Прогнозите за времето станаха много по-точни, сега трябва да ги направим достъпни за всички. Прогнозата за 4 дни напред, в днешно време е толкова точна, колкото е била дневната преди 30 години!
Прогнозите за времето безспорно са нещо хубаво. Полезни са в ежедневието на обикновения човек, когато планираме неделно барбекю или когато искаме да знаем дали ще имаме нужда от чадър за деня. Но в много отношения прогнозите за времето са изключително важни: те могат да бъдат въпрос на живот и смърт.
Точните прогнози могат да спасяват животи, като дават ранни предупреждения за бури, горещи вълни и бедствия. Фермерите ги използват за управление на земеделието, където прогноза може да е разликата между реколта на изобилие и загубена реколта. Мрежовите оператори разчитат на точни прогнози за температурите за нуждите от отопление или охлаждане и колко енергия ще получат от вятърни и слънчеви инсталации. Пилотите и моряците се нуждаят от тях, за да превозват безопасно хора през океаните. Точната прогноза за времето често е абсолютно жизненоважна.
Говорим за огромен скок в науката. Но какво да кажем за нравствеността? С точни прогнози разполагат богатите страни. Заделят се ресурси за разработване на оръжия, но базисните нужди на бедните все така са пренебрегвани.
Страните с ниски доходи харчат повече от своя БВП (брутен вътрешен продукт) за прогнозиране на времето и в същото време получават по-неточни данни.
В материала ще се фокусираме върху подобренията в прогнозирането на времето и глобалните неравенства, които следва да бъдат премахнати, за да се защитят живота и поминъка на хората по целия свят.
Огромният напредък в прогнозите за времето
Прогнозирането на времето изминава дълъг път. През 650 г. пр.н.е. вавилонците се опитват да предсказват метеорологичните модели въз основа на облачните модели и движения. Три века по-късно Аристотел пише Meteorologica, разсъждавайки как се образуват явления като дъжд, градушка, урагани и светкавици. Голяма част от това се оказа грешна, но представлява един от първите опити да се обяснят в детайли метеорологичните процеси.
Едва през 1859 г. метеорологичната служба на Обединеното кралство издава първата си прогноза за времето за целите на корабоплаването. Две години по-късно излъчва и първата си публична прогноза за времето. Докато метеорологичните измервания се подобряват с течение на времето, огромната промяна в прогнозите идва с използването на компютърно моделиране през 60-те години на 20 век.
Прогнозите са се подобрили много оттогава. Британската метеорологичната служба казва, че нейните четиридневни прогнози сега са толкова точни, колкото са били еднодневните прогнози преди 30 години.
Прогнозите са станали много по-добри и в Съединените щати. Можем да видим това в някои от най-важните прогнози, като прогнозата за урагани.
Националният център за ураганите публикува данни за „грешката на проследяване“ на урагани и циклони – грешката в мястото, където ураганът удря. Това е показано на диаграмата по-долу, отразяваща времето след 1960 г.
Всяка графика представлява грешката на прогнозите за различни периоди от време. Например 12 часа преди удара на бурята, до 120 часа (или 5 дни) преди това.
Можем да видим, че тази грешка в проследяването – особено за по-дългосрочни прогнози – е намаляла много с времето. През 70-те години 48-часовата прогноза е била с грешка между 200 и 400 морски мили; днес тя е около 50 морски мили.
Вижте в динамичната графика как се е променяла прецизността на прогнозите след 1960 г.:
Същите данни може да се визуализират и по друг начин. В диаграмата по-долу всяка графика представлява средната грешка за всяко десетилетие. На хоризонталната ос имаме прогнозния период, който отново се простира от 0 до 120 часа.
Грешката от 72 часа през 60-те и 70-те години на миналия век е била над 400 морски мили. Днес тя е по-малко от 80 мили.
Вижте още: Първи стъпки в метеорологията: Що е то атмосфера, облаци и вятър?
Метеоролозите вече могат да правят доста точни прогнози за това къде ще удари ураган три или четири дни предварително, което позволява на хората да се подготвят, като същевременно предотвратява ненужни евакуации, които може да са били прилагани в миналото.
Европейският център за средносрочни прогнози за времето (ECMWF) създава глобални числови модели на времето. (Докато националните метеорологични агенции правят детайлни изчисления, базирани на много по-висока разделителна способност.)
ECMWF публикува анализи на своите грешки във времето. Това е показано на диаграмата по-долу. Тя показва разликата между прогнозата и действителния резултат за прогнози 3, 5, 7 и 10 дни предварително. Метриката, използвана тук, е „500 hPa геопотенциална височина“, често използвана метеорологична мярка за атмосферно налягане (която диктува метеорологичните модели). Плътната линия е за Северното полукълбо, а пунктираната линия е за Южното.
Тридневните прогнози, показани в синьо, са доста точни от 80-те години на миналия век и са се подобрявали много с течение на времето. Днес точността е около 97%.
Най-големите подобрения, които се виждат, са за по-дълги времеви рамки. До началото на 2000-те години, 5-дневните прогнози са били „много точни“, а 7-дневните прогнози достигат този праг днес. 10-дневните прогнози все още търпят подобрение.
Защо прогнозите за времето се подобряват?
Няколко ключови разработки обясняват тези подобрения. Първата голяма промяна е, че данните се подобриха.
По-обширни наблюдения, с по-висока разделителна способност, могат да се използват като входни данни в метеорологичните модели. Това е така, защото разполагаме с повече и по-добри сателитни данни и защото наземните станции покриват много повече области по света и с по-голяма плътност. Прецизността на тези инструменти също се е подобрила.
След това тези наблюдения се въвеждат в числови прогнозни модели за прогнозиране на времето.
Това ни води до следващите две подобрения:
Компютрите, на които работят тези модели, са станали много по-бързи. По-високите скорости са от решаващо значение: Met Office сега разделя света на мрежи от все по-малки и по-малки квадрати. Докато някога са моделирали света в квадрати с ширина 90 километра, сега са сведени до мрежа от квадрати с ширина 1,5 километра. Това означава, че трябва да се направят много повече изчисления, за да се получи тази карта с висока разделителна способност. Методите за превръщане на наблюденията в резултати от модела също са подобрени. Преминато е от много прости визии за света, към методи, които могат да уловят сложността на тези системи в детайли. Последният решаващ фактор е как се съобщават тези прогнози.
Неотдавна прогнозите са публикувани само във всекидневника. С възхода на радиото и телевизията известия за времето вече са се получавали няколко пъти на ден. В днешно време можем да получаваме ежеминутни актуализации онлайн или на нашите смартфони.
Вижте още: Видове облаци, помагащи ни да предвидим времето
Страните с ниски доходи имат много по-лоши прогнози и често нямат системи за ранно предупреждение
Живеещите в развитите страни могат да отворят приложение на телефона си и за секунди да получат доста точна 5-дневна прогноза. За съжаление това качество на информацията не е достъпно за всеки. Има големи разлики в прогнозите за времето по целия свят, с голяма разлика между богати и бедни.
Както се съобщава в скорошен доклад, 7-дневна прогноза в богата страна може да бъде по-точна от еднодневна прогноза в някои страни с ниски доходи.
Има няколко причини за това. Първо, много по-малко наземни инструменти и радиосонди измерват метеорологични данни в по-бедните страни. Второ, честотата на докладване е много по-ниска.
Това не е изненадващо, когато погледнем колко пари се харчат за информация за времето и климата. Статия, публикувана в Science, разглежда разликите в разходите между различните доходни групи. Това включва частни и публични разходи за търговски продукти, които попадат в определението за „информационни услуги за времето и климата“.
Това е показано като разходи на човек и разходите като дял от брутния вътрешен продукт (БВП) в графиката по-долу.
Страните с ниски доходи харчат 15 до 20 пъти по-малко на човек от страните с високи доходи. Но предвид размера на техните икономики, те всъщност харчат повече като дял от БВП.
Тази празнина е проблем. 60% от работниците в страните с ниски доходи са заети в селското стопанство, може би най-зависимият от времето сектор. Повечето са дребни фермери, които често са изключително бедни.
Наличието на точни прогнози за времето може да помогне на фермерите да вземат по-добри решения. Така те могат да получат информация за най-доброто време за засаждане на своите култури. Да знаят предварително кога напояването ще е най-необходимо или кога торовете могат да бъдат изложени на риск от отмиване. Да могат да получават сигнали за епидемии от вредители и болести, така че да могат или да защитят своите култури, когато предстои инвазия, или да спестят пестициди, когато рискът е нисък. Това означава, че те могат да използват ценните ресурси най-ефективно, ако имат достъп до точни прогнози за времето. Добрите прогнози за времето са най-важни за най-бедните хора в света.
Те също така са от решаващо значение за защита срещу циклони, горещи вълни, наводнения и бурни вълни. Наличието на точни прогнози няколко дни предварително позволява на хората да се подготвят. Жилищата могат да бъдат защитени, а службите за спешна помощ могат да бъдат в готовност, за да помогнат при възстановяването.
Но точните прогнози сами по себе си не решават проблема: те са полезни, само ако се разпространят сред хората, за да могат те да реагират. Много от най-смъртоносните бедствия през последните няколко десетилетия са били точно прогнозирани, провалът е дошъл вследствие на лошата комуникация.
Подобряването на прогнозите е основата. Но те също трябва да бъдат включени в ефективни системи за ранно предупреждение. Световната метеорологична организация изчислява, че около една трета от света – предимно най-бедните страни – ги няма.
Подобряването на прогнозите, особено в страните с ниски доходи, е подценено
След големия напредък през последните десетилетия, ние приемаме доброто прогнозиране на времето и разпространението на прогнозите за даденост в големи части на света. Правенето на това достъпно за всички би било от голямо значение.
Това ще бъде и занапред от още по-гояма важност, тъй като изменението на климата увеличава рисковете от свързани с времето бедствия. В крайна сметка най-бедните, които са по-уязвими, ще понесат най-лошите последствия.
По-добрите прогнози са ключови за добрата адаптация към изменението на климата.
Подходящите инвестиции и финансова подкрепа ще бъдат от съществено значение за отстраняване на пропуските. Има и нововъзникващи технологии, които биха могли да ускорят това. Скорошна статия, публикувана в Nature, документира нова система с изкуствен интелект (AI),Pangu-Weather – която може да прави прогнози толкова точно (или по-добре от), колкото водещите метеорологични агенции, и до 10 000 пъти по-бързо. Тя е обучена на база 39 години исторически данни. Скоростта на тези прогнози би ги направила много по-евтини за изпълнение и би могла да осигури много по-добри резултати за страни с ограничени бюджети.
По-бързите и по-ефективни технологии също могат да запълнят празнините, където наземните метеорологични станции не са налични. Дроновете, носещи сензори, могат да извършват проучвания върху определени области, за да изградят карти с по-висока разделителна способност.
С по-евтини и по-ефективни начини за превръщане на тези данни в прогнози, мобилните технологии могат бързо да разпространят тази информация. Някои компании вече изпращат съобщения до фермери в страни с ниски доходи, за да ги посъветват кое е най-доброто време за засаждане на реколтата.
Тази иновация е от решаващо значение, за да направим държавите по-устойчиви на времето днес. Но също така е от съществено значение в свят, в който времето вероятно ще стане по-екстремно.
Вижте още: Метеорологичната станция на покрива на света
