Краснодар, 20 марта – Юг Times, Елена Иванова. Почему вызов дождя на самом деле невозможен и для чего кубанским метеорологам учитывать тихоокеанское климатическое явление Эль-Ниньо?

В 1834 году была издана резолюция императора Николая I об организации сети регулярных метеорологических и магнитных наблюдений в России. Мониторинг до этого времени фактически уже вели в разных городах России. Но именно 190 лет назад впервые была создана технологическая система, с помощью которой осуществлялось руководство всеми метеорологическими и магнитными наблюдениями страны по единым методикам и программам. И с этого времени отсчитывается история гидрометеорологической службы России. Круглую дату отметят 23 марта, во Всемирный день метеорологии. Чего удалось достичь науке за это время, как сегодня ведутся наблюдения за погодой на Кубани и чем ограничены возможности человека в этой сфере, рассказал собеседник «Юг Times».

Юрий Ткаченко, гидрометеоролог, профессор Кубанского государственного аграрного университета, кандидат географических наук, почетный работник Гидрометеослужбы России.

-Юрий Юрьевич, 190 лет наблюдений за погодой - насколько это большой опыт? 

- С точки зрения человеческой жизни - это очень много, а для цивилизации - короткий временной интервал. А уж в истории Земли и вовсе миг. Но эти 190 лет позволили науке многое узнать об атмосфере, гидросфере, приблизиться к извечной мечте - прогнозировать погоду с высокой точностью. Ведь с первых дней существования человечество в первую очередь зависит от погоды. Именно погода определяла и определяет, каким будет урожай, а значит, и благополучие человека. Недаром Михаил Ломоносов говорил, что если люди научатся предсказывать погоду, им больше нечего будет просить у Бога. 

Первые научные труды в этой области науки связывают с Аристотелем. Еще в IV веке до нашей эры им написан труд, который он назвал «Метеорология», что дословно означает - знание о небесных явлениях. Следующий очень важный шаг в изучении атмосферы был сделан в 1597 году, когда Галилео Галилей создал термометр, а его ученик Эванжелиста Торричелли - ртутный барометр. Затем уже изобрели гигрометр, осадкомер, флюгер и анемометр. Таким образом, появилась инструментальная база для отслеживания климатических изменений и от качественных рассуждений о погодных явлениях стало возможным перейти к их количественным показателям. Небольшая сеть метеостанций, пусть и очень простых по современным представлениям, впервые была организована флорентийской Академией дель Чименто в начале XVII века. В то же время в Россию по приказу царя Алексея Михайловича привезли первые инструменты для фиксации атмосферных явлений. Но регулярные наблюдения организовать тогда не удалось. 

При создании российского флота потребность в метеорологических наблюдениях резко возросла, и 8 марта 1722 года Петр I издал указ, обязывающий «иметь справедливую записку журналу, погоде и ветрам». 

В 1724 году учреждена Петербургская академия наук, и император предложил академикам «производить повсюду метеорологические наблюдения, а в наиболее важных местах поручать их продолжение надежным лицам». 

Как раз в это время предпринимается попытка создания сети метеостанций, оснащенных барометрами и термометрами. И можно сказать, что с этого периода ведут свой отсчет инструментальные наблюдения за погодой в России - с 1725 года. Но они пока еще нерегулярные и несистемные. Поворотным же моментом и точкой отсчета для погодных наблюдений в нашей стране стал 1834 год. 

Таким образом, 190 лет - это много и одновременно мало для метеорологии. Мало потому, что некоторые циклы изменения климата имеют период 1000, 3000 и даже 10 000 лет, и мы, к сожалению, мало о них знаем. Много - потому что регулярные наблюдения позволили узнать о погоде, климатических явлениях и их природе, и главное - это дает представление о том, сколько мы еще не знаем, что нам надо сделать, чтобы приблизиться к мечте человечества, озвученной Ломоносовым. 


Регион противоречий 

- А какова продолжительность наблюдений за погодой на Кубани? 

- У нас есть данные о том, что первые метеорологические наблюдения в краевом центре относятся к 1854 году. Они проводились по программе станции, которая называлась по-разному - «Екатеринодар, гимназия»; «Екатеринодар, реальное училище»; «Екатеринодар, городское училище». О местоположении станции сведений не сохранилось (за исключением записей на таблицах 1877 г., где помечено, что станция «Екатеринодар, гимназия» находится в 250 м от собора). 

По мере освоения побережья Черного и Азовского морей стали изучать климат и там: в 1872 году начаты метеонаблюдения в Ейске, в 1879-м - в Туапсе. 

Развитие сельского хозяйства невозможно без метеонаблюдений - и в 1891 году появилась станция в Тихорецке. В настоящий момент в крае больше 30 стационарных метеостанций и 50 гидропостов и более 200 автоматических метеостанций и гидрологических постов. 

- Насколько интересно и важно для исследований Черное море? Совершенствуются ли технологии по его изучению? 

- Черное море является своеобразной кухней погоды для нашего края, недаром говорят, что это климатообразующий фактор для региона. В теплое время года море аккумулирует тепло за счет прогрева верхнего 30-метрового слоя воды, а в зимний период плавно отдает это тепло в атмосферу, обеспечивая на побережье более мягкую зиму, чем в степных районах края. Зимой температура поверхностного слоя воды в прибрежной зоне моря в районе Сочи не ниже 10-12 градусов тепла, а в районе Анапы она составляет всего 5-7 градусов тепла. Причем это показатели самых холодных зим. 

В отдельные зимы в районе Сочи температура воздуха была +15, в окрестностях Белой Глины в это же время - минус 20. Таким образом, благодаря морю перепад температуры воздуха на территории края может достигать в один день 35 градусов. Изучение Черного моря позволяет понять, каким образом оно влияет на климат края. В первую очередь исследуем систему течений Черного моря, особенно в прибрежной зоне, основное черноморское течение и вихри циклонического и антициклонического типа, которые выполняют функцию перераспределения тепла в верхнем слое моря. 

Для получения детальной картины динамики моря исследуют распределение температуры и солености морской воды как по глубине, так и по площади. А изучение солености моря позволяет оценить объемы стока черноморских рек и их влияние на прибрежную зону. Очень важно понять механизм взаимодействия нижнего слоя атмосферы и поверхности моря. Ведь именно над морской гладью в теплый период происходит образование мощной кучево-дождевой облачности, которая порождает смерчи. Кроме того, море является основным поставщиком влаги для южных циклонов, которые формируются в бассейне моря, и затем эта влага в виде дождей выпадает на побережье и на территории края. Изучение этого механизма позволит более точно прогнозировать на реках Черноморского побережья и края паводки, которые образуются в результате сильных дождей. 

Взаимодействие моря и атмосферы способствует и развитию такого явления как апвеллинг, отмечаемый в районе Тамани - Туапсе. Многие отдыхающие сталкивались с этим явлением, когда накануне вечером температура морской воды была 22-23 градуса тепла, а наутро вдруг понижается до 12 градусов. Это и есть апвеллинг, когда теплые поверхностные воды сгоняются сильным северо-восточным ветром в открытое море, а на смену им с глубин 50-60 м поднимается холодная вода. Этот мощный механизм самоочищения очень важен для экологии моря. 

Раньше исследования выполнялись на регулярной основе судами гидрометслужбы и других ведомств. В 1990-е годы интенсивность работ резко сократилась. Сейчас наметилась тенденция на возрождение работ по изучению Черного моря. И, конечно, уже с использованием современных средств измерений: автоматических зондов, буев и станций. 


Вопрос будущего

 - Эта зима была практически бесснежной, какими должны быть ожидания на весну? Благоприятный ли прогноз для аграриев на посевную кампанию? 

- Кубанская зима всегда была непостоянной. Зимой 1910- 1911 гг. отмечались морозы в 25 градусов, а глубина снежного покрова достигала от 2,5 до 4 метров. Зимой 1953- 1954 гг. в Белореченске был зафиксирован абсолютный температурный минимум на территории края - 39 градусов ниже нуля. А в 1969 и 1985 годах снег не таял почти 50 дней. В 2002 году температура воздуха понижалась до минус 30 градусов, местами по краю высота снега достигала 1,5 м. В январе 2006-го температура воздуха в большинстве районов края понижалась до минус 33. А в феврале 1853-го на Кубани зацвели яблони. Теплыми, с плюсовыми температурами и практически без снега выдались зимы 1955, 1958, 1961, 1966, 1983, 1999 годов. 

Уходящая зима не является каким-либо исключением или аномалией. Вполне кубанская зима. Только осадков в ноябре-декабре-январе выпало выше нормы, но зато был более сухой февраль. И пока прогноз Росгидромета на посевную кампанию вполне благоприятный - влагообеспеченность почвы достаточно высокая, теперь все зависит от того, как будут развиваться погодные условия в апреле-мае. Но это уже долгосрочный прогноз. 

- В арсенале метеорологов есть технология по вызову дождей для тушения возгораний. В регионе за последние годы случались серьезные пожары, как, например, в заповеднике «Утриш». При каких обстоятельствах целесообразно использовать такой прием и существуют ли подобные механизмы создания погодных условий для аграриев? 

- Человечество только мечтает о том, когда оно сможет управлять погодой. Энергетика атмосферных процессов настолько велика, что люди не в состоянии влиять на них. Например, энергия одного из смерчей, которые ежегодно наносят существенный ущерб населенным пунктам в Северной Америке, равняется 500 атомным бомбам. Противопоставить что-либо такой стихии человечество пока не в силах. 

Сейчас возможно только активное воздействие на атмосферные процессы, которое сводится к принятому в СМИ названию «разгон облаков». Но это не управление погодой. Вызвать дождь при безоблачном небе невозможно. Чтобы выпали осадки, в атмосфере необходимо достаточное количество водяного пара. Облака в значительной мере должны быть насыщены влагой, находиться в состоянии, близком к тому, чтобы из них пошел дождь, но частицы воды пока еще очень маленькие. Тогда можно внести в облака так называемые ядра конденсации. Это может быть сухой лед, йодистое серебро, то есть реагенты, на частицах которых будет конденсироваться влага из облака. В результате сформируются капли воды, которые не смогут удерживаться в облаке восходящими потоками воздуха, и тогда пойдет дождь. 

В этом и состоит принцип активного воздействия. Реагенты могут доставляться в облако с помощью самолета или ракет. Таким образом, чтобы вызвать дождь или разогнать облака, необходимо провести большие подготовительные мероприятия. Все это требует значительных средств. 

Пока активные воздействия на метеорологические процессы проводятся при обеспечении погоды без осадков во время проведения значимых мероприятий или при тушении пожаров на большой площади, но при наличии в этом районе дождевой облачности. При локальных пожарах это затруднительно, так как облачность, которая будет подвергнута обработке, может сместиться в другой район, и дождь пройдет не там, где необходимо. Поэтому для достижения эффекта облачность обрабатывается на значительном удалении от пункта, в котором необходимо не допустить выпадения осадков, или наоборот. 

- Насколько часто на Кубани применяются военизированные службы гидромета?

 - В Краснодарском крае успешно функционирует подобная структура.  Создана она в 1967 году для защиты сельскохозяйственных культур и объектов от градобитий на территории южно-предгорной части Краснодарского края и Республики Адыгея. Защищаемая ею территория составляет 895,2 тысячи гектаров. Принцип работы такой же, как при воздействии на облака для вызова дождя. Только здесь реагенты в виде йодистого еребра доставляются в градоопасные облака специальными ракетами типа «Алазань». В результате из облака вместо крупного града выпадает дождь или мелкий град. Применяемый метод позволяет сократить ущерб от градобитий, по данным службы, в 5-6 раз. Экономический эффект от защиты на указанной площади обычно составляет от 500 до 1550 миллионов рублей в год. 

- Когда был открыт Пашковский аэропорт, он постоянно страдал от туманов. Можно ли с этим что-то сделать? 

- Туманы - обычное явление для Кубани. Особенно в осенне-зимний период, когда водоемы не замерзли и вода теплее окружающего воздуха. В районе аэропорта это явление более частое, так как рядом Кубанское водохранилище. Именно оно оказывает влияние на формирование микроклимата в радиусе 5-10 километров. Аэропорт построен раньше, чем водохранилище, - в 1960 году появились первая взлетно-посадочная полоса, двухэтажное здание аэровокзала. Уже после того, как построили водохранилище, туманы в районе аэропорта стали наблюдаться чаще, потому что влажность стала выше на территориях, непосредственно примыкающих к водохранилищу. 


Миллиард сценариев 

- С помощью каких систем сегодня делаются прогнозы? Используется ли искусственный интеллект? 

- По статистике, точность прогнозов на сутки, которые составляют государственные метеослужбы, составляет 93- 95 процентов. То есть из ста прогнозов не оправдывается только 5. Высокий показатель, и в этом плане российская гидрометслужба одна из лидирующих в мире. При разработке прогнозов используются многофакторные модели, которые учитывают большое количество параметров, влияющих на формирование погодных условий в данной точке прогноза. Это требует значительных вычислительных мощностей. Как правило, для этих целей используются суперкомпьютеры - такие есть в Гидрометцентре России. Мощность суперкомпьютера российской гидрометеослужбы составляет 1,2 петафлопса (1,2 тысячи триллионов операций в секунду). Для составления прогнозов погоды используют огромный объем данных, собираемых со всего мира. Информация поступает от тысяч метеостанций, расположенных на суше и в океане, метеорологических спутников, локаторов и автоматических зондов, запускаемых с аэрологических станций. 

Но не будем забывать, что в природе существует и фактор непредсказуемости. Прогноз - вероятностное событие. Мы пытаемся рассчитать, как поведет себя погода при тех или иных условиях. И поскольку на ее развитие оказывает влияние громадное количество факторов, часть из которых недостаточно изучены или еще неизвестны, других вероятностей развития погоды также очень много. Поэтому иногда прогнозы не оправдываются. 

- Как вы оценили бы техническое оснащение гидрометеослужб в регионе? Зависимы ли мы в этом плане от зарубежных разработок? 

- В метеослужбе сегодня многое автоматизировано. Например, раньше на метеостанциях проводили наблюдения каждые 3 часа, а сейчас это делается несколько раз в час. Еще один плюс - метеонаблюдения теперь можно проводить в труднодоступных местах. Отмечу, что в крае на собственные средства реализована уникальная, не имеющая аналогов в стране система автоматических гидрологических постов и метеостанций, работающих полностью в автономном режиме, с частотой измерения гидрологических и метеорологических параметров каждые 10 минут. Это более 200 постов, установленных там, где никогда не выполнялись метеонаблюдения. И это полностью отечественная разработка. Это существенно повышает качество информации и подробность гидрометеорологического освещения территорий. И главное, данная система позволяет повысить заблаговременность предупреждения населения о возможном возникновении опасных природных явлений, таких как паводки, наводнения, сильные дожди. 

- Как сегодня складывается наше взаимодействие с другими странами в рамках Всемирной метеорологической организации? 

- Всемирная метеорологическая организация (ВМО) создана в 1950 году для координации наблюдений за атмосферой и океанами. Она возникла из Международной метеорологической организации которая была основана в 1873 году. Главный принцип ВМО - подход на основе системы Земля, который охватывает все циклы, связанные с погодой, климатом и круговоротом воды на земном шаре, независимо от государственных границ. Ведь погода не имеет границ, и все процессы, происходящие в атмосфере и океанах, взаимосвязаны. Все знают, что климатическое явление Эль-Ниньо, которое наблюдается в южном полушарии, в Тихом океане, влияет на погоду во всем мире, в том числе и в Северном полушарии. А что такое Эль-Ниньо? Вблизи тихоокеанского побережья Южной Америки действует холодное Перуанское течение, которое возникает благодаря пассатам. Примерно один раз в 4-10 лет пассаты ослабевают на 1-6 месяцев. В результате холодное течение тоже ослабевает, и к берегам Южной Америки смещаются теплые воды. Именно это явление и называют Эль-Ниньо. Вот наглядный пример как все взаимосвязано на планете Земля. И точный прогноз погоды в любой точке мира возможен только с учетом всех метеорологических, гидрологических и океанологических данных со всех наблюдательных пунктов мира. Перерыв или прекращение наблюдений в какой-нибудь стране неминуемо приведет к снижению точности прогнозов во всем мире. Поэтому здесь невозможны ни санкции, ни бойкоты. Для прогноза важны и ценны все данные. Как говорят метеорологи, много данных не бывает. 



За всеми важными новостями следите в Telegram, во «ВКонтакте», «Одноклассниках» и на YouTube