Исправить с помощью зонда: точность прогнозов погоды вырастет вдвое
В России внедряют новейшую отечественную систему зондирования атмосферы, которая позволит вдвое повысить точность прогнозов погоды. Поставка оборудования уже началась. В Росгидромете «Известиям» уточнили, что 10 таких станций работают, еще девять установят до конца 2020 года. По данным Института физики атмосферы имени Обухова РАН, сегодня российские синоптики могут с точностью 97% прогнозировать погоду на завтра, 80% –– на три дня вперед, около 60% –– на две недели, а на долгосрочный период — еще меньше. С развитием материальной базы для наблюдений более верный прогноз можно будет делать уже на срок до двух недель, считают в центре «Фобос». Точность прогнозирования, в том числе долгосрочного, крайне важна для экономики –– температурные колебания влияют не только на отдельные отрасли, такие как строительство, энергетика и авиаперевозки, но и на ВВП страны в целом, отмечают экономисты.
Протестировано в Арктике
Бюджетное учреждение «Гидрометсервис», подведомственное Росгидромету, заключило контракт со структурой госкорпорации «Ростех» на поставку геофизических приборов и инструментов на общую сумму почти 138 млн рублей. Это следует из конкурсной документации, с которой ознакомились «Известия». Согласно условиям контракта, заказчику будет передано более 37 тыс. единиц различного оборудования. Поставщиком выступит компания «Радий» (входит в «Радиоэлектронные технологии» (КРЭТ) –– дочерний холдинг «Ростеха»).
Как сообщил «Известиям» генеральный директор КРЭТ Николай Колесов, входящее в концерн предприятие уже начало поставки «Гидрометсервису» оборудования для радиозондирования атмосферы. Система, которая называется «Полюс-С», предназначена для получения метеорологической информации –– о температуре, влажности, давлении, направлении и скорости ветра.
По словам Николая Колесова, она позволит в два раза увеличить точность прогнозирования погоды за счет того, что радиозонд точнее измеряет температуру и чаще обновляет данные, чем используемое сейчас оборудование.
Если погрешность эксплуатирующихся радиозондов составляет от 1,2 до 2,5 градуса, что соответствует действующим требованиям Минприроды, то у новых она всего 0,6.
Сотрудник Росгидрометцентра
–– Такие системы будут установлены на метеостанциях по всей стране в рамках масштабной программы Росгидромета, –– сказал «Известиям» исполнительный директор «Ростеха» Олег Евтушенко.
По его словам, системы нового поколения позволят метеорологам составлять более точные прогнозы погоды на основе компьютерных моделей атмосферы.
В Росгидромете сообщили «Известиям», что 10 аэрологических радионавигационных комплексов (АРНК) на базе системы «Полюс-С» уже эксплуатируются, еще девять установят в 2019–2020 годах. Вся сеть сейчас насчитывает 115 аэрологических станций. Преимущество АРНК в отличие от радиолокационных станций заключается в более точных данных, их минус –– в очень дорогих одноразовых зондах (время работы четыре часа).
В «Ростехе» уточнили, что «Полюс-С» –– полностью отечественная разработка, которая тестировалась на космодромах Байконур и Восточный, а также в условиях Арктики. Она состоит из базовой наземной станции и радиозондов МРЗ-Н1, оснащенных приемниками ГЛОНАСС/GPS. Зонды как раз и проводят измерения температуры (от –90 до +50), влажности и других параметров, а затем передают их на Землю.
Горизонт в две недели
Точность метеопрогнозов зависит как от совокупности данных наблюдений (причем не только с поверхности, но и со всей толщи атмосферы), так и от качества числового моделирования, сказал «Известиям» старший научный сотрудник Института физики атмосферы имени Обухова РАН Александр Чернокульский.
–– Профили температуры и влажности, полученные с помощью спутникового зондирования или радиозондирования с поверхности (к последнему относится система «Полюс». –– «Известия»), дают решающий вклад в снижение ошибок в прогнозах, –– отметил он.
Причем получение новых данных радиозондирования в полярных районах, по словам эксперта, особенно важно в связи с малочисленностью метеостанций там. Качество прогнозов погоды, безусловно, должно выиграть от обновления приборной базы, добавил Александр Чернокульский.
По его словам, сейчас в России точность прогноза погоды на завтрашний день составляет около 97%, на три дня вперед –– порядка 80%, а на 10–14 дней –– около 60%.
В 1990-е годы российские метеорологи лишились значительной части материальной базы –– были заброшены наземные станции, утеряны морские метеобуи, закрыты станции аэрологического и ракетного зондирования, сокращена сеть радиолокационных станций, рассказал «Известиям» ведущий специалист центра «Фобос» Евгений Тишковец.
Метеостанция в поселке Курортное в Крыму
По действующим нормам, одна метеостанция должна приходиться на каждые 25–50 кв. км территории. Однако этот норматив, по его словам, соблюдается только в центральной части России, а в Сибири и на Дальнем Востоке может быть одна станция на 500 км.
–– Поэтому нужно обновлять оборудование. Гидродинамические модели, которые с помощью многоуровневых систем уравнений позволяют прогнозировать будущее состояние атмосферы, требуют большого количества исходных данных. Для этого нужны системы фактического наблюдения. Чем больше данных, тем качественнее модель –– она позволит дать прогноз для меньшей территории и более точный по времени, –– пояснил эксперт.
Обновление оборудования позволит не только лучше прогнозировать погоду, но и вовремя делать предупреждения о наводнениях, торнадо и других стихийных бедствиях. По его словам, у отечественных метеорологов есть инструменты для моделирования погоды и сильные математики, но материальная база отстает, в частности не хватает метеоспутников. Сегодня метеорологи могут дать точный прогноз погоды на 5–7 дней, но в перспективе этот период может увеличиться до двух недель, подтвердил эксперт. Со временем это позволит приблизить точность прогнозов к Японии, где каждый гражданин может видеть погоду в любой точке города и в любой момент времени, добавил Евгений Тишковец.
В то же время Александр Чернокульский считает, что принципиальной разницы в метеопрогнозировании в России и за рубежом нет –– точность сопоставима.
Задача для суперкомпьютера
Метеоусловия влияют на многие сектора экономики, прежде всего, на сельское хозяйство, строительство и энергетику, сказал «Известиям» руководитель направления Центра макроэкономического анализа и краткосрочного прогнозирования Владимир Сальников. Согласно расчетам Центра, понижение температуры зимой на каждые 2,5 градуса приводит, грубо, к повышению выработки электроэнергии в РФ на 1%. Эксперт добавил, что если говорить о влиянии колебания температуры на валовой внутренний продукт страны, то снижение среднегодовой температуры на один градус прибавляет 0,05% к ВВП. Например, уменьшение среднегодовой температуры в 2018 году на 0,6 градуса «разогнало» ВВП примерно на 0,03-0,04%, то есть не менее чем на 30 миллиардов рублей, добавил Владимир Сальников.
Чрезвычайно важна точная метеоинформация и для организации авиаперелетов. Она учитывается не только, когда самолет или вертолет в воздухе, но еще на этапе планирования каждого полета: влияет на выбор маршрута, запасных аэродромов, сказали «Известиям» в пресс-службе Госкорпорации по организации воздушного движения (ОрВД). Там добавили, что экипажи получают полетную документацию, включая метеосводки в распечатанном или электронном виде. В полете экипаж воздушного судна также информируют о погоде через системы ATIS, VOLMET или через диспетчеров.
По словам ученых, задача определения точного прогноза погоды настолько сложна, что ставится одной из основных для квантовых компьютеров будущего. Однако даже им она может оказаться не под силу, пояснил инженер лаборатории «Сверхпроводящие метаматериалы» МИСиС Илья Беседин.
–– Дело даже не в мощностях. Прежде всего для прогноза необходимо улучшать качество входных данных (скорость ветра, давление, влажность и прочие), то есть строить и обслуживать больше современных метеостанций и метеоспутников, –– сказал он.
Прогноз погоды, по словам эксперта, требует качественного структурирования собранных за многие годы данных о погоде и создания метеорологических моделей.
