2024 год стал одним из наиболее важных для гелиофизики
Однажды NASA взмахнуло своим космическим бюджетом и установило: «С 14 октября 2023 по 24 декабря 2024 будет год гелиофизики». Учёные вздохнули: «Давно пора!», и вот солнечный зонд NASA Parker Solar Probe наконец делает ЭТО. Что?
Вернёмся в прошлое
Прогнозы Королевской Обсерватории Бельгии на 2024 год не совсем оправдались. Ожидалось, что солнечных пятен в том году будет как минимум в полтора-два раза меньше. Однако, их число всё росло. Вместе с тем происходили взрывы: целых 54 солнечных вспышек класса Х случилось в прошлом году. В итоге по своим масштабам пик 25-го солнечного цикла был сильнее 24 и лишь немного уступил 23.
Солнце непредсказуемо. И это опасно. Современный мир опутан сетью сложных технологий: спутниковые системы навигации и связи, электросети и даже трубопроводы*, — всё это уязвимо перед проявлениями космической погоды. Широко известное событие Кэррингтона и Мияке сегодня могло бы привести к неприятнейшим последствиям.
Единственное верное решение в подобной ситуации — изучать наше светило. Правда, сегодня инструменты для этого требуются значительно более мощные.
Год гелиофизики
Начинать нужно с малого, но двигаться уверенно.
То, что 2023—2024 стал годом изучения Солнца, не случайность. Сначала NASA привлекало фотографов и астролюбителей яркими поводами — солнечное затмение 14 октября 2023 и солнечное затмение в апреле 2024 были одними из них. Но внимание к Солнцу в прошедший год было приковано не столько из-за затмений, сколько из-за тех самых вспышек и солнечных пятен, которые своими масштабами могли недурно напугать.
Десятилетний рекорд по размерам побила область пятен 3664. Она также стала четвёртой по величине за последние тридцать лет, достигнув своего пика 10 мая. За время с девятого по пятнадцатое число того же месяца регион пятен «изверг» 9 огромных вспышек: от Х1.1 до Х8.79! На пике своего роста область 3664 спровоцировала геомагнитные бури уровня Kp 8. Полярные сияния тогда были видны не только в северной Европе, но и Австрии со Швейцарией.
Не хуже себя показал и прошлогодний февраль, преподнёсший земным наблюдателям вспышку X6.37 22 числа прямиком из области 3590. За последние тридцать лет этот регион также выделился как один из наибольших.
Но всё же, ни одно из пятен или их вспышек не сравнилось по своему величию с открытием, которое ждало человечество к концу года.
Важнейшее событие
Parker Solar Probe уже становился объектом гордости ранее. Например, 14 декабря 2021 он пролетел через верхние слои атмосферы Солнца: это был первый аппарат, которому подобное удалось. Собранные данные сыграли роль в понимании солнечного ветра и дополнили информацию о внешней границе короны. А уже 24 декабря 2024 года «Паркер» поставил новый рекорд, достигнув максимально близкого расстояния со звездой из когда-либо возможных.
Зонд был запущен ещё в 2018 году, при жизни учёного, имя которого досталось аппарату. Доктор Юджин Ньюмен Паркер был пионером в предсказывании «поведения» солнечного ветра и многое дал современной гелиофизике.
Планировать амбициозный проект NASA начало в 2009 году. Однако первые упоминания о нём уходят в далёкий 1958-ой. К сожалению, за всё это время аппарат разработан быть не мог: из-за недостатка технологий для охлаждения и защиты устройства.
Задачей космического аппарата должно было стать изучение нагрева солнечной короны, сбор данных о солнечной атмосфере и исследование ускорения солнечного ветра (за время своих исследований он уже успел сделать не только это). Наконец, реализовать проект по созданию «солнечного исследователя» смогла Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса.
За свой аппарат NASA заплатило немалую цену: 1,5 миллиарда долларов США. Значительная часть средств понадобилась, как и говорилось ранее, на разработку поистине грандиозной защиты. Углеродно-композитный щит толщиной 11,5 см, отражающая поверхность из оксида алюминия, световые датчики и солнечные батареи для автономности — лишь немалая часть того, чем снабдили «Паркер» для его убийственной цели. Кроме того, исследовательскую мощность зонда дополнили: FIELDS, WISPR, SWEAP и пр.
Со всем своим багажом и защитой, 29 октября 2018 года, через три месяца после своего запуска, зонд сумел побить предыдущий рекорд по сближению со светилом: ранее это достижение было за Helios 2.
Что ещё было сделано?
В декабре 2021 года НАСА заявило, что Parker Solar Probe провёл первые измерения в атмосфере Солнца. Сделав это, устройство совершило первое в истории пересечение критической поверхности Альфвена. До этого момента было неизвестно, где находится эта поверхность и как она выглядит: всё это смог исследовать «Паркер» и его инструмент SWEAP.
Другой прибор зонда, WISPR, сделал первое обнаружение свободных от пыли зон Солнца. Так стало известно, что выбросы корональной массы также всасывают пыль. Последующие исследования продемонстрировали немало других неожиданных фактов о солнечных энергетических частицах.
Пролетая на расстоянии 833 км (517 миль) от Венеры, зонд задокументировал её радиоизлучение и тут же получил первое полное изображение орбитального пылевого кольца. Кроме этого, Parker Solar Probe также изучал кометы.
В конечном итоге, в конце прошлого года «Паркер» подошёл к Солнцу на расстояние 6,12 миллионов километров (3,8 миллиона миль), мчась при этом со скоростью 692 016 км (430 000 миль) в час. Сначала в космическом агентстве не были уверены, пережил ли аппарат столь близкое прикосновение. В канун Рождества стало известно, что зонд живее живых и новый столь близкий контакт позволил ему собрать доселе недоступную информацию!
О том, что же таит в себе Солнце, мы будем гадать ещё многие годы.
Что ждёт нас скоро
Следующие запланированные близкие солнечные проходы космического аппарата состоятся 22 марта 2025 года и 19 июня 2025 года. За зондом всегда можно следить в режиме онлайн здесь.
Был ли 2024 отправной точкой? Или им станет 2025, после получения новых данных с «Паркера»? Возможно, год гелиофизики нас ждёт впереди.
* геомагнитно-индуцированные токи могут проникать в трубопровод, приводя их к коррозии
Солнечный зонд Parker
Зонд НАСА Parker Solar Probe совершает серию все более узких орбит вокруг Солнца, а гравитационная помощь Венеры корректирует его траекторию. Последняя гравитационная помощь Венеры произошла 6 ноября. После этого маневра зонд выполнил ряд критических проверок.
Максимальное сближение с Солнцем он совершил 24 декабря 2024 года, приблизившись к солнечной поверхности на расстояние в 6,1 млн км. Это самая близкая точка, достигнутая космическим аппаратом.
В перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты планеты) скорость зонда составила около 692 000 км/ч, 0,064% от скорости света. Во время перигелия на полную мощность работали приборы: FIELDS, изучающий электрические и магнитные поля, SWEAP, анализирующий солнечные частицы.
Данные, собранные во время пролёта, будут иметь решающее значение для решения открытых вопросов физики Солнца, таких как: происхождение сверхзвукового солнечного ветра и аномальный нагрев короны.
Вот какие новости должны быть на первых полосах. Но человечество упорно занимается херней.
Если вам интересно читать подобные публикации, то прошу в телеграм или подписывайтесь на меня.
ФГДС под наркозом
Всем добрый вечер !
Отвлекусь немного от своих эхинококковых рассказов за неимением больше каких-то новостей. Как только появятся какие-то обновления - обязательно поделюсь!
Думаю рассказать сегодня о процедуре ФГДС (когда нужно глотнуть зонда) под наркозом. По некоторым вопросам мне его назначили пройти. Никогда я его не делала и , честно говоря , не пошла бы по доброй воле. Страх этой процедуры идет еще с детства , когда одноклассники , которым "посчастливилось" глотнуть зонд , делились ужасающими впечатлениями про длинные и толстые шланги , которые засовывают наживую через горло в живот. Бррр... Время прошло , я выросла и вот мне предстоит то же самое.
Я слышала , что процедуру можно пройти под наркозом буквально за месяц или около того от своей крестной , которой тоже назначили эту экзекуцию. На тот момент я ей сказала: "Ой неее , я наверное больше боюсь наркоза , чем саму процедуру". Но как показала практика , я была готова испытать любой наркоз (хоть тазом по голове) , когда сама столкнулась с этим.
Ну , собственно , записалась в мед.центр , в котором все это дело проводят под наркозом. Запись была через неделю , как я позвонила туда. И как-то , учитывая свою сверхволнительность , сверхбоязнь медицинских манипуляций , а особенно незнакомых мне , я была на удивление на спокойном :) Все-таки грела мысль о наркозе , которого я изначально боялась , а теперь думала о нем , как о спасении.
День исследования настал , я приехала в мед.центр. Взяла с собой подругу , чтобы отвлекала и помогла после наркоза (на самом деле , лично мне , это было необязательно , тк наркоз полностью выветрился минут за 10-15).
Что нужно было мне для проведения ФГДС под наркозом:
Общий анализ крови из пальца , не старше 10 дней. Специально для процедуры сдала.
ЭКГ (электрокардиография) , также не старше 10 дней. У меня ее не было и я решила сделать в этом же мед.центре до начала исследования.
Так и произошло , я прошла ЭКГ , проблем не было , можно давать наркоз.
Поднялась к кабинету , жду свою очередь и как-то все-таки немного начинаю волноваться.
Меня позвали , подруга осталась в коридоре. Когда зашла в кабинет , там находилась медсестра , врач-анестезиолог и врач-эндоскопист. Эндоскопист рассказала вкратце , как будет проводиться исследование , какие анализы будут браться. В этом мед.центре всем при ФГДС берут биопсию и анализ на какой-то хеликоптер (хеликобактер - название загуглила , тк не могу его запонить вечно). Вообще слышала , что это берут не у всех , а если что-то замечают при исследовании , но этом мед.центре брали бонусом всем ))) Ну я в целом была не против. Спросили , все ли понятно. А мне было более чем , ведь я ЕСТЕСВЕННО предварительно обшарила весь интернет в поисках информации об этом исследовании и отзывов тех , кто делал под наркозом. К слову , люди , делавшие под наркозом , были просто счастливы и в диком восторге , поэтому я была спокойна.
Далее быстрая беседа с анестезиологом , который уточнил рост/вес , сопутствующие заболевания (тут я про свою кисточку не упустила возможность упомянуть) и аллергии (к слову , у меня сыпь на пенициллин). Единственное , что я спросила у него - проснусь ли я , на что ответ был , что конечно же !!!! Также мне сказали , что я выйду из мед.центра на своих ногах , в том же состоянии , в котором я сюда и приехала. По итогу , не соврали!
Беседы окончились и пришла пора идти в соседний кабинет , где проводят исследование. Я и пошла , там было 2 медсестры и кушетка , на которой все и проходит. НУ КОНЕЧНО , тут меня начало трусить опять , но не особо сильно , норм. Кстати , в кабинете я не видела самих шлангов этих , то ли их там не было , то ли я не заметила , то ли они как-то запрятаны. Если бы я их увидела , трясучка была бы сильнее. Также я видела эндоскописта только во время беседы до процедуры и в конце , когда она рассказывала результат. В самом процедурном кабинете , обмотанную в спец.одежду для проведения ФГДС и со шлангом в руке , я ее уже не видела.
Я разулась , легла на кушетку. Очень приятные 2 медсестры. Одна моего возраста , вводила катетер в вену , по которому пускается наркоз , болтала со мной и отвлекала , спрашивала про готовность к Новому году и тд. Она , конечно , заметила , что я запереживала и говорит: "Давайте я вам немного уже препарата введу , чтобы вы успокоились". На что я ответила , что хочу , чтобы меня полностью вырубили уже поскорее. Она ввела чутка препарата и через секунд 30 я почувствовала очень крутой расслабон , голова поплыла , но не противно , а как будто принял немного алкоголя и расслабился. Веки немного начали слипаться , но совсем несильно. И под этим расслабоном я давай им рассказывать , что у меня эхинококк в печени :D Они меня , конечно , пожалели и сказали , что меня вылечат ))
Далее зашел врач-анестезиолог и всунул мне типо держателя для зубов в рот , чтобы когда я усну через него вводили зонд. Последнее , что я помню , это его слова: "Сейчас будем засыпать". Далее прекраснейший сон :)
Мне вводили внутривенный наркоз , 1%-200 мг Пропофола дробно.
К счастью , ощущения во время процедуры рассказать не смогу )) По ощущениям , я спала минут 10 примерно. В какой-то момент я услышала спокойное: "Просыпаемся", и открыла глаза.
Ощущения после наркоза были снова , как при легком опьянении. Я начала сразу же болтать , рассказывать , что мне снилась ... РАБОТА :D
Я минуты 2 полежала на кушетке , затем посидела на ней тоже минуты 2 , потом пошла обуваться.
По ощущениям в горле и животе - абсолютно ничего. Будто я просто пришла там 10 минут поспать ))
Я обулась и вышла к подруге , которая сказала: "У тебя глаза , как будто ты выпила 2 бокала шампанского" :D
Это прошло минут за 10-15.
Потом меня позвали на озвучивание результата. Результат показывали на заключении с фотками , по которым можно было понять , что исследование-таки было проведено и я не просто поспала 10 мин ))
По результатам все хорошо , тьфу тьфу тьфу. Результаты биопсии и анализа на хеликоптер мне пришли через неделю на почту , тоже все хорошо , тьфу тьфу тьфу.
Сейчас , вспоминая это , я понимаю , что мне даже очень понравилось )
Присоединяюсь к тем , кто в восторге и в восхищении от ФГДС под наркозом )
Зонд Parker готовится к финальному пролету Венеры
Уже завтра зонд Parker Solar Probe (PSP) выполнит свой последний маневр в окрестностях Венеры. Это позволит ему выйти на финальную орбиту и побить собственный рекорд, став самым близким к Солнцу космическим аппаратом за всю историю.
PSP был запущен в 2018 году. Он предназначен для изучения верхнего слоя солнечной атмосферы, называемого короной, и происходящих в ней процессов. Чтобы добиться этой цели, специалисты NASA выстроили орбиту зонда таким образом, чтобы во время прохождения перигелия зонд как бы «нырял» внутрь короны, после чего передавал информацию на Землю.
В процессе выполнения своей миссии PSP постепенно сокращает расстояние до Солнца. Это достигается путем выполнения серии гравитационных маневров у Венеры. Они позволяют уменьшать перигелий орбиты зонда.
Во время одного из таких пролетов Венеры, который состоялся 11 июля 2020 года, PSP нацелил на Венеру инструмент WISPR. Он предназначен для изучения солнечного ветра — но ученые надеялись, что прибор сумеет увидеть изменения в густом облачном покрове планеты. Полученные снимки преподнесли сюрприз. Как оказалось, WISPR способен фиксировать свечение раскаленной поверхности Венеры, испускаемое на стыке между видимым и ближним инфракрасным диапазоном. Другими словами, он может видеть сквозь ее облака.
Полученные PSP изображения Венеры хорошо согласуются с данными космического аппарата Magellan: на них видны темные и светлые участки, которые соответствуют областям, запечатленным при радарной съемке ее поверхности в 1990 - 1994 годах. Однако некоторые части изображений WISPR выглядят ярче, чем ожидалось. Пока что ученые не уверены, в чем связана причина таких отличий. Возможно, все дело в разном химическом составе грунта или том, что эти участки покрыты более свежими потоками лавы.
Поэтому специалисты миссии очень ждут предстоящий визит PSP к Венере, в ходе которого зонд пролетит как над рядом схожих, так и различных форм рельефа. Полученные им данные могут помочь понять различия в их строении.
Пролет Венеры позволит не только приоткрыть некоторые из ее тайн, но и помочь установить новый рекорд. Гравитация второй планеты уменьшит перигелий орбиты PSP до всего 6,2 млн км. Для сравнения, Меркурий никогда не приближается к Солнцу ближе 46 млн км. На такой дистанции теплозащитный экран аппарата разогреется до 1500 °C. PSP будет рассекать шлейфы плазмы, все еще связанные с Солнцем. Он окажется достаточно близок, чтобы пройти внутри солнечного выброса, подобно серфингисту, ныряющему под обрушивающуюся океанскую волну.
PSP пройдет свой следующий перигелий 24 декабря 2024 года. В этот момент он будет находиться в полностью автономном режиме. Инженерам придется подождать до 27 декабря, когда PSP должен послать сигнал, чтобы подтвердить успешное завершение сближение. Зонд будет оставаться на этой орбите до конца своей миссии.
Все эти миры. Деннис Тейлор
Третий том сериала про приключения репликанта Боба и его друг на друга не похожих копий. Начинается на том же на чем заканчивается вторая книга. Читается всё так же легко, как и первые две. Однако в мире Боба появляются Другие-инопланетная раса высокоразвитой технологически Саранчи, которая враждебна ко всему живому и смотрит на всех как на еду. И в данном томе взгляд Других привлекла Земля, да и остальные колонии, которые Боб успел смастерить за это время. И в появлении врага такого рода в романе нет ничего плохого. Но автор любит больше расписывать личностные переживания героев и шутейки на гик-культуру, чем космическую войну. Поэтому космические сражения возведены в минимум, а Архивраг по итогу слит с минимальными потерями, но кардинально и бесповоротно. Даром, что гик-шутки у него преимущественно из Звездных войн и Звездного Пути.
В остальном же всё идет ровно. Самый первый Боб играет в Симс с дельтанцами, продолжая пытаться участвовать в их жизни и развить в них цивилизацию. Уилл так же занят эвакуацией с погибающей Земли людей. Билл (Боб второй) сидит в Хабе и развивает науку и связь между остальными Бобами. Позабавила линия Марка где на Планете Посейдон его отлучили от управления колонией. Фирменный юмор из книги никуда не ушел, но стал сильно разбавлен меланхолией и моральными выборами.
Однако красной линией по всей книге проходит житие Боба по имени Говард. Говард влюблен в живую женщину Бриджет. Зачатки данной истории уже прослеживаются во второй книге, но тут данной идее дан полный ход. Как я раньше и писал, что во главу стола данного сериала встанет тема одиночества. И автор ее раскрывает в полной мере. Так как каждый Боб оригинален по-своему и справляется с одиночеством по-своему. Друзья, с которыми ты успел сдружиться, со временем умирают. Даже некоторые Бобы канут в лету. Так вот, Говарду отвечают взаимностью, но у данной любви есть противники как внутри семьи Бриджет, так и среди остальных людей. Но кто мы, чтобы осуждать и тех, и этих?
По итогу мы имеем условную трилогию, которая начиналась как веселый научно-фантастический роман, а заканчивается как НФ роман с попыткой в глубину. Это хорошая трилогия, но многим ее будет читать скучно, так как Бобы реально занимаются разным. Можно это определить как компьютерный клуб, где один Боб играет в Симс, другой - в Цивилизацию, третий в политический симулятор, четвертый в дальнобойщики 2. И все они коммуницируют друг с другом, что делает книги многожанровыми. А так все мы играем в Стелларис. Но по факту сюжет двигается очень медленно.
Уже вышла и четвертая книга, где события являются и продолжением, и спин-оффом. Я так подозреваю что ввиду начинающегося несогласия среди Бобов и вообще кризиса самосознания, четвертая книга может быть о гражданской войне или разногласиях данных персонажей. Посмотрим, Четвертую книгу тоже прочту. На момент конца третьего тома Бобу было 130 лет.
Спасибо, что дочитали! Если оценивать, то 7 повторяющихся шуток из 10.
Источник Телеграм канал
Кажется, дождь собирается: эксперты ПНИПУ рассказали, как создается прогноз погоды
По данным сервиса Gismeteo, значительную часть России ожидают дожди. Эксперты Пермского Политеха рассказали, как давно в нашей стране составляют погодный прогноз, от чего зависит его точность, насколько достоверны данные о погоде на три месяца вперед, что означает «-15°C, ощущается как -21°C», как расшифровать фразу «осадки 67%», что питает ураганы и чем ученые пытаются повысить точность прогнозов.
Прогноз погоды сейчас и столетия назад
Согласно данным ВЦИОМ, более половины граждан России (54%) регулярно проверяют прогноз погоды и доверяют ему, а две трети респондентов (67%) отмечают, что данные метеослужб подтверждаются на практике.
Научный прогноз погоды стал складываться с созданием ртутного барометра двумя учениками Галилео Галилея — Эванджелисто Торричелли и Винченцо Вивиани в 1643 году. Тогда же появилась мера измерения — миллиметры ртутного столба. В России регулярные наблюдения за погодой стали вестись с 1834 года, после издания резолюции императора Николая I об организации сети метеорологических и магнитных наблюдений.
— Предсказывать погоду люди пытались с глубокой древности, когда еще письменности не было. Нынешние точные инструменты, технологии и накопленные знания тогда заменяли бытовые наблюдения, приметы и суеверия. Все это отражалось в народном фольклоре: вороны в стаю собираются — быть ненастной погоде, белка низко гнездо строит — зима будет морозной. В древности за прогноз отвечали шаманы, старейшины. Позже его пытались формировать священнослужители в монастырях, записывая погодные происшествия. Данные за несколько лет сопоставляли и искали зависимость, но точность таких прогнозов была невелика, — рассказывает Константин Антипьев, кандидат социологических наук, доцент кафедры социологии и политологии ПНИПУ.
На основе чего моделируют погоду сейчас?
Росгидромет и его различные подразделения – ведущие организации в России, занимающиеся прогнозированием погоды. Они используют отечественные и международные ресурсы и технологии, включая спутниковые данные, радиозонды и численные модели. Все это позволяет создавать краткосрочные и долгосрочные прогнозы, которые важны для авиации, сельского хозяйства, строительства и гражданской безопасности.
— Численные модели применяют сложные математические уравнения для моделирования поведения атмосферы по всему земному шару. Они позволяют метеорологам анализировать и предсказывать погодные условия на основе данных, собранных с различных источников: метеорологических станций, спутников, зондов, буев в море и т.д. В модель вносят информацию о температуре воздуха, осадках, атмосферном давлении, влажности, солнечной активности и др. Используя текущие данные о погоде, синоптики прогнозируют изменения погоды на определенное время вперед — от нескольких часов (краткосрочные прогнозы) до нескольких дней или даже недель (средне- и долгосрочные прогнозы), — отмечает Максим Симакин, эксперт ПНИПУ в области метеорологии, член Российского географического общества.
Космические элементы — как работают спутники и радиозонды?
— Аппараты на орбите Земли предоставляют данные о таких погодных условиях, как облачность, температура поверхности, влажность и ветер, состояние ледового и снегового покрова. Эта информация используются для мониторинга атмосферы в глобальном масштабе и является основой для многих прогнозов, — объясняет Максим Симакин.
Метеорологи используют спутниковую информацию при анализе облачных систем, выстраивании траектории движения ураганов и тропических циклонов, изучении состояния поверхности Земли, наличии лесных пожаров и еще множества примеров. Есть спутники, доступ к которым закрыт для обычного пользователя, но к большинству ресурсов может подключиться любой желающий. Например, можно увидеть карту ледовой обстановки в северной полярной области или снимки облачности в приложении Windy.
Метеорологические зонды, также известные как радиозонды, используются для измерения атмосферных параметров на различных высотах. Эти приборы запускаются на специальных гелиевых шарах, которые поднимают их в атмосферу. Прибор оснащен датчиками для определения температуры, давления и влажности. Данные с них поступают на «землю» в режиме реального времени. Современные радиозонды могут включать GPS для установления местоположения и высоты. Такие устройства играют ключевую роль в метеорологии, предоставляя данные о состоянии атмосферы на больших высотах, что невозможно получить с наземных станций. Эта информация необходима для создания и корректировки численных моделей погоды. В отличие от спутников, эти устройства фиксируют погодные показатели в конкретной точке.
Гелиевый шар лопается на высоте около 30 км из-за понижения давления, и зонд падает на землю. Часто они оснащены парашютами для замедления падения, это позволяет избежать повреждений и тогда зонд запускают повторно.
Какая на самом деле точность прогнозов погоды?
Конкретность и достоверность предсказания погоды зависит от оборудования исследователей, точности численных моделей прогноза погоды, качества входных данных — насколько плотно район прогнозирования «покрыт» метеорологическими станциями, океанологическими буями, дорожными камерами и прочими инструментами, которые показывают состояние атмосферы и поверхности Земли, например. Важно и разрешение модели — насколько детально она может построить прогноз для определенной местности. Несмотря на совершенствование моделей, они все еще могут иметь погрешности, связанные с упрощениями и приближениями в физических уравнениях. Поэтому зачастую, особенно в горных районах, никакая модель не сможет дать вам 100% гарантию того, что прогноз оправдается.
Есть и природные ограничения. Атмосфера — это сложная и динамическая система. Несмотря на высокие технологии, существует предел точности, связанный с хаотичностью воздушной оболочки нашей планеты. Особенно при долгосрочных прогнозах.
Самые точные предсказания, как правило, получают при использовании комбинации данных с различных источников и моделей, что позволяет учитывать разные аспекты атмосферных процессов. Чем больше разные модели соотносятся друг с другом – тем выше вероятность того, что прогноз будет оправдан.
На ближайшие несколько дней точность предвидения погоды может достигать 90%, однако она резко падает после первой недели, поскольку даже небольшие изменения в атмосфере могут привести к значительным переменам в погоде.
Почему прогнозы погоды могут меняться за короткий промежуток времени?
— Для прогноза характерен «эффект бабочки», когда небольшие неточности в начальной информации сильно влияют на все погодное предсказание. Даже самые современные методы измерения не охватывают все нюансы атмосферы. Это особенно критично для точных краткосрочных прогнозов, — объясняет Максим Симакин.
Компьютерные модели работают на основе математических уравнений, которые выстраивают физические процессы в атмосфере. Однако они имеют ограничения по разрешению и точности. Некоторые мелкомасштабные процессы, такие как образование облаков или локальные ветры, сложно предсказуемы. А грозовые фронты, тропические циклоны или интенсивные дожди могут развиваться и изменяться очень быстро.
Все прогнозы требуют не только точных данных и моделей, но и правильной интерпретации. В таких сферах, как энергетика, авиация, промышленность, погодные предсказания составляет человек, хоть и на основе полученных приборами данных и моделей, которые их обработали. Иногда метеорологи меняют прогноз на основе новых данных или пересмотра предыдущих, что приводит к смене всей погодной картины.
На какой максимально длинный период можно предсказать погоду?
Самый длительный период прогнозирования — сезонные прогнозы (от месяца и более). Они могут лишь дать вероятность наступления определенных погодных условий. Долгосрочные прогнозы часто основываются на климатических моделях и тенденциях, таких как глобальные атмосферные и океанические паттерны. Их точность значительно ниже, они предсказывают общие тенденции, например, Например, более сухого лета или более холодной зимы.
Температура реальная и ощущаемая — в чем разница?
Температура воздуха измеряется с помощью термометров, обычно на высоте около двух метров над землей. А показатели поверхности земли и воды узнают благодаря инфракрасным или контактным приборам, которыми необходимо прикоснуться к почве, например. Это нужно, чтобы просчитывать испарение, риски образования гроз и другие изменения. В авиации эти температурные показатели используют, чтобы составить представление о зонах турбулентности.
— Ни для кого не секрет, что если на улице будет -15°C и северный пронизывающий ветер, то человек замерзнет быстрее, нежели при ясном небе. Определяет это специальный параметр — или ветро-холодовой индекс. Он обозначает степень воздействия на человека температуры воздуха с учетом скорости и направления ветра, — объясняет Максим Симакин.
Расчеты производят по специальной формуле, которую вывели еще во время второй антарктической экспедиции в 1911-1912 годах. Во время зимовки ученые провели серию исследований: наполняли две емкости водой, выставляли их на улицу — на открытое пространство и защищенное от ветра — и засекали время замерзания воды. Во время экспериментов измерялась также температура воздуха и скорость ветра. По разнице во времени замерзания жидкостей определяли реальную температуру воздуха и ту, что в прогнозе обозначают «ощущается, как». Сейчас в интернете можно найти специальные таблицы, где соотносятся эти значения с учетом скорости ветра. Например, при температуре воздуха -15°C и скорости ветра 3 метра в секунду человеку будет казаться, что на улице -21°C.
Как на погоду влияет атмосферное давление?
Атмосферное давление — это сила, с которой воздух давит на поверхность Земли. Создается весом столба воздуха от поверхности планеты до верхних слоев атмосферы. Оно становится первопричиной возникновения ветра, который дует из области с большим давлением в зону с меньшим. А ветер приносит с собой теплый или холодный воздух, влагу и облака.
Атмосферное давление измеряется в гектопаскалях (гПа) или миллиметрах ртутного столба (мм. рт. ст.). Его определяют барометрами. В устройстве используется стеклянная трубка, заполненная ртутью, которая перевернута в резервуар с жидким металлом. Атмосферное давление воздействует на поверхность вещества в резервуаре, поднимая его в трубке. Высота столба в ней пропорциональна атмосферному давлению. Бывают также анероидные барометры. В них применяется металлическая коробка (анероид), из которой частично удален воздух. Изменения атмосферного давления приводят к сжатию или расширению этой коробки. Эти изменения механически передаются на стрелку, которая перемещается по шкале. Такие барометры более компактные, удобны для переноски и часто используются в метеостанциях и самолетах.
Атмосферный фронт — это зона перехода между двумя различными по свойствам воздушными массами. Она характеризуется резкими изменениями метеорологических параметров: температуры, влажности, атмосферного давления, облачности и осадков. Фронты бывают: теплыми, холодными (по месту зарождения воздушной массы), а также существуют фронты окклюзии — границы, где сталкиваются теплая и холодная зоны.
Ветер перемен
Скорость ветра определяют анемометром. Самый простой — чашечный — прибор имеет в основе некую горизонтальную ось и прикрепленные к ней чашки. Ветер вращает их с различной силой, воздействие преобразуется в электрический сигнал, который подается к стрелке. Она указывает на скорость воздушного потока. Направление ветра фиксируют флюгерами. Различные фигурки животных со стрелками, установленные на крыше, — и есть устройство, которое позволяет узнать — откуда и куда дует ветер. Сделать такой аппарат можно и самостоятельно: понадобятся стрелка, подшипник или ось, которые смогут свободно крутиться, и грузик — его нужно закрепить на противоположном конце стрелки.
На каждый вид осадков – свой прибор измерения
Количество осадков помогают узнать дождемеры. Например, осадкомер Третьякова — стандартный прибор для измерения количества дождя. Он представляет собой цилиндрический контейнер, в который собираются осадки, измеряемые затем в миллиметрах.
Снегомер используется для измерения глубины снежного покрова. Это может быть простой линейный измеритель (снежная линейка) или более сложные устройства, такие как ультразвуковые датчики. Лазерные датчики нужны для точного измерения различных видов осадков – дождя, снега и града. Весовые осадкомеры могут определить жидкие и твердые осадки по весу. Доплеровские радары фиксируют интенсивность осадков, анализируя возвращенные сигналы от капель дождя или снежинок. Эти данные часто используются для создания карт осадков в реальном времени.
«Осадки 67%» — что это значит?
— В метеорологии применяют два варианта интерпретации количества осадков. Если прогноз дается по региону, то имеется в виду пространственное распределение — то есть 67% (можно подставить любую цифру в зависимости от прогноза) территорий окажутся под дождем. А если прогноз показывается для вашей геопозиции, то чаще указывается именно вероятность выпадения осадков во временной промежуток — 67% за то, что конкретно вы попадете под дождь, — сообщает Максим Симакин.
Что внутри у прибора, измеряющего влажность?
Психрометры, фиксирующие влажность, состоят из двух термометров: один измеряет температуру воздуха, а другой — смачиваемой ткани. Разница в показаниях помогает вычислить относительную влажность. Еще применяют приборы гигрометры. Механические – имеют специальные материалы, например, синтетические волокна, которые изменяют свою длину в зависимости от влажности. Электронные основаны на переменах электрических свойств полимеров или солей при изменении уровня влаги, а конденсационные определяют температуру, при которой капли воды в воздухе превращаются в росу.
Океаны питают ураганы, но как?
Ураган — это ветряная воронка большой силы и значительной продолжительности. Он формируется над теплыми океаническими водами из-за нескольких факторов. Во-первых, температура поверхности океана должна быть не ниже 26,5°C. Это тепло обеспечивает необходимую энергию для образования и поддержания вертикального движения мощных потоков воздуха. Во-вторых, влага из океана должна испаряться и подниматься вверх, создавая облака и осадки. Конденсация влаги высвобождает теплоту, усиливая восходящие потоки воздуха. В-третьих, ураганы требуют слабого вертикального сдвига ветра, чтобы вертикальные структуры шторма не разрушались.
— Такие мощные ветра могут перемещаться на значительные расстояния, однако, когда ураган переходит на сушу, он теряет свою силу, поскольку утрачивает источник влаги и энергии — теплую океанскую воду. Максимальное расстояние, которое ураган может преодолеть на суше, зависит от его начальной интенсивности и скорости. Обычно он значительно ослабевает в течение нескольких сотен километров от побережья, но может сохранять свою структуру и вызывать эффекты на тысячи километров, особенно если их путь пролегает через водные объекты или влажные районы, которые подпитают его, — объясняет Максим Симакин.
Ультрафиолетовое излучение – чем определяют эффект солнца?
УФ-индекс стал учитываться с начала 1990-х годов. Его разработали, чтобы информировать население о рисках, связанных с вредным воздействием солнца на кожу и глаза людей. Ультрафиолет измеряется пирометрами или специальными радиометрами, которые фиксируют интенсивность солнечного излучения. Приемники в устройствах собирают лучи. Они, попадая на сенсор, вызывают изменение его температуры или электрических характеристик.
— Солнечные бури выбрасывают огромное количество заряженных частиц и излучения, которые изменяют свойства ионосферы — слоя атмосферы на высоте от 60 до 1000 км. Эти изменения могут вызвать проблемы с радиосвязью, GPS-навигацией и другими системами, использующими ионосферу для передачи сигналов. Также солнечные бури могут нагревать верхние слои атмосферы, вызывая их расширение. Именно оно увеличивает плотность атмосферы на высотах, где летают спутники, что приводит к дополнительному сопротивлению, снижению их орбиты и нарушению работы, — добавляет Максим Симакин.
Если лето было жарким, значит — зима будет морозной. Правда ли это?
— Примета о том, что жаркое лето предвещает морозную зиму, не имеет научного обоснования. Современные исследования показывают, что между температурой летом и зимой нет значимой корреляции, позволяющей с уверенностью прогнозировать зимние условия на основе летней погоды, — считает Максим Симакин.
Совершенствуется ли прогноз погоды?
По словам эксперта ПНИПУ за последние 5-10 лет процесс прогнозирования погоды значительно изменился и усовершенствовался благодаря ряду технологических и научных достижений. Современные модели становятся все более сложными и точными, благодаря улучшению физического представления атмосферы, увеличению разрешающей способности моделей и более мощным вычислительным ресурсам. Машинное обучение и искусственный интеллект уже используются для улучшения погодных предсказаний, и их роль будет только возрастать. В копилку также можно добавить использование дронов для сбора данных в труднодоступных районах и на большой высоте.










