Погода

Понятие «погода»

Циркуляция атмосферы и погода связаны между собой самым непосредственным образом.

У погоды есть свои элементы, к которым относятся:

• Температура воздуха;
• Влажность воздуха;
• Давление воздуха.

К явлениям погоды относят:

• Ветер;
• Облака;
• Осадки;
• Ряд катастрофических явлений – ураганы, засухи, ливни, грозы.

Не только элементы и явления, но и их совокупности, характеризуют погоду. Одинаковая температура, но разная влажность, ветер или его отсутствие, с осадками или без них, никогда не сделают погоду одинаковой.

Причинами изменчивости погоды являются:

• Изменение суточного и годового количества тепла;
• Перемещение воздушных масс;
• Атмосферные фронты;
• Циклоны и антициклоны.

Четкое изменение погоды за сутки хорошо выражено в экваториальных широтах. Ясная, солнечная погода здесь наблюдается в утренние часы, после полудня идет ливневый дождь, а вечером и ночью снова ясно и тихо. Суточные изменения погоды в умеренных широтах, связаны с тем, что воздушные массы меняются, проходят разные фронты и атмосферные вихри. В антициклоне, где движение воздуха нисходящее, будет преобладать ясная и тихая погода, а в циклоне с восходящим движением воздуха – пасмурная, дождливая и ветреная погода. Погода будет зависеть и от расположения атмосферных вихрей, скорость которых за сутки достигает $500$-$1500$ км, а это значит, что погода, например, из Скандинавии через пару дней может достичь Урала.

Отдельные элементы погоды наносят на географические карты условными значками и цифрами. Сведения о погоде берут по наблюдениям сети метеорологических станций в установленные сроки. Карты погоды составляются в течение суток несколько раз и делятся они на основные карты и вспомогательные. Основные карты содержат почти все сведения о погоде. Вспомогательные карты содержат отдельные элементы, например, осадки, температуру за определенный период времени.

Краткосрочный прогноз погоды

Изобретение термометра и барометра позволили проводить систематические наблюдения за погодой в отдельных пунктах Европы. Первые приземные карты погоды были составлены более ста лет назад, и только после изобретения телеграфа возможным стало их оперативное составление. До начала $30$-х годов $XX$ столетия атмосферные процессы исследовались на основе данных наземных метеорологических наблюдений. Шары-зонды в наблюдениях на высоте лишь частично восполняли пробел. Большой перелом в методах исследования атмосферных процессов произошел с изобретением радиозонда ($1930$ г). Возможными стали краткосрочные прогнозы с $1$-$3$-х суточной заблаговременностью. Оправдываемость прогнозов с конца $30$-х и до середины $50$-х годов увеличилась на$ 18$-$19\%$ .

Вторая половина $50$-х годов характеризовалась тем, что оправыдываемость прогнозов возросла еще на $6$-$7\%$ благодаря внедрению численных методов прогноза полей давления, температуры, влажности, ветра, вертикальных движений. Для каждого краткосрочного прогноза погоды поводятся многосторонние исследования атмосферных процессов. При составлении прогнозов специалистов интересуют атмосферные процессы не только прогнозируемой территории, но и далеко за её пределами. Это дает возможность более точно составить прогноз погоды. Для того чтобы прочитать страницы из жизни атмосферы синоптики анализируют приземные и высотные карты погоды за разный период. При сравнении этих карт, графиков, вертикальных разрезов атмосферы специалисты определяют, какова деятельность атмосферных фронтов, как рождаются и разрушаются высотные фронтальные зоны, как исчезают и возникают циклоны и антициклоны. Анализируя эту информацию можно достаточно точно сказать, какую погоду принесет тот или иной атмосферный вихрь – ясную и теплую или ненастье и холод. Составляются и прогнозы ветра в тропосфере и стратосфере, отмечаются при этом зоны сильных ветров.

Ливни и грозы прогнозируются по данным аэрологических наблюдений – составляются аэрологические диаграммы. На вертикальных разрезах атмосферы указываются направление и скорость ветра, струйные течения, зоны возможного обледенения и «болтанки» самолетов. Эта информация о погоде передается летчикам. При составлении прогноза погоды специалисты используют абсолютно все данные наземных и аэрологических наблюдений, располагая при этом считанными минутами. Несвоевременно составленный прогноз теряет свой смысл.

При небольшом изменении метеорологических процессов прогнозы погоды составляются сравнительно легко и хорошо оправдываются. Неудачи в составлении прогнозов связаны с перестройкой полей давления температуры и основных воздушных течений. Данные преобразования сопровождаются возникновением новых и разрушением существующих атмосферных фронтов и вихрей.

Безусловно, огромный комплекс взаимодействующих факторов при составлении прогноза погоды учесть очень сложно, поэтому сегодня на помощь пришла математика и новая техника, которая способствовала рождению численных методов прогноза.

Долгосрочный прогноз погоды

С появлением новой техники методы краткосрочных прогнозов совершенствуются и оправдывааемость их повышается. Значительно труднее с долгосрочными прогнозами. Это сложная проблема современности, над которой работают виднейшие метеорологи мира. Долгосрочные прогнозы, если они надежные, могут помочь планированию крупных мероприятий в разных сферах народного хозяйства – сельского хозяйства, строительства и др.

Долгосрочные прогнозы, используя синоптические методы, основываются на нахождении статистических связей между характером прошедшей циркуляции атмосферы и будущей циркуляции. С этой целью идет подборка аналогичных карт – аналогичное развитие атмосферных процессов предыдущего времени и текущего. В результате анализа карт-аналогов высказываются соображения об ожидаемом развитии процессов на ближайшее время. Довольно часто прогностические указания противоречат друг другу.

При долгосрочном прогнозировании используется предположение о том, что атмосфера имеет ритмичную деятельность, а крупные процессы меридиональных преобразований полей температуры и давления через определенные промежутки времени повторяются. Так устанавливается время холодных вторжений на прогнозируемую территорию, но, к сожалению, это не всегда оправдывается. Более объективные способы выбора аналога и строгого использования статистических методов пытаются найти с помощью вычислительных машин. Это позволит установить множественные связи между атмосферными процессами во времени и пространстве.

Ещё более трудной задачей является разработка метода сезонных прогнозов погоды, но, тем не менее, они уже есть. Для суточного прогноза погоды учитываются большие и малые возмущения полей давления и температуры, а при удлинении срока важно учитывать процессы крупного масштаба. Это может быть всё Северное полушарие.

Синоптические и численные методы долгосрочных прогнозов связаны с успехами исследования общей циркуляции атмосферы, знание закономерностей которой даст возможность усовершенствовать их методы