Во времена меняющегося климата и непредсказуемой погоды от точности долгосрочных прогнозов зависят многие отрасли экономики. Насколько долгосрочные прогнозы можно сделать более достоверными? Как улучшить и оптимизировать процесс их составления? Наш сегодняшний гость – начальник ФГБУ Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды Росгидромета, кандидат географических наук Валерий Юрьевич ЦЕПЕЛЕВ.
Валерий Юрьевич Цепелев был одним из тренеров на обучающем курсе для специалистов гидрометеорологических служб Центральной Азии. Курс проходил 20-24 января 2020 года в Алматы, Казахстан. Участники из Казахстана, Таджикистана, Туркменистана и Узбекистана получили уникальные инструменты и методики, с помощью которых они смогут составлять более точные долгосрочные прогнозы.
Обучающий курс проходил по образовательной программе, проводимой Региональным экологическим центром Центральной Азии, в рамках «Программы по адаптации к изменению климата и смягчению его последствий в бассейне Аральского моря» (CAMP4ASB), финансируемой Всемирным банком.
Валерий Юрьевич обучил участников курса первичным навыкам работы со своей авторской программой «СИНОПТИК-ДОЛГОСРОЧНИК». Эта программа позволяет автоматизировать долгосрочное прогнозирование и улучшать его качество.
В краткосрочных прогнозах в последнее время синоптикам удается добиваться высокой степени точности. Однако долгосрочные прогнозы, как выразился Валерий Юрьевич, до сих пор не наука, а скорее искусство.
Специфика долгосрочных прогнозов
– Скажите, пожалуйста, почему ДОЛГОСРОЧНЫЕ прогнозы (на срок от 30 дней до 2-х лет) сложнее делать, чем КРАТКОСРОЧНЫЕ (на 12-72 часа)?
– Дело в том, что краткосрочные прогнозы в последнее время разрабатываются с помощью математического моделирования. А моделирование уже достигло такого уровня, что позволяет описать большинство атмосферных процессов уравнениям гидродинамики. Но у всех, даже у самых лучших моделей, существует предел предсказуемости примерно в 14 суток. И пока мы объективно не можем его перешагнуть.
Причины этого предела:
- редкая сеть метеорологических наблюдений на нашей планете,
- недостаточное понимание всех физических процессов атмосферы,
- недостаточная точность моделей.
Любая возникающая при моделировании погодных процессов ошибка, связанная с неточностью и неполнотой наблюдений, быстро нарастает. И через две недели модельные прогнозы становятся бесполезными.
В долгосрочном прогнозе погоды на месяц и сезон точность зависит не только и не столько от начального состояния атмосферы, которое мы определяем по результатам регулярных метеорологических наблюдений, сколько от неадиабатических процессов, возникающих вне атмосферы – в океане, в глубинах земли, ледниках Арктики и Антарктики, на солнце и в ближнем космосе. Эти процессы все еще плохо учитываются гидродинамическими моделями атмосферы. Чаще всего мы даже не до конца понимаем, как эти процессы воздействуют на будущую погоду и не можем их учесть в нашем прогнозе.
Чтобы разработать долгосрочный прогноз, мы должны опираться, помимо самих моделей, на:
- опыт и интуицию прогнозиста,
- статистические закономерности, полученные учеными за десятки лет изучения атмосферы,
- учет процессов, которые являются внешними к атмосфере Земли.
Учитывая множество пробелов и неопределенностей в наших знаниях, качество долгосрочного прогноза значительно ниже, чем краткосрочного. Конечно, успешность прогнозов постепенно растет. Но вряд ли следует ожидать такого же качественного прорыва в успешности в ближайшие годы, какой мы наблюдаем в составлении краткосрочного прогнозирования.
О программе «Синоптик-Долгосрочник»
– Валерий Юрьевич, расскажите, пожалуйста, о вашей авторской программе “СИНОПТИК-ДОЛГОСРОЧНИК”, работе с которой вы обучали на курсе в Алматы.
Я занимаюсь долгосрочными прогнозами уже более 30 лет. И на заре моей деятельности, совпавшей с первыми этапами компьютерной революции, существовала идея формализовать синоптические и статистические методы долгосрочного прогноза в виде компьютерной программы. Эта идея реализовывалась во всех прогностических центрах с 70-х годов 20 века и к началу 2000-ых она была реализована и внедрена в прогностическую практику.
Именно тогда был создан прообраз прогностической компьютерной системы, получившей название “СИНОПТИК-ДОЛГОСРОЧНИК”. Система непрерывно совершенствуется и на сегодняшний момент практически все ведущие центры долгосрочного прогноза в России так или иначе используют ее в своей практике. Данная система установлена в Гидрометцентре России, Институте Арктики и Антарктики, в Санкт-Петербургском гидрометцентре.
Основное преимущество данного программного обеспечения заключается в формализации составления прогноза погоды на месяц, который всегда составлялся коллективом из десятка прогнозистов. Те работы, которые проводились раньше вручную силами 4-5 человек, теперь осуществляются одним человеком. Один может использовать все наработанные десятилетиями прогностические приемы, все базы данных, которые были недоступны ранее в полном объеме. Но программа – не панацея. Конечно, она дает прогнозисту качественный инструмент для работы, однако не снимает с него ответственность за принятие решения о том, какой прогноз погоды на следующий месяц он доведет до потребителя. Человек как эксперт все еще остается основной силой долгосрочного прогнозирования.
Результаты в Казахстане
– Как давно эта программа работает в Казахстане. Какие результаты уже показала?
– Система долгосрочного прогнозирования была внедрена в Астане в Казгидромете в 2014 году. Только там существует полноценная прогностическая группа, составляющая долгосрочные прогнозы по Казахстану. В отделе долгосрочных прогнозов Казгидромета работают молодые, инициативные, умные и очень трудолюбивые специалисты, сотрудничество с которыми мне доставило большое удовольствие. Они быстро осваивают все новое и учатся новым методикам прогнозов.
Мне сложно судить о качестве их работы, так как я не могу отслеживать ее постоянно. Но уверен, что, набираясь опыта и мастерства, коллеги постоянно повышают качество прогнозов. Увы, не все зависит только от специалистов. Изменение климата вносит свои поправки в работу. Последнее десятилетие, пожалуй, самый сложный период для составления прогнозов погоды на месяц и сезон. Погода постоянно подкидывает сюрпризы, с которыми прогнозисты сталкиваются впервые. И поэтому, не зная закономерностей развития этих процессов, ошибаются.
– Планируете ли вы внедрять данную программу в остальных странах ЦА?
– Да, я буду выезжать во все столицы стран региона для проведения обучение на местах.
– Спасибо большое за интервью!
Насколько важны именно долгосрочные прогнозы?
Области экономики, которые больше всего нуждаются в долгосрочных прогнозах погоды на месяц, сезон и год и для чего конкретно:
- Сельское хозяйство – для определения площади посевов, оптимальных сроков сева, сроков внесения удобрений и уборки урожая;
- Управление водными ресурсами – для предотвращения возможных наводнений, правильного ведения работ по ирригации и управлению режимом водохранилищ и др.;
- Электроэнергетика – для получения информации о будущих потребностях населения и промышленности в потреблении электроэнергии в зависимости от погодных условий;
- Строительство – для получения информации о продолжительности строительного сезона и его погодных характеристиках;
- Морской транспорт – для получения информации о районах штормовой деятельности, характеристиках ледового покрова, ветровом и температурном режиме предстоящего навигационного сезона;
- Лесная отрасль – для получения информации об осадках и температуре в летний сезон с целью планирования мероприятий по охране лесов от пожаров;
- Торговля – для получения информации о режиме температуры и осадков на предстоящий сезон года для формирования ассортимента товаров.
Информация и диаграммы взяты из материалов В.Ю.Цепелева.
Фото: Анастасия Фатиховски.
Программа по адаптации к изменению климата и смягчению его последствий для бассейна Аральского моря или CAMP4ASB исполняется РЭЦЦА и финансируется Всемирным банком. Проект нацелен на решение общих проблем и вызовов, связанных с последствиями изменения климата в странах Центральной Азии через усиление доступа к улучшенным знаниями и данным в области изменения климата для ключевых заинтересованных сторон (лица принимающие решения, экспертные сообщества, и т.д.); а также посредством увеличения инвестиций и наращивания технического потенциала. CAMP4ASB осуществляется в Казахстане, Таджикистане, Туркменистане и Узбекистане в период с 2016 по 2021 год.
