Каким будет лето? Ученый Родин объяснил, стоит ли верить прогнозам погоды
В последнее время погода не перестает удивлять. Резкие колебания от холода к теплу, ураганные ветры, отсутствие снега зимой, заморозки и метели в мае. Даже синоптики наверняка не могут предсказать, что ждет нас через месяц или каким будет предстоящее лето, а тем более осень. Этому есть вполне научное объяснение.
Приметы не помогут
«Физика атмосферы принципиально не позволяет построить прогноз погоды на сезон, — рассказал aif.ru исполнительный директор Научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ, д. ф-м. н. Александр Родин. — Практические многолетние наблюдения показывают, что в последние десятилетия реально увеличивается амплитуда разброса погодных показателей. Это касается любых параметров: влажность, температура, скорость ветра. Помимо этого, повышается вероятность редких событий. На профессиональном жаргоне климатологи называют это явление длинными хвостами, имея в виду хвосты в гауссовых распределениях, которые отрываются от близких к нулю значений. Колебания погоды действительно стали более экстремальными».
Ученый отметил, что в статистике этот тренд экстремальных колебаний климата хорошо фиксируется. В зонах умеренного климата, например в средней полосе России, мы наблюдаем, что какие-то дни января может быть теплее, чем в апреле. Другой заметный пример — весенние и осенние ураганы, которые стали для Москвы климатической нормой.
Так, может, стоит обратиться к народным приметам, чтобы понять, что нас ждет?
«Народные приметы сейчас вообще никакого практического смысла не имеют, — считает исследователь. — Пару сотен лет назад они могли работать месяца на два вперед, с весьма небольшой условной вероятностью. Теперь они не применимы вообще: синоптические наблюдения, наработанные веками, не актуальны из-за текущих климатических изменений и перестройки циркуляции атмосферы. Поэтому нет никакого смысла пытаться уловить корреляцию между, скажем, теплой зимой и холодным летом».
Прогноз — максимум на десять дней
А между тем, прогнозы погоды, в том числе долгосрочные, очень востребованы для экономики. Они необходимы для планирования расходов топлива на транспорте, нагрузки на энергетику и ЖКХ, производственных циклов в сельском хозяйстве и т. д. Но дать такой прогноз достоверно сегодня никто не может.
«Почему нельзя прогноз сделать дольше, чем на десять суток? Потому что любая нелинейная динамическая система, с большим количеством степеней свободы, принципиально неустойчива относительно начальных данных, — объясняет эксперт. — То есть если мы начинаем вести расчеты с немного различными начальными условиями, через какое-то время расчеты пойдут по разным траекториям».
Сделать оценку вероятности того или иного развития событий на более длительном периоде исследователям помогают ансамблевые расчеты. Это метод машинного обучения, который объединяет несколько базовых моделей для создания одной оптимальной прогностической модели. Проще говоря, одновременно запускается множество прогнозов с несколько различными начальными данными в пределах приборных ошибок. В силу указанной выше неустойчивости какая-то часть прогнозов пойдет по одному направлению, какая-то — по другому. В итоге ученые могут только достаточно достоверно предсказать, что с вероятностью X у нас будет жаркое лето, а с вероятностью Y — дождливое.
Так что сюрпризы погоды от нас никуда не денутся.
«Мы можем, наверное, научиться с лучшей точностью оценивать эту величину, но это все равно будет лишь процентная вероятность. Сказать достоверно, какое у нас будет лето, мы не сможем никогда, потому что за этим стоит физика, а именно фундаментальная неустойчивость нелинейных динамических систем, с большим количеством степеней свободы», — заключает эксперт.