Понимание прогноза погоды иногда может показаться гаданием на кофейной гуще. Нужно ли мне тяжёлое пальто? Стоит ли перенести наши планы в помещение из-за дождя? Будет ли безопасно ехать за рулём?
С учётом как минимум девяти видов осадков и постоянно меняющейся динамики в атмосфере прогнозирование вероятности осадков может стать сложной задачей как для обычных людей, так и для метеорологов. Но это не невозможно.
Что на самом деле означает «вероятность осадков»?
Осадки — это просто вода, которая падает на поверхность Земли в рамках естественного круговорота воды. Они могут принимать различные формы, включая дождь, снег, лёд и мокрый снег, и прогнозируются с помощью спутниковых данных и математических формул.
Когда речь идёт о вероятности осадков в прогнозе, полезно сначала понять, что это не означает. «Если написано 30 процентов, это не обязательно означает, что дождь пойдёт на 30 процентах территории, — говорит метеоролог Сирена Арнольд в интервью Popular Science. — Также нет указания на то, насколько сильным будет дождь. Не обязательно, что 30 процентов означают слабый дождь, а 100 процентов — сильный».
Существует несколько различных типов моделей прогнозирования, которые метеорологи используют для предсказания погоды, включая Глобальную систему прогнозов (GFS), Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF) и более региональные модели, такие как Североамериканский мезомасштаб (NAM). Все они используют спутниковые данные и математические формулы для отслеживания погодных фронтов и прогнозирования того, когда и где могут выпасть осадки.
Если в вашем приложении погоды указано 30-процентная вероятность осадков, это означает, что если метеорологи запустят одну и ту же модель прогнозирования погоды 10 раз с некоторыми слегка отличающимися переменными, осадки выпадут в трёх из 10 запусков модели.
«Также нужно помнить, что если написано, что вероятность дождя составляет 30 процентов, это означает, что вероятность того, что дождя не будет, составляет 70 процентов», — объясняет Арнольд.
Вероятность осадков также не предсказывает, как долго будет идти дождь, сколько его выпадет и насколько он будет интенсивным. Например, в прогнозе может быть указано, что вероятность осадков составляет 100 процентов, но это может означать, что это будет линия шквала с грозой, где дождь идёт невероятно сильно всего 15 минут в данном районе, или непрерывный моросящий дождь, который длится весь день.
«Процент абсолютно никак не указывает на то, как долго будет идти дождь, насколько сильным он будет», — говорит Арнольд.
Почему осенью при +15 °С ощущения другие, чем весной?
Может ли молния убить, даже если на улице солнечно?
Что такое тепловой купол?
Что такое точка росы? Метеорологи объясняют, что такое липкий воздух.
Влияет ли тип осадков на прогноз?
В общем случае все формы осадков начинаются со снега, потому что наша атмосфера намного холоднее поверхности земли. «Неважно, лето ли в Нью-Йорке, дождь начинается со снега», — говорит Арнольд.
Несмотря на то, что облака могут находиться на разной высоте, они всегда холоднее температуры поверхности земли. «Если ваша облачная база находится на высоте 10 000 футов, температура упадёт на 50 градусов. Так что, если здесь +80 °F, там будет +30 °F».
Эти различия в температуре атмосферы облегчают прогнозирование дождя по сравнению со снегом, мокрым снегом или ледяным дождём.
«Если там и здесь холодно, мы знаем, что пойдёт снег, — говорит Арнольд. — Самое интересное начинается в этой средней области, когда вы смотрите на мокрый снег и ледяной дождь».
Мокрый снег образуется, когда снежинки частично тают, падая через неглубокий слой тёплого воздуха. Эти слякотные капли снова замерзают, проходя через глубокий слой морозного воздуха над поверхностью, и в итоге достигают земли в виде ледяных дождевых капель, которые отскакивают.
В отличие от этого, ледяной дождь не падает в виде ледяных шариков, а замерзает при ударе о поверхность. Он начинается со снега, но когда водяная капля падает через более тёплый и неглубокий карман воздуха, она тает и переходит из твёрдого состояния в жидкое. Затем капля воды расширится и замёрзнет, если попадёт в более глубокий и холодный воздушный карман, а температура поверхности будет ниже нуля. В результате образуется ледяной слой, опасный для водителей, пешеходов и тех, кто убирает снег.
Прогнозирование таких погодных явлений «невероятно сложно и требует глубоких знаний, особенно в случае ледяного дождя», — говорит Арнольд.
С учётом всего взаимодействия тёплого и холодного воздуха, глубоких и неглубоких воздушных карманов прогноз ледяного дождя может меняться в мгновение ока. «Если один из этих параметров изменится на пару градусов, ситуация будет совершенно другой. Это очень нестабильный прогноз», — говорит Арнольд.
Попытки предсказать ледяной дождь особенно важны, поскольку этот вид осадков может быть очень опасным, приводя к падению ветвей деревьев, линий электропередач и увеличивая количество автомобильных аварий. Даже 0,01 дюйма ледяного дождя и льда достаточно, чтобы сделать ходьбу и вождение небезопасными.
«Мокрый снег не так страшен, потому что он не так катастрофичен, и вам просто нужен более глубокий слой холодного воздуха у поверхности, чтобы снежинка превратилась в каплю воды, а затем снова замёрзла», — говорит Арнольд. «Если это глубокая холодная зона, она снова замёрзнет и упадёт с небольшой ледяной крупинкой».
Когда прогноз погоды наиболее точен?
Хотя всем нам хотелось бы точно знать, какая будет погода во время пляжного отдыха, десятидневные прогнозы не всегда являются лучшими. Чем ближе вы к дате, тем лучше информация.
Арнольд объясняет, что один из способов понять прогнозирование — представить, что вы едете по длинной грунтовой дороге, которая тянется на многие мили. Вы замечаете завихрение пыли, и знаете, что на дороге что-то есть, но не знаете, машина это, грузовик, лошадь или что-то ещё. «По мере приближения картина становится всё яснее и яснее. Вы видите, что это что-то синее, чего раньше не знали, — говорит Арнольд. — По мере приближения вы можете увидеть, что это машина или грузовик, а в конце концов вы сможете увидеть марку и модель автомобиля».
К сожалению, не существует идеального порога, позволяющего узнать, когда прогноз будет наиболее точным. Лучшее руководство — чем ближе мы подходим, тем лучше мы знаем, какой будет погода.
Что метеорологи могут предсказать заранее, так это температурные закономерности. «Существуют очень хорошие прогнозы на одну-две недели, которые помогают нам понять, будет ли температура выше или ниже нормы, — говорит Арнольд. — У нас это хорошо получается».
И помните, метеорология — это очень сложно. Она сочетает в себе чрезвычайно сложную математику и физику, которые большинство из нас не может даже вычислить, с постоянно меняющимися переменными. Так что будьте добры к своему местному метеорологу.