Jak bada się pogodę?

Dzień w dzień naukowcy na całym świecie sprawdzają wskazania specjalistycznych meteorologicznych czujników pomiarowych. Kompletując wszystkie dane są w stanie z niewielkim wyprzedzeniem przewidzieć kolejne zjawiska pogodowe tworząc krótkoterminową prognozę pogody. Jak sama nazwa wskazuje jest to jedynie prognoza, czyli rokowanie, które nie ma 100% potwierdzenia. A czym jest właściwie pogoda i jakimi urządzeniami można posługiwać się w jej przewidywaniu? I wreszcie jak dokładne są prognozy? Oto odpowiedzi na kilka najważniejszych pytań dotyczących pogody.

Pogoda

Pogoda sama w sobie jest zbiorem zjawisk fizycznych i procesów zachodzących w troposferze, czyli najniższej - przyziemnej - warstwie atmosfery. Nauką skupiającą się na badaniu jaki te procesy mają wpływ na stan pogody na danym obszarze jest meteorologia, a podstawą działań meteorologów jest odczyt danych ze stacji wyposażonych w czujniki. Aktualnie prognozy pogody wykonuje się głównie na podstawie numerycznych modeli cyrkulacji atmosfery, czyli opisanych matematycznym językiem zachowań klimatu na podstawie równań mechaniki płynów i dodatkowych równań fizyko-chemicznych ważnych dla określania zmian klimatu. Oprócz najnowszych technologii nadal stosuje się metody mniej zaawansowane, polegające na obliczeniach równań ruchu powietrza. Jednak mimo postępującej technologii i zróżnicowaniu metod to wiedza osób odpowiedzialnych za tworzenie prognozy pogody. Ich pojęcie odnośnie lokalnych warunków, znajomość danych statystycznych oraz orientacja jak dany model może się zachować w określonej sytuacji pomagają wskazać najbardziej prawdopodobny model nadchodzących zjawisk atmosferycznych. Jeśli chodzi o wskazania naziemne to pochodzą one z urządzeń zainstalowanych w klatkach meteorologicznych.

W skład pełnego wyposażenia klatki wchodzą między innymi Psychrometr Augusta (czyli 2 termometry - jeden suchy, drugi zwilżony wodą destylowaną), termometr maksymalny i minimalny, automatyczny czujnik temperatury i wilgotności, termograf, higrograf, higrometr oraz wiele innych. Instalowanie takich urządzeń jest pokierowanie tym, jakie dane meteorolodzy chcą uzyskać, a interesują ich pomiary:
- temperatury powietrza podanej w stopniach Celsjusza (°C),
- wilgotności powietrza podanej w %,
- ciśnienia atmosferyczne mierzone w hektopaskalach (hPa),
- prędkości i kierunek wiatru, zachmurzenie na danym obszarze podawane w zakresie od 0 do 8, sprawdzane jest łącznie z typami chmur i kolejnością ich pojawiania się,
- opadów atmosferycznych, podając ich rodzaj i wielkość w milimetrach,
- usłonecznienia, czyli okresu nasłonecznienia określonego miejsca, podawane w godzinach.

Aby zebrać prawidłowe dane z urządzeń czujniki powinny znajdować się na wysokości około 2 metrów nad ziemią. Niektóre dane zbiera się również przy pomocy aparatury zawieszonej na balonach meteorologicznych.

Dokładność danych

Jak dokładna jest prognoza pogody? Nowoczesne technologie umożliwiają ułożenie prognozy pogody na różne terminy - ze względu na czas dzieli się prognozy na nowcasting (aktualna pogoda), prognozy krótkoterminowe (do 3 dni), średnioterminowe (od 3 do 10 dni), długoterminowe na około 30 dni, oraz sezonowe. Oczywiście najbardziej dokładne są krótkoterminowe jednodniowe, te zazwyczaj sprawdzają się z dokładnością co do godziny. Dane zbierane z klatek meteorologicznych nawet 8 razy w ciągu doby pomagają uściślić obliczenia. Natomiast im dłuższy termin prognozy tym trudniej przewidzieć ewentualne zmiany w niej, przez co dokładność maleje. Nie oznacza to, że takie prognozy zupełnie nie sprawdzają się - tu duży udział mają dane statystyczne zebrane w poprzednich latach, dzięki nim wiadomo mniej więcej jak kształtowała się pogoda w danym okresie i na danym obszarze. Są również zjawiska atmosferyczne, które z całą pewnością można przewidzieć nawet kilka miesięcy wcześniej, jednym z nich jest na przykład El Niño. Jednak to jedynie kilka wyjątków, w dodatku są to zjawiska trwające nie chwilę jak przelotna burza, ale zawirowania pogodowe obserwowane nawet przez 18 miesięcy. Przy tak małej stabilizacji zjawisk atmosferycznych dokładne prognozowanie pogody jest wręcz niemożliwe, pozostaje jedynie obserwowanie prognoz krótkoterminowych.