Vremea este ceva care interesează aproape fiecare persoană în fiecare zi. Prin urmare, prognoza meteo a fost și se va referi la cele mai interesante și întotdeauna știri actualizate. În același timp, precizia acestor previziuni întotdeauna și peste tot cauzează critici. Este posibilă precizia matematică în predicția vremii? Dacă nu, de ce? Și dacă da, în ce măsură? Aceasta a fost conversația noastră cu doctor în științe fizico-matematice, profesor universitar, sef al Laboratorului de procese hydrothermodynamic Modelarea matematică în mediul natural al Institutului de Matematică computațională și matematică Geofizică (ICMMG) SB RAS Vladimir Viktorovich Penenko.
Există o serie de definiții ale vremii. Cea mai scurtă este: "Vremea este starea actuală a atmosferei." Vremea este studiată și prognozată de meteorologie. Pentru prima dată acest termen a fost folosit de Aristotel. În mai multe țări astăzi meteorologia se numește "fizică atmosferică". Fizica este o știință exactă, dar câți meteori meteorologi vor fi de acord astăzi să considere meteorologia ca o știință exactă? Se pare că nu.
În acest sens, merită să ne amintim că celebrul fizician rus și sovietic, unul dintre fondatorii teoriei non-staționare (expansiune) universul Alexander Friedman nu numai implicat în cosmologie, dar, de asemenea, meteorologie. În astrofizică, el ar putea face previziuni cu privire la soarta miliarde univers de ani în viitor, dar pe scara unei planete Pământ a fost confruntat cu faptul că este imposibil de prezis cu certitudine absolută pe vreme de mai multe zile în avans.
De ce nu poate meteorologia să fie la fel de precisă în predicțiile sale, cum ar fi astronomia și astrofizica? Din această întrebare a început conversația noastră cu Vladimir Viktorovici Penenko.
Potrivit lui, datorită variabilității constante a proceselor atmosferice, o previziune meteo exactă este o chestiune foarte complicată. Și există limite obiective de predictibilitate chiar și atunci când se utilizează metodele științelor exacte. De exemplu, folosind modele matematice deterministe moderne, prognoza meteo poate fi făcută pentru o perioadă de aproximativ 10 zile. Pentru chimice previziuni fiabile, meteo aerosoli (de exemplu, starea de poluare a aerului) necesită informații cu privire la ordinele de mărime mai mare decât pentru prognoza meteo, deoarece este necesar să se cunoască detalii suplimentare ale tuturor surselor și compoziția emisiilor, precum și mecanismele de transformare a poluanților primari și apariția produselor secundare ale acestora transformare. Prin urmare, limita previzibilității calității atmosferei este mult mai scurtă. Și astfel de termeni scurți sunt în multe privințe legate de activitatea solară, prognoză care constituie o problemă separată.
În acest sens, apare o întrebare firească. Toată lumea a auzit, probabil, expresia „vremea alimentară“, în legătură cu o serie de mega-regiuni ale Pământului, cum ar fi regiunea arctică. Dar se pare că bucătăria reală a pământului este la 150 de milioane de kilometri de planeta noastră, de Soare. Și pentru ca meteorologia să prezică cu precizie vremea pe Pământ, trebuie să știe ce se va întâmpla pe Soare. Și acest lucru, cu nivelul modern de cunoștințe științifice, nu este încă posibil. Cu toate acestea, pentru prognoza meteo precise trebuie să știți chiar mai mult: influența oceanelor, procesele din litosfera (de exemplu, erupții vulcanice), impactul activităților umane (poluare antropică a mediului natural). A lua în considerare și a calcula toți acești factori este incredibil de dificilă și foarte des imposibilă.
Cu toate acestea, într-o altă ocazie, Einstein a spus că "Domnul este subtil, dar nu rău intenționat". Natura, de regulă, creează ea însăși premisele pentru rezolvarea misterelor pe care le reprezintă. Aceasta este supusă mai multor regularități, în special ciclicității. Și după ce ați studiat ciclurile trecutului, puteți anticipa viitorul. Și acest lucru se aplică proceselor care apar atât pe Soare, cât și pe Pământ.
Ne întoarcem la conversația noastră cu Vladimir Viktorovici Penenko. Vorbea despre asta. În căutarea unei memorii pe termen lung în circulația atmosferică, acei factori principali care determină vremea nu pentru o zi, ci pentru o perioadă lungă de timp. La urma urmei, schimbările climatice continuă să formeze un climat foarte stabil. Clima este un regim de vreme pe termen lung, caracteristic localității date datorită locației sale geografice. Clima, spre deosebire de vreme, nu se poate schimba de foarte mult timp, iar dacă se schimbă, este de obicei foarte lentă. Și se bazează pe fenomene și procese repetitive, iar ceea ce este repetat este previzibil. Deși la început termenul "amintirea sistemului climatic" părea ciudat pentru mine. Cu toate acestea, memoria nu este numai la animale și plante, chiar și metalele au memorie. Deci, de ce nu poate memoria sistemului climatic?
Vladimir a spus că, în laboratorul său sunt angajate în căutarea de efectele de memorie pe termen lung, principalii parametri pentru care sunt principalii factori care determină vremea :. presiunea barometrica, debitul de aer, temperatura suprafeței de bază, temperatura oceanelor și alte baze de date există acum date reanalizare, care sa concentrat informații extinse despre circulația atmosferică cu toate procesele asociate pentru o perioadă mai mare de 60 de ani. În laborator, un model matematic care permite de a extrage din informațiile bazele de date privind parametrii de modul similare sau diferite ale sistemului în orice zi a perioadei de observație. A fost posibil să se calculeze așa-numitele „factori principali“, adică, pentru a identifica modele comune, precum și pentru a evalua intervalul de variabilitate a acestora, împărțind în mod convențional procese climaterică semnificative și „zgomot vreme“. Aceste informații pot fi folosite pentru a construi scenarii pentru variabilitatea pe termen lung în circulația proceselor atmosferice. Și în acest caz, scenariile predictive se bazează pe calcule folosind modele matematice utilizând informațiile meteorologice disponibile. Pușkin a scris despre posibilitatea de a „armonie cu algebra“, dar în acest caz, este o chestiune de verificare matematica a sistemului climatic. Cu toate acestea, bine-cunoscut spunând că „fiecare știință la fel de mult o știință cum matematică.“ Și acest lucru este valabil și pentru știința climatică și climă.
Cu toate acestea, în ciuda importanței prognozei meteorologice, zona principală de aplicare a laboratorului, care este condus de Vladimir Penenko, din cauza problemelor de ecologie, evaluarea perspectivelor de mediu pentru regiunile industriale, orașe, industriale și obiecte naturale. Pe baza unui complex multifuncțional de metode și calcule matematice, se rezolvă o gamă largă de probleme teoretice și practice. Printre acestea: problemele locale și globale ale poluării atmosferice; evaluarea transferurilor transfrontaliere, calcularea curenților și a poluării corpurilor de apă; sarcinile de mediu pentru situații normale și de urgență în atmosferă și corpuri de apă; identificarea surselor de impact antropic; identificarea precondițiilor și prognozarea consecințelor dezastrelor de mediu; Evaluarea riscurilor și vulnerabilităților de mediu, precum și soluționarea altor probleme.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: