Наш поход в Росгидромет был уже последним, заключительным аккордом в расследовании на тему "Как делается прогноз погоды", предпринятом корреспондентами "РГ".
Нет, не подумайте, что мы книжек не читали и в школе не учились. Примерно мы представляли себе, что перед тем как по телевизору показать профессора Беляева, который с обаянием мудрого наставника расскажет, где пойдут дожди, проделывается огромная работа. Для начала за погодой наблюдают, затем эти данные обрабатывают... В теории все понятно. А на практике?
Наблюдения - фундамент пирамиды прогноза погоды, и сложен он из множества кирпичей: наземные метеостанции, корабли и специализированные, и обычные коммерческие, метеобуи, дрейфующие по просторам океана, самолеты и метеоспутники. Понятно, что сразу трех журналистов в космос не возьмут, в самолете тоже маловато места, да и дорого, а океанские плавания - дело долгое. Оставалось довольствоваться посещением наземных метеостанций.
Руководствуясь теорией, что погода к нам "приходит" с Запада (иногда с Севера), мы выбрали северо-западный город Осташков, в полутора километрах от которого находится пункт первичного наблюдения - одна из 1057 метеостанций России, действующих на сегодняшний день.
Осташков
Первое впечатление - самое сильное. Если бы не точное описание маршрута, где свернуть и на что ориентироваться, то, увидя метеостанцию в ночи, ее легко можно было бы принять за обычный сельский домик. Единственное отличие - уж слишком большой огород для столь примитивной фазенды.
- Здравствуйте, мы из "Российской газеты".
- А мы вас уже не ждали (дело было около часа ночи), - несколько испуганно сообщает нам милая девушка. - Меня зовут Ольга. Входите...
Проходим, располагаемся, стараясь не мешать хозяйке. Но любопытство берет верх. Заглядывая через плечо, наблюдаем, как Ольга покрывает лист бумаги цифрами.
- А что это? - не удерживаемся мы от вопроса.
- Телеграмма, в которой зашифрована погода.
На наш дилетантский взгляд, она очень напоминает шифровку секретных агентов типа "Юстас - Алексу": "ЩЭСМЮ 26389 32964 61803 10076 20000 39864 40123 53011 80001 333 20065 41998=". Но опытный метеоролог из этой математической абракадабры сможет легко понять, что "осадков не выпадало, атмосферных явлений не было, облачность высокая, ветер южный со скоростью 3 метра в секунду, видимость 14 километров, температура воздуха 7,6 градуса, на метеоплощадке снежный покров отсутствует, но в окрестностях станции составляет 2 балла, давление - 740 миллиметров ртутного столба" и так далее. Превращать понятные простому обывателю градусы Цельсия в невразумительные группы цифр необходимо, чтобы эти данные могла усвоить ЭВМ. Превращение это происходит в полном соответствии с записанными в тех самых увесистых томах, что стоят на полках, инструкциями.
Всего в данной шифрограмме 10 параметров: атмосферные явления, ветер, температура воздуха, температура точки росы, атмосферное давление, его изменения между сроками замеров, облачность, минимальная температура за ночь или день, температура подстилающей поверхности и снежный покров.
На некоторых станциях измеряют погоду по 40 параметрам, но в Осташкове из-за проблем с финансированием, общим износом оборудования и нехваткой квалифицированного персонала со специальным образованием наблюдения проводятся по несколько упрощенной схеме.
Даже приезд гостей не может выбить Ольгу из рабочего ритма. А он на станции очень четкий: точно по часам, которые, кстати, никогда не переводятся - станция живет и сейчас, и всегда по мировому согласованному времени, - надо раз в три часа отправить показания метеоприборов телеграммой в центр. А за двадцать минут до этого эти показания надо получить и зашифровать.
По словам Умы Чаусовой, начальника этой метеостанции и единственной из пяти сотрудников, которая окончила профильное учебное заведение - Алексинский гидрометеорологический техникум, - работать "на погоду" люди идут неохотно. "Работа всем нравится, но после выплаты первой зарплаты человек чаще всего уходит. Учишь их учишь, объясняешь, показываешь, а через месяц ищешь нового сотрудника. Мужчины работать к нам не идут: на 1700 рублей в месяц семью не прокормишь. Поэтому работают молодые девчонки, да и они стараются совмещать работу на станции с работой в ларьке. Сколько ни пытались оставлять заявки на бирже труда, приходят только те, кто к этой работе просто не способен, слишком много у нас цифири", - признается она.
Сейчас трое из четырех метеонаблюдателей - молодые девчонки: Ольга, Алена, Маша. Первые две окончили ветеринарный техникум, третья - только школу. Четвертая - Ольга Цепляева - постарше своих коллег. Она работает на станции уже третий год. Она пришла сюда после 14 лет работы на НПО "Звездочка" - закрытом НИИ, который расположен на одном из островов Селигера.
Пробыв на станции больше суток, мы воочию убедились, что эта работа действительно больше подходит для женщин. Слишком много она требует внимательности, точности, усидчивости, аккуратности, скрупулезности...
Разумеется, мы не могли не поучаствовать в процессе наблюдения за погодой.
- Ходить по метеорологической площадке (участке, где установлены основные измерительные приборы) можно только по дорожкам, - предупреждает нас Ольга-младшая, которая в 8.00 по московскому времени сменила Ольгу Цепляеву.
- Так ведь неудобно же? Вокруг все растаяло, а на дорожках снег спрессованный, так и упасть недолго.
- Все равно, - настаивает она. - Все измерения производятся, что называется, в естественных условиях. Поэтому ходить по траве нельзя.
Но вот телеграмма отправлена, и на ближайшие два часа сорок минут можно забыть о погоде. Побездельничать, правда, не получится. На станции всегда найдется работа по хозяйству. Но отвлечься от ответственной работы можно. И хотя девчонки на станции смешливые, то и дело хихикают, отвечая на наши вопросы, к работе они относятся со всей серьезностью. Временами кажется, что все личные, домашние проблемы - любовь-морковь, хроническая нехватка зарплаты и так далее - остались далеко "за бортом". Разумеется, это неправда, но на простую провокацию (рассказать какой-нибудь профессиональный анекдот) общими усилиями вспомнили лишь бородатый "про чукчу-шамана и метеоролога": "Видишь, - отвечает метеоролог шаману, - во-о-он чукча за дровами пошел. Значит, зима будет холодная". Зато не стали скрывать, что суеверие, как и интуиция, присущи всем отвечающим за погоду людям. Правда, суеверие суеверием, но как выяснилось, в народные приметы верят не все. Некоторые категорически утверждают, что предсказанная по приметам и по показаниям приборов погода разительно отличается. А еще у осташковских наблюдателей есть свои собственные приметы. Так, например, как рассказывает Ума Чаусова, если дежурит Ольга-старшая, обязательно что-нибудь случится: ураган, шторм, гроза, метель, наледь.
- Вон, видите, забор повален? Это в ее дежурство...
- Да я здесь причем? - возмущается Ольга. - Это шквальным ветром повалило.
- А почему в твое дежурство и шквал, и грозы, а у остальных нет?..
Нам, к слову, повезло. В Ольгино дежурство, когда мы только приехали на станцию, была прекрасная погода. Стихийным бедствием в ту ночь можно было назвать только наше нашествие.
Тверь
Итак, информация из Осташкова отправлена. Первая остановка на ее долгом пути от набора значений различных параметров до связного прогноза погоды на ближайшие сутки-двое, знакомого всем по телевизионным выпускам новостей, - Тверь.
Приходящая с 12 оставшихся "в живых" в Тверской области метеостанций (во времена СССР их было 22) информация суммируется и обрабатывается в Тверском областном центре по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды или, выражаясь официальным языком, ГУ "Тверской ЦГМС" Росгидромета".
- Наша задача оперативно обработать поступающую информацию, проверить ее правдивость и передать дальше, - рассказывает "РГ" начальник ГУ "Тверской ЦГМС" Росгидромета" Татьяна Зимина. - Сроки очень жесткие. Уже через 20 минут после того, как показания с приборов были сняты на метеостанции - в том же, скажем, Осташкове, - информация должна попасть в Москву и в мировую систему метеорологической информации.
В управлении есть специальный методический центр, который наблюдает за отсутствием ошибок в присылаемых с метеостанций сообщениях. Критерий истинности - непротиворечивость отдельно взятого значения результатам остальных наблюдений. Скажем, облачность в донесении указана слоистая, а дождь идет. Не может такого быть! Или везде ветер северо-восточный, а на одной станции юго-западный - значит, на 180 градусов ошиблись, кодируя.
- Подобные ошибки наказываются крайне жестко, - говорит Татьяна Зимина. - Даже из 1,5-2 тысяч зарплаты можно вычесть штраф. Жестко - да, но мы не можем обманывать в результатах наблюдений. Малейшая ошибка в давлении может привести к летному происшествию.
Увы, денежное довольствие метеорологов явно не соответствует важности их работы.
- Мне, по-хорошему, надо 100 тысяч рублей в год, для того чтобы обеспечить правильное нормальное функционирование центра, - говорит Татьяна Зимина. - Замечу, подразделения федеральной службы России. Но, кроме заработной платы, от центра я получаю лишь две тысячи командировочных. Остальное мы должны зарабатывать сами. Что и делаем, продавая специализированную метеоинформацию - для сельского хозяйства, авиапредприятий, ЖКХ, дорожников и так далее.
Москва
Волей-неволей складывалось впечатление, что недостаток финансирования метеостанций - едва ли не самая главная беда, из-за которой прогнозы погоды иногда, мягко говоря, не сбываются. Но разговор с Геннадием Елисеевым, замдиректора Гидрометцентра России, внес некие поправки в этот неоригинальный вывод:
- Да, кадровая проблема очень острая, - сказал он. - Но качество прогнозов определяется уровнем развития науки. Нужно знать физику и динамику процессов в атмосфере, в океане, их взаимодействие - а это физика, математика, компьютерные науки... Нынешнее качество прогнозов - это предел наших научных знаний. Вот слетать на Марс - это техническая проблема. Нужно взять необходимую сумму денег, десять лет поработать и слетать. А вот как дать точный прогноз на месяц, на сезон - никто не знает. Это научная проблема. Может быть, мы будем это знать через год, может - через 10 лет, может- через 100... Сколько это будет стоить - не знаем. В каких-то областях наука ушла далеко вперед, а техническая реализация еще отстает. В них можно развиваться вперед, не развивая науку. А в прогностической - все, предел. И он определяется научными знаниями. И чтобы продвинуться вперед в области прогнозирования, нужно развивать науку.
- Каков процент точных прогнозов?
- Ну, прогноз - это не расчет будущего, это не формула, это прогноз. Он включает в себя некоторую неопределенность. Но он не высосан из пальца и не нагадан на кофейной гуще. Мы должны знать заранее оценку качества этого прогноза. Должна быть методическая проработка, должны быть испытания методики. Благодаря этому мы знаем, что этот прогноз оправдывается в 85 процентах случаев, а этот - в 95 процентах. Слово "прогноз" - довольно весомое. Есть еще консультации, когда можно приблизительно сказать, что есть такая-то угроза, возможно, так пойдет, возможно, так. Они не оцениваются. Но прогноз мы обязаны оценить. В целом мы знаем процент оправдываемости прогнозов. На сутки - процентов 90-95. Осадки предсказываются похуже, температура - получше. Прогноз на пять суток сбывается в 80-85 процентах случаев. Оправдываемость долгосрочных прогнозов, скажем, на месяц - 65 - 75 процентов.
Модельеры погоды
Чтобы успеть передать результаты наблюдений в мировые прогностические центры в установленные сроки - не позднее, чем через 25 минут после наблюдений, нужно очень поторапливаться. Если учесть, что только в России сейчас действует чуть больше тысячи только наземных метеостанций (и все они каждые три часа отсылают свои данные в центр), то станет ясно: линии связи общего пользования с таким потоком информации справиться не смогут. Поэтому метеорологи создали свою всемирную сеть передачи данных. За должным функционированием этой сети в России, странах СНГ, Монголии, Северной Корее и Афганистане следит Главный радиометеорологический центр (ГРМЦ).
- Задачи нашей службы - сбор и распространение гидрометеорологической и смежной с ней информации, - рассказывает "РГ" заместитель начальника ГРМЦ Росгидромета Андрей Дьяконов. - Мы своего рода такси.
Для передачи данных используются все существующие виды связи. Каналы связи: и свои, и арендованные у "Ростелекома". Причем эта сеть никоим образом не связана с Интернетом.
Убеждаемся, что информация, собранная при нас в Осташкове, пришла в срок и была правильно оформлена, и идем дальше.
Но если связисты отбраковывают донесения из-за ошибок в оформлении, то специальная автоматическая система раскодирования отклоняет телеграммы из-за ошибок в содержании. Тогда информация с определенной станции не попадает в общую сводку.
- Мы берем забракованную телеграмму и смотрим, почему же она не устроила умную машину, - говорит нам Нелли Фархутдинова, начальник отдела информобеспечения. - Потом мы отправляем на проштрафившуюся станцию укоризненную телеграмму. Правда, управу на нарушителей найти трудно. Раньше мы хоть выговор объявить могли, вызвать на партсобрание или товарищеский суд, премии лишить. А теперь лишать нечего, вызывать некуда. Остается взывать к профессиональной гордости, элементарной совести и здравому смыслу. Чего ходить на работу, если халтуришь.
Но и в этом смысле ставшая нам почти родной метеостанция Осташков не подвела - все телеграммы оказались составлены правильно, ошибок нет.
Следующий шаг - построение так называемых полей данных. Можно сказать, прогнозы растут именно на них. Что такое это поле? Представьте себе участок земной поверхности, мысленно нанесите на него, скажем, тысячу точек и замерьте в каждой из них, скажем, температуру. Получившаяся тысяча цифр и будет полем температуры. Строит эти поля лаборатория объективного анализа.
- К нам в Росгидрометцентр в 0 и 12 часов по Гринвичу каждые сутки стекаются данные с более чем 6000 наземных станций, разбросанных по всему миру, - рассказывает нам руководитель лаборатории Алексей Багров. - Вот сегодня мы получили информацию от 6067 таких станций (и наш Осташков среди них! - Прим. Авт.). Помимо этого, с кораблей, в основном ведущих наблюдения на добровольной основе "купцов",и дрейфующих буев поступило почти полторы тысячи донесений. Специализированных кораблей погоды всего четыре на весь земной шар. Наблюдают за погодой и спутники. Они прислали примерно 3000 результатов замеров температуры воздуха. Затем у нас довольно много данных, полученных с самолетов. Они передают данные о ветрах, дующих в земной атмосфере. Также данные о ветре передают и геостационарные спутники. Они 84 тысячи раз замеряли это значение. Также они могут измерить и температуру воды в Атлантическом и Индийском океанах.
Потом эти данные приводят к общему знаменателю и строят на их основе поля температуры, давления, влажности, ветра. Это и является основой для создания численных прогнозов погоды на срок до 10 суток.
Дальше все очень просто. Вся земная атмосфера делится на маленькие кубики. Для каждого из них решается определенная система уравнений, называемая моделью атмосферы. И становится видно, как поведет себя погода в ближайшем будущем. Но простота эта лишь кажущаяся.
- Для того чтобы составить эту модель атмосферы, надо 60-70 человеко-лет, - говорит нам ведущий научный сотрудник Инна Розинкина. - Между прочим, именно она определяет точность прогноза.
Наши метеорологии пользуются отечественными моделями. Высокий уровень российских разработок позволяет нашим синоптикам, имеющим в своем распоряжении гораздо менее совершенные вычислительные машины и несравнимо меньшие денежные ресурсы, нежели их коллеги из развитых стран Запада, выдавать прогнозы, соответствующие самым строгим международным требованиям.
Но рассчитанная на ЭВМ модель поведения погоды вовсе не является полноценным прогнозом. Эту модель еще должен обработать наждачной бумагой своей интуиции живой человек - синоптик.
- Зачастую бывает так, что разные модели, базирующиеся на одинаковых исходных данных, выдают совершенно разные прогнозы, - говорит Розинкина. - И только человек, основываясь на собственном опыте, может свести их воедино.
Столичные синоптики по традиции отдуваются за всех своих коллег. Тем более что определенная напряженность в отношениях между наблюдателями-метеорологами и синоптиками существует даже в рамках одной организации. Как признались нам в Осташкове, "метеорологи очень не любят синоптиков, потому что те "все врут". Лариса Филиппович, инженер-синоптик ГМЦ России, которая в момент нашего посещения как раз составляла прогноз "на завтра", на этот выпад не обиделась. "Если бы люди знали, как делается прогноз, они бы вряд ли стали на нас ругаться", - сказала она, показав на готовую погодную карту.
Собранные на наших глазах крупицы информации, казалось, затерялись среди огромного множества аналогичных данных со всего света. Но не было бы их - прогноз был бы менее точен.
P.S.
Пока изобретательность отечественных разработчиков погодных моделей позволяет России оставаться на уровне мировых стандартов. Но материальная часть стареет, опытные кадры выходят на пенсию, а молодежь в отрасль не идет. Так можно и совсем без погоды остаться.
Мы делаем погоду в мире!
Деньги - тема болезненная для всех. Для синоптиков тоже. Огромное число работающих на станциях страны наблюдателей, которым надо платить достойную зарплату. Сложное хозяйство связистов. Мощные и дорогие вычислительные машины, обсчитывающие и ранящие данные. Для того чтобы все это работало без сучка и задоринки, нужны деньги. Но бюджет отпускает деньги на погоду крайне скупо.
- Впрочем не надо думать, что мы такие уж меркантильные люди, - говорит нам Геннадий Елисеев. - Мировое сообщество метеорологов, пожалуй, единственная всемирная организация, живущая по коммунистическому принципу "от каждого по способностям, каждому по потребностям". Автономно никто не может разрабатывать прогнозы погоды. Каждая страна дает мировому сообществу по способностям (у кого-то одна станция, у России более 500 станций в международном обмене), но мировые центры прогностическую продукцию, поля которые они считают, передают всем национальным метеорологическим службам, которым это надо. Они передают абсолютно бесплатно информацию, которая на самом деле стоит очень больших денег, особенно для России. Но мир понимает важность наших станций для правильного прогнозирования погоды на планете. Именно поэтому Мировой банк реконструкции и развития принял решение выделить целевой кредит на техническое переоснащение нашей службы в сумме около 80 миллионов долларов. Еще 53 миллиона - средства российского правительства. Мы планируем приобрести для Гидрометеоцентра РФ новую вычислительную технику. Кроме того, в соответствии с этим проектом будет развиваться наблюдательная сеть, оснащаться станции, будет закуплено определенное количество радиолокационного оборудования, оно необходимо для прогноза опасных явлений: градов, шквалов. Этот проект предполагается реализовать в течение пяти лет. Все это очень важно, потому что Москва пока мировой метеорологический центр, и если мы не будем соответствовать этому статусу, то мы вылетим из этой когорты.