Технологии прогнозирования погоды в России и Беларуси

Одной из важнейших целей работы Росгидромета и Белгидромета является сотрудничество в области прогнозирования. Важен не сам прогноз, а действия, предпринятые населением, когда они получили этот прогноз. Наша задача - детализировать, когда и что будет. А уже возможность населения - использовать этот прогноз по назначению. Если мы сказали, что пойдет дождь - человек взял зонт, и завтра об этом забудет. Поэтому мы стараемся давать не только прогноз, но и рекомендации, как вести себя в той или иной ситуации, что делать при сильном ветре, при грозе, граде, сильных морозов. Для отраслей экономики это называется специализированный прогноз, а для населения - прогноз, который обеспечит его комфортность. Есть еще понятие детализации прогноза. Каждый житель Костромы хочет слышать прогноз по Костроме. Мы занимаемся как раз детализацией, расширением по территориям, увеличением точности прогноза.

Прежде, чем будет достигнут практический эффект, необходимо разработать идеологию, философию достижения этого эффекта. Сегодняшний круглый стол продемонстрировал, что прогностическая гидрометеорология является сложным географическим, физико-математическим, экономическим направлением. Разработка новых моделей атмосферной циркуляции, со сложной физикой, со сложными математическими приемами, которые используются при прогнозировании, реализация этих моделей на современных вычислительных платформах - именно все это в комплексе и позволяет достигать практический эффект, о котором говорил Анатолий Иванович, с чем я полностью согласен - детализация, заблаговременность, и так далее.

Не планируется это объединение. Эффект уже сейчас существует оттого, что мы есть. Гидрометцентр России является научно-методическим руководителем в вопросах прогнозирования погоды как в РФ, так и в Беларуси. У каждого есть своя зона ответственности. Задача Гидрометцентр России - это методика и прогноз по России. У нас, в Гидрометцентре Беларуси - это прогнозирование на территории Беларуси. Хотя опираемся мы на те же методики, те же модели, и говорим на одном языке. Важно не объединение, а содружество.

В качестве подтверждения этой мысли хочу обратить внимание, что в России существует более десятка гидрометцентров - западносибирского управления метслужбы, северокавказского, и так далее. Региональные гидрометцентры обеспечивают максимально полной, надежной, точной информацией те территориальные структуры России, которые расположены в зоне их ответственности. А Гидрометцентр России является структурой, которая выполняет научно-методическое развитие всей гидрометслужбы страны. Именно поэтому не предполагается объединение, а содружество, использование наработанных методик - это самое главное.

Возможность использования при разработке прогнозов погоды численных моделей: региональной модели прогноза барического поля и метеоэлементов с горизонтальным пространственным разрешением 50 километров и 75 километров (автор В.М. Лосев) и мезомасштабной численной модели ММ-5 с переориентацией центра расчета регулярной сетки на город Минск и позволяющей проводить расчеты метеоэлементов с горизонтальным пространственным разрешением 45 километров, 15 километров и 5 километров.

Появились. Для сельского хозяйства – прогнозы урожайности сельскохозяйственных культур в разрезе областей и районов Беларуси, рассчитанные на основе использования данных с ИСЗ; для автотранспорта – детализированные по времени и пространству прогнозы метеоэлементов по автодороге Брест-Минск-Москва; детализированный по декадам долгосрочный прогноз погоды на месяц для предприятий ТЭК, транспортников и органов государственной власти и ряд других прогнозов.

Как у любого субъекта хозйствования, проблем всегда много. Основные проблемы - это материальная база, научное обеспечение, и кадры. Что касается материального хозяйства, оно постепенно совершенствование. В Беларуси есть программа отраслевая совершенствования системы гидрометслужбы. Выделяются на развитие системы денежные средства, в том числе для Гидрометцентра. Основные мероприятия по этой программа на 2012 год - это продолжение комплектации суперкомпьютера, мы сейчас вышли на 3 террафлопа, задача довести в этом году до 6, и вторая - доведение информации до потребителей. Это нечто вроде создания мини-ситуационного центра, как в Росгидромете. Материальная база обновляется, но, к сожалению, технология уже сегодня опережает технические возможности. И не успели мы привыкнуть к 286 компьютеру, когда речь сегодня идет уже совсем о другой компьютерной системе. И это наши люди. Они должны учиться, переучиваться, совершенствоваться, для того, чтобы понимать те методики и технологии, которые в настоящее время используются, а это космос, численная модель, и в конечном итоге - специалист должен быть специалистом, тогда будет результат.

Понятно, что любая отрасль, любое направление не может быть беспроблемным. Если вы услышите заявление, что проблем не существует - значит, наступает стагнация. Но в 2009 году ряд проблем, который был очень значимым для Гидрометцентра России, решился. Это связано с внедрением, с инсталляцией нового суперкомпьютера. С этого момента удалось начать реализацию тех научных задач, которые раньше ученые разрабатывали, но не могли применить. И новая глобальная модель общей циркуляции атмосферы, и новые модели взаимодействия циркуляции атмосферы и океана, и новые мезомасштабные модели решаются полнокровно. Мы можем экспериментировать с этими моделями, меняя различные блоки, параметризацию физических процессов, для того, чтобы в результате экспериментов повысить качество прогнозов. Но если Анатолий Иванович говорит о том, что после внедрения новой платформы в 3 или 6 террафлопс многие задачи будут решены, то перед Гидромецентром России стоит задачи установки суперкомпьютера следующего направления, 300-500 террафлопс. И связано это с тем, что Гидрометцентр России является одним из трех мировых метеорологических центров. Еще два находятся в Вашингтоне и в Мельбурне. И для того, чтобы дать прогноз по пункту, нужно сначала создать модель глобальной циркуляции, для заданного региона использовать выходную продукцию этой глобальной модели, детализировать эту продукцию в элементы погоды с разрешением (с шагом) 2-3 километра, и все это требует существенного повышения ресурсов вычислительной техники. Новые проблемы связаны с развитием наблюдательного инструментария, метеорологическими радарами, спутниковой информацией, и усвоением этих новых видов наблюдений в качестве начальных данных для старта модели. Надеюсь, что эти проблемы будут решены, но остается наиболее важная проблема, о ней Анатолий Иванович говорил - это кадровая. Какими бы "умными" ни были суперкомпьютеры или наблюдательные системы, прогностические системы развивают только высококвалифицированные, хорошо подготовленные кадры. И эта проблема, с моей точки зрения, является одной из наиболее сложных.

Медицинские рекомендации для метеозависимых людей, записываемые на автоответчик погоды; прогнозы изменения давления, направления и скорости ветра – для любителей рыбной ловли; прогнозы выходного дня - для туристов и любителей активного отдыха; паспорта погоды – для населения. Для популяризации гидрометеорологической информации среди населения разрабатывается и издается серия брошюр под общим названием "ПОГОДА-НАРОДУ". Реализуется принцип обслуживания населения "Одно окно" с выдачей справок о гидрометеорологических условиях, имеющих юридическое значение.

Существует такая наука - агрометеорология, то есть влияние погодных явлений на рост сельхозпродукции. Ведутся постоянные наблюдения, в любое время года. Что касается Беларуси, то здесь у нас все нормально в этом году, снег лег на мерзлую землю, его высота сейчас оставляет от 10 до 45 сантиметров, что способствует хорошей перезимовке культуры. Но наблюдения продолжаются, ведется отбор проб на жизнеспособность. И в случае аномальных погодных явлений, потепления, образования снежной корки или снежной плесени, есть и такое - работники сельхозотрасли будут предупреждены в целях минимизации потерь будущего урожая.

Как утверждает Михаил Жванецкий, для сельского хозяйства в нашей стране отмечаются 4 основные проблемы. Если их решить, то сельское хозяйство развивалось бы очень мощно. Эти проблемы - весна, лето, осень и зима. Шутка шуткой, но я напомню, что сельское хозяйство в нашей стране является рискованным, поскольку и очень сильные морозы приводят к вымерзанию озимых, сильные осадки - к липкости почвы, засухи - к нарушению аэрации к корнеобитаемым слоям, и так далее. Так вот сейчас, если говорить в общем, вегетация озимых, или лучше сказать, биологическое развитие озимых, осуществляется нормально. Но это не значит, что это сохранится в будущем, поэтому ведется мониторинг и за высотой снежного покрова, и за глубиной промерзания почв, с тем, чтобы в середине марта выпустить ориентировочный прогноз, который будет корректироваться - прогноз начала полевых работ в разных регионах страны, прогноз периода сбора озимых. Тем самым я хочу подчеркнуть, что чего-чего, а проблем весной в сельском хозяйстве будет много. Наша страна - зона рискованного земледелия, никуда от этого не деться.

В результате использования в оперативной работе синоптиков данных МРЛ и геостационарного спутника METEOSAT качество штормовых предупреждений повысилось и составляет 95%. Оправдываемость прогнозов погоды по территории страны (в разрезе областей) составляет: на сутки - 96%, на вторые-третьи сутки – 94%.

Четвертая программа рассчитана на 2013-2017 годы. Сейчас разрабатывается концепция этой программы, она пройдет согласование в Минфинах и в Минэкономики, естественно, должна быть утверждена союзным Совмином. Она будет объединять две программы. Программа включает в себя краткосрочное прогнозирование опасных явлений, и второй раздел - "Обеспечение гидрометеорологической безопасности союзного государства в условиях изменяющегося климата". Задача этой программы - не столько уже подложить научную основу новым методикам, их достаточно много, хотя они тоже будут присутствовать - а реализовать все те научные разработки, которые были сделаны в результате трех предыдущих программ. Поэтому если раньше научная составляющая любой программы составляла примерно 60-70%, то теперь инвестиции, то есть приобретение приборов, оборудования будет иметь большие приоритеты. А цели и задачи определены в названии - обеспечение гидрометеорологической безопасности.

К сожалению, в 2012 году отмечается технический перерыв в сотрудничестве, то есть между третьей и четвертой программой этот год является техническим перерывом. Но разумеется, сотрудничество не будет остановлено, мы наметили целый ряд работ, прежде всего они связаны с созданием новых методов прогнозов, их квалификации и оценки. И что очень важно, в этом, 2012 году будет такой мозговой штурм метеорологов России и Беларуси для того, чтобы следующая, 4-я программа, была по-настоящему качественной, выверенной, реализуемой.

Во-первых, в результате реализации работ по Союзной программе у нас появились методики расчета ЭЭ от использования гидрометеорологической информации в дорожном хозяйстве, на предприятиях ТЭК, в сельском хозяйстве. Во-вторых, были созданы новые виды специализированных прогнозов для обслуживания конкретных отраслей экономики. Это позволяет нам говорить о повышении эффективности гидрометеорологического обслуживания потребителей. За последние 5 лет количество потребителей выросло в 5 раз.

В сферу деятельности Гидрометслужбы входит, помимо гидрометеорологического мониторинга, еще экологический и радиологический. С этой целью и на территории Беларуси, и РФ существует наблюдательная сеть, которая отслеживает состояние загрязнения атмосферного воздуха, водных ресурсов, почвы, по достаточно большому количеству показателей, которые даже превышают европейские стандарты, по количеству, имеется в виду. За последние годы мы перешли от дискретных наблюдений к непрерывному мониторингу, и уже практически через каждые 5-10 минут мы можем иметь информацию о загрязнении в точках наблюдений. В радиологической обстановке Белоруссии существует система контроля в зонах действия Смоленской, Чернобыльской, Ровинской и Игналинской АЭС. И в зоне планируемого строительства Белорусской АЭС. Спасибо российским коллегам, в частности НПО Тайфун, которые создали в Российской Федерации систему ЕГАСКРО. Такая же система планирует свое создание и в Беларуси.

Я бы тоже хотел подчеркнуть значимость работ ФГБУ "НПО "Тайфун" по повышению эффективности мониторинга и экологической и радиологической обстановки. Кстати, следует отметить, что Тайфун входит в систему МАГАТЭ, является его структурой по мониторингу и прогнозированию радиологической ситуации. Напомню, что весной 2011 года, после катастрофы на Фукусиме, система мониторинга и прогнозирования переносов радионуклеидов полностью гарантировала надежную информацию для руководства нашей страны о радиации на Дальнем Востоке. И деятельность Росгидромета и НПО Тайфун была высоко отмечена правительством страны. Что касается второй части вопроса - полнокровно, без изъятий, абсолютно всей информацией.

Проведены уточнения климатических оценок повторяемости опасных метеорологических явлений в Республике Беларусь и приграничных субъектах РФ и подготовлена к изданию монографии "Опасные природные метеорологические явления по Республике Беларусь и приграничным субъектам РФ". Разработаны и размещаются на сайте Минприроды Республики Беларусь рекомендации населению о правилах поведения при угрозе возникновения опасных метеорологических явлений. Разработан регламент предоставления экстренной гидрометеорологической информации для принятия решений в основных отраслях экономики и обеспечения безопасности населения.

Конечно, и российские, и белорусские метеорологи стремятся к максимальной точности прогноза. А достижима ли стопроцентная точность прогноза - это вопрос, который я сам себе ставлю, и отвечаю совершенно четко - нет, как это ни печально звучит. В атмосфере отмечаются хаотические движения, которые, теоретически, не могут быть представлены со стопроцентной точностью. И второе - развита теория непредсказуемости, неустойчивости атмосферных процессов, которая позволяет сделать заключение, что надежные метеорологические прогнозы возможны лишь с упреждением в две недели. А практическая предсказуемость в настоящее время составляет всего 6, от силы 7 дней. И задачи, стоящие перед нашими службами, состоят в том, чтобы максимально повышать точность прогнозов на эти 7 дней, за счет развития прежде всего математических моделей атмосферы, развития систем наблюдения за Землей, как планетой, а не только за атмосферой. И повышением заблаговременности прогноза до 14 дней. Но для того, чтобы показать, насколько мощно движется прогностическая метеорология - кстати, в науковедении она приводится как одно из наиболее бурно развивающихся научных направлений, я хочу отметить, что точность прогноза сегодня на третьи сутки такая же, как 30 лет назад на первые сутки. И наша задача - достичь того, чтобы прогнозы на 5-6 сутки через 5-6 лет были такими же, как сейчас на третьи.

Мы четко представляем, что население и отрасли экономики все-таки ждут от нас большего. И мы это делаем, в рамках и союзной программы, и СНГ создан Северо-Евразийский климатический центр, который уже сейчас проводит работу по прогнозированию на период - на месяц, на сезон. Да, эти прогнозы носят сейчас вероятностный характер. Но в принципе, важен-то не сам прогноз, как таковой, а действия, которые предприняты для того, чтобы его использовать. И метеорология не стоит на месте, мы работаем.

Средняя годовая температура воздуха по стране выросла на 1,1 градуса. В Республиканском гидрометеоцентре подготовлен научно-прикладной агроклиматический справочник "Агроклиматические ресурсы Республики Беларусь в условиях изменения климата"; разработан и издан плакат "Республика Беларусь в условиях изменения климата"; определены положительные и отрицательные последствия изменения климата в Беларуси.

Единого мнения ученых на этот счет не существует. Исследования ожидаемых изменений регионального климата проводиться, конечно, будут.

На технологическом уровне и деловом уровне взаимодействия специалистов двух наших стран проблем не возникало никогда. При проработке вопросов возникала необходимость внесения правовых коррективов, обусловленных различиями в законодательствах двух наших стран.

К сожалению, совсем новых никто не думал, на сегодняшний день их два, это синоптический и численное прогнозирование, метод прогнозирования с использованием численных моделей погоды. И наша задача - развивая новые модели, совершенствуя материальную базу, готовить специалистов для того, чтобы они смогли в полной мере осознавать возможности машин и применять на практике свои знания синоптики.

Вообще говоря, над зданием Гидрометцентра России реет невидимый флаг, на котором симпатическими чернилами написан лозунг - развитие новых методов прогнозирования. И вот уже 82 года только этим и занимается Гидрометцентр. Задача сложная, с научной точки зрения, с технологической. И тем не менее, с 2009 года, я уже говорил об этом, произошел взрыв в этом направлении. Если до сих пор мы прогнозировали с помощью моделей, численных методов метеорологические элементы с шагом по сетке 40-70 км, то сейчас подошли к шагу 2,2 километра, и с дискретностью по времени от 1 до 3 часов. И это по-настоящему взрыв в прогнозировании, революция в прогнозировании. Задача по повышению точности прогнозов с такой детальностью является основной для нас. Могу рассказать и об ансамблевых прогнозах, и о многом другом. Еще одна задача - повышение точности долгосрочного прогноза - не очень-то связана с ресурсами вычислительной техники, главное - это развитие новой научной идеологии. И эта задача - она, кстати, является основной для практически всех национальных служб, и российской, и белорусской, тоже реализуется в Гидрометцентре. Но если мы уверенно говорим о том, что точность прогнозирования в ближайшие 5 лет будет повышаться, то для долгосрочных прогнозов таких четких ориентиров нет. Может быть, это отдельная тема для онлайн-конференции.

Существуют единые стандарты наблюдения, единые средства телекоммуникации, то есть передачи информации, единые коды, по которым эта информация передается. Единая методология анализа и прогноза погоды. Кроме того, у нас есть такое человеческое, профессиональное единство, которое приводит к тому, что и в рамках Всемирной метеорологической организации мы выступаем с единых позиций. Для разногласий должен быть повод, а его нет.

Могу добавить - у нас есть коллегия Союзного государства, есть рабочая группа, в которой участвуют представители сопредельных областных гидрометеорологических центров. То есть от великих идей до реализации их на практическом уровне мы все делаем совместно.