Погода на 129 дней вперёд: учёные нашли предел, который не преодолеть

Согласно новому исследованию, опубликованному в журнале Advances in Atmospheric Sciences, у прогноза погоды есть фундаментальный предел — около 129 дней. Даже в идеальных условиях, если точно знать состояние атмосферы, предсказать погоду на большее время невозможно. Сейчас точность прогнозов ограничена примерно 14 днями, так что у метеорологов есть большой запас для совершенствования. Об этом пишет сайт Phys.org.

Авторы работы — климатолог Вэй Чжан из Университета Майами и CIMAS (Совместный институт морских и атмосферных исследований NOAA) и доктор Золтан Тот, недавно вышедший на пенсию из NOAA. Они отказались от традиционного подхода, изучающего рост ошибок в прогнозах, и сосредоточились на энергетике атмосферы. Учёные рассуждали так: если начальное состояние атмосферы известно точно, то знание её динамики позволяло бы прогнозировать вечно. Исключение — квантовая неопределённость, которая попадает в атмосферу с фазой фотонов солнечного излучения.

Рассматривая энергетический цикл, исследователи выяснили, что солнечная энергия в итоге достигает каждой молекулы воздуха. К этому моменту неопределённость, связанная с неизвестной фазой фотонов, стирает всю память о начальном состоянии. Поэтому после определённого момента — названного «точкой оборота энергии» — прогноз становится невозможен.

Оценка показала: предел внутренней предсказуемости погоды составляет 129 ± 7 дней. Любопытно, что дополнительное время сверх нынешних 14 дней делится примерно поровну между реальным расширением точности и периодом низкой уверенности. То есть в идеале точность нынешнего пятидневного прогноза можно было бы растянуть до 62 дней, остальное — лишь ориентир.

Сейчас Чжан и его коллеги работают над независимыми оценками, чтобы подтвердить результат. Если он подтвердится, метеорологи получат не только теоретический потолок, но и конкретную цель для развития науки.