Ученый пояснил, почему нельзя точно предсказать погоду дальше двух недель

Однако, как утверждает Михаил Криницкий, заведующий лабораторией машинного обучения в науках о Земле МФТИ, попытки точно предсказать погоду на более чем две недели вперед могут оказаться бесполезными из-за хаотической физики атмосферы. Тем не менее, можно выявить общие сезонные тенденции изменений климата.

Согласно данным, предоставленным Евгением Тишковцем, ведущим специалистом центра погоды "Фобос", прогнозы о возможном наступлении аномально холодной зимы в России, с температурой ниже минус 25 градусов, не имеют высокой вероятности. Например, в Москве шанс на такие морозы не превышает 14%. Это подчеркивает сложность и непредсказуемость погоды в долгосрочной перспективе.

Однако, несмотря на ограничения в прогнозировании погоды на длительный срок, современные технологии и методы анализа позволяют более точно определить общие тенденции изменений климата. Важно учитывать как научные данные, так и опытных специалистов для более надежного понимания погодных явлений и их возможных последствий.

Современная метеорология сталкивается с ограничением в предсказуемости, которое не обусловлено вычислительными возможностями или недостатками моделей, а заключено в самой природе атмосферы. Как отметил Криницкий, атмосфера ведет себя как хаотическая система, где даже малейшая ошибка в исходных данных со временем приводит к экспоненциальному росту неопределенности, и уже через 10–14 дней прогноз теряет связь с реальностью.

Эдвард Лоренц, известный математик и метеоролог, в середине XX века ввел понятие "эффекта бабочки", подчеркивая, что даже незначительное воздействие, например, взмах крыла бабочки, может в конечном итоге повлиять на развитие циклонов. Это явление иллюстрирует сложность и непредсказуемость атмосферных процессов.

Таким образом, современные исследования в области метеорологии продолжают сталкиваться с вызовами, связанными с нелинейностью и хаотичностью атмосферных явлений, что подчеркивает важность постоянного совершенствования методов прогнозирования погоды и климата.

В атмосфере отсутствует "разрыв масштабов", что означает отсутствие диапазона масштабов без активных процессов. Это означает, что мелкомасштабные возмущения постоянно взаимодействуют с крупными потоками, передавая им хаотичность и ошибку, что ограничивает возможность прогнозирования более медленных изменений. Как отметил Криницкий, если бы такой разрыв существовал, мы могли бы усреднить быстрые флуктуации и предсказывать более долгосрочные изменения.

Особую роль в этом процессе играет влага, подчеркнул ученый. Водяной пар и связанные с ним процессы конденсации и конвекции значительно усложняют прогнозирование атмосферных явлений. Непредсказуемость атмосферы увеличивается из-за взаимодействия водяного пара с другими компонентами атмосферы, создавая дополнительные сложности для точного прогнозирования погоды и климата.

Важно отметить, что каждое облако, выпуская скрытую теплоту в результате конденсации водяного пара, способствует усилению вертикальных движений в атмосфере. Эти мелкие различия в распределении влаги быстро могут превратиться в значительные различия на уровне циклонов. Эксперименты с моделями атмосферы, из которых удалена влага, показывают, что без влаго-конвективных эффектов ошибки в прогнозах увеличиваются вдвое медленнее, а горизонт прогнозируемости увеличивается с двух до почти трех недель, как отмечает собеседник агентства.

Следует отметить, что необходимо понимать, что это не является полной "победой над хаосом", как подчеркнул Криницкий. В более сухом климате исчезают как медленные, так источники предсказуемости, такие как муссонные колебания, Эль-Ниньо или сезонные аномалии океанов. Именно благодаря этим факторам возможны субсезонные и сезонные прогнозы, которые становятся невозможными без них.

Таким образом, влаго-конвективные эффекты играют ключевую роль в формировании погодных явлений и климатических условий. Они не только влияют на вертикальные движения в атмосфере, но и определяют возможности для точных прогнозов на различные временные горизонты.

Сезонные и субсезонные прогнозы основаны на вероятностных смещениях климатических условий, которые не предсказывают погоду на каждый конкретный день, а учитывают изменения в атмосфере, океанах, снежном покрове, почвенной влаге и стратосфере. Хотя сама атмосфера хаотична, эти факторы меняются медленно, создавая устойчивое воздействие на несколько недель или месяцев вперёд. Именно поэтому возможно уловить усреднённые сезонные тенденции, даже если "детерминированная" погода за пределами двух недель остаётся непредсказуемой. Например, вероятность тёплой зимы во время Эль-Ниньо может быть прогнозирована на основе этих усреднённых данных.

Ученый Криницкий подчеркнул, что изменения климата не просто прогноз, а результат сдвига статистики, вызванного медленными компонентами климата. Он отметил, что хотя это явление слабо выражено, оно все же представляет ценный сигнал. Согласно его мнению, искусственный интеллект не способен помочь в данной ситуации из-за фундаментальной неустойчивости и хаотичности процессов.

Ограничение предсказуемости погоды на 10-14 дней обусловлено физическими законами и не может быть преодолено современными моделями или улучшенными измерениями. Вместо этого, ученый предложил "замазать" этот недостаток, сосредотачиваясь на том, что именно мы ожидаем от прогноза. Например, можно ориентироваться на общее понимание того, что зима будет теплее на 5-10 градусов по сравнению с обычными зимами в регионе.

Источник и фото - ria.ru