Погода и ее предвидение

Долгосрочные прогнозы погоды

С 1922 г. наша Служба погоды регулярно дает прогнозы погоды и на долгие сроки. При этом различают так называемые прогнозы малой заблаговременности, на период 3–10 дней, и большой заблаговременности — на месяц, на сезон.

Известны многочисленные попытки разрешения проблемы предвидения погоды на длительный срок, но одним из наиболее эффективных является метод советского ученого Б. П. Мультановского (1876–1936). Этот метод основан на исследовании процессов в атмосфере по синоптическим картам. Коротко говоря, он заключается в следующем. По исследованиям Б. П. Мультановского и его учеников, северное полушарие можно разделить на три района, в каждом из которых в силу их физико-географических особенностей развиваются своеобразные атмосферные процессы. Эти районы получили названия естественных синоптических районов.

На погоду Европейской части СССР влияют процессы, которые развиваются в районе от Гренландии на западе до Енисея на востоке и от побережья Северного Ледовитого океана до 30 градусов северной широты. Для этого района Б. П. Мультановский установил закономерности в смене циклонов и антициклонов. Промежуток времени, в течение которого на пространстве естественного синоптического района сохраняется географическое расположение циклонических и антициклонических образований, был назван Б. П. Мультановским естественным синоптическим периодом. При этом сохраняется направленность перемещения циклонов и антициклонов. В результате по первым двум дням естественного синоптического периода можно судить о вероятном расположении и перемещении циклонов и антициклонов в течение остальных дней периода. Соответственно можно судить и о вероятных изменениях условий погоды на путях перемещения циклонов и антициклонов.

Исследования показали, что продолжительность естественного синоптического периода сохраняется в пределах от 5 до 8 дней. Именно это и позволяет использовать синоптические периоды для прогноза погоды.

По первым дням периода устанавливается вероятная направленность перемещения циклонов и антициклонов. Для определения хода развития атмосферных процессов в течение естественного синоптического периода Б. П. Мультановский предложил составлять специальные карты, на которых на основе ежедневных синоптических карт обозначались изо дня в день положения центров циклонов и антициклонов. Центры циклонов обозначались черными кружками, а антициклонов — светлыми. Такие сборные карты (рис. 21 и 22) позволяют наглядно представить себе размещение циклонов и антициклонов в исследуемом районе за весь период. Как видно из рис. 21, на карте могут быть отчетливо выделены зоны преобладания циклонов и антициклонов. Рисунок показывает, что определенное соотношение этих зон сохраняется в течение всего периода с 20 по 26 января 1935 г. Затем наступает перелом и в период с 27 января по 4 февраля 1935 г., т. е. в следующий естественный синоптический период, указанные зоны меняются местами (рис. 22). Нетрудно представить, что при этой смене меняются и условия погоды в соответствующих районах.

Рис. 21. Сборная карта естественного синоптического периода с 20 по 26 января 1935 г.

Рис. 22. Сборная карта естественного синоптического периода с 27 января по 4 февраля 1935 г.

Наступление перелома от одного синоптического периода к другому обнаруживается в самом начале нового периода, что и дает возможность определить вероятное развитие процессов на этот новый период.

Что касается чисто погодных характеристик, то они определяются в первую очередь по заранее известным связям между атмосферными процессами и условиями погоды. Большую помощь в этом оказывает и подбор так называемых аналогов. Для этого используется архив синоптических карт за прошлые годы. Из него выбираются те карты, положение на которых наиболее соответствует процессу, ожидаемому для данного синоптического периода.

Для удобства подбора аналогов архив карт обрабатывается так, что отражаемые каждой картой положения выражаются цифровыми характеристиками и наносятся на отдельные карточки. Подбор аналога по таким карточкам может производиться с помощью электронных счетных машин, что избавляет от необходимости затрачивать большой труд на перелистывание многочисленных карт в архиве.

Для предсказания погоды на срок, превышающий естественный синоптический период, на месяц или на сезон, Б. П. Мультановский использовал исследование путей движения антициклонов. Проследив это движение по синоптическим картам за длительный период времени, он обнаружил, что оно совершается по некоторым определенным путям или «осям». Имеются две группы этих путей: одна направлена с запада на восток, другая — с севера на юг. К первой группе относятся пути движения антициклонов, зарождающихся над Атлантическим океаном в районе Азорских островов, к другой — пути перемещения антициклонов, возникающих в арктических районах. Оказалось, что, раз начавшись, движение антициклонов по определенным осям сохраняется в течение продолжительного времени, порядка месяца и иногда даже сезона. Составляя сборные карты для тех периодов, в которые антициклоны движутся по какой-либо определенной оси, возможно определить и общий характер погоды в различных районах при движении антициклонов.

При каких условиях антициклоны начинают двигаться по той или иной оси? Исследование этого вопроса привело к выводу, что направление движения антициклонов зависит от распределения давления в тех районах, откуда они берут свое начало. Эти области Б. П. Мультановский назвал центрами действия атмосферы.

Один из таких центров расположен в Атлантическом океане, в районе Азорских островов. В полярном районе имеется три центра действия атмосферы.

В результате все европейские оси движения антициклонов разлагаются на азорские (при смещении антициклонов с запада на восток), нормальные полярные (с северо-запада на юго-восток) и ультраполярные (с северо-востока на юго-запад или с севера на юг) (рис. 23).

Рис. 23. Оси полярных антициклонов по Б. П. Мультановскому.

Черные стрелки — оси холодного времени года, светлые стрелки — оси теплого времени года.

Ученики Б. П. Мультановского — С. Т. Пагава, Г. Я. Вангенгейм и другие продолжают его работу. Для этого они используют ряд материалов, которые еще не были доступны Мультановскому, например, карты распределения метеорологических элементов по высотам, карты погоды всего северного полушария и т. д. Все это, несомненно, способствует усовершенствованию метода долгосрочных прогнозов погоды.