Чому погоду важко передбачати

Коли метеорологів просять передбачити, чи буде дощ у конкретному місці найближчими кількома годинами, вони часто помиляються.
Що дуже засмучує — здається, що дощ має бути легко відстежений, а знати, чи буде дощ — досить важлива деталь для всіх нас.
Але виявляється, що дощ – принаймні частина дощу – дуже важко передбачити у малих масштабах.
Ласкаво просимо до MinuteEarth.
Є два основні способи утворення дощу, і хоча ми дійсно добре пророкуємо один вид, ми дуже погано передбачаємо інший.
Перший вид, на який припадає близько 40% дощу, який ми переживаємо, — це тривалий дощ, який триває цілий день під сірим небом.
Це походить від гігантських повітряних мас, званих фронтами, що рухаються навколо планети; коли холодне наштовхується на тепле, то тепле, менш щільне, піднімається нагору.
Коли він піднімається, він швидко остигає, через що тонни водяної пари в ньому конденсуються прямо там, де зустрічаються дві повітряні маси, а потім випадають у вигляді дощу... або снігу, або мокрого снігу.
Оскільки самі фронти великі і їх легко відстежувати за допомогою радіолокаційних систем, метеорологи можуть не тільки точно сказати, де саме випаде цей тип дощу, але також можуть виміряти розмір і температуру двох повітряних мас і використовувати це для точного прогнозування. наскільки інтенсивним буде дощ і як довго він продовжуватиметься.
Але більшість дощу, який ми відчуваємо, виникає внаслідок процесу, званого конвекцією.
Цей тип дощу відбувається, коли тепло від землі нагріває невелику масу повітря, яка потім піднімається та охолоджується, внаслідок чого водяна пара в ній конденсується та падає на землю.
Цей процес підйому, охолодження та конденсації дуже схожий на те, що відбувається з переднім дощем.
Але оскільки конвективний дощ викликається теплом невеликої ділянки землі, а не різницею температур між двома великими масами повітря, набагато складніше.
Важко сказати, наскільки теплими будуть різні частини землі у певний час, чи буде цього тепла достатньо, щоб підняти певну масу повітря на певну висоту, скільки водяної пари утримує ця конкретна маса повітря і як довго ця конкретна маса повітря залишиться над цією ділянкою теплої землі.
Внаслідок всіх цих змінних дощ через конвекцію може виглядати як легкий сонячний душ або сильна гроза — і він може закінчитися за лічені хвилини або триватиме годинами.
Щобільше, маси повітря, залучені до конвективного дощу, часто набагато менші, ніж роздільна здатність більшості систем метеорологічного моніторингу, тому мало того, що радарам важко виявити мінішторми, але навіть якщо шторми виявляються, метеорологи
гадки не маю, чи йде дощ у всій області або тільки в її частині.
І ось ще одна неприємна річ у цьому важко передбачуваному типі дощу: оскільки він починається, коли земля нагрівається, ймовірність того, що це станеться влітку, і в місцях з великою кількістю теплопоглинаючих матеріалів вище. як міста.
Тому коли цей тип дощу дійсно йде, він часто відбувається в той час і в тому місці, де на вулиці збирається багато людей.
Іншими словами, не так вже й рідко буває, що на вашому параді буквально проливається дощ.
Точніше прогнозування опадів допоможе нам у багатьох речах — авіаперельотах, сільському господарстві, управлінні водними ресурсами, плануванні дій у надзвичайних ситуаціях та багато іншого — особливо коли погодні умови стають більш екстремальними.
Ось тут і з'являється спонсор цього відео, DeepMind: дослідницька лабораторія ШІ, що працює над одними із найскладніших проблем у науці.
ШІ прогнозування погоди DeepMind [генеративне моделювання] обробляє дані радара як фільм, пророкуючи наступні кілька кадрів у сцені на основі того, що було раніше.
Попри те, що дослідники все ще працюють над підготовкою цієї технології до прайм-тайму, вони спостерігають значне підвищення точності короткострокових прогнозів погоди.
Якщо ШІ принесе користь усім, дослідники та інженери, які працюють над ним, повинні мати різні точки зору.