Как составить суточный прогноз погоды

Что такое прогнозирование погоды

Прогноз погоды — научно обоснованное предположение о том, какая погода будет в определенное время в определенном месте. Наука о погоде и методах ее предсказания называется синоптической метеорологией. Она является частью метеорологии — науки, изучающей атмосферу Земли и происходящих в ней явлениях. Специалистов, которые составляют прогнозы, называют синоптиками.

Прогнозы погоды можно условно разделить:

• по срокам (сверхкраткосрочные, краткосрочные, среднесрочные и другие);
• по охвату территории: местные, региональные, страновые, мировые (глобальные);
• по назначению: общего пользования, авиационные, морские, речные и сельскохозяйственные.

Прогноз погоды могут делать с помощью:

• анализа синоптической карты погоды — географической карты, на которой в виде цифр и символов изображены результаты наблюдений метеорологических станций в определенные моменты времени;
• численных методов прогноза погоды — компьютерной математической модели атмосферы, которая построена на базе системы уравнений гидродинамики и текущих данных погоды;
• статистических методов — сбора статистических метеоданных, исходя из предположения, что в будущем погода повторится. Этот метод дополняет численный.

Сегодня почти во всех странах существуют региональные национальные метеослужбы. Гидрометцентр для России, Метеофранс для Франции, Оффенбах для Германии и т. д. Туда стекаются метеоданные о текущем состоянии атмосферы для дальнейших расчетов прогнозов погоды. Все национальные метеослужбы обмениваются информацией со Всемирной метеорологической организацией (ВМО), членами которого являются 193 государства и 6 территорий.

Откуда синоптики берут данные

Чтобы предсказать погоду, нужно знать «текущие условия» — то есть то, какая она сейчас. К основным параметрам относятся: температура, атмосферное давление, влажность, скорость и направление ветра, осадки и их количество.

Современный прогноз погоды основывается в первую очередь на данных спутников, а метеостанции, зонды и радары корректируют и непрерывно дополняют их. Вместе все эти источники создают полноценную картину происходящего в атмосфере.

Метеостанции

Метеостанции — специальные площадки, где непрерывно проводятся метеорологические измерения погоды и климата. На станциях установлены приборы для метеоизмерений: термометр, гигрометр, барометр, осадкомер и другие устройства. Они одинаковы по всему миру. Для точности метеорологи производят замеры регулярно и синхронно — через каждые 3 часа.

Наземные метеостанции бывают разные: огромные мачты в полях, плавающие буйки в море, шарообразные радары. Часть станций расположена в виде автономных устройств в труднодоступных местах, таких как горы и моря.

У метеостанций есть недостатки: они собирают данные только возле себя, расположены далеко друг от друга и не знают количество осадков.

Метеозонды

Метеозонды — беспилотные аэростаты. Зонд выглядит как наполненный гелием резиновый или пластиковый шар, к которому крепится контейнер с аппаратурой — датчиками для измерения температуры, влажности и атмосферного давления, а также батарейки и антенны, с помощью которой эти данные передаются.

Весит один метеозонд примерно 300 граммов и поднимается на высоту 30–40 километров. Зонды одноразовые: набирая высоту, шар лопается от избыточного давления. Пенопластовый контейнер падает на землю, и повторно не используется.

Метеозонды запускают в 870 точках Земли два раза в день, обычно в 00 и 12 часов по UTC.

Метеорологические радары

Метеорологические радары — специализированные радары для определения координат выпадения осадков, их типа, направления движения и интенсивности. Они обнаруживают опасные метеоусловия, такие как гроза, град, а также зоны интенсивных осадков и турбулентности.

Появление таких радаров связано со Второй мировой войной: радисты заметили «шум», который возникал на приборах во время осадков. Исследование этого явления привело к созданию специализированных погодных радаров, предназначенных для нужд метеорологии.

Современные радары каждые 10 минут делают трехмерный снимок атмосферы в радиусе 200–250 километров вокруг себя. Это позволяет описать погоду вплоть до микрорайона. Но для точного глобального прогноза их должно быть много. Здесь возникает проблема: так, российские радары расположены только в европейской части страны, а также Новосибирске, Барабинске и Владивостоке. Другая проблема — зона видимости радаров. Высотные здания могут загораживать обзор, создавая слепые зоны, а низкие осадки оказываются невидимы из-за кривизны планеты.

Метеоспутники

Метеоспутники — искусственные спутники Земли, их используют для просмотра и сбора данных о погоде и климате планеты. Они позволяют наблюдать за погодой на больших территориях, подобно тому, как вид с крыши или вершины горы дает более широкий обзор.

Метеоспутники определяют зоны интенсивных осадков и опасных явлений природы. Спутники отслеживают выбросы от вулканов и дым от лесных пожаров, последствия загрязнений, песчаные и пыльные бури, а также границы океанских течений.

Суперкомпьютеры

Весь поток погодных данных от метеостанций, зондов, радаров, спутников, датчиков на самолетах и кораблях поступает в центры обработки метеорологической информации — они есть в каждой национальной метеослужбе. Такие центры оснащены суперкомпьютерами. Менее мощные машины были бы не способны обработать такое количество данных в приемлемый срок.

Так, в Великобритании погоду предсказывает Cray XC40, который занимает 11-е место в списке мощнейших суперкомпьютеров мира с производительностью в 7 петафлопс (семь тысяч триллионов операций в секунду). Такая машина может спрогнозировать начало дождя вплоть до минуты. Главный суперкомпьютер российской гидрометеослужбы уступает британскому, его мощность 1,2 петафлопса.

Полученные результаты синоптики анализируют и составляют окончательный прогноз. Машина считает конкретные характеристики, а обобщить их может только человек. Синоптики делают прогнозы там, где есть ответственность и где технологии не способны предсказать некоторые погодные явления на местности, такие как туман и гололед.

Как сегодня составляют прогноз погоды: модели прогнозирования

Синоптики выделяют два основных типа моделей: глобальные и локальные.

Глобальные модели

Эти модели обсчитывают всю атмосферу Земли или полушария. Учитывают обширные погодные системы, которые могут простираться по всему континенту — холодные фронты и сильные штормы.

Существует несколько глобальных моделей: американская модель (GFS), европейская модель (ECMWF), немецкая (ICON), английская (UKMet), канадская (СМС), японская (JMA), русская (ПАЛВ) и другие. Синоптики используют в основном американскую и европейскую.

• Американская модель (GFS). Создана Национальной метеорологической службой США. Она запускается четыре раза в день: в 00, 6, 12 и 18 часов по UTC. Результаты публикует спустя 3,5 часа. Выдает прогнозы на 16 дней вперед.

  Доступ к данным модели бесплатный. Любой может скачать их на официальном сайте. Популярный сайт Windguru отображает результаты именно по американской модели.

  Вычислительная мощность американской модели выросла в десять раз за последние четыре года, и теперь модель способна проводить восемь квадриллионов вычислений в секунду.

• Европейская модель (ECMWF). Названа в честь операционного агентства в Европе в результате партнерства между 34 различными странами. Она делает прогнозы на 10 дней вперед. Запускается два раза в день: в 00 и 12 часов по UTC. Из-за сложности считает прогноз целых 6 часов.

  Доступ к данным платный. Результаты отображаются на сайте Foreca. «Гисметео», Yahoo, «Яндекс» и другие популярные ресурсы берут данные именно с него.

  Европейская модель в среднем более мощная в вычислительном отношении, а американская иногда дает более точные прогнозы.

Локальные модели

Глобальные модели хороши и полезны, но часто на небольшом квадрате невозможно адекватно предсказать погоду из-за гор, водоемов или снежных покровов, которые влияют на изменение погодных данных. Тогда выручают локальные модели — они с высокой точностью моделируют отдельную область, страну или город.

Самая популярная среди локальных моделей — модель WRF (Weather Research and Forecasting). Она открыта — любой может скачать ее на GitHub и запустить. Применима для всех стран мира и может учитывать местную географию и топографию.

Ансамблевые прогнозы

Все математические модели прогнозирования погоды имеют ограниченные возможности. Они не могут рассчитать метеорологические параметры в абсолютно каждой точке пространства в абсолютно каждый момент времени. Такие физические процессы, как туманы и гололед, в силу локальности и сложности природы, затруднительно описать с помощью математики. Вдобавок заданные параметры о текущем состоянии погоды не могут быть абсолютно точными.

Поэтому появились современные методы прогнозирования — «ансамблевые». Расчет прогноза запускается не один, а несколько раз, со слегка разными входными данными.

Ансамблевые прогнозы позволяют рассчитать вероятность явления. Например, вероятность осадков составляет 80%. Это значит, что из 50 членов ансамбля 40 (абсолютное большинство) прогнозируют дождь. Вместе с тем, есть 10 членов, которые исключают осадки.

Прогноз погоды от нейросети

С расцветом нейросетей их стали активно применять в прогнозировании погоды. Основной плюс — не нужно решать сложные физические уравнения и хранить огромные объемы информации. Вы собираете некоторый архив данных, а затем нейросеть самостоятельно анализирует его и выделяет закономерности.

Алгоритмы машинного обучения применяет, например, «Яндекс.Погода», используя систему Meteum. Нейросеть берет прогнозы, рассчитанные американской, канадской, японской и европейской моделями, и считает свой по модели WRF. Эти прогнозы сверяются с реальными наблюдениями в нескольких точках города, собранных по метеостанциям и спутникам. Потом она находит повторяющиеся закономерности и выдает прогноз «с точностью до дома».

Почему разные приложения дают разные прогнозы

Это происходит потому, что провайдеры используют разные алгоритмы, основанные на разных моделях прогнозов с разным уровнем детализации. Кто-то просто «штампует» прогнозы моделей, не делая поправку на реальную погоду. Другие нанимают синоптиков для наблюдений и исправлений ошибок.

Большинство популярных сайтов с прогнозами в интернете, отображают данные либо из американской GFS, либо из европейской ECMWF. Национальные метеослужбы делают прогнозы по собственным локальным моделям. Поэтому прогнозы погоды на Гисметео будет отличаться от Росгидромета.

Почему синоптики ошибаются

Точность краткосрочных прогнозов равна 95%. Прогнозы на пятые сутки имеют успешность на 80%, на 10 и более дней — только в половине случаев.

На точность прогнозов влияет множество факторов: количество и качество собираемых данных, способы их сбора и обработки, компьютерные ошибки и тот простой факт, что атмосфера Земли хаотична и ее очень трудно предсказать.

Ниже — основные причины, по которым погода не соответствует предсказаниям.

Неполнота наблюдений

Для идеального прогноза погоды необходимо точно знать текущие данные о фактической погоде на территории в несколько тысяч километров. Прогноз больше, чем на неделю, требует информации о том, что происходит с погодой на всем земном шаре.

На сегодня текущее состояние атмосферы известно приближенно, поскольку многие области планеты наблюдаются приборами слабо — океаны, тропики, пустыни, горы.

Как правило, метеостанций в городах значительно больше, чем в менее населенных районах. Среднее расстояние между метеостанциями на европейской территории России — 150 километров, в Сибири ― 300, на арктическом побережье еще больше. Данные в районах, где нет станций, восстанавливаются при помощи нахождения промежуточного значения, то есть приближенно. За счет этого возникают ошибки. Увеличивать плотность сети глобального наблюдения можно, но не бесконечно, поэтому данные никогда не станут полными.

Атмосфера хаотична

Синоптики пытаются предсказать то, что по своей природе непредсказуемо. Атмосфера представляет собой хаотичную систему: небольшое изменение состояния атмосферы в одном месте может иметь значительные последствия в другом — так проявляется «эффект бабочки». Любая ошибка, которая возникает в прогнозе, будет быстро увеличиваться и вызывать дальнейшие, но уже в большем масштабе.

Несовершенство моделей

Еще одна причина ошибок — несовершенство используемых прогностических моделей и методов. Некоторые погодные явления, такие как туманы и гололед, в моделях сознательно не учтены или упрощены, поскольку даже современные суперкомпьютеры не могут быстро их просчитать.

Несмотря на все технологические достижения, суперкомпьютеры не всегда точны. Хаотическая природа погоды означает, что до тех пор, пока синоптикам приходится делать предположения о процессах, происходящих в атмосфере, у любого компьютера всегда будет шанс ошибиться, независимо от того, насколько он мощный и быстрый.

Исследователи из Университета Пенсильвании нашли предел точности прогнозов погоды. Они обнаружили, что даже уменьшив первоначальные ошибки, лучшее, чего можно добиться, — это прогноз примерно на 15 дней вперед. И это если погода «установится».

Самое трудное — составить прогноз ожидаемых изменений погоды на предстоящие трое суток. Эта задача предполагает определение характера перемещения и изменения барических систем, фронтов и воздушных масс на следующие несколько десятков часов после получения информации о погоде, т. е. дать прогноз так называемого синоптического положения. С учетом всех этих перемещений собственно можно делать заключение о погоде в этом районе.

Прогнозы погоды бывают краткосрочными (на 1 — 3 суток), среднесрочными (на 4—10 суток) и долгосрочными (на месяц и сезон). Задача составления краткосрочных и среднесрочных прогнозов погоды состоит из двух этапов: прогноза синоптического положения и прогноза собственно погоды.

Прогноз синоптического положения обычно осуществляется на ЭВМ путем решения уравнений динамики и термодинамики, описывающих состояние атмосферы. Затем по этим данным синоптики составляют прогноз погоды, характеризующий будущие температуру и влажность воздуха, скорость и направляющие ветра, возможность выпадения осадков и т. д. При этом учитывается трансформация воздушных масс, т. е. изменение их свойств в зависимости от свойств подстилающей поверхности, сезона года и суточного хода метеорологических величин. Дополнительно оценивается влияние на погоду местных факторов — озер, рек, возвышенностей, больших городов и т. д. Для прогноза гроз и ливневых осадков используется информация метеорологических радиолокаторов.

Насколько же можно доверять синоптикам, т. е. какова достоверность краткосрочных прогнозов? Современные схемы краткосрочного прогноза погоды позволяют предсказывать будущее состояние атмосферы на срок не более 5 — 7 суток, причем наиболее надежными являются прогнозы на срок до 2 — 3 суток. Оправдываемость прогнозов на сутки достигает 90%. Почему же синоптики иногда ошибаются? Это происходит по ряду причин. Во-первых, еще несовершенны математические модели атмосферы. Во-вторых, нет достаточной информации о состоянии атмосферы. И, в-третьих, очень трудно выявить влияние местных условий на развитие крупномасштабных атмосферных процессов, определяющих погоду. Для устранения двух первых причин нужны упорная научная работа и техническое перевооружение сети метеорологических наблюдений. Третья причина не зависит от человека, и всегда будет вероятность погрешностей в краткосрочном прогнозе погоды.

Долгосрочным прогнозом принято считать прогноз на месяц и сезон. Установлено, что предсказуемость характера погоды в какой-то день в данном месте не превышает двух недель. Иными словами, как бы ни совершенствовались методы прогноза, невозможно предсказать конкретное явление погоды в определенный день на три недели вперед. Вряд ли будет найден такой метод прогноза, который бы позволил вычислить погоду по дням на предстоящий месяц или сезон. Это, однако, не означает, что бессмысленно прогнозировать погоду на месяц или сезон. Просто следует понимать, что, когда говорят о долгосрочном прогнозе погоды, имеют в виду месячные и сезонные аномалии температуры и осадков. Однако такие общие характеристики погоды на ближайший месяц и сезон пока еще далеки от удовлетворительного разрешения. Общепризнанно, что для долгосрочного прогнозирования необходимо рассматривать совместно атмосферу. Мировой океан и состояние поверхности суши, в частности, влажность почвы, наличие снежного и ледяного покрова. Однако надежных оперативных методов долгосрочных прогнозов погоды пока еще нет. Это важнейшая практическая задача метеорологии, на решение которой направлены усилия метеорологов всего мира.

Как написать прогноз погоды?

Вот несколько типичных выражений, используемых в сводке погоды:

1. высокая двадцать градусов.
2. минимум -25.
3. 20-процентная вероятность снега.
4. в основном солнечно.
5. солнечно с пасмурными периодами.
6. рекордный максимум/минимум.
7. выше/ниже средней температуры.
8. несколько порывов.

Как выглядит сводка погоды?

Обычный прогноз погоды сообщает вам высокие и низкие температуры за прошедший день. Он также сообщает вам текущую температуру. … В отчете о погоде также может быть указано, на сколько градусов средняя температура выше или ниже нормальной температуры в этот день.

Смотрите также, сколько проживет динозавр

Какие 7 пунктов обычно включают в прогноз погоды?

Методы наблюдения

Температура, влажность, осадки, атмосферное давление, скорость и направление ветра являются ключевыми наблюдениями за атмосферой, которые помогают синоптикам предсказывать погоду. Эти же факторы использовались с тех пор, как были зарегистрированы первые наблюдения за погодой.

Что означает отчет о погоде?

Определение сводки погоды

: систематическое изложение существующих и обычно прогнозируемых метеорологических условий над определенной территорией.

Как описать погоду по-английски?

Описание погоды

дождливый, мокрый, влажный, сухой, засушливый, холодный, туманный, ветреный, бурный, ветреный, безветренный, тихий, неподвижный; заклинание хорошей погоды; двухдневная солнечная погода; период дождливой погоды; Небо: пасмурное, пасмурное, безоблачное, ясное, светлое, голубое, серое (BrE серое), темное; кусочек голубого неба.

Какие аспекты вы видите в прогнозе погоды?

Более подробные отчеты о погоде также содержат информацию об осадках, скорости и направлении ветра, относительной влажности, атмосферном давлении и многом другом. Типичный отчет о погоде говорит вам высокие и низкие температуры за прошедшие сутки. Он также сообщает вам текущую температуру.

Кто готовит прогноз погоды?

Сводки погоды готовятся метеорологический департамент правительства.

Как сказать прогноз погоды по-английски?

Что представляют 69% в прогнозе погоды?

69% в прогнозе погоды будут представлять влажность.

Каковы 5 элементов погоды?

Существует несколько основных состояний атмосферы или элементов погоды. Они включают ветер, температура, давление, влажность, облака и осадки.

Какие 8 погодных элементов?

Восемь элементов погоды:

• Температура.
• Осадки.
• Направление ветра.
• Скорость ветра.
• Облака (типы и высота)
• Атмосферное давление.
• Влажность.
• Видимость.

Каковы шесть типов погодных условий?

Шесть распространенных типов погоды создают все погодные условия. При правильной влажности, ветер, атмосферное давление, температура, облака и осадки, бывает ливень.

Какая погода по 7 классу?

Погода определяется как атмосферное состояние любого места регулярно и определяется различными факторами, в том числе влажностью, температурой, скоростью ветра и др.

В чем разница между сводкой погоды и прогнозом погоды?

Прогноз прогнозируется погода. Отчет о погоде — это то, что происходит сейчас.

Каков приговор погоды?

Примеры погоды в предложении

Имя существительное Погода сегодня будет жаркой и сухой.Путешественники искали защиты от непогоды под навесом.Похоже, завтра нас ждет какая-то погода.

См. также, почему фотосинтез важен для жизни.

Какие есть слова о погоде?

Список слов

Погода	дождь	облако
буря	внезапное наводнение	атмосфера
холодный ветер	туман	изобара
похолодание	конденсация	прогноз
Снежная буря	заморозить	барометрический

Как вы отвечаете погоде?

Каковы 3 самых важных элемента погоды?

1. Температура 2. Давление воздуха (атмосферное) 3. Ветер (скорость и направление) 4.

Каковы 3 самых важных аспекта погоды?

Ветер, относительная влажность, температура, осадки и стабильность воздушных масс являются наиболее важными элементами для рассмотрения.

Что такое погода объясните на примере?

Погода сочетание текущих метеорологических составляющих, например температура, направление и скорость ветра, количество и тип осадков, часы солнечного сияния и т.д. Погоду определяют на короткий период времени до нескольких дней.

Видели ли вы сводку погоды по телевидению и в газете? Как вы думаете, как мы можем предсказывать погоду?

Ответ: Мы ежедневно видим прогнозы погоды по телевизору и в газетах. Эти сведения на самом деле регистрируются метеорологическими лабораториями присутствующих в разных городах страны. … Эта метеорологическая информация помогает нам предсказывать погоду.

Что из нижеперечисленного не является частью ежедневной сводки погоды?

Отвечать: Давление не является частью ежедневного отчета о погоде. Обычно все прогнозируется, но иногда Давление не прогнозируется в ежедневном отчете о погоде. Температуру в дневном отчете можно записать как Максимальная и Минимальная температура.

Как мы измеряем количество осадков?

Стандартным прибором для измерения количества осадков является Датчик дождя 203 мм (8 дюймов). По сути, это круглая воронка диаметром 203 мм, которая собирает дождь в градуированный и калиброванный цилиндр. Измерительный цилиндр может регистрировать до 25 мм осадков.

Как бы вы описали безветренную погоду?

NWS определяет свежий как скорость ветра от 15 до 25 миль в час при «мягкой погоде».

Какие из них помогают включить более быстрое испарение из тела животного для охлаждающего эффекта?

Пошаговое объяснение:

вариант а) Активное охлаждение .

Какие из этих тканей помогают проводить приготовленную пищу от листьев к корням?

твой ответ флоэма.

Каковы 4 основных элемента погоды?

Каковы четыре элемента погоды? Есть четыре основных элемента погоды, которые влияют на то, как мы воспринимаем нашу повседневную жизнь. Эти температура, ветер, снег или дождь, солнечный свет или облака.

Какие приборы мы используем для измерения погоды?

Обычными инструментами измерения являются анемометр, флюгер, датчик давления, термометр, гигрометр и дождемер.

Что такое элемент погоды?

Элементами погоды и климата являются те величины или свойства, которые регулярно измеряются и включают в себя: а) температуру воздуха, б) влажность, в) тип и количество облаков, г) вид и количество осадков, д) атмосферное давление и е) скорость и направление ветра. 3.

Как мы измеряем погоду и климат?

Что мы измеряем?

1. Что мы измеряем? Температура. Термометр …
2. Осадки. Дождемер Осадки измеряются с помощью дождемера. …
3. Направление ветра. Флюгер Направление ветра сообщается направлением, откуда он дует, согласно компасу. …
4. Скорость ветра. Анемометр …
5. Атмосферное давление. барометр

Посмотрите также, что происходит с энергией, когда она движется по уровням пищевой цепи?

Что такое 9 погодных элементов?

Измерение погоды

• Температура.
• Осадки, например ливень.
• Скорость и направление ветра.
• Облачность и видимость.
• Давление воздуха.
• Влажность (количество водяного пара в воздухе)
• Солнечный свет.

Какие 12 типов погоды?

Типы погоды

• Солнечно/Ясно.
• Переменная облачность.
• Облачно.
• Пасмурная погода.
• Дождь.
• Морось.
• Снег.
• бурный.

Как объяснить ребенку погоду?

Например, когда дети начинают описывать погоду, скорее всего, они будут использовать погодные факторы для этого — например, жарко или холодно, облачно или солнечно, дождь или снег или ветер. Вы можете ответить на их наблюдения, сказав: «Вы правы, сильный ветер — один из факторов, которые говорят нам о сегодняшней погоде».

Каковы 2 основных типа погоды?

Существует два основных типа: горячие воздушные массы, которые представляют собой большие области горячего воздуха, движущегося в одном направлении, и массы холодного воздуха, которые представляют собой области холодного воздуха, движущиеся вместе в одном направлении. Фронт – это место встречи двух или более воздушных масс. Холодный фронт возникает, когда холодный воздух наталкивается на массу теплого воздуха.

Прогноз погоды

Прогноз погоды

Написание отчета о погоде

Прогноз погоды