Изобретатель - природа

Твердое (ведро - это Земля) и газообразное (вода - атмосфера) тела прочно связаны друг с другом. Но вот первая помеха: Земля вращается не только вокруг своей оси, но и вокруг Солнца, являющегося единственным источником энергии. Эта энергия распределяется по земной поверхности неравномерно, вследствие чего на экваторе гораздо теплее, чем на полюсах. Горячий, легкий воздух поднимается из экваториальных областей и движется в направлении полюсов, в то время как плотные массы холодного полярного воздуха устремляются к экватору. Здесь и начинаются осложнения, ибо Земля - неоднородное тело: существуют океаны, горы, пустыни. Движение воздушных масс то замедляется, то ускоряется. Воздушные потоки сталкиваются, изменяют свой характер, охлаждаются либо нагреваются.

Но известно ли, где, когда и как эти воздушные массы, начавшие движение от полюсов и экватора, неожиданно остановятся и начнут свое "сумасшедшее" кружение? "Это похоже на шарики в воронке, - поясняет Морель. - Потрясешь, они проходят сквозь отверстие, а затем вдруг где-то как-то сталкиваются, и движение прекращается. Попробуйте узнать, почему..."

В конце концов итоговый, вполне определенный вид движения атмосферы должен установиться, но стабильным, устойчивым это течение является не более чем устойчив обруч, установленный на сфере. Малейшее возмущение - и колесо покатится, или, как образно выразился известный математик, взмах платка в принципе может привести в движение атмосферу всей планеты.

"...В самом деле, - говорит советский ученый, доктор географических наук В. Самойленко, - ведь если смотреть правде в глаза, то можно поразиться громадному количеству физических и географических факторов, в разных частях планеты оказывающих в той или иной степени влияние на атмосферные процессы. Поэтому в каждый данный момент имеется огромное число вариантов дальнейшего развития атмосферных процессов на Земле в целом. Их приходится учитывать даже при прогнозе погоды на ближайшие сутки. Но чем дальше отодвигается в будущее срок предсказания, тем больше становится число возможных вариантов, и, наконец, их оказывается так много, что состояние атмосферы, которое наступит через 10-15 дней, фактически уже становится не более чем делом-случая, который предсказать невозможно.

Да, прогнозирование погоды на большой срок - дело совсем не простое как из-за разнообразия способов перехода энергии в атмосфере из одних форм в другие, так и из-за влияния множества факторов планетарного характера. Тут, как говорится, ничего не поделаешь, процессы, происходящие в воздушном океане нашей планеты, подчиняются сложнейшим и пока практически неизвестным законам внутреннего развития, в результате чего то или иное воздействие на атмосферу довольно часто приводит к совершенно непредсказуемым изменениям погоды в каждой конкретной местности Земли. Кроме того, на погоду сейчас все в большей степени влияет совершенно новый фактор - глобальная деятельность человека. По глубокому убеждению видного американского ученого профессора Корнеллского университета Карла Сагана, "точные прогнозы погоды, особенно, скажем, на неделю вперед, - вещь пока неслыханная".

Но наука тем и сильна, что не терпит скепсиса, когда речь идет о решении жизненно важных для всего человечества глобальных проблем. По данным Всемирной метеорологической организации, сегодня более чем в 50 странах проводятся научные исследования и оперативная работа по долгосрочному - в пределах месяца или сезона - прогнозированию погоды. Объединяются усилия ученых на всех континентах, объединяются и науки, чтобы разгадать секреты "кухни" погоды, найти новые методы и средства для повышения оправдываемых прогнозов.

В поисках ключа к тайнам погоды

За последние 20-25 лет в различных странах мира учеными разработано много довольно сложных математических моделей для расчета будущего состояния погоды. В каждой из них в той или иной степени детализации учитываются все основные физические процессы и явления, протекающие в атмосфере, океане и почве. Для практического использования таких моделей в качестве прогностического инструмента необходимо знать текущее состояние атмосферы, океана и почвы, то есть иметь количественную, подробную информацию об их состоянии. И конечно же, нужно иметь достаточно мощное техническое средство для реализации моделей - быстродействующую электронно-вычислительную машину. Все эти три компонента - модель, информация и ЭВМ, именуемые прогностической системой, определяют качество прогнозов. Но каждый из перечисленных компонентов прогностической системы несовершенен.