Если бабочка взмахнет крыльями

Валерий Цепелев | ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА

ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА

В апреле 1834 года, 185 лет назад, Николай I написал «Согласен» на докладной записке об учреждении в России магнитных и метеорологических наблюдений. А в апреле 1849-го была организована Главная физическая обсерватория, руководил которой академик Купфер. Сейчас здание в самом начале 23-й линии Васильевского острова (то самое, откуда пошла вся российская гидрометеорология) занимает Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу, а в том самом кабинете, который когда-то занимал Купфер, работает наш гость. Беседу с «главным по погоде» на Северо-Западе мы, естественно, начали вопросом про ушедшую зиму.

- Валерий Юрьевич, метеорологов этой зимой - весной не раз спрашивали: «Снежный рекорд побит?». А метеорологи: «Да ничего особенного»...


- Снега действительно было много, высота снежного покрова достигла максимума 8 февраля - 50 см. Рекорд был поставлен в 2011-м, 5 марта: 73 см. А в этом году после 8 февраля наступила оттепель, так что снег если и выпадал, то его как «корова языком слизывала».

Вообще рекордными по осадкам были 2003, 2011, 2012 годы... Прошлый был малоснежным и, наверное, по сравнению с ним создается ощущение, что нынешний год особенный. Снежный, но не рекордный.

Ожидая снежную зиму, мы даже начали готовить специальное приложение для мобильных телефонов «Дождевик», которое, по замыслу, должно было удовлетворить интерес горожан, дорожников и коммунальных служб к информации о том, где, когда и сколько выпадет осадков. На карту города и области должны выводиться данные нашего метеорологического локатора об облаках с зарядами снега и дождя и прогноз их перемещения на 2,5 часа вперед. К сожалению, эту «ложку» к обеду, то есть к зиме, выпустить не успели, хотя летом применительно к дождям приложение тоже будет актуально.

Почему к зиме не успели? Средств недостаточно. По техническим возможностям мы отстаем, скажем, от крупных поисковиков: они дают красивую картину осадков, но с точки зрения профессионального прогнозиста качество и количество доступной информации у нас несравненно выше. Имея такой мощный инструментарий, я пытаюсь договориться с дорожными службами о том, чтобы качественно изменить наше с ними взаимодействие, предлагаю им использовать детальную информацию о перемещении зон осадков над городом и областью.

- Приведите пример, пожалуйста.


- Например, Кольцевая дорога: она и зимой была чистая, потому что ее обрабатывали реагентами. По регламенту уборки дорог, обработку реагентами нужно начинать не позднее чем через 10 - 15 минут после начала снегопада. А по факту дорожники начинали, когда уже выпадало довольно много снега. Он, естественно, прилипал к асфальту, и снегоуборочные машины подчас сдирали вместе со снегом дорожное полотно. Этого можно избежать, если в реальном времени видеть приближение снежных зарядов к районам города, а следовательно, своевременно начинать обработку дорог.

- Дорожники заинтересовались вашими предложениями?


- Мы пока разговариваем с компаниями, обеспечивающими информацией федеральных дорожников. Вот они-то и заинтересованы в новом подходе. Но в целом коммунальные службы хоть и говорят, что им интересно, однако...

- Неужели до сих пор нет моделей, которые предупреждали бы власти и бизнес: готовьтесь к очень снежной зиме?


- Сделаю небольшой экскурс в историю. Был такой академик Крылов Алексей Николаевич: кораблестроитель, генерал от флота, его именем названо судно «Академик Крылов», а в Петербурге - улица... Так вот в 1916 году он руководил российской гидрометслужбой. Работал в этом здании. И вспоминал в мемуарах, в частности, о собрании, которое здесь проводилось при вступлении его в должность.

Он несколько часов слушал дискуссии метеорологов, потом встал и сказал... Не цитирую, но передаю по смыслу: «Я всегда считал, что науки делятся на точные, к которым относятся математика, физика, химия, и оккультные - астрология, хиромантия и прочее. Так вот после вашей дискуссии я считаю, что метеорология относится к оккультным наукам».

- Забавно. Но это было больше ста лет назад.


- Так некоторые вещи с тех пор и не изменились.

Чтобы объяснить, почему нельзя предсказать точно, какая будет зима, начну с того, что наблюдения ведутся не над всей поверхностью Земли. Сеть метеостанций где-то очень густая, а где-то их практически нет - например, в океанах, в Южном полушарии. Над этими районами может зародиться что угодно - и мы этого не увидим.

Да, метеорологические спутники нам помогают. Например, с их помощью можно дистанционно определять температуру воды в океане. Но - только если нет облаков. Допустим, где-то в тропиках в океане над закрытым высокой облачностью участком начал зарождаться тропический циклон. Никакая математическая модель его не спрогнозирует, потому что для расчетов нужны начальные данные, а если свежих данных нет либо они введены некорректно?..

Это так называемый эффект бабочки Лоренца. Еще в 1960-е годы ученым Лоренцом было показано, что небольшое, как «взмах крыльев бабочки», воздействие в удаленных районах земного шара может приводить к перестройке всей циркуляции атмосферы и последующим непредсказуемым мощным событиям. В роли «бабочки» может выступать какое-нибудь незамеченное грозовое облако в джунглях Амазонки.

Конечно, со временем модели все совершеннее, данных все больше, а погрешностей в расчетах все меньше. Но сложность заключается в том, что каждые четыре дня ошибки в прогнозе температуры удваиваются. Вы промахнулись на два градуса - через четверо суток ошибка составит уже четыре градуса, а через восемь суток - восемь градусов. Поэтому и существует предел предсказуемости 14 суток: через это время даже лучшие модели приходят в состояние хаоса.

Предел предсказуемости объективен. Он обусловлен, во-первых, недостаточной плотностью сети наблюдений. Во-вторых, модели точно описывают далеко не все физические процессы в атмосфере. Например, сложно учитывать изменение ветра в приземном слое, где на его скорость и направление влияют деревья, дома и прочие преграды. А между тем изменение в структуре ветра может привести к возникновению вихря, а тот в свою очередь разовьется в циклон... В-третьих, решение системы уравнений в гидродинамической модели не точное, а приближенное. Четвертый источник ошибок состоит в том, что о некоторых процессах в природе мы просто очень мало знаем.

- Например?


- Мы до сих пор не можем сказать, как в точности влияет на погоду солнечная активность. Знаем только, что ее влияние на климат определенно есть. Например, с 1645-го по 1715 год наблюдался так называемый минимум Маундера, когда активность Солнца была минимальной - и посмотрите на картины малых голландцев в Эрмитаже: в Амстердаме на коньках катались. В отдельные годы замерзал Босфор и даже Адриатическое море. А при повышенной активности Солнца - противоположная картина: поселились же в IX веке викинги в Гренландии и Исландии.

Дальше. Мы до сих пор не знаем четко, что происходит в толще глубин океана (а это 70% площади планеты): как океан поглощает углекислый газ или как глубинными течениями перераспределяется тепло.

То же самое касается вулканической активности: наука до сих пор не может предсказать землетрясения, извержения вулканов, а именно вулканическая активность ответственна за многие похолодания на планете. Например, извержение Кракатау в 1883 году вызвало уменьшение глобальной температуры на один градус.

Незнание всех этих причин не позволяет их учесть в моделях погоды. А на планете существуют миллионы обратных цепных связей между сушей, океаном, атмосферой, льдом и т. д. И раз модели неустойчивы и предел предсказуемости составляет всего 14 суток, то говорить о «точном, детализированном» прогнозе погоды на месяц, на два, три - мягко говоря, шарлатанство.

Как ни странно звучит, но мы можем точнее предсказать аномалии температуры или осадков на больших площадях и с большим временным осреднением. Например, возникновение какой-нибудь аномалии проще спрогнозировать на все лето для всей Европы, чем на конкретный июнь в Петербурге. Сезонные процессы очень сильно подвержены влиянию океана, и, следовательно, их физическую сущность мы хотя бы понимаем. Процессы же с масштабом времени в один месяц более хаотичны.

- И все же: в чем наука за последнее время продвинулась? А то покажется, будто мы вообще ничего не знаем.


- Ну что вы! Сегодняшняя оправдываемость прогнозов составляет 95 - 98%. Просто человеку свойственно подмечать то, что «не сбылось». Или возмущаться: «Обещали в Петербурге минус пять и снег, а тут минус десять и никакого снега». Но Петербург - громадная территория; между прочим, больше площади Москвы (если не считать Новой Москвы). Когда я еду зимой с окраины города в центр, разница температур может достигать шести-семи градусов, осадки тоже неравномерно по площади распределяются.

Вообще качество прогнозов погоды с момента создания Гидрометслужбы росло в несколько этапов.

Первый шаг был сделан, когда появилась синоптическая метеорология: в начале ХХ века норвежские ученые сформулировали современное представление о фронтах и атмосферных вихрях, которые переносят тепло, влагу, облачность, изменяют давление. Когда научились прогнозировать перемещение этих вихрей, качество прогнозов существенно возросло.

Следующий шаг - начало аэрологического зондирования верхних слоев атмосферы: там формируются основные воздушные потоки, которые определяют перемещения циклонов и антициклонов.

Третий - появление гидродинамических моделей. Сейчас Гидрометслужба перешла на новое поколение суперкомпьютеров, использующихся для расчета моделей погоды. Между прочим, самые мощные суперкомпьютеры используются в атомной энергетике и в прогнозировании погоды, что само по себе говорит о сложности изучаемых нами процессов.

Автоматизируется наблюдательная сеть и, хоть медленно, расширяется. Растут и частные сети наблюдений - на железной дороге, на сети автомобильных дорог. Но мы еще сильно отстаем в этом от развитых стран. Например, в прошлом году я с делегацией Росгидромета ездил в Австралию, опытом обмениваться, - так вот там две тысячи государственных постов наблюдения за уровнем воды и четыре тысячи волонтерских. Некоторые фермерские семьи уже поколениями наблюдают за уровнем воды, они понимают, что этот труд скажется на точности прогноза и вернется им сторицей. В России сеть автоматических станций подвержена причудливому вандализму: автоматические приборы расстреливают из ружей, разбирают на металлолом...

Мне рассказывали: Сочи, в горах висит автоматическая станция; так один горнолыжник (а это по определению человек не из «низких социальных слоев») часа два кидал в нее камни, пока не разбил. Вот скажите мне, зачем?

Продолжу: бурно развивается спутниковая метеорология. Однако и тут есть сложности: примерно 90% всех спутниковых данных ложатся в архивы необработанными. Объем информации настолько велик, что пока мы можем ее использовать только частично. Не буду даже говорить о том, что по количеству метеорологических спутников мы на одном из последних мест среди космических держав мира.

- В какой стране самая передовая гидрометслужба?


- По объемам получаемой информации - в США. Хотя лучшие модели, на мой взгляд, строят в Европейском союзе.

В России в этом смысле вечная беда - отсутствие денег. А оно в свою очередь связано с непониманием возможностей, которые дает бизнесу метеорологическая информация.

- Как это: везде понимают, а у нас нет?


- В развитых странах норма прибыли низкая и там учитывают все, что может на нее повлиять. А если у бизнеса норма прибыли, грубо говоря, 30%, то ему неинтересна его гидрометеорологическая безопасность. Любые потери, вызванные неблагоприятными погодными явлениями, бизнес покроет из этой огромной прибыли.

На гидрометеорологию у нас обращают внимание, когда «гром грянет»: наводнения в Крымске, Хабаровском крае, падение самолета в Ростове... Или когда очевидно, что без прогнозов не обойтись - например, надо понимать, как поведет себя лед рядом с нефтяными вышками или при проводке каравана судов с никелем и платиной из Норильска в Мурманск. Слишком велика цена ошибки.

Сфера, где прогнозы используются эффективно и где за них готовы платить, - авиация, и именно потому, что там это жизненно необходимо. Но даже в этой отрасли затраты на гидрометеообеспечение слишком низки. В упомянутой Австралии затраты на гидрометеорологическое обеспечение авиации - 24 цента на каждого пассажира. В России - меньше в несколько раз. А, скажем, капитану парохода в Балтике в целом все равно, какая погода его застанет в море: суда большие, а море маленькое.

Прогнозы могли бы послужить бизнесу страховкой в погодозависимых отраслях. Например, в США на Чикагской товарной бирже уже более лет 20 торгуют фьючерсами на погоду: температуру, осадки, давление. Фермеры, энергетические компании таким образом страхуют возможные убытки.

У нас разговоры о фьючерсах на погоду велись еще более десяти лет назад и так и остались разговорами. Чтобы механизм работал, на рынке должны быть тысячи игроков: если кто-то теряет деньги, то должен быть кто-то, кто их получает. А много ли у нас фермеров? Хозяйства почти полностью подобраны крупными землевладельцами. Энергетические компании, видимо, получают сверхприбыли, и им неинтересно страховать свои убытки.

Или вспомните: когда дамбу только построили, паром «Принцесса Анастасия» с пассажирами стоял в море перед закрытой дамбой пару суток. Фирма-перевозчик несла большие убытки. То же самое грузовые суда: отсиживаются перед дамбой во время наводнений, а простой среднего сухогруза стоит не менее 25 тысяч долларов в сутки. Почему бы не активизировать в этом смысле страховой рынок, основанный на гидрометеорологических прогнозах?

Еще пример: обеспечение прогнозами через медиа, мобильные приложения. У нас в планах разработка нескольких таких. И не только по осадкам, как уже упомянутый «Дождевик», который со дня на день появится в испытательном режиме на нашем сайте. Но и, например, приложение по уровню воды. Вспомните: лето, белая ночь - какое количество «тараканов» ползает по Неве и каналам, я имею в виду всевозможные суденышки. Мосты низкие, и при колебаниях уровня воды туристическое движение то останавливается, то возобновляется. Но мы разрабатываем очень точные прогнозы колебания уровня Невы и Невской губы и намерены сделать их общественным достоянием. Так что можно будет закрывать для навигации не всю дельту Невы, а действовать точечно.

- Вы упоминали гидрометеорологическую безопасность: что в нее входит?


- В первую очередь опасные явления погоды. Ветер, наводнения, лавины, шторма, экстремальные температуры. А, к примеру, мониторингом загрязнения воздуха занимаются несколько ведомств, у каждого своя сфера ответственности: Гидрометслужба, например, не занимается «запахами», это зона деятельности Роспотребнадзора. Наш «кусочек пирога» - так называемые неблагоприятные метеорологические условия. Они наблюдаются, когда прекращаются восходящие движения воздуха и все вредные примеси из-за деятельности предприятий остаются у поверхности земли. Тогда объявляется режим НМУ, неблагоприятных метеорологических условий, и предприятия должны приостанавливать выбросы.

В Петербурге это случается в среднем четыре дня в году. Но в Ленбласти есть города, где останавливать предприятия приходится чаще - в Волхове, Бокситогорске, Сланцах... Гидрометслужба обязана оповещать о наступлении таких неблагоприятных явлений всех заинтересованных лиц, в первую очередь органы государственной власти и МЧС.

Кстати, в том, что касается мониторинга загрязнений, у Северо-Западного управления гидрометслужбы есть достижение, которым можно гордиться. В 2017 году 12 станций мониторинга загрязнений нашего ведомства и 28 станций Санкт-Петербурга наконец договорились и объединили свою систему наблюдений в едином информационном поле. При этом Петербург - пока единственный субъект Федерации, где удалось объединить ведомственную и государственную сеть.

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 062 (6415) от 05.04.2019.


Материалы рубрики

31 Октября, 19:11
Шейла ГУОЛТНИ
04 Сентября, 08:41
Джон Байерли
01 Августа, 05:30
Николай НЕЗНАНОВ

Комментарии

Самое читаемое

#
#
Фигуры принципов. Почему Елизавету Туктамышеву не взяли на ЧМ в Японию
05 Марта 2019

Фигуры принципов. Почему Елизавету Туктамышеву не взяли на ЧМ в Японию

Это стало поводом для бурных дебатов, ведь подопечная Алексея Мишина по ходу сезона выглядела явно предпочтительнее Евгении Медведевой.

Биатлону в Америке снова не повезло
12 Февраля 2019

Биатлону в Америке снова не повезло

Седьмой этап в канадском Кэнморе испортили морозы, а восьмой в американском Солт-Лейк-Сити под угрозой из-за сильной оттепели.

Петербургские кораблестроители получили заказ, не выполнявшийся с советских времен
28 Января 2019

Петербургские кораблестроители получили заказ, не выполнявшийся с советских времен

Они построят шесть крупных рыбопромысловых судов, способных работать во льдах.

Лариса Малеванная: «Купчинскую квартиру выстроили  в Румынии – это дешевле»
22 Января 2019

Лариса Малеванная: «Купчинскую квартиру выстроили в Румынии – это дешевле»

Народная артистка России празднует сегодня юбилей – 80 лет. Наш автор пообщался с актрисой.

Битва Петербурга и Ленобласти за выезд из Нового Мурино продолжается
21 Января 2019

Битва Петербурга и Ленобласти за выезд из Нового Мурино продолжается

Проект выезда из жилого комплекса уже готов, но план строительства утвердить пока не могут. Разбираемся, почему.

В Петербурге растет спрос на самостоятельные путешествия
15 Января 2019

В Петербурге растет спрос на самостоятельные путешествия

Гости Северной столицы не стремятся обращаться в турфирмы и экскурсионные бюро.

Индексация пенсий – с 1 января: примеры расчета
14 Января 2019

Индексация пенсий – с 1 января: примеры расчета

Если пенсионер хочет проверить, правильно ли ему увеличили сумму, не обсчитали ли, ему нужно размер своей пенсии умножить на 0,0705 (7,05%).

Кто прикрывал «черных лесорубов» в Ленобласти?
10 Января 2019

Кто прикрывал «черных лесорубов» в Ленобласти?

По версии следствия, на территории Ленобласти действовала преступная группа, специализировавшаяся на хищении и незаконном обороте древесины. Подробности расследования – в нашем материале.

Делатель судеб. К 100-летию Игоря Владимирова
10 Января 2019

Делатель судеб. К 100-летию Игоря Владимирова

Его учеников-актеров было так много, что из них в Ленинграде с нуля был создан новый театр – Молодежный, который жив и сегодня.

На полшага впереди. История «железнодорожного» подарка Сталину
26 Декабря 2018

На полшага впереди. История «железнодорожного» подарка Сталину

Огромное цветное панно «Поезд в пути», размером четыре на шесть метров, было преподнесено от работниц-активисток женсовета железнодорожного депо станции Шепетовка.

Дело табак. ЦБ РФ отозвал лицензии у двух банков
24 Декабря 2018

Дело табак. ЦБ РФ отозвал лицензии у двух банков

Организации не представляли невские берега, но их проблемы напрямую касаются Петербурга и Ленобласти.

Новгородцы взялись за ремесло. Экономические итоги года на Северо-Западе
21 Декабря 2018

Новгородцы взялись за ремесло. Экономические итоги года на Северо-Западе

Оценим информацию о социально-экономическом развитии 11 субъектов Северо-Западного федерального округа за минувший год.