Независимый прогноз: в России развивают свою глобальную климатическую модель

"Роскосмос" планирует развивать свою орбитальную группировку метеорологического назначения. Это поможет нивелировать риски, связанные с возможным отключением от данных с европейских и американских аппаратов. Сейчас на орбите работают шесть российских метеоспутников: три "Метеора-М", два "Электро-Л" и одна "Арктика-М". На 2022 год запланирован запуск двух "Метеоров-М2", радиолокационного спутника "Кондор", а также четырех аппаратов наблюдения ионосферы.

Метеообмен – очень важный вопрос и во многом тоже показательный. Есть Всемирная метеорологическая организация. Через нее все страны на планете делятся между собой наблюдениями с метеостанций. Этот обмен почти никогда не приостанавливался. И лишь однажды в начале Великой отечественной войны фашистская Германия перестала делиться метеоданными. Рассчитывали ослепить Красную Армию. В силу западно-восточного переноса циклоны приходят на нашу территорию с запада. Тогда появился термин "обрезанная карта". Советские метеорологи достраивали барическое поле вручную и выдавали точный прогноз погоды.

И вот сейчас украинские националисты, похоже, копируют тактику гитлеровцев. Незалежная ограничила передачу информации о погоде в международную метеорологическую сеть. Фактические данные о характеристиках приземного слоя воздуха с территории Украины передают 8 крупных областей: Одесская, Житомирская, Полтавская, Кировоградская, Черкасская, Хмельницкая, Волынская и Ровненская. Остальные 16 наблюдениями не делятся.

Вообще, в метеорологии считается оптимальным размещение датчиков измерений с шагом в 50 км, что позволит контролировать возникновение большинства микромасштабных вихрей. Это пока недостижимо. И есть хороший пример, как важен обмен исходными данными. В 90-е годы в Сибири прекратило работу большое количество метеостанций, в результате точность прогнозов в США снизилась почти на 10%.

В информационном отношении Украина, конечно, не Сибирь. С другой стороны, страна находится на периферии развития метеорологических процессов. В среднем за год на территорию России отсюда проникает чуть больше 10% всех циклонов. А основные погодоопасные направления достаточно хорошо освещены в метеорологическом отношении.

Это огромный массив данных, требующий анализа и обработки. Для этого нужны большие вычислительные мощности и специальные климатические модели. У России они есть, и в ближайшем будущем их планируют развивать.

Современная климатическая модель – это серьезнейшая программная технология. Она описывает динамику атмосферы от планетарного до локального масштаба. Осуществляется моделирование всех физических механизмов теплообмена: радиационного, конвективного, потоков влаги. С моделью атмосферы тесно взаимодействует модуль, описывающий циркуляцию и термодинамику океана, а также блок покровного оледенения.

Отдельная сложнейшая задача – моделирование биосферы и глобальных циклов углерода, серы и других веществ. От того, насколько правильно учитываются источники парниковых газов, а также их способность растворятся в Мировом океане, зависит точность климатических прогнозов на ближайшие 50 и 100 лет.

Россия всегда активно сотрудничала с мировым сообществом по вопросам климата. Нашу страну на международном уровне представляет модель Института вычислительной математики РАН. Ее основы были заложены еще 40 лет назад. И сегодня это одна из лучших климатических моделей в мире. К слову, примерно полвека назад выдающийся отечественный климатолог Михаил Иванович Будыко обосновал реалистичность серьезного влияния парниковых газов на климат Земли. За аналогичные исследования японец Сюкуро Манабе недавно получил нобелевскую премию.

"Если ты имеешь свою модель, то ты можешь пощупать каждую обратную связь и понять, как именно она влияет, важна ли она? И каким-то косвенным образом оценить, какова она в природе", – объясняет Евгений Володин, ведущий научный сотрудник Института вычислительной математики им. Г. И. Марчука РАН.

Развитие глобальной климатической модели в России – важная задача. Особенно, на фоне того, что в последние десятилетия тема климата из экологической плоскости перешла в политическую. На западе давно пытаются использовать "зеленую" повестку для давления на другие страны. С помощью своей модели мы сможем объективно оценить поглощающую способность экосистем и углеродный цикл в России, затем использовать полученные данные для создания национального рынка углеродных единиц.

К программе развития отечественной модели земной системы подключился и Московский государственный университет.

"Настоящее время предъявляет новые требования к этим моделям, намного более высокие и в технологическом плане, и в плане процессов физических и даже экономических, которые должны быть представлены в этой модели. Поэтому работы по усовершенствованию этой модели очень много. И мы очень рады, что государство осознало важность этой задачи", – говорит Виктор Степаненко, заместитель директора по научной работе Научно-исследовательского вычислительного центра МГУ им. М. В. Ломоносова.

Собственная климатическая модель высокого уровня – это не только абстрактный прогноз климата в будущем. Она сравнительно легко конвертируется в модель прогноза погоды, а это еще более актуальное и стратегическое направление, требующее максимальную независимость государства.