Мы поведали вам о тех атмосферных процессах, каковые возможно каждый день видеть на синоптических картах. Прослеживая за перемещением антициклонов и циклонов, фронтов и воздушных масс, метеоролог может угадать погоду лишь на 2—3 дня вперед: через 3—4 дня практически все замечаемые на сегодняшней карте антициклоны и циклоны провалятся сквозь землю, на их месте образуются новые барические области, а воздушные веса поменяют собственные особенности (трансформируются).
Но знать погоду на 7 дней, на месяц и на целый сезон вперед еще более принципиально важно, чем знать ее на пара дней и часов. Чем раньше мы будем знать темперамент грядущей погоды, тем лучше сможем к ней готовиться. Это особенно принципиально важно для сельского хозяйства и для разных национальных мероприятий, требующих широкой заблаговременной подготовки.
Практическая важность неприятности долговременного предсказания погоды толкала многих исследователей на изобретение самых разных дорог для ее решения.
Весьма многие исследователи исходили из того, что общее число воздуха на земном шаре остается все время однообразным. Исходя из этого, в случае, если в одном каком-либо районе количество воздуха значительно уменьшается и давление понижается, то в другом месте давление должно соответственно увеличиться. Стали искать связи между трансформациями температуры, других элементов и давления в отдаленных друг от друга районах земного шара. Для этого вычерчивали графики трансформации температуры, давления, количества осадков и т. д., ото дня ко дню или от месяца к месяцу. Сравнивая графики какого-либо элемента для разных мест, возможно время от времени заметить, что в случае, если, к примеру, на одном графике его кривая увеличивается, то в один момент на графике для другого места эта кривая понижается. Было обнаружено довольно много таких связей между разными точками земного шара; эти связи были обработаны математически и выражены при помощи числовых размеров. Но практический итог этих изучений был мал—способа предсказания погоды на продолжительный срок они все же не дали.
Другие исследователи пробовали изучить кривые трансформаций метеорологических элементов с целью отыскать периодичность этих трансформаций, другими словами повторяемость понижений и повышений давления либо температуры через определенные промежутки времени. Но и данный путь завел в тупик: предвещать погоду по таким кривым выяснилось неосуществимым.
Задача казалась неразрешимой, и многие ученые, в особенности за границей, по большому счету высказывались о принципиальной неосуществимости когда-либо добиться предвидения погоды на продолжительный срок. Это убеждение так укоренилось, что в то время, когда в 1915 году русский ученый Б. П. Мультановский предложил свой способ долговременного предсказания погоды, то к его предложению многие отнеслись с громадным сомнением. Б. П. Мультановский смог обширно применить собственный способ лишь по окончании Великой Октябрьской социалистической революции.
Первое в мире долговременное предсказание погоды для потребностей народного хозяйства было дано в июне 1921 года, и с этого времени такие предсказания даются неизменно.
В противном случае обстояло дело за рубежом. Лишь в конце 30-х годов в Германии и после этого в Соединенных Штатах начали разрабатываться способы предсказания погоды на 5—10 дней вперед. Регулярные предсказания на сезон и месяц и по сей день даются лишь в Советском Альянсе. Так, долговременное предсказание погоды есть достижением советской науки.
В чем же содержится коммунистический способ долговременного предсказания погоды, созданный сейчас покойным Б. П. Мультановским и его учениками?
Погода владеет одной изюминкой, которую именуют «инерцией погоды», другими словами рвением сохранить в течение некоего промежутка времени собственный характер неизменным. Б. П. Мультановский установил, что характер погоды в большинстве случаев остается неизменным в течение 5—9 дней. Так, к примеру, в течение для того чтобы периода времени погода возможно неустойчивой, с кратковременными прояснениями и продолжительными осадками, с похолоданиями и резкими потеплениями. После этого наступает перелом и может установиться период ясной и сухой погоды, что со своей стороны через 5—9 дней снова может смениться периодом погоды с осадками. Время от времени же приятель за втором направляться пара однородных периодов.
Б. П. Мультановский решил изучить, какие конкретно положения на синоптических картах соответствуют периодам неустойчивой погоды с осадками и периодам ясной погоды. Но как подойти к ответу для того чтобы вопроса? Так как за 5—9 дней на картах сменится множество самых разных положений, разовьется, переместится и провалится сквозь землю столько циклонов, антициклонов, воздушных весов! Как выделить во всем этом многообразии самое главное, самое основное?
Б. П. Мультановский, пользуясь ежедневными синоптическими картами, начал составлять особенные карты, каковые он назвал сборными. На эти карты наносилось изо дня в сутки лишь положение антициклонов и центров циклонов: центры циклонов изображались на таковой карте тёмными кружками, центры антициклонов — яркими кружками. Одинаковый циклон либо антициклон давал на сборной карте пара кружков, отмечавших его положение на нескольких последовательных синоптических картах от момента его происхождения до момента исчезновения: рядом с кружком на сборной карте ставилась дата той синоптической карты, с которой он был снят.
Казалось бы, на сборной карте обязан оказаться хаос тёмных и ярких кружков, разбросанных вперемежку между собой. Но Мультановскому удалось открыть одну крайне важную и занимательную изюминку сборных карт. В пределах тех периодов времени в 5—9 дней, в течение которых характер погоды в отдельных районах остается примерно однообразным, тёмные кружки циклонов группируются на карте раздельно от ярких кружков антициклонов. Это и ясно, в случае, если отыскать в памяти, что циклоны создают неустойчивую погоду с осадками, а антициклоны связаны с ясной, устойчивой погодой. В то время, когда таковой период кончается, то кружки циклонов изменяются местами с кружками антициклонов, тёмные кружки начинают наблюдаться в той области, которая была раньше занята одними яркими кружками, а яркие кружки, напротив, — в области тёмных.
Наносить кружки барических центров на прошлую сборную карту делается сейчас неудобным и бесцельным — в следствии оказалась бы лишь путаница тёмных и ярких кружков. Исходя из этого Мультановский внес предложение для каждого периода (до тех пор пока кружки циклонов группируются раздельно от кружков антициклонов) составлять отдельную сборную карту. Таковой период он назвал естественным синоптическим периодом.
На рис. 12 и 13 даны примеры сборных карт для двух естественных синоптических периодов — с 20 по 26 января и с 27 января по 4 февраля 1935 года. Кривые линии на этих картах разграничивают области антициклонов и циклонов.
В течение семи дней, с 20 по 26 января, погода сохраняла однообразный темперамент на громадных пространствах. К примеру, над Тёмным морем! и Украиной господствовали антициклоны и наблюдалась ясная погода: без осадков. 27 января случилась резкая перемена и начался новый период, что длился девять дней. В эти дни над Украиной и Чёрным морем проходили циклоны с осадками и неустойчивой погодой. В других частях карты антициклоны кроме этого сменились циклонами либо напротив, циклоны сменились антициклонами.
В то время, в то время, когда Б. П. Мультановский в первый раз изучил естественные синоптические периоды, понятие о воздушных массах и фронтах еще не хватало создано. Последующее развитие науки в полной мере подтвердило идею Мультановского и дало более глубокое физическое обоснование существованию таких периодов. Сейчас мы знаем, что 5-9-дневный период господства в каком-либо широком районе циклонов связан довольно часто с серией циклонов, появившихся на одном фронте, а период господства антициклонов — в большинстве случаев с замыкающим эту серию антициклоном в холодной воздушной массе. Данный холодный антициклон попадает на большом растоянии к югу в тылу последнего циклона серии, и в нем происходит после этого постепенное прогревание холодной воздушной массы и ее превращение в массу теплую.
Заслугой Б. П. Мультановского было да и то, что он отыскал эргономичный способ изображения долгих атмосферных процессов на одной карте, что разрешил ему решить основную задачу — разработку способа долговременного предсказания погоды. Сборные карты естественных синоптических периодов, составленные за много лет, и были теми «кирпичами», из которых было выстроено «строение» долговременного предсказания погоды.
Предсказание погоды тем тяжелее, чем дольше тот период, па что оно вычислено. Исходя из этого Мультановский начал с предсказаний на естественный синоптический период, другими словами приблизительно на 7 дней вперед.
Мультановский продемонстрировал, что уже в начале естественного периода положения антициклонов и первых центров циклонов определяют те географические районы, в которых они будут в будущем группироваться. Значит, уже в начале периода возможно наметить его будущую сборную карту. Этому оказывает помощь кроме этого архив сборных карт, составленных за долгие годы: среди них отыскиваются сходные и сравнение с ними оказывает помощь уточнить темперамент будущей сборной карты.
Остается установить темперамент будущей погоды.
Первую приближенную чёрта погоды дает уже само распределение антициклонов и циклонов на «предсказанной» сборной карте. Но этого мало: необходимо еще угадать, будут ли наблюдаться в отдельных районах многие серьёзные явления — штормы, оттепели, заморозки, гололед и т. д. Для этого помогают опять-таки сходные сборные карты за прошлые годы; для них условия погоды известны, и эти сведенья употребляются для предсказания будущей погоды. Помимо этого, для последовательности явлений, к примеру для штормов на Черном море, имеются особые сборные карты, на которых собраны кружки антициклонов и циклонов не для одного, а для нескольких естественных периодов за прошлые годы, в течение которых на Черном море наблюдались штормы. Сравнение «предсказанной» карты с таковой сборной картой штормов разрешает сходу решить, угрожает ли Тёмному морю шторм в грядущем периоде. Так дается предсказание погоды на естественный синоптический период, другими словами не более чем на 10 дней. Задача предсказания погоды на месяц и на сезон вперед более сложна.
Для решения данной задачи Мультановский применял еще один способ — он начал составлять карты дорог перемещения центров антициклонов. В случае, если наносить на карту точки, в которых был центр одного и того же антициклона на последовательных синоптических картах, и после этого соединить эти точки линией, то мы возьмём изображение пути перемещения антициклона. Таким же методом возможно взять и пути перемещения циклонов, но они были более запутаны, чем пути антициклонов, а потому и менее пригодны для долговременного предсказания погоды.
Пути антициклонов за долгий период были нанесены на карту. Оказалась снаружи весьма сложная картина: кривые линии дорог антициклонов разбегались по карте в различные стороны, пересекались и перепутывались между собой, покрывая всю карту необычной сеткой. Снова встал вопрос: как разобраться в таковой путанице, выделить в ней самое основное и значительное? Мультановскому удалось вскрыть пара ответственных изюминок дорог перемещения антициклонов.
Во-первых, оказалось, что антициклоны движутся вовсе не в любом направлении, а у них имеется «любимые» дороги. Эти пути возможно подразделить на две группы. Одни антициклоны приходят на отечественную территорию с запада, причем они зарождаются в основном над Атлантикой в районе Азорских островов и исходя из этого именуются антициклонами азорского происхождения. Другие антициклоны приходят к нам с севера: они зарождаются в разных районах Арктики и именуются полярными.
Во-вторых, линии дорог полярных антициклонов не разбросаны непоследовательно по всей карте, но группируются в пучки. Возможно отыскать среднюю линию, либо ось, для каждого пучка. На рис. 14 представлены эти оси дорог полярных антициклонов.
В-третьих, Мультановский понял, что перемещение антициклонов по определенным осям сохраняется в течение продолжительного времени—-порядка месяца и время от времени кроме того сезона. Так нашлась база для предсказания погоды на более долгий временной отрезок, чем естественный синоптический период.
После этого Мультановский составил сборные карты для тех периодов, в то время, когда антициклоны двигались по какой-либо определенной оси. Эти карты позволили установить, какой характер погоды отмечается в разных районах при перемещении антициклонов по данной оси.
Так, в то время, когда антициклоны еще лишь начинают поступать к нам по какой-либо оси, возможно угадать вполне возможно, что они еще некое время будут двигаться по этому же пути. Зная погоду, которая появляется в большинстве случаев при таком положении в громадном районе, возможно угадать и неспециализированный ее темперамент на тот же период времени.
Но этого было еще слишком мало, и Мультановский занялся изучением того, при каких условиях антициклоны выбирают для собственного перемещения ту либо иную ось.
Было найдено, что это зависит от распределения давления в тех районах, откуда оси начинаются. Мультановский назвал эти области центрами действия воздуха. Зная состояние центров действия воздуха, возможно угадать, по каким осям будут двигаться антициклоны, а из этого и сделать вывод, какова будет погода на отечественной территории. С учетом этих мыслей погода возможно предсказана уже на более продолжительный срок порядка целого сезона — на всю зиму, на всю весну и т. д.
Мы уже имели возможность убедиться, что чем дольше тот период времени, на что дается предсказание погоды, тем тяжелее дать это предсказание.
Исходя из этого неточности в долговременных предсказаниях погоды случаются чаще, чем в кратковременных. Громадную роль в этом играется да и то, что на простых синоптических картах обстоятельства и последовательность явлений нам по большей части известны, мы можем их научно растолковать. Долговременные предсказания до тех пор пока еще по большей части выстроены на изучении того, как в большинстве случаев протекают большие и долгие атмосферные процессы, как они в большинстве случаев сменяют друг друга. Но как правило наука не имеет возможности дать ответа на вопрос, по какой причине эти процессы конкретно так развиваются.
Изучения по долговременным предсказаниям погоды производятся у нас и по окончании смерти Б. П. Мультановского под управлением последовательности его учеников: С. Т. Пагава, Г. Я. Вангенгейма и других. Современные исследователи располагают для этого такими материалами, каковые не были еще дешёвы Мультановскому.
Так, к примеру, использование аэрологических карт открыло новые пути не только для кратковременных, но и для долговременных предсказаний погоды.
В случае, если раньше синоптические карты составлялись лишь для Западной Европы и нашей территории, то сейчас используются карты погоды, охватывающие не только все северное, но и южное полушарие. Ясно, что таковой материал дает значительно более полное представление об атмосферных процессах и более важное основание для долговременных прогнозов.
Все это дает уверенность, что усердная работа советских ученых приведет к окончательному разрешению непростой неприятности долговременного предсказания погоды, столь серьёзной для отечественного планового социалистического хозяйства.