Skaityti PDF - Iliustruotasis mokslas

old.iliustruotasismokslas.lt

Skaityti PDF - Iliustruotasis mokslas

Ir apie orus.ArtimiausiasTam buvo ilgai rengiamasi ir pagaliau pavyko įgyvendinti – šiandienžinome mėnesio trukmės orų prognozę. Tokių ilgos trukmėsprognozių pagrindą sudaro 51 atskiras spėjimas. Paradoksalu,tačiau šie spėjimai paremti skaičiavimais su daug paklaidų.Štai ką galimedabarPrognozė skiriama į tris etapus1diena2diena3diena4diena5diena6diena7diena8diena9diena10diena11diena12diena13diena14diena15diena16dienaMARK AIRS161–5 dienos: labai tikslios prognozės, žinomikiekvienos paros orų pokyčiai.Parengė Kim Bentzen6–16 dienos: dienos, kaip tiriamo vieneto, prognozė vis dar tiksli,tačiau nebepateikiama, kaip keisis konkrečios paros orai.


Ilgalaikių prognozių šiandienlabiausiai reikia naftosverslovėms. Perspėjimasapie artėjančią audrąyra aukso vertės.GETTY IMAGES32 dienas…17diena18diena19diena20diena21diena22diena23diena24diena25diena26diena27diena28diena29diena30diena31diena32diena17–32 dienos: tikslūs orai prognozuojami tik tam tikrais „blokais“,be to, galima 1–2 dienų trukmės paklaida.17


51 prognozė susilieja į vienąNaujosios orų prognozės sudaromos pagal 51 spėjimą. Kadangi kiekvienoje prognozėje iš pat pradžių tyčia padaroma nedidelėklaidelė, gaunamas 51 skirtingas orų kaitos variantas. Visi šie spėjimai – vienos, itin tikslios prognozės pagrindas.Šioje diagramoje pavaizduota, kaip naujuoju metodu apskaičiuojami vėjo greičio pokyčiai tam tikru laikotarpiu – šiuoatveju nuo rugsėjo 4 dienos iki spalio 6 dienos.Vėjas (m/s)2018161412108642004 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 01 02 03 04 05 06RugsėjisSpalisFRONTWEATHER A/SRaudona kreivė rodo labiausiaitikėtiną artimiausių 32 dienų orųprognozę. Ji sudaryta atmetus orųpokyčius, kurių tikimybėmažiausia, ir iš likusių kreiviųišvedus vidurkį.Mėlyna kreivė pateikiabendrą 51 prognozės vidurkį,nors kai kurios jų ir mažaitikėtinos. Todėl ši kreivė pirmiausiaparodo, kaip statistiškaišiuo metų laiku keistųsi orai.Pilkos kreivės rodo, kaip statistiškai pasiskirsčiusios visosprognozės. Kadangi spėjimų pradžioje padaroma nedidelėklaida, prognozės vystosi gana skirtingai. Tik 5 procentaispėjimų atsiduria po žemiausia kreive, o 5 procentai – viršviršutinės kreivės, 25 procentai patenka tarp abiejų apatiniųkreivių, dar kiti 25 procentai – tarp abiejų viršutinių kreivių.Baigus gręžti naftos gręžinį iš dviejųkilometrų gylio jūros dugno reikiaiškelti grąžtą. Tokiai operacijai naftosgręžimo platformoje reikia itin ramiosjūros. Jeigu bangos bus per didelės, grąžtasims siūbuoti, o tonas sverianti konstrukcijagali sugriūti ir sukelti pavojųžmonių gyvybėms. Todėl labai svarbu žinotitikslią, patikimą prognozę, koks busoras artimiausias keliolika ar net daugiaudienų. Naujos technologijos padeda naftininkams,dirbantiems atviroje jūroje.Anksčiau planuodami įvykius, kurievyks po savaitės ar vėliau, negalėjome žinotiorų. Per pastaruosius 30 metų, atsiradusgalingiems kompiuteriams, orųprognozės irgi tapo patikimesnės: šiandienžinome, kokie orai mūsų laukia artimiausiasseptynias dienas, o ne tris, kaipbūdavę anksčiau. Juolab neįtikima buvo,kad prognozuosime tolesnę ateitį nei teoriškaiįmanomas 14 artimiausių dienųlaikotarpis.Nepaisant daugelio meteorologų skepticizmo,Europos vidutinės trukmės orųprognozių centro (ECMWF), įsikūrusioRedingo mieste į vakarus nuo Londono,mokslininkų grupė šiek tiek daugiau neiprieš dešimt metų priėmė šį iššūkį. Šiandienjau galime sužinoti praktiškai pritaikomųartimiausio mėnesio orų prognozių.Galime susiplanuotiketuris savaitgaliusKiekvieną penktadienį ECMWF parengiaartimiausių 32 dienų orų prognozes. Taimums puikiai žinomi pranešimai apieorus. Netrukus televizorių ekranuose išvysimeprognozes apie keturių artimiausiųsavaitgalių orus.Meteorologai išplėtojo naują metodą,jis leidžia numatyti įvairius meteorologiniusreiškinius, pavyzdžiui, artėjančiusdidelių karščių laikotarpius ar pirmąsiasšalnas. Pagaliau galima parengti tokiasprognozes, kurios leis renginių organizatoriamsir žmonėms tinkamiau planuotiįvairius renginius gryname ore. Taigi, jeiketinate lauke švęsti vestuves ar kepti šašlykus,mažiau rizikuosite, kad kaip tiktuo metu pasitaikys blogas oras.Nors tokiais atvejais visi mes tikimėsšilto oro, gali pasirodyti paradoksalu, kadkaip tik saulės kaitra gali sugadinti šventękieme. Ne kas kita, o Saulė lemia orų pokyčiusŽemėje. Saulė labiausiai kaitinaorą ties pusiauju, nuo jo šiltosios oro masėsima slinkti į šiaurę ir pietus, t. y. šaltųašigalių link.18 Iliustruotasis mokslas 2009/3 (18)


WETTERZENTRALE.DEMeteorologai šifruoja „spagečius“Naujas meteorologų darbo įrankis – vadinamieji spagečių grafikai, rodantys,kaip kinta daugybė izobarių ir izotermių – kreivių, jungiančių vietas su vienoduslėgiu arba temperatūra tam tikru metu. Paveiksluose pavaizduotos dvejoposorų kaitos – po 48 ir 192 valandų – prognozės ir tai, kaip meteorologai pateikiašią informaciją pranešime apie orus.Štai ką matometeorologaiIzotermės48 VALANDOSTemperatūros linijos (izotermės), einančios iš vakarų į rytus, aiškiai rodo,kad frontas slenka iš vakarų, vadinasi, oro sistemos susiformuoja virš šiaurinėsAtlanto dalies ir juda Šiaurės Europos kryptimi. Šalčio sritys į pietvakariusnuo Didžiosios Britanijos, į rytus nuo Niufaundlando, į pietvakariusnuo Portugalijos ir virš pietrytinės Ramiojo vandenyno dalies byloja apiečia susidariusį žemą slėgį, kuris turės įtakos artimiausių dienų orams.192 VALANDOSFronto banga iš vakarų, tačiau neįmanoma įžiūrėti, kur susidaro žemoslėgio sritys. Kadangi dauguma prognozių vis dar rodo esant šalčio sričių,artėjančių iš vakarų, galima tikėtis lietingo, saulėto ir vėjuoto oro. Visosprognozės rodo šiaurės link virš Azorų salų judančias šilto oro mases, vadinasi,pamažu susiformuos aukšto slėgio sritis ir ji virš pietvakarinėsEuropos dalies atneš ramesnius orus.Taip aiškinameteorologaiIzobarės48 VALANDOSVirš Skandinavijos orus lems užslinkusi žemo slėgio sritis, protarpiais palis,pūs vėjai. Virš Vidurio Europos tvyranti aukšto slėgio sritis joje ir pietinėjeEuropos dalyje lems sausus orus. Tik Pirėnų pusiasalyje ir Graikijojenumatomi kitokie orai, čia daugelyje vietų numatomos gausios liūtys.192 VALANDOSIš Vidurio Europos pasitraukė aukšto slėgio sritis, laukiama atslenkančiožemo slėgio, kuris atneš lietaus ir vėjo šiaurinėje Europos pusėje. Temperatūrašiek tiek nukris, ypač pietinėse vietovėse, o Azorų salose ir Portugalijojevyraus sausi ir ramūs orai.


Mūsų gyvenamoje, t. y. šiaurinėje, Žemėsrutulio dalyje praėjusios vasaros pabaigojepraūžė vienas nuožmiausių uraganų– „Ike“. 2008 metų rugsėjo 1 dienąpradėjęs formuotis virš Atlanto vandenynopusiaukelėje tarp vakarinės Afrikospakrantės ir Karibų jūros regiono, jis judėjovakarų kryptimi, o paskui pasisukoį šiaurę. Per 14 dienų uraganas „Ike“ netik nusiaubė didžiulę Karibų ir JAV teritoriją,bet ir sujaukė sinoptikų prognozesvisam Šiaurės pusrutuliui.Dauguma atogrąžų ciklonų susidaroties 35 laipsnių lygiagrete ir ima slinkti įšiaurę, o ten viešpatauja vakarinių vėjųsritis. Čia ciklonai atiduoda didžiąją dalįsavo griaunamosios galios ir sukelia stipriasliūtis bei didžiulius sūkurius, būdingusatogrąžų kraštams. Vėliau virš ŠiaurėsAtlanto sustiprėjusi žemo slėgioatmosferos sritis pasuka Europos link.Kaip tiksliai keisis orai, priklauso nuocik lono vietos ir vėjo krypties bei greičio10–15 kilometrų aukštyje.Vos 50 kilometrų atkarpa praūžęsuraganas gali pakeisti orus. „Ike“, kaip irbūdinga dideliems atogrąžų ciklonams,gerokai pakoregavo Šiaurės Amerikos irbeveik visos Europos orų prognozes. Dėlšio reiškinio liepos ir rugsėjo mėnesių,kai siaučia atogrąžų ciklonai, orų prognozėsmūsų platumoje dažniausiaibūna netikslios.Iliustruotasis mokslas 2009/3 (18)d.j. phiLlip/getty/all overUraganas „Ike“ nusiaubė Jungtines Amerikos Valstijas. Atogrąžų audros labaitrukdo numatyti, kokie orai vyraus Europoje liepos ir rugsėjo mėnesiais.Naujos prognozėssu daugybe paklaidųNorėdami sukurti patikimas ilgesnėstruk mės prognozes meteorologai dėl chaotiškosorų prigimties priversti mąstytikitaip. Naujos ECMWF centro prognozėsiš esmės sudaromos kaip ir įprastos, tik,užuot pasikliovus viena prognoze, t. y.vieno skaičiavimo rezultatais, perskaičiuojamakelis kartus – taikant tą patįmetodą, tik kaskart iš pat pradžių padarantnedidelę paklaidą.Šitaip gaunama 51 skirtinga orų prognozė.Visos jos prasideda beveik vienodai,tačiau kiekviena palaipsniui išryškinavis kitokį artimiausių dienų orųvaizdą. Iš esmės visos jos vienodai tikėtinos.Dėl didelio prognozių skaičiaus šismetodas buvo pramintas prognozių ansambliu– kaip tik toks atskirų meteorologiniųspėjimų ansamblis sudaro galutinėsorų prognozės pagrindą.Kadangi prognozių būna daug, iškylasudėtinga problema – kaip pateikti rezultatą.Paprastai orai apžvelgiami naudojantkurios nors vietovės žemėlapį arbaišvardijant svarbesnes vietoves ir nurodantmeteorologinę informaciją. Iš esmėstokie pateikimo būdai išliks, tačiau atsirasir kelios naujovės.Meteorologams ir specialistams, įgudusiemsskaityti orų žemėlapius, visosprognozės pateikiamos konkrečios geografinėsvietovės žemėlapyje. Kad būtųgalima palyginti 51 variantą, rodomoskreivės, jungiančios vietas su vienoduslėgiu (izobarės) arba temperatūra (izotermės)tam tikru laiku.Iš pradžių visų prognozių kreivės išsidėsčiusiosgreta, tačiau po kelių dienųkreivės akivaizdžiai išsiskiria. Jeigu pavykstapastebėti bendrą tendenciją, galimaatmesti pavienes kreives, nutolusiasnuo daugumos. Praėjus dar daugiau dienųnuo stebėjimo pradžios įžvelgti bendrątendenciją dar sudėtingiau. Kreivėstaip išsiraizgiusios, kad šis prognoziųvaizdavimo metodas buvo pramintas„spagečių grafikais“.„Spagečių grafikų“ metodas – puikussprendimas meteorologams, nes šiuosegrafikuose specialisto akis gali pamatyti,kaip atrodys artėjantys orai. Vis dėlto šismetodas nepatenkina eilinio žmogauslūkesčių, juk jam reikia aiškaus ir tikslausatsakymo, koks oras, vėjas ir temperatūrabus tam tikroje vietovėje tam tikrumetu.Metodastik įgudusiems vartotojamsĮvairūs statistiniai metodai leidžia ne tikaprašyti labiausiai tikėtinus orų pokyčius,bet ir apskaičiuoti, kokia kitokių21


ezultatų tikimybė. Taigi prognoziųvartotojai, „skaitydami“ prognozes, gaunanebe vieną spėjimą, bet sužino ir alternatyviasgalimybes. Jeigu yra 75 procentųtikimybė, kad tam tikroje vietojebangų aukštis nesieks dviejų metrų, vadinasi,yra ir 25 procentų rizika, kadbangos gali pakilti daugiau kaip du metrus.Iš 51 prognozės atmetus kelis variantusgalima „išgryninti“ artėjančių orųvaizdą. Paprastai atmetami variantai,kurių tikimybė mažiausia; lieka prognozės,kurios daugmaž vienodai pateikiaorų kaitą. Šis metodas leidžia kaip niekadtiksliai numatyti artėjančius orus, jispranoksta įprastas prognozes, nes pateikiainformaciją apie ilgesnį nei savaitėlaikotarpį.Naujosios 32 dienų prognozės reikalingosir daugelyje pasaulio energetikosbiržų – planuojant elektros, naftos, angliųar dujų prekybą. Šių produktų poreikispriklauso nuo orų, todėl būtų labairizikinga kliautis tik viena orų prognoze.Sėkmė bus kur kas labiau tikėtina, jeiplanuojant prekybą bus remiamasi tikslesniaisorų duomenimis.Mėnesio trukmės prognozėmisnaudojasi irnaftos gavybos bendrovės.Rengiantisperkelti naftos gręžiniųplatformasį kitą vietą, reikia žinoti bent savaitėsorus, nes vilkimo įrenginiai užsakomigerokai iš anksto. Jeigu atliekant tokiasoperacijas jūroje netikėtai kiltų audra,grėstų pavojus žmonių gyvybėms.Faktas, kad 32 dienų prognozėmis visplačiau domimasi, rodo, kad jos tampapuikiu komerciniu produktu. Todėl šiandiennemažai meteorologijos institutų,Oro balionu galima skraidyti tik esantaukštam slėgiui ir pučiant pastoviemsvėjams. Ateityje oreiviai galės susiplanuotikelių savaičių skrydžius.SPL/FOCIŠtai ką galėsimepo dešimties metųPrognozė skirstoma į du etapus1diena2diena3diena4diena5diena6diena7diena8diena9diena10diena11diena12diena13diena14diena15diena16dienaMARK AIRS1–13 dienos: labai tikslūs spėjimai, žinomi kiekvienos paros orų pokyčiai.17diena18diena19diena20diena21diena22diena23diena24diena25diena26diena27diena28diena29diena30diena31diena32diena14–32 dienos: dienos, kaip tiriamo vieneto, prognozė vis dar tiksli, tačiau nebeaišku, kaip keisis konkrečios paros orai.


pavyzdžiui, JAV nacionalinė hidrometeorologijostarnyba (angl. National WeatherServise), taip pat ėmė rengti ansamblioprincipu paremtas prognozes.Šis metodas ir toliau tobulinamas.Visi žinome, kad sušildyti kubinį metrąvandens reikia gerokai daugiau saulėsenergijos nei sušildyti kubinį metrą oro.Todėl jūros temperatūra keičiasi kur kaslėčiau nei virš vandens esantis oras. Kairengiamos paprastos orų prognozės, daromaprielaida, kad nuo stebėjimų pradžiosiki galutinės datos jūros temperatūranekinta, tačiau mėnesio trukmėsprognozėms toks apytikslis skaičiavimasnetinka.2008 metų viduryje ECMWF nusprendėnuolat stebėti vandenynų paviršiaustemperatūrą ir gautus duomenis įtrauktiį 32 dienų prognozes. Vanduo dengia dutrečdalius Žemės paviršiaus, todėl šis patikslinimasturės teigiamos įtakos prognoziųtikslumui. Be to, nuspręsta fiksuotivisus atmosferos pokyčius 80 kilometrųaukštyje.Galutinis tikslas – pusė metųPrognozavimo metodai ir toliau tobulinami.Rengiant prognozes bus atsižvelgtair į vandenynų bangavimą, nes nuo joirgi priklauso orų raida. Sausumoje busnuodugniau tiriamas ledas, sniegas, apželdintiplotai, metų laikų kaita. Taigiateityje orų prognozių tikslumo bus siekiamataikant ne vieną, o kelis modelius– kiekvienas jų leis geriau atskleisti skirtingusatmosferos fizikos aspektus.Nuo praėjusio amžiaus ketvirtojo dešimtmečiopabaigos daugelio šalių orųinstitutų mokslininkai ieškojo ryšio tarpvidutinio slėgio pasiskirstymo Šiaurėspusrutulyje ir orų kaitos Šiaurės Amerikoje,Europoje ir Azijoje.Tokiuose darbuose taikomas vadinamasisNAO indeksas. Palyginus orų kaitąper pastaruosius 100 metų, buvo išplėtotasmetodas, leidžiantis dar neprasidėjusvasarai numatyti, kokia bus artimiausiažiema. Kol kas šio metodo tikslumas yradu iš trijų.Reikia tikėtis, kad per artimiausiusdešimt metų daug žadantys NAO indeksorezultatai smarkiai pagerės. Tuomet ateityjegalėsime numatyti pusės metų orus,o prognozės tikslumu nenusileis dabartinėmsseptynių parų prognozėms.www.iliustruotasismokslas.ltAristotelis –pirmasis sinoptikasJau daugiau kaip 2000 metų žmogusmėgina nuspėti orus, tačiau tik XVIIamžiuje atsirado pirmieji prietaisai, okartu ir meteorologijos mokslas.Apie 340 m. pr. Kr. graikų filosofasAristotelis parašo veikalą „Meteorologica“ irjame orus apibūdina remdamasis keturiaispagrindiniais elementais: ugnimi, oru, vandeniuir žeme. Jis daugiau apibūdina pačiąorų prigimtį, o ne mėgina juos nuspėti.GETTY/ALL OVER1450 m. vokietis Nikolas Cryftsas sukuriapirmąjį higrometrą oro drėgmei matuoti.1592 m. italų mokslininkas Galileo Galileiišranda „oro termoskopą“, termometropirmtaką.1643 m. italų fizikas Evangelista Torricelli išrandapirmąjį barometrą, gyvsidabriu užpildytą beorįstiklinį vamzdelį oro slėgiui matuoti.1854 m. Anglijoje atidarytas pirmasis pasaulyje meteorologijos institutas „UKMET Office“. Šis institutas ganėtinai tiksliai nuspėja artėjančių trijų dienų orus.Apie 1920 m. oro balionu į atmosferą paleidžiamas pirmasis radijo bangomisvaldomas zondas, matuojantis atmosferos oro temperatūrą ir drėgmę.1960 m. NASA paleidžiapirmąjį pasaulyje meteorologinįpalydovą „TIROS1“. Per keletą metų orųprognozės tampa kur kaspatikimesnės. Ilgainiui,pasitelkiant palydovus,prognozuojami septyniųdienų orai.SCIENCE & SOCIETY PICTURE LIBRARYSPL/FOCI2004–2009 m. sudaromos pirmosiosefektyvios 32 dienų orų prognozės.1950 m. JAV meteorologaiparengia pirmąsiaskompiuterizuotas iš tiesųtikslias orų prognozes. Išpradžių nuspėjami artimiausių24 valandų orai,tačiau netrukus pasiekiamastrijų dienų rekordas.THURSTON HOPKINS/GETTY/ALL OVERIliustruotasis mokslas 2009/3 (18)

More magazines by this user
Similar magazines