Основные принципы составления прогнозов погоды.

Анализ синоптических карт и карт барической топографии, устанавливающий фактическое состояние погоды, позволяет подойти к решению более сложной задачи – прогнозу погоды. Прогноз погоды складывается из двух этапов:

1. выявления возможных изменений в положении и интенсивное циклонов и антициклонов, фронтов, смещении и трансформации воздушных масс, т. е. прогноза синоптического положения (под синоптическим положением понимается совокупность атмосферных процессов в данный момент времени, отображенных на картах погоды);

2. установления характера погоды на основе прогноза синоптического положения, а также учета ряда условий (местных особенностей и положения географического района, сезона и времени суток), влияющих па погоду.

Учет синоптического положения при прогнозе погоды представляется очень важным, так как с перемещением и эволюцией синоптических объектов меняются количественные характеристики метеорологических элементов, меняется сам характер погоды. Прогноз синоптического положения составляется как численными, так и синоптическими методами, причем барическое поле на высотах (на соответствующих изобарических поверхностях) предвычисляется только численными методами, которые приобретают большее значение и при расчетах барического поля у поверхности моря.

Численные методы основаны на решении уравнений гидродинамики и термодинамики с помощью электронных вычислительных машин. В уравнения закладывают начальные значения атмосферных условий в ряде точек интересующего района и затем их интегрируют по времени. В настоящее время численные прогнозы барического поля составляют в крупных метеорологических центрах (мировых и региональных). Синоптический метод включает в себя метод экстраполяции с использованием причинно-следственных связей между атмосферными процессами. Этот метод в первом приближении предполагает, что в течение некоторого промежутка времени синоптические объекты будут изменяться и перемещаться так же, как это происходило до сих пор.

Например, циклон предыдущие 12 ч перемещался к северо-востоку со скоростью 30 км/ч и не изменял своей интенсивности, тогда и последующие 12 ч он будет перемещаться в том же направлении и с той же скоростью, сохраняя прежнюю интенсивность, если в атмосфере не появится что-либо, могущее привести к изменению этих условий.

Однако такая формальная экстраполяция не позволяет всегда правильно представить будущее синоптическое положение, так как в атмосфере постоянно происходят изменения в направленности и интенсивности синоптических процессов. Так, например, тот же циклон, перемещающийся к северо-востоку, может из одной стадии развития перейти в другую, что скажется на характеристике прогнозируемой погоды. Поэтому одновременно учитывают физическую сущность процессов, происходящих в атмосфере, а также причинно-следственные связи между ними.

Прогноз синоптического положения обычно выдают в виде карт, которые называются прогностическими, или будущими картами. На этих картах дают ожидаемое барическое поле у поверхности моря и положение фронтов. Основным материалом для ее построения служат карты погоды и некоторые карты барической топографии (например, АТ700-, АТ500) в исходный и предшествующий срок наблюдений.

Обычно прогностические карты погоды строят на 12, 18, 24, 36, и 72 ч вперед от срока наблюдений, для которого составлена исходная синоптическая карта.

Построение карты заключается в выполнении ряда операций: определение будущего положения центров циклонов и антициклонов, а также осей ложбин и гребней; нахождение будущего положения фронтов; установление возможной эволюции барических образований и расчет будущих значений давления в центрах циклонов и антициклонов, у осей ложбин и гребней и в некоторых географических точках; проведение изобар. Основой для проведения этих операций служат общие принципы и отдельные правила прогноза возникновения, перемещения и эволюции циклонов и антициклонов, фронтов и воздушных масс, некоторые из которых приведены в предыдущих главах. По карте будущего синоптического положения можно судить об общем характере погоды, так как она тесно связана с синоптическими объектами, представленными на прогностической карте.

После выявления исходных условий погоды, связанных с положением и интенсивностью циклонов и антициклонов, фронтов, состоянием воздушных масс, составляется прогноз метеорологических элементов и явлений, т. е. осуществляется второй этап составления прогноза погоды.

Прогноз составляют одновременно, комплексно, для ряда метеорологических элементов, так как величина и ход того или иного элемента тесно связаны с другими элементами. Например, чтобы правильно дать прогноз облачности, надо знать ожидаемые значения температуры и влажности. В то же время, не зная прогноза количества облачности, трудно предвидеть суточный ход температуры и т. д.

При прогнозе отдельных метеорологических элементов учитывают весь комплекс правил и приемов, имеющихся в распоряжении прогнозиста-синоптика, причем в ходе составления прогноза учитывают, как указывалось в начале настоящего параграфа, не только эволюцию синоптических объектов, но и влияние местных условий, времени года и суток на ход метеорологических элементов.

Долгосрочные прогнозы погоды составляют на три дня, декаду, месяц и сезон.

Задача предвидения погоды на длительные сроки весьма сложна, отсюда точность этих прогнозов несколько ниже, чем краткосрочных, но эффективность значительна. Известно, что неблагоприятные гидрометеорологические условия могут наносить народному хозяйству существенные материальные убытки. Однако эти потери в значительной мере предотвращаются долгосрочными прогнозами погоды. Последние находят широкое применение в ряде отраслей народного хозяйства при планировании сроков проведения важных народнохозяйственных мероприятий.

При составлении долгосрочных прогнозов приходится учитывать большой и сложный комплекс условий, связанных с процессами в тропосфере и стратосфере, теплообменом между океанами и материками, взаимодействием атмосферы и подстилающей поверхности и т. д., причем к анализу необходимо привлекать не ежедневные атмосферные процессы (ежедневные карты погоды), а процессы за более длительный промежуток времени, т. е. пользоваться средними и сборными картами.

Основная методика долгосрочных прогнозов погоды базируется на изучении центров действия атмосферы и воздействия вхождений полярных воздушных масс в умеренные широты. При составлении прогнозов применяется прием подбора аналогов, т. е. выбирают и анализируют случаи за прошедшие годы, когда начальные условия циркуляции были сходны с начальными условиями данного периода, а также сходство с дальнейшим развитием процессов. Это позволяет судить на основе аналога о возможном характере погоды в прогнозируемом периоде.

Используют многие другие методы и приемы, основанные, в частности, на типизации процессов в атмосфере, закономерностях ритмичности циркуляции, связях между интенсивностью циркуляции над полушарием и погодой в определенном районе земного шара, между атмосферными процессами и солнечной деятельноcтью и т.д.