На пути к бионике

Вероятность правильного прогнозирования значительно увеличилась за последние годы вследствие расширения наблюдательной сети, применения более совершенных приборов и аппаратов и, главное, за счет более глубокого использования законов физики и механики - путем построения математических моделей движения воздушных масс. Это последнее направление стало по-настоящему возможным только недавно, после появления первых электронных вычислительных машин. Новую страницу в прогнозировании погоды открыли метеорологические спутники. Они снабжены аппаратурой, которая обеспечивает получение изображений облачности, снежного покрова на освещенной и теневой сторонах земного шара, а также данных об отражаемой и излучаемой Землей и атмосферой тепловой энергии. За каждый оборот спутник облетает примерно равные зоны ночного и дневного полушария. За 24 часа он дважды пролетает над одной и той же точкой земной поверхности - один раз днем, второй раз ночью. Установленная на спутнике аппаратура позволяет метеорологам одним взглядом окинуть участок в радиусе 5000 километров. Снимки, переданные на Землю с метеорологических спутников, поражают воображение: огромные спирали циклонов, в которых закручены многоярусные облачные поля,- колыбели тайфунов, ураганов, смерчей. Нет такой силы, которая могла бы приостановить их развитие. Но если раньше эти аномалии в движении воздушных масс были большей частью для нас полнейшей неожиданностью, внезапно обрушивались на города и села, то теперь метеорологические спутники позволяют предсказывать тайфуны, ураганы и другие стихийные явления, следить за движением циклонов и антициклонов. Словом, с созданием спутников метеорологи обрели мощнейшее средство для проникновения в те области "кухни погоды", о которых составители первых прогнозов даже не смели и мечтать.

Почему же все-таки, несмотря на достигнутые в последнее время метеорологической наукой успехи, прогнозы погоды иногда оказываются неточными? Один из главных источников ошибок - отсутствие полных метеорологических наблюдений во всей толще атмосферы и в труднодоступных районах. Дело в том, что подавляющее большинство измерений проводится над сушей, а она занимает меньше трети поверхности планеты. Кроме того, измеряются далеко не все характеристики, и то лишь в нижних слоях атмосферы. Чтобы восполнить нехватку сведений и глубже проникнуть в "кухню погоды", применяют радиозондирование. При этом приборы передают информацию с высоты до 30 километров. Но увы, полетом такой аппаратуры управляет не человек, а ветер. Он же вовсе не озабочен сбором информации в тех "точках", которые особенно важны. Самолеты позволяют исправить эти "ошибки", но они не способны проникнуть в более высокие слои атмосферы. Не решают проблемы и метеорологические ракеты, которым доступны высоты искусственных спутников Земли: они пока слишком дороги для частых запусков. А если учесть, что самолет или ракета при движении в атмосфере сами вносят в нее возмущения, станет понятно, насколько ограниченно их применение.

Вторая группа ошибок возникает из-за недостаточности наших знаний о причинах и последовательности ряда атмосферных явлений. Можно привести такой пример. Между двумя станциями наблюдения возник маленький вихрь и он не был обнаружен, да и сам по себе он не влиял на погоду в данный момент. Однако в дальнейшем, при развитии процесса, он стал той "затравкой", на которой возникло крупномасштабное возмущение, изменившее погоду. И хотя такого рода ситуации нельзя считать правилом (скорее они являются исключением), но именно они и приводят к ошибкам в прогнозах. И еще два обстоятельства. Первое: объем информации, на котором базируются составляемые прогнозы погоды, огромен, а время ее переработки должно быть минимальным. Между тем ЭВМ, производящие сотни тысяч операций в секунду, не справляются с этой задачей. Второе: метеорологи не научились еще достаточно хорошо читать фотографии, производимые аппаратурой спутников. Многое ускользает из поля зрения метеоролога, а многое "застревает" в недостаточно еще совершенных ЭВМ.