Погодный калькулятор The Sager weathercaster

 .

Ранее, писал о предсказывании погоды по барометру и что изменения атмосферного давления могут говорить о приближении циклона или антициклона, а следовательно, анализируя такие изменения во времени, можно предсказывать погоду. Однако, атмосферное давление - это лишь один из погодных факторов (метеорологических элементов), который не может рассматриваться или анализироваться отдельно от других (температура, ветер, облачность и др.). Ведь, прогноз погоды — это научно и технически обоснованное предположение о будущем состоянии атмосферы в определенном месте и если это предположение будет основано лишь на изменениях атмосферного давления, то о прогнозе погоды, как совокупности погодных явлений, не может идти речи. В мире всё взаимосвязано, особенно, если говорить о погоде, то изменение чего-то одного влечет изменение остального и этот процесс непрерывный и совершенно случайный. Однако, изучая все случайности системно, можно говорить о некоторых закономерностях.

Бороздя просторы интернета нашел погодный "калькулятор" - The Sager Weathercaster. Этот "калькулятор" вобрал в себя 35-летний опыт прогнозирования ВВС США. Это даже, своего рода, компьютер погоды, т.к он основан на 5000 вариантах вводных данных. Позволяет получать краткосрочный прогноз (от 12 до 24 часов) в радиусе 50 км от места наблюдения. "Калькулятор" действителен для Северного полушария с широтами севернее 25 градусов. 

Сразу оговорюсь, мои познания английского языка не позволяют сделать полноценный перевод описания и инструкции этого "калькулятора", поэтому, это будет обзорная статья, но тут нет ничего сложного. Единственно, для составления прогноза нужно провести небольшие наблюдения.

И так, "калькулятор" представляет собой книгу, которая содержит непосредственно калькулятор, короткую инструкция пользования и кодовую таблицу. Впервые книга была издана в 1942 году, переиздана в 1969 году.

Калькулятор состоит из 4х дисков: Disc1 - учитывает направление ветра и его изменение (baking - если направление ветра сменяется против часовой стрелки, steady - неизменно и veeding - направление ветра сменяется по часовой стрелки), Disc2 - учитывает атмосферное давление (в дюймах рт.ст), Disc3 - учитывает скорость изменение атмосферного давления (стабильно, быстро/медленно, растет/падает), Disc4 - состояние облачности (ясное небо - сильная облачность).

Замечания по ветру.

Тут важно выбрать не только направление ветра, а и его изменение. При чём, направление ветра должно быть не ситуативным, а более-менее стабильным. В случае его изменения, такие изменения должны быть явные, а не ситуативные. На рисунке ниже показано, что означает "backing". Ясное дело, что "veering" - это наоборот.

При отсутствии ветра, нужно воспользоваться кодом "Z". Для некоторого упрощения, можно не определять направление изменения ветра, а определить лишь его основное направление: N, NE, E, SE, S, SW, W, NW.

Замечания по давлению.

Это нормально, если стрелка барометра немного поднимется между  4 и 10 часами утра, и потом снова поднимется между 4 и 10 вечера. Кроме того, это нормально для барометра, если его показания  незначительно падают между  10 утра и 4 вечера и снова между 10 часами вечера и 4 утра. Эти изменения давления особенно четко выражены в тропических широтах. С увеличением широты амплитуда суточных колебаний уменьшается и уже на широте 60 градусов составляет около 0,3 мбар (гПа).

Красная линия показывает суточный ход барометра, а черная линия показывает текущие показания барографа.

А) Барограф вычерчивает ровную линию, что может говорить о стабильном давлении, но глядя на красную линию, давление должно было расти. Поэтому, считается, что давление медленно падает.

В) Аналогично ситуации А), но давление медленно повышается.

С) Давление падает, но должно было расти, значит оно падает ускоренно.

Е) Давление незначительно упало, но должно было повыситься, а значит оно падает медленно.

D) Барограф вычерчивает повышение при том, что давление и так должно было расти, значит считается, что давление растет ускоренно.

Перевод значений атмосферного давления из дюймов рт.ст. в гПа (мбар) осуществляется по таблице:

 

1  30.4 – 31.0   1029.5 – 1049.5

2  30.1 - 30.4   1019.3 - 1029.5

3  29.9 - 30.1   1012.5 - 1019.3

4  29.7 - 29.9   1005.8 - 1012.5

5  29.5 - 29.7   999.0 - 1005.8

6  29.2 - 29.5   988.8 - 999.0

7  28.8 - 29.2   975.3 - 988.8

8  28.0 - 28.8   948.2 - 975.3
 
По облачности, думаю, всё понятно:  ясное небо, редкие облака, облачно и пасмурно.

Фактически, калькулятор учитывает основные метеорологические элементы необходимые для прогноза погоды. Например, от ветра зависит температура воздуха, но она же зависит и от облачности, которая благодаря экранирующему эффекту препятствует как охлаждению поверхности Земли за счёт собственного теплового излучения, так и её нагреву излучением Солнца, тем самым уменьшая сезонные и суточные колебания температуры воздуха. Тенденция изменения атмосферного давления (барическая тенденция) может говорить о циклонах и антициклонах, которые и определяют погоду, а так же, может сказать о теплых и холодных фронтах и о скорости ветра. Как видно, всё взаимосвязано.

Для составления прогноза нужно совместить вводные данные с треугольной меткой и прочитать буквенно-цифровой код по которому в специальной таблице отыскивается состояние погоды.

Пример. Ветер Юго-Западный и меняется в сторону Западного. Атмосферное давление на уровне 29,45 дюймов рт.ст и стабильно. Облачность сильная (не видно солнца, луну и звезды). Совмещая кольца калькулятора, получаем код S634:

По кодовой таблице (приложена в конце) находим, что коду S634 соответствует код SS67. Если бы мы не учитывали ветер, то код был бы Z634, а итоговый прогноз - SS9.

По другой таблице расшифровываем полученный код.

Первая буква кода S - дождь или ливни с последующим улучшением (в течении 12 часов) и похолоданием. Вторая буква указывает на силу ветра в течении короткого времени, S - ветер сильный. Следующая цифра указывает на изменение направления ветра, если цифр две, как в примере, то произойдет несколько изменений за короткий промежуток времени. В нашем случае, ветер будет Юго-Западным или Западным, но в течении 12 часов изменится на Западный или Северо-Западный.

Кому интересно, прикладываю сканы страниц "калькулятора", а так же, таблицу кодов, которую "вытянул" из скрипта такого погодного "калькулятора" для сайта (взят с этого форума или по ссылке). Или, отсюда можно скачать полный скан "калькулятора", но в плохом качестве.

Так же, можно воспользоваться готовой реализацией алгоритма "калькулятора" на этом сайте или на этом. Если первый сайт после ввода данных сразу выдает результат, то второй - представляет собой интерактивный "калькулятор", т.е кликаем мышкой на диски и колесиком изменяем вводные данные и далее, по таблицам.

Погодный калькулятор является более совершенным инструментом для составления прогноза погоды, т.к основывается на взаимодействиях нескольких погодных факторов. Точность прогноза заявлена 90 %, это и не удивительно, т.к для получения прогноза необходимо провести некоторые наблюдения фактической погоды: направление ветра, его изменение, атмосферное давлением и его изменение, а так же, облачностью.