Czy można przewidzieć pogodę? O rodzajach prognoz pogody

Pogoda to stan atmosfery w danym miejscu i czasie, określony zespołem elementów i zjawisk meteorologicznych, do których należą: temperatura i wilgotność powietrza, ciśnienie atmosferyczne, prędkość, kierunek i porywistość wiatru, zachmurzenie oraz wielkość i rodzaj opadu.

Obserwacje najważniejszych elementów meteorologicznych, które charakteryzują pogodę są przeprowadzane systematycznie przez stacje meteorologiczne. Uzyskane informacje są przekazywane specjalnym systemem łączności do ośrodków, opracowujących prognozę pogody. Badaniem zachodzących w atmosferze procesów związanych z pogodą i jej przewidywaniem zajmuje się meteorologia.

Prognoza pogody to przewidywanie stanu atmosfery i związanych z nim zjawisk meteorologicznych dotyczących określonego obszaru i przedziału czasu.

Prognozy pogody dzielimy na:

• natychmiastowe - dotyczące najbliższych kilku do kilkunastu godzin,
• krótkoterminowe (do 72 godzin),
• średnioterminowe (do 2 tygodni),
• długoterminowe (kilka miesięcy do roku).

Zależnie od wielkości obszaru objętego prognozą rozróżnia się prognozy lokalne — dotyczą obszarów o powierzchni od kilkunastu do kilkudziesięciu kilometrów kwadratowych, oraz makroskalowe — obejmują obszary o powierzchni dziesiątków tysięcy kilometrów kwadratowych. Ze względu na przeznaczenie prognozy dzielą się na ogólne, lotnicze, agrometeorologiczne i inne. Rozróżnia się prognozy pogody subiektywne (synoptyczne, tradycyjne - historycznie najstarsze) , oraz obiektywne, wykorzystujące matematyczne modele procesów atmosferycznych, rozwijające się od czasu zastosowania komputerów.

• Prognozy subiektywne, synoptyczne były stosowane są powszechnie do lat 80. XX w.,były opracowywane na podstawie doświadczenia i intuicji przygotowującego je synoptyka jedynie w oparciu o dane obserwacyjne naniesione na mapy pogody.
• Prognozy pogody statystyczne sporządza się na podstawie informacji dotyczących sytuacji atmosferycznej w przeszłości. Analizując te informacje, poszukuje się parametrów silnie skorelowanych z parametrami, które usiłuje się przewidzieć, np. prognozując jesienią wielkość opadu, jaki wystąpi na pewnym obszarze w okresie zimowym, sprawdza się, czy w poprzednich latach zachodziła korelacja między wielkością tego opadu a różnymi parametrami charakteryzującymi pogodę na jesieni.
• W prognozach pogody fizycznych (zwanych też dynamicznymi), poszukuje się przyczynowo-skutkowych związków między elementami pogody i na ich podstawie przewiduje rozwój sytuacji atmosferycznej. Przykładem jest prognoza burzy wynikająca z analizy stabilności atmosfery ziemskiej, przeprowadzonej na podstawie danych z sondażu aerologicznego. W umiarkowanych szerokościach geograficznych opracowuje się prognozy pogody fizyczne, oparte na równaniach opisujących dynamikę atmosfery w skali synoptycznej (tj. dla obszarów do 2000 km² i czasu od jednego do kilku dni).
• Numeryczne prognozy pogody stanowią rozwinięcie i szczególne zastosowanie metod fizycznych. Stosuje się w nich model matematyczny, mający postać układu równań opisujących procesy dynamiczne i termodynamiczne w atmosferze, m.in. związane z działaniem promieniowania elektromagnetycznego promieniowanie w atmosferze ziemskiej, ruchami mas powietrza oraz z cyklem hydrologicznym. Model jest układem zamkniętym, tj. zawiera tyle niezależnych równań, ile jest w nim podstawowych parametrów opisujących stan atmosfery. Wiele z tych równań zapisuje się w postaci przybliżonej w celu uproszczenia układu lub z powodu niepełnej wiedzy o naturze przedstawianych przez nie zależności, model jest zatem przybliżeniem rzeczywistości. Rozwiązanie układu równań jest możliwe tylko dzięki zastosowaniu metod numerycznych i wykorzystaniu do tego celu komputerów.

W Polsce przygotowywaniem prognoz pogody zajmuje się statutowo Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, w którym stosuje się wszystkie opisane metody prognozowania. Interdyscyplinarne Centrum Modelowania Matematycznego i Komputerowego Uniwersytetu Warszawskiego prowadzi badania naukowe nad rozwojem numerycznych prognoz pogody. Zagadnieniami związanymi z nowoczesnymi metodami prognozowania pogody zajmują się też Zakład Fizyki Atmosfery Instytutu Geofizyki Uniwersytetu Warszawskiego oraz Zakład Meteorologii i Ochrony Atmosfery Instytutu Systemów Inżynierii Środowiska Politechniki Warszawskiej.

Krzysztof Domagała

źródło: Encyklopedia PWN - pogoda, prognozy pogody
zdjęcie główne: pixabay.com