Вчені оцінили межу прогнозування погоди у 129 днів

20 серпня 2026 р. 19:56

20 серпня 2026 р. 19:56

Атмосфера Землі теоретично може залишатися передбачуваною приблизно 129 днів за ідеальних умов. Про це йдеться в новому дослідженні, на яке звертає увагу видання SciTechDaily . Водночас висока якість прогнозів, за оцінками авторів, зберігається лише протягом значно коротшого періоду.

Метеорологи давно намагаються з’ясувати, наскільки далеко в майбутнє в принципі можна передбачати погоду, навіть якщо початковий стан атмосфери відомий абсолютно точно. Нове дослідження, опубліковане в журналі Advances in Atmospheric Sciences, пропонує теоретичну відповідь: за ідеальних умов межа внутрішньої передбачуваності становить близько 129 днів.

Чому попередні оцінки були невизначеними

Раніше вчені зазвичай оцінювали межу прогнозування, відстежуючи, як малі помилки в поточних прогнозах зростають у часі. Провідний автор роботи, кліматолог доктор Вей Чжан (Wei Zhang) з Університету Маямі та NOAA CIMAS, вважає, що такий підхід має прогалину: невідомо, як поводитимуться помилки, ще менші за ті, що є в сучасних прогнозах.

За словами дослідників, немає ані спостережних, ані теоретичних, ані модельних даних про те, як розвиваються такі надзвичайно малі похибки. Через це попередні спроби встановити «жорстку» межу передбачуваності залишалися невпевненими.

Новий енергетичний підхід

Чжан і співавтор доктор Золтан Тот (Zoltan Toth), який нещодавно вийшов на пенсію з NOAA, вирішили підійти до проблеми інакше. Вони сформулювали ідеалізовану задачу: припустити, що початковий стан атмосфери, фізичні закони та всі майбутні великомасштабні граничні умови відомі абсолютно точно.

У такому випадку постає запитання: що саме завадить «ідеальному» прогнозу тривати безкінечно? Замість того щоб стежити за помилками прогнозу, дослідники зосередилися на енергії атмосфери.

Якщо початковий стан і динаміка системи відомі повністю, інформація про цей стан мала б зберігатися, дозволяючи безмежно точно відтворювати еволюцію атмосфери. Однак залишається одне джерело невизначеності — квантовий стан фотонів у сонячному випромінюванні, яке безперервно надходить до атмосфери.

Науковці розглянули, як сонячна енергія проходить через атмосферну систему. Оскільки саме вона зрештою живить атмосферну циркуляцію та впливає на кожну молекулу повітря, невизначеність, пов’язана з фотонами, поступово поширюється по всій атмосфері. Коли це відбувається, система втрачає інформацію про свій ідеально відомий початковий стан.

Цю межу автори називають «точкою енергетичного обміну» — після неї внутрішнє прогнозування погоди стає неможливим, навіть за повної інформації про стартові умови.

129 днів теоретичної передбачуваності

Використовуючи оцінки загальної енергії атмосфери, потоку сонячної енергії та пов’язаних з ними спостережних невизначеностей, дослідники розрахували ймовірну межу внутрішньої передбачуваності на рівні 129 ± 7 днів . Йдеться саме про внутрішню динаміку атмосфери, а не про вплив зовнішніх факторів.

Для порівняння, нинішні корисні прогнози погоди сягають приблизно 14 днів. Це означає, що теоретична стеля розташована значно далі, ніж дозволяють сучасні методи та спостереження.

Однак додатковий потенціал передбачуваності не означає однаково точні прогнози протягом усіх 129 днів. За оцінками авторів, приблизно половина цього «запасу» може дати суттєве поліпшення якості прогнозів порівняно з нинішнім рівнем, тоді як решта часу забезпечуватиме дедалі менш корисну інформацію.

За ідеальних умов рівень майстерності, подібний до сучасного 5-денного прогнозу, теоретично міг би зберігатися до близько 62 днів . Після цього, за розрахунками, можливі лише прогнози з низькою впевненістю.

Орієнтир для розвитку прогнозування

Доктор Чжан і його колеги працюють над незалежними оцінками, щоб перевірити запропоновану межу. Якщо альтернативні підходи підтвердять результат, число 129 може стати як теоретичною стелею для прогнозування погоди, так і орієнтиром того, наскільки ще можна вдосконалити метеорологічні моделі та спостереження.

Таким чином, дослідження не обіцяє практичних тримісячних точних прогнозів у найближчому майбутньому, але показує, що потенціал для покращення нинішніх 10–14-денних прогнозів усе ще значний.

Наука