Прогнозы погоды от Ильи Винштейна хорошо знакомы жителям УРФО. Однако мало кто знает, что автор проекта «Погода 45» не профессиональный синоптик, а любитель. Но его погодная сводка зачастую оказывается точнее многих метеорологических приложений и сайтов.
Как составляют прогноз погоды, почему иногда за окном идет дождь, а виртуальные синоптики показывают безоблачное небо и яркое солнце, и кто «ощущает» температуру воздуха, Илья Винштейн рассказал в интервью tmn.aif.ru.
«Я – самоучка»
Сирень Бабаева, tmn.aif.ru: Илья, кто вы по образованию и как увлеклись метеорологией?
Илья Винштейн: По первому образованию я мастер печатного дела — полиграфическое
— Почему вы выбрали совсем другую сферу для профессионального образования?
— Это во многом стечение обстоятельств. В детстве я мечтал стать синоптиком, но в Кургане нельзя было получить такое образование. Кроме того, в 8–9 классе у меня начались трудности с математикой, и учителя говорили, что я не смогу набрать нужный балл для поступления в вуз. Поэтому я старался реалистично подходить к выбору профессии.
В школьные годы не было интернета и доступа к такому объему информации, как сейчас, поэтому я занялся самообразованием. Я — самоучка, но изучаю и продолжаю читать те же учебники, что входят в программы ведущих университетов Москвы и Санкт— Петербурга. Еще до появления онлайн— ресурсов, я часто ходил в местную библиотеку и читал старые советские учебники по климату и метеорологии — других там просто не было.
Сейчас на моей полке лежат несколько классических изданий, к которым я время от времени возвращаюсь просто для удовольствия. Но основной поток информации сегодня идет из интернета, особенно из зарубежных научных статей, которые с появлением нейросетей стало значительно проще находить.
Кроме того, я регулярно читаю сайты иностранных метеослужб, где нередко публикуются интересные пресс— релизы — это тоже ценный источник знаний. Если не следить за последними исследованиями, легко отстать от времени. Например, сейчас активно развиваются нейросетевые модели атмосферы, но в классических учебниках о них пока нет ни слова. Это передовой край науки, и учебная литература просто не успевает за стремительным развитием компьютерных технологий.
— Вы знакомы с вашими коллегами— профессионалами?
— У меня был небольшой опыт общения с местными синоптиками, но после этого я понял, что их знания во многом остались в прошлом. Особенно это заметно в вопросах, связанных с современными компьютерными моделями прогнозирования погоды. В некоторых вещах мне пришлось разочароваться — ожидания не совпали с реальностью.
За качество никто не отвечает
— Часто синоптиков упрекают в том, что их прогнозы неверны, например, приложение в телефоне показывает дождь, а за окном – солнце светит. Почему так происходит?
— Здесь важно уточнить, что приложения и сайты не показывают прогнозы синоптиков. Это «сырые» расчеты компьютерных моделей, которые публикуются без проверки со стороны специалистов. За качество таких прогнозов никто не отвечает, а их точность, как правило, неизвестна. Именно поэтому многие популярные прогностические сайты не раскрывают параметры оправдываемости своих данных.
Ситуация, которую вы описали, чаще встречается летом, когда преобладают конвективные процессы. Это происходит, когда теплый воздух поднимается, охлаждается, и образуются кучево-дождевые облака, приносящие ливни и грозы. Осадки при этом выпадают из отдельных облаков и могут длиться всего 10–15 минут.
Современные компьютерные модели пока не способны точно воспроизводить отдельные облака — чем меньше объект, тем сложнее его рассчитать. Поэтому летние грозовые ливни представляют наибольшую трудность для прогнозирования. Тем не менее в этом направлении уже достигнут значительный прогресс: существуют модели высокого разрешения, которые лучше справляются с конвекцией. Однако повторюсь, прогнозы таких моделей не публикуются на популярных сайтах — там используются более упрощенные схемы, предназначенные для предоставления общей информации.
Если говорить о точных цифрах, то прогноз температуры на сутки оправдывается примерно в 94–95% случаев, а по осадкам — в среднем на 87%. Летом из— за локальных ливней, точность снижается до 80%.
— На сколько дней можно составить максимально верный прогноз?
— Зависит от того, что вы хотите знать и какая точность вам нужна. Например, на 24 часа точность прогноза температуры составляет 94–95%. На каждые последующие сутки она снижается примерно на 3%. К 15— му дню точность падает до 50–55%, то есть оправдывается лишь каждый второй прогноз. Отмечу, что прогноз считается оправдавшимся, если фактическая температура отклоняется от расчетной менее чем на три градуса.
С осадками ситуация похожая, но в целом более сложная. Разные типы осадков можно прогнозировать с разной заблаговременностью. Например, грозовые ливни можно предсказать максимум за несколько суток — это осадки конвективного происхождения, и они возникают локально. А вот фронтальные осадки, которые формируются на границе соприкосновения разнородных воздушных масс, можно прогнозировать за 5–7 суток, иногда чуть дальше.
Существуют методы, позволяющие оценивать вероятность осадков и на более длительных сроках. Один из них — ансамблевый прогноз. В этом случае рассчитывается сразу 50–100 сценариев развития атмосферы. Если, например, в 80 из 100 расчетов присутствуют осадки, то вероятность их выпадения составляет около 80%.
Чем дальше мы пытаемся заглянуть в будущее, тем грубее и менее детализированными становятся прогнозы. Поэтому в долгосрочных прогнозах обычно указывают лишь среднюю температуру и общее количество осадков. По сути, такой прогноз отражает общую циркуляцию атмосферы — то есть, будет ли погода выше нормы или ниже нормы.
— Что сложнее всего предсказать и почему?
— Все явления, связанные с летней конвекцией, — это ливни, грозы, град, шквалы и смерчи. Компьютерным моделям сложно точно воспроизводить вертикальный подъем воздуха и предсказать образование отдельных грозовых облаков. Обычно модели могут лишь оценить вероятность их возникновения над конкретной местностью, исходя из текущих параметров атмосферы.
Зима будет аномально холодной?
— В Сети пишут, что предстоящая зима будет аномально холодной, насколько можно доверять этому прогнозу?
— В России официально долгосрочные прогнозы может публиковать только Росгидромет. Это, как правило, прогноз на отопительный период, который составляется с использованием статистических методов, а затем уточняется ежемесячно. В этом официальном прогнозе никаких аномальных холодов не упоминалось.
Более того, в принципе нельзя заранее предсказать экстремальные состояния вроде «очень холодной» или «очень теплой» зимы. В долгосрочных прогнозах синоптики используют только формулировки «выше нормы» или «ниже нормы».
Если говорить о статистике, то вероятность теплой зимы сейчас выше, чем холодной. Климат постепенно теплеет, и вероятность сильных холодов с каждым десятилетием становится все ниже.
— В приложениях, на сайтах прогноза погоды есть пометка «ощущается как», что это значит и на основе чьих ощущений составляют эти данные?
— Специального человека, который «ощущает» температуру, конечно, не существует, но подобные эксперименты с людьми действительно проводились. Это называется эффективная температура — показатель, который рассчитывается по специальной формуле с учетом фактической температуры воздуха, влажности и скорости ветра. В интернете можно найти калькуляторы, позволяющие поиграть с параметрами и рассчитать ее самостоятельно.
Зимой применяется другая формула — ветро— холодовой индекс. Это показатель суровости погоды, который учитывает температуру и скорость ветра. Дело в том, что в холодное время года кожа не испаряет пот, поэтому влажность не влияет на ощущение холода, а вот ветер играет решающую роль.
В среднем каждый метр в секунду скорости ветра снижает ощущаемую температуру примерно на 2–3 градуса. Поэтому в сильный ветер мороз ощущается значительно сильнее, чем показывают термометры. Именно по этой причине существует понятие актированный день — когда из— за экстремального холода школьники остаются дома, а строительные и другие наружные работы приостанавливаются.
— Еще один показатель, которым часто «оправдывают» погоду – влажность, мол, сегодня влажность высокая, вот и холоднее, есть ли в этом доля правды?
— Это зависит от времени года: летом влажность влияет на самочувствие, а зимой — практически нет. Существует два основных понятия: абсолютная и относительная влажность. Абсолютная влажность — это количество водяного пара, содержащегося в одном кубическом метре воздуха. Она измеряется в граммах. Относительная— это отношение фактического количества водяного пара к его максимальному возможному количеству при данной температуре. Она выражается в процентах и показывает, насколько «насыщен» воздух влагой.
Чем выше температура, тем больше водяного пара способен удерживать воздух. Например, при +30 °C в одном кубическом метре может содержаться до 30 г водяного пара, а при –30 °C — всего 0,3 г. Разница — примерно в сто раз.
Поэтому летом влажность играет большую роль: чем она выше, тем медленнее испаряется пот с поверхности кожи и тем хуже организм отводит избыточное тепло. Именно поэтому жара легче переносится при низкой влажности. Зимой же воздух в абсолютных значениях очень сухой, поэтому влажность обычно не учитывается при расчете ощущаемой температуры. Это легко проверить с помощью любого онлайн— калькулятора эффективной температуры.
— Верите ли вы, что некоторые люди действительно обладают повышенной метеочувствительностью, или это самовнушение, на которое накладываются прогнозы синоптиков?
— Существует эффект плацебо, когда людям говорят, что пустышка снимет боль, и она действительно проходит. Есть и обратный эффект — ноцебо: если человеку говорят, что ему будет больно или станет плохо, он действительно ощущает недомогание.
В Японии проводилось интересное исследование с использованием смарт— часов. Людей разделили на две группы и всем раздали умные часы, которые должны были оповещать об изменениях погоды, включая магнитные бури. Часы записывали пульс, давление и множество других параметров. Но предупреждения носили фейковый характер: одной группе приходили уведомления о начале магнитных бурь, хотя на самом деле их не было. После этих сообщений люди жаловались на головную боль и недомогание. При этом, когда происходили реальные магнитные бури, эти же люди не сообщали о подобных симптомах. Есть определенный процент людей, которые подвержены высокой внушаемости.
Кроме того, люди не способны ощущать изменение атмосферного давления напрямую. Например, ежедневно миллионы людей летают на самолетах, где в салоне поддерживается искусственное давление на высоте 10 000 метров — на 100–150 мм рт. ст. ниже, чем на поверхности Земли. При этом с пассажирами ничего страшного не происходит, хотя перепады давления при взлете и посадке происходят очень быстро. Атмосферное давление на Земле всегда изменяется и зависит от сезона: летом оно ниже, чем зимой. Информация о том, что давление выше или ниже нормы, не имеет практической значимости для здоровья человека. Мы живем на «дне воздушного океана», и наши тела, как и тела всех животных, адаптированы к изменениям давления — так же, как рыбы приспособлены к жизни на глубине 10 км в океане.
Как меняется погода?
— Какое погодное явление в нашем регионе можно назвать самым необычным?
— Наверное, речь идет о половодье 2024 года, которое затронуло и Тюменскую область. Это явление уже больше гидрологическое, чем чисто погодное, хотя оно, безусловно, связано с атмосферными условиями.
— Как изменение климата влияет на местные погодные условия, какие аномалии вскоре могут стать для нас привычным явлением?
— Климат теплеет и меняется — это статистический факт, и фундаментально эти изменения связаны с деятельностью человека. Этот факт отражен в новой климатической доктрине России, подписанной Владимиром Путиным в 2023 году. Выбросы углекислого газа и метана усиливают парниковый эффект, что приводит к накоплению энергии, прогреву океанов и перестройке глобальной циркуляции атмосферы. Подробнее об этом можно узнать в Третьем оценочном докладе Росгидромета об изменениях климата в России за 2022 год. Это полноценный документ объемом около 700 страниц, в котором все изложено очень подробно.
Потепление климата приводит к учащению и усилению опасных погодных явлений. Во— первых, это волны жары, которые все чаще достигают опасного уровня. Во— вторых, усиливается интенсивность ливней — и это глобальная тенденция. При повышении температуры воздуха он способен удерживать больше водяного пара, из— за чего ливни становятся более мощными и продолжительными по сравнению с прошлыми годами. Это подтверждается множеством исследований, проведенных в разных регионах мира.
Также увеличивается число опасных явлений, связанных с грозами. По Кургану у меня есть собственная статистика, которая четко показывает рост числа дней с грозами летом.