// Вие четете...

Въпроси за времето

Какво е прогноза за времето?

„Вярвам само на това, което виждам.“

Категории на прогнозирането. Ще разбием условно прогнозирането на три категории: синоптични, хидродинамични и статистически. Ще разгледаме типовете закони, на които се опират тези категории прогнозиране.

Категория синоптични прогнози. В тази категория ще разгледаме следните методи: собствено, синоптически – метод на анализа на синоптичните карти, блокиране и аналози.

Таксономически закон – основен тип закон, използван в тези методи за прогнозиране. Поради което такива закони, по същност се явяват класификационни, тоест утвърждаване за включване в клас, и представляват най-простия от всички типове утвърждаване за законите.

В такива закони няма времево следване. Тук връзката не е подложена на изменение във времето. Действително, в синоптичния метод, например, синоптика по експертен път определя въздушната маса, в която се намира пункта за прогнозиране. Това, в частност, може да бъде въздушна маса от тила на циклон или въздушна маса на антициклон. На основата на класификацията на въздушната маса синоптикът определя обикновено срещащите се в нея метеорологични условия и ги екстраполира за времето на прогнозата.

В методите за блокиране и аналози също основно се използват методите за квалификация на метеорологичните условия. Тук на основата на някои критерии се типизират метеорологичните условия, а след това текущото състояние на атмосферата се отнася към близкия тип, независимо от това, че те се разглеждат като динамично детерминирани процеси.

По такъв начин, индивидуалните времеви особености се изтриват, а с тях си отиват и „индивидуалното” време на процеса. Времето преминава в „моменти от времето” преход от един тип време към друг. А като следствие на това се явяват грешките на моделите на прогнозиране, обусловени от неспособността им да предскажат смяната на класа, например, от зонален – към блокиращ.

В тази категория прогнозиране се използват и други типове закони. Така, в синоптическия метод за екстраполиране на преместването на циклоните се използва кинематичен тип закони. Тук всички методи използват структурните закони за описване на пространственото преместване на метеорологичните образования.

Обяснителните възможности на таксономичните закони са изключително слаби, традиционни фрази „времето се определя от типа на циклона” не се явява обяснение – това е констатация на факта.

Категория хидродинамични прогнози. Тази категория прогнози се базира на законите от функционален тип и представляват система от диференциални уравнения в частни производни – просто динамични или термодинамични. Физическите величини, влизащи в тях, са свързани една с друга със симетрични функционални отношения, които не могат да бъдат по еднозначен начин разбити на връзки „причина – действие”. Поради това диференциалните уравнения не отразяват причините като форма на детерминация.

Действително, диференциалните уравнения утвърждават не това, че измененията са предизвикани от нещо, а само това, че те или се съпровождат от някакви други изменения, или последните следват зад тях. Членовете на уравнението определят връзката, но не и причините.

Диференциалните уравнения се явяват „диференциални аналози” на термодинамичните уравнения за състоянието на морската вода или въздуха. Те не могат да бъдат непосредствено проверени експериментално, да бъдат в бъдеще изтълкувани на основание на метеорологичните понятия. На практика, освен уравнения в крайните разлики и интегрални съотношения, такива като решаване на диференциални уравнения, могат да бъдат съпоставени с емпирични данни.

Но проблема се запазва в това, че разликите в уравненията имат решения, различни от диференциалните, и в това, че няма доказателства за съществуването на решения за диференциалните уравнения даже в множество гладки функции. За тази категория прогнозиране в реално време се модулират измененията на граничните и началните условия, а не със символа на буквата t. Този символ само индексира връзката между мигновено безкрайно малко изменение на физическите величини, входящи в системата уравнения.

Категория статистически прогнози. Към тази категория ще отнесем методите за прогнозиране, основани на статистическото описание на пространствено времевата изменчивост на състоянието на атмосферата, – различните методи на регресия, повторяемост и т.н. В тях, както и в синоптическите прогнози, в основата лежи идеята за класификация, тоест таксономическия закон, но на основата на статистическите методи за класификация.

Статистическите методи за прогнозиране се базират на статистическите пространствено времеви взаимовръзки на метеорологичните елементи, откриване на път за обработка на масивите от метеорологични наблюдения. Взаимовръзките се проявяват в конкретни формални схеми, например, уравненията на регресия или диаграми. По такъв начин, тези методи за прогнозиране, освен основните статистически закони, използват функционалните и структурните закони.

Тук следва да се обърне внимание на същественото различие между емпирическото статистическо мировъзрение и теорията за математическата вероятност. Това са слабо свързани помежду си понятия. При разработката на статистическите прогнози се използва понятието случайност. В статистическото мировъзрение случайността може да се разбира като:

а) не разбрана закономерност;

б) кръстосване на не съгласувани процеси;

в) уникалност;

г) не устойчивост на измененията;

д) относителност на знанията;

е) иманентна случайност.

В метеорологията се използват не явно и едновременно всичките тези гледни точки. Но в този списък следват да се отделят последния тип случайности. Той може да се съотнася само с хидродинамичните модели. Именно иманентната случайност определя времевия предел на предсказване на хидродинамичните прогнози (две седмици), и именно тази гледна точка на случайност стои зад названието на статията на Хоскинс.

Статистическите закони са справедливи за голяма съвкупност от събития. Те се явяват колективна регулярност. В метеорологията терминът „вероятностен закон” често се употребява като синоним на „статистическия закон, но такова прилагане може да доведе до заблуждение, доколкото „вероятността” се явява математическо понятие, и освен предложената теория на вероятностите следва да се наричат вероятностни закони.

Използването на математическата вероятност в метеорологията е сложно да бъде обосновано. Работата е в това, че в метеорологията се използва теория на вероятностите на Калмагоров, основана на математическата теория. Но в тази теория не е определено понятието „случайност”. Освен това, емпирическата повторяемост може да се интерпретират като вероятност, само ако се наблюдава устойчивост на честотите. Това условие на практика никога не се изпълнява, което следва вече от този факт, че средно квадратичното отклонение съществено се изменя от интервала на извадката и от дискретността на наблюденията.

Коментари

Все още няма коментари

Публикувай коментар