяет летчику выбирать наиболее выгодную высоту полета.
Рис. 20. Графическое изображение условий погоды по пути полета, в разрезе.
На основании составляемых прогнозов Служба погоды предупреждает о возможности возникновения опасных для той или иной отрасли хозяйства явлений. Сюда относятся предупреждения о заморозках для садоводов и огородников, предупреждения о штормах для морского и речного флота и для авиации и т. д.
Долгосрочные прогнозы погоды
С 1922 г. наша Служба погоды регулярно дает прогнозы погоды и на долгие сроки. При этом различают так называемые прогнозы малой заблаговременности, на период 3–10 дней, и большой заблаговременности — на месяц, на сезон.
Известны многочисленные попытки разрешения проблемы предвидения погоды на длительный срок, но одним из наиболее эффективных является метод советского ученого Б. П. Мультановского (1876–1936). Этот метод основан на исследовании процессов в атмосфере по синоптическим картам. Коротко говоря, он заключается в следующем. По исследованиям Б. П. Мультановского и его учеников, северное полушарие можно разделить на три района, в каждом из которых в силу их физико-географических особенностей развиваются своеобразные атмосферные процессы. Эти районы получили названия естественных синоптических районов.
На погоду Европейской части СССР влияют процессы, которые развиваются в районе от Гренландии на западе до Енисея на востоке и от побережья Северного Ледовитого океана до 30 градусов северной широты. Для этого района Б. П. Мультановский установил закономерности в смене циклонов и антициклонов. Промежуток времени, в течение которого на пространстве естественного синоптического района сохраняется географическое расположение циклонических и антициклонических образований, был назван Б. П. Мультановским естественным синоптическим периодом. При этом сохраняется направленность перемещения циклонов и антициклонов. В результате по первым двум дням естественного синоптического периода можно судить о вероятном расположении и перемещении циклонов и антициклонов в течение остальных дней периода. Соответственно можно судить и о вероятных изменениях условий погоды на путях перемещения циклонов и антициклонов.
Исследования показали, что продолжительность естественного синоптического периода сохраняется в пределах от 5 до 8 дней. Именно это и позволяет использовать синоптические периоды для прогноза погоды.
По первым дням периода устанавливается вероятная направленность перемещения циклонов и антициклонов. Для определения хода развития атмосферных процессов в течение естественного синоптического периода Б. П. Мультановский предложил составлять специальные карты, на которых на основе ежедневных синоптических карт обозначались изо дня в день положения центров циклонов и антициклонов. Центры циклонов обозначались черными кружками, а антициклонов — светлыми. Такие сборные карты (рис. 21 и 22) позволяют наглядно представить себе размещение циклонов и антициклонов в исследуемом районе за весь период. Как видно из рис. 21, на карте могут быть отчетливо выделены зоны преобладания циклонов и антициклонов. Рисунок показывает, что определенное соотношение этих зон сохраняется в течение всего периода с 20 по 26 января 1935 г. Затем наступает перелом и в период с 27 января по 4 февраля 1935 г., т. е. в следующий естественный синоптический период, указанные зоны меняются местами (рис. 22). Нетрудно представить, что при этой смене меняются и условия погоды в соответствующих районах.
Рис. 21. Сборная карта естественного синоптического периода с 20 по 26 января 1935 г.
Рис. 22. Сборная карта естественного синоптического периода с 27 января по 4 февраля 1935 г.
Наступление перелома от одного синоптического периода к другому обнаруживается в самом начале нового периода, что и дает возможность определить вероятное развитие процессов на этот новый период.
Что касается чисто погодных характеристик, то они определяются в первую очередь по заранее известным связям между атмосферными процессами и условиями погоды. Большую помощь в этом оказывает и подбор так называемых аналогов. Для этого используется архив синоптических карт за прошлые годы. Из него выбираются те карты, положение на которых наиболее соответствует процессу, ожидаемому для данного синоптического периода.
Для удобства подбора аналогов архив карт обрабатывается так, что отражаемые каждой картой положения выражаются цифровыми характеристиками и наносятся на отдельные карточки. Подбор аналога по таким карточкам может производиться с помощью электронных счетных машин, что избавляет от необходимости затрачивать большой труд на перелистывание многочисленных карт в архиве.
