Как синоптики предсказывают погоду и может ли Петербург затопить? Отвечает метеоролог
Недавно «Фонтанка» предложила читателям задать вопросы метеорологу. И вы прислали много сообщений: интересовались, как синоптики предсказывают погоду, какие природные явления наиболее опасны для Петербурга, смогут ли ученые в будущем научиться управлять стихией. Как и обещали, мы задали самые интересные вопросы эксперту — Александру Колесову, начальнику Гидрометцентра Петербурга, главному синоптику города, почетному работнику Гидрометслужбы России. Ответы ищите в этом материале.
Для начала разберемся: как метеорологам вообще удается предсказывать погоду?
Прогноз бывает разным. Например, краткосрочный дают на период от 12 до 72 часов, среднесрочный — на ближайшие 3–10 суток, долгосрочный — на срок от месяца до 2 лет. Для создания каждого используют разные данные и инструменты.
Чтобы предсказать погоду на сутки, синоптики внимательно изучают специальную динамическую карту мира. На ней можно увидеть циклоны, линии атмосферных фронтов, силу ветра, температуру воздуха.
Первым делом определяют, куда и с какой скоростью движется ближайший от населенного пункта циклон и атмосферный фронт в нем. Если город оказывается на пути вихря, синоптики уточняют, какая его часть будет определять погоду.
«Нам нужно понять, какая минимальная и максимальная температура воздуха была над городами, через которые уже прошел атмосферный фронт; выяснить, сколько выпало осадков, — объясняет Александр Колесов. — Еще мы смотрим, насколько интенсивно в этом циклоне падало атмосферное давление — от этого зависит усиление барического градиента над нашими районами и, соответственно, скорость ветра. Также мы принимаем во внимание ряд закономерностей, связанных с трансформацией воздушных масс: например, мы знаем, что теплый фронт обостряется ночью, а холодный — днем. Исходя из данных на карте погоды любой синоптик может самостоятельно составить прогноз на один день».
Описанный алгоритм формирования краткосрочного прогноза погоды люди используют уже около 100 лет. Большой вклад в прогнозирование внесло правильное представление о фронтальном анализе, который еще в 1930-х начали применять норвежские синоптики.
А вот при составлении среднесрочных и долгосрочных предсказаний метеорологам уже не обойтись без современных суперкомпьютеров. Такие машины способны быстро рассчитывать прогноз на 3, 5 и даже 10 дней с помощью сложных физико-математических моделей, заложенных человеком в компьютер.
Тогда почему прогноз иногда не сбывается? И из-за чего на всех сервисах он разный?
Среднесрочный, а особенно долгосрочный прогноз погоды не может всегда быть точным на 100%, объясняет Александр Колесов. «Все зависит от атмосферы. Если она постоянно меняется и перестраивается, прогноз нужно адаптировать под новые вводные. При этом в случаях, когда атмосфера более-менее устойчива, мы можем сразу с точностью предсказать, что антициклон, например, сменит циклон через 10 дней», — поясняет эксперт.
К тому же разные службы используют разные физико-математические модели для расчета прогноза. Они отличаются даже пространственным разрешением: у одних оно составляет 25 километров, а у других — 1 километр, а это в 25 раз точнее. «Одна модель покажет, что циклон пойдет на наш город, другая — что он свернет севернее и уйдет в Финляндию, а третья — что он будет стоять над Прибалтикой. Они также по-разному спрогнозируют прохождение атмосферного фронта. Поэтому прогнозы погоды в Петербурге, составленные в Англии, Германии, Франции, США и России в отдельные дни будут отличаться — иногда полностью», — говорит Александр Колесов.
Точность месячных прогнозов Гидрометслужбы России в среднем превышает 80%. Еще более долгосрочные предсказания достоверны на 69–70%. И это достойный результат, подчеркивает метеоролог.
Кажется, молнии стали чаще бить в людей. Это правда?
Этим летом несколько россиян действительно пострадали или даже погибли от ударов молний. Такие случаи зафиксировали в Свердловской области, Красноярском крае, Новосибирской области, Подмосковье, Краснодаре. Чаще всего причиной этих инцидентов становилось несоблюдение правил безопасности: во время грозы пострадавшие прятались под деревьями или находились на открытой местности.
Александр Колесов убежден: подобных происшествий не стало больше — информация о них просто становится доступнее, потому что чаще попадает в СМИ. Пострадать от удара молнии в городе на самом деле почти невозможно. «Разряд в любом случае будет бить в более высокий объект — любое дерево или дом станет громоотводом. Случаи, когда точка соприкосновения молнии с землей совпадает с местом, на котором стоит человек, крайне редки», — уверяет эксперт.
А шаровых молний в Петербурге стоит бояться?
Нет. Шаровые молнии — очень редкое явление, не свойственное для наших широт.
Они образуются под воздействием множества гроз, которые наблюдаются в одном месте в течение продолжительного времени. В таких случаях электризуются не только верхние слои атмосферы, но и нижние. Подобная картина чаще всего встречается в южных регионах, где в перегретом влажном тропическом воздухе формируются мощные грозовые облака.
При этом метеорологам известен случай, когда шаровые молнии наблюдались на Чукотке. Это произошло в 1972 году. Тогда на северо-восток Евразии поднялись очень теплые воздушные массы с температурой около 30 градусов.
В Петербурге может случиться наводнение? Или дамба надежно защищает город?
В Петербурге наводнения наблюдаются практически каждый год. Более заметные подъемы воды раз в несколько лет происходят в устье Невы. Благодаря вводу в строй комплекса защитных сооружений и возможности закрытия дамбы, это не сказывается на жизни города значительно.
Но в крайне редких случаях город может столкнуться с более серьезным подъемом воды и при закрытой дамбе. Такие наводнения вызывают несколько факторов:
- к Петербургу подходит циклон с сильнейшими западными, северо-западными или юго-западными ветрами до 20–25 м/с — дамбу закрывают;
- за циклоном следует еще один вихрь с такими же сильными ветрами — это не позволяет открыть дамбу в течение двух суток;
- в Ладожском озере в это время высокий уровень воды — водосток в Неве увеличивается с 2 500 до 4 000 кубических метров в минуту;
- под действием очень сильного ветра вода в Невской губе начинает раскачиваться: сначала западный ветер сгоняет ее к Неве, а потом она движется обратно к Кронштадту, что тоже приводит к дополнительному подъему уровня воды в городе.
«В результате вода в Неве может подняться на 170 и даже на 210 сантиметров. Когда строили дамбу, все это прекрасно понимали, — подчеркивает Александр Колесов. — Но, во-первых, такие условия складываются в очень редких случаях, а во-вторых, подъем воды даже на 250 сантиметров в целом не представляет опасности для города. Не было прецедентов, чтобы дамбу приходилось держать закрытой больше двух суток — за такое время циклоны всегда успевают уйти от Петербурга».
Некоторые территории в Ленобласти тоже могут подтапливаться — но по другим причинам. Так, Тосно, Любань и Тихвин почти ежегодно заливает во время весенних паводков, говорит эксперт. А в любом другом поселении, расположенном в месте с низинным рельефом, летом может 1,5–2 суток стоять вода из-за обильных дождей.
Каких погодных явлений станет больше в будущем?
Данные за 280-летнюю историю наблюдений за погодой в Петербурге подтверждают: город испытывает на себе влияние глобального потепления. С 1871 по 2021 годы среднегодовая температура поднялась с +3,8 градуса до +7,1 градуса.
«Из-за повышения температуры образуется больше опасных природных явлений, в первую очередь — летом, — поясняет Александр Колесов. — В Россию приходит теплый воздух с Ближнего Востока и Африки, перегретая атмосфера сталкивается с холодными воздушными массами севера. Это вызывает ливни, шквалы, град. В будущем их может стать больше. Но как именно количество таких природных явлений будет распределяться по территории нашей большой страны, сказать тяжело».
В Москве регулярно разгоняют облака. А предотвращать штормы ученые когда-нибудь научатся?
Люди действительно умеют воздействовать на конкретное облако реагентами. Это вызывает дождь, и в результате оно просто не доходит до города. «Но даже это в Петербурге сделать сложнее, чем в Москве: расположенные рядом Финский залив и Ладожское озеро постоянно подпитывают облака, — говорит эксперт. — А если их много и возле города проходит атмосферный фронт, никакая эскадрилья самолетов не поможет».
Хотя некоторые энтузиасты проводят исследования на тему управления циклонами, метеоролог уверен: человек никогда не сможет подчинить себе стихию. В атмосфере скапливается слишком большая энергия, с которой нам не совладать.
Над чем тогда сейчас работают исследователи?
Главная цель, которая сейчас стоит перед метеорологами, — научиться составлять более точный долгосрочный прогноз погоды. Для начала хотя бы на 3 месяца вперед.
Предсказания погоды, которые дает Гидрометцентр на сезон, важны для всех отраслей российской экономики: на их основе планируют работу предприятия агропромышленного комплекса и лесозаготовки, логистические и транспортные компании, предприятия, занятые в энергетике, транспорте, строительстве и ЖКХ. Своевременное прогнозирование неблагоприятных погодных условий и грамотное использование гидрометеорологической информации помогает компаниям уменьшить экономические потери в среднем на 40%. Не говоря уже о том, что от точности этих данных зависит возможность государственных служб обеспечить безопасность в регионах и подготовить население к чрезвычайным ситуациям.
Но пока добиться 100-процентной точности в долгосрочных прогнозах не могут ученые ни в одной стране мира, говорит Александр Колесов.
Для долгосрочных предсказаний недостаточно изучить движение циклонов в нижних слоях атмосферы. Нужно понимать, какие процессы проходят на 20 километрах и выше. «В этом году удар жары пришелся на юг и центр России. А у нас, на европейской территории, было прохладно. Это и было следствием высотных процессов, — иллюстрирует метеоролог. — Над Скандинавией стоял высокий циклон, который сместился с Атлантики к Норвежскому побережью, и мы попали под его влияние. Такое распределение воздушных масс мы еще не можем предсказать правильно — поэтому долгосрочные прогнозы сейчас не такие точные».
