Весьма существенное значение для дальнейшего улучшения прогнозов погоды имеет быстрая обработка данных метеонаблюдений. Теперь для этой цели начали использовать электронно-счетные машины>[7].
Они позволяют за очень короткий срок, за один-два часа, проделать такую вычислительную работу, на которую требуются месяцы труда вычислителей!
Работа машин в этом случае в общих чертах заключается в следующем. Исходный материал в виде цифровых записей — результатов наблюдений на отдельных метеостанциях, переносится на специальные карточки стандартной формы, на которых пробиваются группы отверстий, соответствующие данным числам. На таких же карточках, опять-таки в виде групп отверстий, наносится в числовом выражении программа решения задачи. После этого исходные данные и программа решения задачи вводятся в вычислительную машину. Результаты расчета, выполняемого машиной, выражаются в виде чисел, позволяющих при нанесении их на карту в тех же пунктах, в которых были заданы исходные величины, строить карты будущего распределения метеорологических элементов. Такие предвычисленные карты погоды следующего дня позволяют синоптику с большей вероятностью строить предположения о том, какие предстоят изменения условий погоды в том или ином пункте или районе.
Внедрение электронно-вычислительной техники в практику Службы погоды открывает широкие перспективы для улучшения качества прогнозов погоды.
В последнее время учеными было открыто, что многие атмосферные процессы можно описать на основе точных законов физики, математики и термодинамики. Найдены соответствующие математические уравнения, решая которые можно определить вероятное будущее распределение давления, температуры и влажности воздуха, осадков и ветра и соответственно вероятное размещение циклонов и антициклонов, атмосферных фронтов и воздушных масс.
В результате теперь имеются способы, которые позволяют численным путем составить прогноз изменения давления и температуры воздуха на сутки вперед. Особенно полезно предвычисление будущего распределения давления воздуха. Это предвычисление позволяет строить карты будущего распределения давления воздуха и таким путем установить предстоящее распределение областей высокого и низкого давления, что, как вы уже знаете, весьма важно для анализа и прогноза погоды.
Использование такого метода, требующего большого количества расчетов, возможно только с помощью электронных вычислительных устройств.
Рассматривая вопрос о перспективах улучшения прогнозов погоды, необходимо также учитывать следующее.
До недавнего времени исследование атмосферных процессов, влияющих на погоду, в основном базировалось на наблюдениях в нижнем слое атмосферы — тропосфере, т. е. до высот порядка 8–15 километров. Но земная атмосфера распространяется в высоту до многих сотен километров. Взаимодействие и взаимозависимость процессов во всей толще атмосферы еще недостаточно изучены.
Мы уже говорили, что основную роль в развитии атмосферных процессов на Земле играет Солнце. Однако вопрос о роли солнечной активности в изменении погоды также еще мало изучен, главным образом из-за того, что до последнего времени не было точных инструментальных наблюдений над состоянием высоких слоев атмосферы.
Связь между солнечной активностью и процессами в атмосфере была, в частности, обнаружена при изучении солнечных пятен. Как известно, максимум пятен повторяется регулярно через каждые 11 лет. Установлено, что в периоды этих максимумов наблюдаются некоторые отклонения от нормы в развитии атмосферных процессов на Земле. В то же время периодичность в изменении количества солнечных пятен обусловливает и периодичность некоторых явлений на Земле. Так, например, при увеличении числа пятен на Солнце в тропиках в зоне Азия — Австралия наблюдается понижение давления воздуха, а в зоне Америки и восточной части Тихого океана повышение. Известно также, что наводнения в долине Нила повторяются через 22 года, т. е. ровно через два периода между очередными максимумами солнечных пятен.
Кроме солнечных пятен, на атмосферу Земли влияет ультрафиолетовое и рентгеновское излучения Солнца; под действием этих излучений в высоких слоях атмосферы образуется особый слой — ионосфера, простирающийся от высоты в 70 километров, примерно до высоты в 500 километров над поверхностью Земли
