Novákoviny

stránky publicisty Jana A. Nováka

Předpověď počasí: mezi vědou a magií

poca1Začátkem června vyrazila všem milovníkům tepla dech předpověď francouzského kanálu Méteo. Podle něj mělo být tohle léto nejchladnější od roku 1816, kdy ani nedozrálo obilí. Místo toho přišla tropická vedra a rtuť v teploměrech lámala výškové rekordy. A nezůstalo jen u toho: zatímco začátkem srpna střední Evropou táhly velkolepé bouřky, modely věhlasných institucí ukazovaly, že máme hezký slunečný den. Kdo za to může - meteorologové nebo počasí?

 

Zdaleka nejde jen o zkaženou dovolenou. Na červnové dny roku 1944, kdy Spojenci chystali invazi do Normandie, hlásili meteorologové obou stran velkou bouři. Jenže ti němečtí přišli o údaje z meteorologických stanic lodí plujících v Atlantiku, protože byly spojeneckým letectvem včas prozíravě potopeny.

Naproti tomu jejich angloameričtí kolegové měli informací dost - a díky tomu mohl hlavní meteorolog Eisenhowerova štábu James Stagg na 6. června 1942 oznámit naději na dočasné zlepšení počasí. Invaze mohla začít a Němci ukolébaní nečasem byli dokonale zaskočeni.

O pár dní později bouře znovu udeřila - takovou silou, že zničila i umělé přístavy sloužící pro zásobování invazních vojsk. Jenže to už byli Spojenci na pevnině pevně uchycení. Kdyby se Stagg spletl, nejspíš by dnes celá Evropa mluvila německy...

 

Rovnice vidí budoucnost

Už přibližně sto let je základem předpovídání počasí čmáranice, které se říká synoptická mapa. Kreslí se podle údajů přicházejících z obrovské mezinárodní sítě meteorologických stanic a ukazuje polohu frontálních systémů, tlakových polí i směry jejich postupu.

poca2

Noční bouřka.

Foto: Jan A. Novák

 

 

Zkušený meteorolog z toho pak mohl odhadnout, jak se bude počasí dál vyvíjet. Meteorologické satelity i další vymoženosti posledního půlstoletí mu při tom hodně pomohly, takže přesnost předpovědí se výrazně zlepšila. Mezitím někoho napadlo, že by šlo zkušeného meteorologa nahradit počítačem.

Princip je zdánlivě prostý. Při troše zjednodušení se dá říct, že to funguje asi takhle: vytvoří se soubor rovnic popisujících chování atmosféry celé planety (včetně jejích vztahů s oceánem, přísunu energie ze Slunce a tak), dosadí se do nich data ze všech meteorologických stanic, balónových sond, měřících bójí, družic i dalších dostupných zdrojů a vrazí se to do počítače. Ten pak rovnice řeší, čímž nám jaksi mimochodem prozradí, jak bude.

Jenže ve skutečnosti to jednoduché vůbec není. Rovnice jsou složité a dat je obrovské množství, takže na jejich schroustání stačí jen ty nejvýkonnější superpočítače. Na ty (a na všechnu práci kolem modelování) má jen málokdo, takže skutečně globálních modelů počasí je jen pár. Nejznámější a zřejmě nejvýkonnější se jmenuje Global Forecast System (GFS) a stará se o něj US National Weather Service. Tvrdí se, že umí předpovídat až na 16 dní dopředu, praxe však ukazuje, že po sedmém dni už přesnost rychle klesá. Dalším je britský Unified Model hledící šest dní do budoucnosti a evropský Integrated Forecast System známý také pod zkratkou ECMWF, což je ve skutečnosti jméno organizace, která ho provozuje (European Centre for Medium-Range Weather Forecast). Ten vydává předpovědi na 10 dní.

 

Zabiják modelů

Výstupy těchto modelů jsou k dispozici dalším organizacím, které s nimi dál pracují - především je zpřesňují pro regionální podmínky. Český hydrometeorologický ústav (CHMI) k tomu napříkad používá model Aladin.

Z toho vyplývá, že hádat se jestli jsou přesnější předpovědi CHMI, nebo jiných organizací (např. populárního serveru met.no patřícího norskému Meteorologisk Institutt) je trochu zbytečné, protože všechny vycházejí ze stejného základního souboru dat. Prostě jednou se víc trefí jeden, podruhé někdo jiný. Teoreticky měly být pro oblast České republiky přesnější předpovědi CHMI, protože pracují s místními podmínkami.

poca3

obr: Čelo bouřkové linie, tzv. squall line, která se počátkem srpna přehnala přes Česko

Foto: Jan A. Novák

 

 

Jenže do hry vstupuje další faktor: je otázka, zda mohou modely vůbec hodnověrně fungovat. Jistý pan Lorenz totiž už před mnoha lety dokázal, že moc ne.

Edward Norton Lorenz se narodil roku 1917, za druhé světové války vstoupil do meteorologické služby amerického letectva, později se stal profesorem na slavném Massachusetts Institute of Technology (MIT). V 60. letech vytvářel modely pro předpovědi počasí a při tom přišel na podivnou věc: když jen nepatrně a zdánlivě zanedbatelně změní přesnost vstupních dat, výsledná předpověď bude úplně jiná.

Pro modely počasí (a jakýchkoliv dalších složitých systémů včetně vývoje klimatu) to má zabijácký dopad. Aby mohly úspěšně předpovídat budoucnost, museli bychom do nich vložit úplně všechna data s naprosto absolutní přesností na nekonečný počet desetinných míst - a něco takového samozřejmě není možné. Nezáleží totiž na výkonu počítače, na metodě, na použitém modelu a dokonce ani na případném měnícím se charakteru klimatu, na něž jsou nevydařené předpovědi často svalovány. Záleží pouze na absolutní přesnosti a úplnosti souboru vstupních dat, což je nedosažitelná podmínka. Chyba narůstá s časem; Lorenz konstatoval, že modelovat počasí na déle než dva týdny je nemožné.

V praxi to znamená, že několikatýdenní nebo dokonce několikaměsíční předpovědi jsou čirým šarlatánstvím. Ale i jednom až dvou týdnech klesá úspěšnost modelů pod 50 procent - tedy na úroveň náhodného hádání. Celkem dobře se dá na výstupy regionálních modelů spoléhat dva až tři dny dopředu. Jinými slovy: přibližně na stejnou dobu, na jakou to umí revmatické koleno, kruhy kolem Měsíce, nebo zkušený meteorolog, který desítky let četl synoptické mapy a nezapomněl se při tom dívat na oblohu. Jenže takových po zavedení modelů rychle ubývá.

 Jan A. Novák

Psáno pro Ekonom

 

 

Komentáře   

0 #1 hulvath 2013-08-29 15:57
Errata, to jsou mejlky :-) : "...na 6. června 1942..."
Citovat

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit

 
Joomla Templates: by JoomlaShack