Занимательное дождеведение: дождь в истории, науке и искусстве

Так обстоит дело даже в эпоху больших данных, когда суперкомпьютеры ежедневно перемалывают миллиарды единиц глобальной метеорологической информации – с орбитальных спутников Земли, радаров, наземных датчиков на тысячах станций, с тысяч буев и судов в море, авиационных метеорологических приборов и тысячи бежевых шаров-пилотов с закрепленными на них белыми ящиками, называемыми радиозондами, которые ежедневно утром и после полудня запускаются из разных точек по всему миру. (Если вы когда-нибудь натолкнетесь на большой спущенный шар, привязанный к обыкновенному белому ящику, возможно, издающий странные звуки и слегка пахнущий серой, не тревожьтесь и верните его отправителю, который указан внутри на контейнере для оплаченных почтовых отправлений.)

В конце 40-х годов прошлого века военные предоставили в распоряжение Бюро погоды технические средства, которые стали одним из самых ценных инструментов предсказания осадков, – двадцать пять лишних радаров. Это событие положило начало новой эпохе метеорологических наблюдений. Сеть разрослась, в нее вошли 155 допплеровских радиолокаторов, которые позволяют метеорологам заглядывать в облака, и лидаров – лазерных дальномеров, способных моделировать наводнения. США и Япония совместно осуществляют спутниковую программу по измерению глобальных осадков. Все эти данные закачиваются в сверхскоростные компьютеры НОАА для прогнозирования погоды, которые умеют обрабатывать триллионы вычислений в секунду, постоянно повышая точность прогнозов. Сегодня четырехдневный прогноз осадков столь же точен, как прогноз на один день тридцать лет назад. Спутники и суперкомпьютеры особенно усовершенствовали прогнозы тропических бурь: Национальный центр по ураганам предсказал оползень на юге Нью-Джерси вследствие урагана «Сэнди» за пять дней.

И все же дождь продолжает бросать вызов большим данным, регулярно опровергая прогнозы о его нулевой вероятности, равно как и утверждение бывшего редактора журнала Wired Криса Андерсона о «мире, где огромные массивы данных и прикладная математика заменяют любой другой инструмент, который можно было бы задействовать». Что касается высокотехнологичных дождевых прогнозов, то чрезвычайно интересно, в какой степени их улучшают люди – метеорологи, подобные Стивенсу. Статистика Национальной службы погоды показывает, что по сравнению с чисто компьютерным методом метеорологи повышают точность прогнозирования осадков на 25 процентов.

Компьютерные прогнозы дождя не только все еще нуждаются в человеческой интуиции метеорологов, но и точно так же выигрывают от физического сбора осадков, измеряемых в дождемерах по всему миру, по сравнению с использованием только радиолокационных данных и спутниковых снимков. Климатолог Нолан Дескен из штата Колорадо был задет за живое этим открытием почти двадцать лет назад. Используемая Национальной службой погоды метеорологическая система Nexrad (допплеровский метеорадар нового поколения) не смогла обнаружить необычное изменение осадков при буре, которая образовалась прямо над Форт-Коллинзом, где живет Дескен. 28 июля 1997 года многие жители укладывались спать под аккомпанемент дождя, барабанившего по крышам, и ничто не предвещало дальнейших событий. До полуночи буря выплеснула два дюйма осадков на значительную часть региона, но юго-западу Форт-Коллинза досталось целых четырнадцать дюймов. Дожди раздули податливую реку Спринг-Крик до ливневого паводка, который затопил дома и вынудил людей забираться в пижамах на деревья и кровли. Пять человек смыло, и они погибли. Дескен так и не простил себя за то, что в ту ночь не позвонил в Службу погоды; он и вообразить не мог, что радар не улавливает таких сильных дождей.

Это стихийное бедствие побудило Дескена организовать сеть волонтеров, наблюдающих за осадками, которая получила название Community Collaborative Rain, Hail and Snow Network. Добровольцы снимают показания с дождемеров у себя дома и сообщают их по интернету. Этот поначалу мелкий локальный проект разросся до 30 000 наблюдателей, следящих за погодой по всей территории США. Они создают базу данных по узко локализованным измерениям осадков (более половины наблюдателей последовательно проверяют свои дождемеры каждое утро). Собираемые физические данные оказались бесценными для ученых, особенно когда речь идет об изменчивости дождя. Однажды волонтер из Техаса сообщил о семи дюймах осадков, зафиксированных его дождемером в округе Комаль, тогда как живущие поблизости добровольцы передавали, что дождя нет вообще или всего несколько сотых дюйма. Метеорологи были уверены, что это опечатка, пока не вернулись с помощью радара в исходную точку, где обнаружили крохотный короткоживущий конвективный шторм, который сформировался и угас в одной и той же точке, обогнув усердного волонтера по кругу, подобно тучам, преследующим водителя грузовика Роба Маккенну.