Метеоролог рассказал, почему нельзя точно предсказать погоду дальше двух недель.
МОСКВА, 10 окт — РИА Новости. Попытки точно предсказать погоду дальше, чем на две недели, не имеют смысла, поскольку упираются в ограничения, обусловленные хаотической физикой атмосферы, но можно уловить усредненные сезонные тенденции изменений климата, заявил РИА Новости заведующий лабораторией машинного обучения в науках о Земле МФТИ Михаил Криницкий.
Ранее СМИ сообщали, что глава «Газпрома» Алексей Миллер якобы спрогнозировал аномально холодную зиму на всей территории России, когда по всей стране температура воздуха упадет ниже минус 25 градусов. Вероятность 25-градусных морозов грядущей зимой в Москве не превышает 14%, сообщил РИА Новости ведущий специалист центра погоды «Фобос» Евгений Тишковец.
«Современная метеорология уперлась в фундаментальный предел прогнозируемости, установленный не вычислительной мощностью и не несовершенством моделей, а самой физикой атмосферы. Она ведёт себя как хаотическая система — малейшая неточность в начальных данных со временем растёт экспоненциально, и уже через 10−14 суток прогноз теряет связь с реальностью», — сказал Криницкий.
Он напомнил, что знаменитый математик и метеоролог Эдвард Лоренц в своих работах середины XX века назвал такие вещи «эффектом бабочки» — даже взмах ее крыла способен со временем изменить траекторию развития циклонов. «Если бы в атмосфере существовал “разрыв масштабов” — то есть диапазон масштабов, где нет активных процессов, — мы могли бы усреднить быстрые флуктуации и прогнозировать более медленные изменения. Но такого провала нет: мелкомасштабные возмущения непрерывно взаимодействуют с крупными потоками, передавая им хаотичность и ошибку и тем самым ограничивая горизонт прогноза», — отметил Криницкий.
Роль влаги в этом процессе особая, подчеркнул ученый. «Водяной пар и связанные с ним процессы конденсации и конвекции делают атмосферу значительно менее предсказуемой. Каждое облако, выделяя скрытую теплоту (тепло от конденсации водяного пара), усиливает вертикальные движения, и мелкие различия в распределении влаги быстро перерастают в различия на уровне циклонов. Эксперименты с “высушенными” моделями атмосферы показывают, что без влаго-конвективных эффектов ошибки растут примерно вдвое медленнее, а горизонт прогнозируемости увеличивается с двух до почти трех недель», — добавил собеседник агентства.
Но это не «победа над хаосом», уточнил Криницкий. По его словам, в более сухом климате исчезают и медленные источники предсказуемости — такие, как муссонные колебания, Эль-Ниньо или сезонные аномалии океанов, благодаря которым вообще возможны субсезонные и сезонные оценки. «Сезонный и субсезонный прогнозы потому и называются так, что речь идёт не о предсказании погоды “на каждый день”, а о вероятностных смещениях климатических условий. Атмосфера сама по себе хаотична, но океаны, снежный покров, почвенная влага и стратосфера меняются медленно, задавая устойчивое фоновое воздействие на несколько недель или месяцев вперёд. Отсюда и идея: хотя “детерминированная” погода за пределами двух недель непредсказуема, усреднённые сезонные тенденции могут быть уловлены — например, вероятность тёплой зимы во время Эль-Ниньо. Это не синоптический прогноз, а сдвиг статистики, в котором медленные компоненты климата дают слабый, но полезный сигнал», — отметил Криницкий.
В итоге сезонный прогноз в физическом смысле невозможен потому, что наша атмосфера слишком «живая»: в ней нет пауз между масштабами вихрей и колебаний, а водяной пар усиливает неустойчивость, разгоняя ошибки, пояснил он. «Даже с идеальными моделями и полным знанием текущего состояния мы упрёмся в хаотический барьер примерно через две недели. Всё, что длиннее, может быть только прогнозом тенденций — отражением взаимодействия медленных и быстрых процессов, а не попыткой “узнать будущее” в привычном смысле», — подчеркнул Криницкий.
По его словам, «по причине этой фундаментальной неустойчивости и хаотичности и искусственный интеллект тут не поможет». Ограничение предсказуемости в 10−14 суток имеет фундаментальный, физический характер. «Его не получится преодолеть новыми моделями или более точными измерениями. Его можно только “замазать” в нашем понимании, чего именно мы хотим от прогноза: точной температуры на точную дату или нам достаточно понимания, что зима будет более теплой примерно на 5−10 градусов по сравнению с обычными зимами в регионе», — отметил ученый.