Не магия, а наука: из чего складывается прогноз погоды

Многие привыкли, что прогноз погоды делает компьютер, однако в реальности за него отвечают сотни разных вычислительных систем. Принцип их работы таков: атмосферу планеты условно делят на миллионы трехмерных ячеек размером от одного до 25 километров. Внутри каждой суперкомпьютер рассчитывает физические процессы — нагрев воздуха, движение ветра, испарение влаги и формирование облаков. Разные научные группы решают эту задачу собственными методами, объяснил синоптик и администратор проекта «Синоптика» Илья Винштейн.

Основу составляют 16 глобальных моделей, вычисляющих погоду для всей планеты сразу. Среди них — европейская IFS, американская GFS, немецкая ICON и российская ПЛАВ. Разработать такую систему под силу лишь полутора десяткам стран — уровень сопоставим с космической программой.

Поскольку атмосфера хаотична, к глобальным моделям добавляют ансамбли: машина просчитывает 20−50 вариантов прогноза с чуть измененными начальными условиями. Если дождь предсказывают 45 из 50 сценариев, значит, уверенность высокая. Для детализации существуют еще 38 региональных моделей с шагом в один-три километра — они замечают локальные грозы и туманы.

За пределами воздуха идут гидрологические, океанические и специализированные системы: от качества атмосферы и лесных пожаров до вулканического пепла и космической погоды. Отдельная категория — 131 климатическая модель, объединяющая усилия 43 институтов и заглядывающая на десятилетия вперед.

Главный тренд последних лет — нейросети. ИИ‑системы не считают физику, а находят закономерности в архивах за 40 лет. Свои разработки уже представили технологические гиганты: GraphCast от Google, Pangu от Huawei, Aurora от Microsoft, а европейская AIFS работает наравне с классическими подходами.

В сумме выходит порядка 150 атмосферных моделей, до 350 — с учетом океанов и рек, и свыше тысячи — вместе с локальными версиями. Забавно, что весь этот зоопарк опирается всего на семь базовых программных движков.