8.Службы погоды. Прогноз погоды. Синоптический анализ.

Состояние атмосферы в данной местности в определенный отрезок времени называется погодой. Погода характеризуется элементами и явлениями. Элементы погоды: температура воздуха, влажность, давление. К явлениям относятся: ветер, облака, атмосферные осадки. Прогноз погоды осуществляется всемирной службой погоды

Всемирная служба погоды - система, состоящая из трёх мировых и более двадцати региональных метеорологических центров, соединённых между собой каналами быстродействующей связи. Мировые центры находятся в Москве (Гидрометеорологический научно-исследовательский центр СССР), Вашингтоне и Мельбурне. Основная цель В. с. п. - централизовать сбор и обработку сведений о состоянии погоды на всём земном шаре для улучшения и облегчения работы национальных метеорологических служб. Мировые и региональные центры распространяют готовые карты и сводки текущей и будущей погоды и состояния океанов, которые используются национальными и местными метеорологическими службами. Сбор, обработка и обмен информацией по каналам связи автоматизированы. В. с. п. опирается на глобальную систему наблюдений, включающую различные виды наземных станций и метеорологические спутники

Синоптический анализ - установление фактического состояния атмосферы в момент наблюдений: распределение и характер воздушных масс и фронтов, расположение и свойства барических систем, а также расположение и характер облачности и осадков, распределение температуры, нанесенные на синоптическую карту.

Барические системы, фронты и воздушные массы, изучаемые с помощью синоптических карт, называются синоптическими объектами. Составляя карты от срока к сроку, можно следить по ним за изменениями состояния атмосферы, в частности за перемещением и эволюцией барических систем, перемещением, трансформацией и взаимодействием воздушных масс. Изображение условий погоды на синоптических картах даст удобную возможность и для информации о состоянии погоды.

Главная и более трудная задача состоит, однако, не в информации, а в прогнозе ожидаемых изменений погоды, прежде всего на короткий срок вперед (на 1–3 сут.). Кратко можно сказать, что эта задача сводится к определению на следующие несколько десятков часов характера перемещения и изменения барических систем, фронтов и воздушных масс, т.е. к прогнозу так называемого синоптического положения. Затем делают заключения о том, как в связи с этими перемещениями и изменениями должны меняться условия погоды в рассматриваемом районе. Именно последнее нужно потребителю прогнозов.

Прогнозы погоды на 1 - 3 сут. называются краткосрочными, на 4–10 сут. – среднесрочными и на месяц и сезон – долгосрочными.

Задача составления краткосрочных и среднесрочных прогнозов погоды распадается на два этапа: прогноз синоптического положения и прогноз собственно погоды.

Прогноз синоптического положения, т.е. прогноз полей давления, температуры, влажности и осадков опирается на законы, описывающие движение атмосферы как сжимаемой жидкости. Эти законы, известные из гидродинамики, включают два уравнения движения (закон Ньютона), уравнения притока тепла, сохранения массы, переноса влажности, статики и состояния газов. Зная начальное состояние атмосферы, можно путем численного интегрирования этих уравнений по времени рассчитать будущие поля давления, ветра, температуры, влажности и осадков на различные сроки, т.е. дать прогноз развития синоптического процесса. В качестве начальных данных используются фактические значения метеорологических величин, полученные из наземных и высотных наблюдений за сроки, исходные для начала интегрирования, т.е. 03 ч и 15 ч московского времени. Использование численного метода прогноза синоптического положения возможно только при полной автоматизации всего процесса вычисления, поэтому созданы специальные информационные технологические линии, включающие мощные ЭВМ, соединенные с каналами связи. Эти линии обеспечивают:

- ввод метеорологической информации в ЭВМ с каналов связи;

- контроль метеорологической информации;

- объективный анализ, т.е. интерполяцию значений метеорологических величин, измеренных на станциях, в регулярную сетку точек;

- численное интегрирование уравнений гидротермодинамики с целью вычисления будущих значений метеорологических величин;

- автоматическое расчерчивание изобар и изотерм на указанные сроки прогноза;

- использование прогноза синоптического положения для прогноза погоды в самом центре и передача прогностической продукции по каналам связи в местные органы службы погоды.

Итак, к моменту начала составления прогноза на следующие сутки и на 2–3 дня вперед имеется анализ синоптического положения у поверхности Земли и анализ карт барической топографии за предыдущий срок наблюдения, а также будущие поля давления и температуры на 1, 2, 3 сут вперед. После этого начинается выполнение второго этапа - составление прогноза погоды (прогноз температуры, ветра, осадков и т.п.). Для этого прогнозист (синоптик) определяет будущее положение циклонов, антициклонов, фронтов, и воздушных масс, пользуясь прогностическими полями давления. Он оценивает возможные изменения погоды, основываясь на фактических свойствах воздушных масс и фронтов, учитывая их последующие изменения, а также характер эволюции циклонов и антициклонов. Для прогноза гроз и ливневых осадков используется информация метеорологических радиолокаторов.

Прогнозы на средние сроки (4 - 10 сут) опираются на текущую информацию о развитии синоптических процессов в течение всего сезона, а также на будущие поля давления и температуры на 1, 2, 3, 4 и 5 сут вперед, рассчитанные с помощью интегрирования уравнений динамики и термодинамики атмосферы. Однако в прогнозах на 5 - 10 сут уже нет возможности прогнозировать изменения погоды по дням, так как невозможно проследить за изменением свойств воздушных масс на протяжении всего прогнозируемого периода. Поэтому прогнозируются средняя температура (либо аномалия температуры) и среднее количество осадков на предстоящие 10 дней, а также величины максимальной и минимальной температуры в течение будущих 5 - 7 сут.

Долгосрочным прогнозом в нашей стране принято считать прогноз на месяц и сезон вперед. Прежде всего, нужно определить, какой смысл вкладывается в термин «долгосрочный прогноз погоды». Очевидно, что он определяется предсказуемостью тех или иных явлений погоды. В настоящее время установлено, что предсказуемость характера погоды в какой-то день в данном месте не превышает двух недель. Иными словами, как бы ни совершенствовались методы прогноза погоды, невозможно за пределами двух недель предсказать конкретное явление погоды. Это, однако, не означает, что ставить задачу прогноза погоды на месяц или сезон бессмысленно. Просто под прогнозом погоды нужно понимать прогноз более общих характеристик погоды будущего: наиболее часто говорят о месячных и сезонных аномалиях температуры и осадков.

Лекция 8. Климатообразование и климаты Земли.