Rozhovor s RNDr. Milanem Šálkem, meteorologem z Hydrometeorologického ústavu v Brně
Jak vzniká dnešní předpověď počasí?
Je to výsledek práce jakési technologické linky. Předpověď začíná měřením. Atmosféra se musí změřit. Měří se pomocí sond vynášených balonem zhruba do 40 kilometrů na aerologických stanicích, které tvoří celoplanetární síť a dvakrát denně měří profil atmosféry, což znamená: teplotu, vlhkost, tlak a vítr. Zjištěné údaje se kódují a posílají do národních a mezinárodních meteorologických center. Řekněme, že jsou k dispozici do půlhodiny po skončení měření. A pak jsou dostupné meteorologům na celém světě. Tady končí jakási první fáze sběru údajů. K naměřeným údajům se přidávají údaje z meteorologických družic a všechno se to dostává do meteocenter, která jsou vybavena superpočítači. Ty mají v sobě naprogramovány numerické modely a s jejich pomocí – jejich provoz trvá řádově několik hodin – se vypočítává budoucí stav atmosféry na několik dnů dopředu. V současné době je to u celoplanetárních modelů 6-10 dnů.
Takže se počasí “počítá” pořád znova?
V tom je právě ta zvláštnost. Do modelu, který se snaží co nejvíc přiblížit realitě, se nedodávají jen aktuální data z posledního měření, ale zároveň i data z předchozího výpočtu modelu starého dvanáct hodin, a ten dvanáctihodinový výpočet se tak jakoby opravuje. Je to tzv. asimilace dat. Vede to k daleko lepším výsledkům. Nad oceánem nám například měří atmosféru jen pár měřících lodí. Na základě jejich měření model vytvoří tlakovou níži. Družice nám ji pak potvrdí, ale kdybychom použili jen měření z lodí, tak ji ani neregistrujeme, protože by nemusela být vůbec detekována. Ale předchozí výpočet modelu ji tam už jakousi vypočtenou má, byť třeba nepřesně, ale informace se nám tak zachovává.
Dá se určit procentuální úspěšnost těch modelů?
Ta se úplně jednoznačně říct nedá. Tam je nutné to vyjádřit indexem, jak je předpověď užitečná proti tomu, kdybychom použili dlouhodobou statistiku. Obecně se dá říct, že se úspěšnost stále zlepšuje, ale využitelnost předpovědi končí v závislosti na situaci někde mezi pátým až desátým dnem.
Kde je dnes v tak zautomatizovaném procesu tvůrčí přínos meteorologa?
Na meteorologovi zůstává, aby porovnal výsledky z několika modelů, aby srovnal tyto předpovědi se skutečností. Než se k němu předpovědi podle různých modelů dostanou, zase uběhne několik hodin, takže ráno řekněme v 7.00 mu přicházejí výsledky a on si může říct ano, to sedí, porovná to ještě se snímky z družic, s radarovými snímky a řekne, je to bezvadné a funguje to, anebo se to rozchází a výsledky musí upravit, protože i model má v sobě “šumy” a něco nepostihne. Pořád to je a bude jen zjednodušená – virtuální realita. Meteorolog je tím prvkem, který musí vyplnit mezeru mezi virtuální realitou a skutečností. On ví, které modely se v určitých situacích projevují statisticky a subjektivně lépe, které ne. Počítače tak dnes sice berou meteorologovi stále více práce, na druhou stranu mu ale zbývá víc času a prostoru pro interpretaci.
Jaký je nejprofláknutější omyl v meteorologických předpovědích z poslední doby?
To je asi “slavná” bouře z období 15.-16. října 1987. Byl to logický omyl, který nemohl nenastat. Tehdy se prohloubila prudká tlaková níže a vletěla na jižní Anglii. Britská meteorologická služba před tím nevarovala. Proč? Protože proces asimilace – ten proces opravy dat předchozích modelů je tak chytrý, že zároveň zchlazuje neobvyklá data. To, co se výrazně odlišuje od normálu, opraví. Je výhodnější, když nebere tyhle stanice moc vážně. Ale právě tenhle postup má v sobě i nebezpečí. Nemusí jít o chybu v měření. Může se vyskytnout něco skutečně vážného, údaj se opraví, čímž se zavede do modelu chyba, což byl tento případ. Model tam tu níži nevyvinul, i když aerologické měření bylo správné. Na základě měření došlo ke zhlazení, ale níže byla daleko hlubší, než to model předpovídal.
Tyto problémy numerických předpovědí jsou nám známy, ale na jejich řešeních se teprve pracuje.
Bude v budoucnosti možné vydávat předpovědi pro malá území?
V tom jsem skeptický. Modely se neustále zlepšují, ale pro takové předpovědi by se musela zhušťovat síť aerologických stanic. V současné době je třeba snaha dodávat do modelů údaje z nestandardních měření. Například letadla, která přistávají a startují, mohou měřit profily teploty, to by skutečně vedlo k tomu, že by do modelů šlo víc dat a předpovědi by se zlepšily.
Měl jsem možnost hovořit s odborníky z oblasti numerického modelování o rozměrech modelovaných jevů. Závěry jsou zatím skeptické. Snad v budoucnosti půjde namodelovat a předpovídat větší bouřkové celky, tak přes půl Moravy, ale izolovanou bouřku nad jednou částí města ne.
Není možná další cesta – přestat se dobírat pravdy pouze s brýlemi matematických modelů na nose?
V této oblasti zatím nic lepšího není. Mohu intuitivně dojít k nějakým výsledkům a občas mi může nějaká předpověď vyjít, ale pakliže dojde k analýzám takových předpovědí, je jasné, že to nefunguje. Pokud by byla nějaká jiná metoda lepší, než ta, co používáme, jako meteorolog bych ji rád vyzkoušel, prověřil a navrhl k používání. Už jen to, jak by to úžasně zlevnilo meteorologickou službu. Teď je trochu móda plést boha dohromady s racionalitou. Má to třeba hodně společného, ale plést se to nedá. Technokrat mého typu na to nemůže v téhle oblasti přistoupit.
Takže vítězství racionálna?
Jak se to vezme. Když se třeba začnete snažit úplně pochopit “tajemství” matematických modelů, tak to, co se tam v nich objevuje, vám může někdy připadat jako černá magie. Sestavují je matematici, často velmi duchovně zaměření, kteří svou inspiraci berou z této oblasti, ale vědí, že počítač neobelžou. Když je někde chyba, tak to řekne a natvrdo.
Slyšel jsem výrok, že končí doba romantické meteorologie?
Přesně tak. Teď nastoupilo období velmi technické, matematické a fyzikálně zaměřené meteorologie. Neříkám, že je to špatně, ale přece je mi trochu smutno po dobách, kdy se meteorologie zabývala otázkou, jaké jsou na obloze typy mráčků – jestli je to řasa vláknitá nebo háčkovitá. Teď se zabýváme metodami 3D VAR při asimilaci dat do numerických modelů. Někomu to opravdu může znít velmi studeně. Krása má snahu z dnešní meteorologie utíkat a musíme ji, a nejen v meteorologii, stále hledat.
POPIS MAPY
 Autor mapy: Americká povětrnostní služba |
Zjednodušená analýza přízemní synoptické mapy s frontami a zakreslenými izobarami (čarami spojujícími místa se stejným tlakem přepočteným na hladinu moře).
CO Z NÍ VYČTE METEOROLOG
Předpověď pro Českou republiku: Kolem oblasti nízkého tlaku vzduchu v oblasti Norského moře a Islandu k nám začíná proudit chladnější a vlhký oceánský vzduch, v jehož čele postupují studené fronty přes Německo k východu. Před studenými frontami lze v brázdě nízkého tlaku vzduchu nad střední Evropou očekávat bouřky.
Z toho lze u nás usuzovat na vývoj počasí, které budou zpočátku ovlivňovat četné vyvíjející se bouřky. Na přicházejících frontách jsou pravděpodobné další srážky a zároveň dojde k celkovému ochlazení.
Každý meteorolog ale jedním dechem dodá, že pouze z takového jednoduchého podkladu, bez využití dalších údajů z numerických modelů se dá předpovídat vývoj počasí velmi omezeně, nanejvýše na den až dva dopředu.
PRO KONZUMENTA PŘEDPOVĚDÍ:
Malý klíč k dešifrování odborné terminologie:
TEPLÁ FRONTA
Je to úzké rozhraní mezi studeným a teplým vzduchem. Představte si je jako ostře ohraničené přechodové pásmo mezi ustupujícím studeným vzduchem a nastupujícím teplým.
Nad celým povrchem teplé fronty vystupuje “lehčí” (správněji: méně hustý) teplý vzduch nad ustupující klín těžšího (hustšího) studeného vzduchu (obr. z Malého průvodce meteorologií). V souvislosti s výstupnými pohyby vzduchu dochází ke kondenzaci vodní páry, a tak se na teplé frontě vytváří mohutný systém oblačnosti, který sahá až stovky kilometrů před frontální čáru.
Srážky, které zde vznikají, mají trvalý charakter a šířka pásma srážek je obvykle udávána 300-400 km. Po přechodu teplé fronty déšť nebo sněžení postupně přestávají a oblačnost se protrhává. V zimním období se někdy přechod teplé fronty projeví tak, že sněžení přejde v déšť. Za teplou frontou převládá teplé počasí, otepluje se, v zimě výrazněji než v létě.
STUDENÁ FRONTA
Je to přechodné pásmo mezi ustupujícím teplým vzduchem a pronikajícím studenějším. Na studené frontě proniká “těžší” studený vzduch pod teplejší vzduch tak, že se pod něj podsouvá při zemi ve tvaru jakéhosi klínu (obr. z Malého průvodce meteorologií). Teplý vzduch tak vystupuje vzhůru. Tyto výstupné pohyby jsou ale obvykle většího rozsahu než na teplých frontách.
Podle rychlosti pohybu se fronty rozlišují na fronty 1. druhu – pomalu postupující a 2. druhu – rychle postupující. Blížící se studená fronta se projeví vznikem vysoké hradby kupovitých oblaků. Za frontální čárou studené fronty 1. druhu se vyskytují trvalé srážky. Studená fronta 2. druhu má srážkové pásmo užší a srážky se vyskytují i před frontální čárou. Po přechodu studené fronty se ve studeném vzduchu za ní vytváří proměnlivá oblačnost.
OKLUZNÍ FRONTA
Vzniká, když studená fronta dostihne teplou frontu postupující před ní. U zemského povrchu se spojí studený vzduch za studenou frontou se studeným vzduchem, který je před teplou frontou, a teplý vzduch je tak vyzdvižen do výšky. Tato oblast styku dřívější teplé a studené fronty dostala název okluzní fronta (obr. z Malého průvodce meteorologií).
Jestliže studený vzduch za studenou frontou je chladnější než studený vzduch před teplou frontou, označují meteorologové tuto okluzi za studenou, a naopak, jestliže se za okluzní frontou oteplí, mluví odborníci o teplé okluzi.
Takové teoretické zjednodušení popisu front vypadá velice přesně a jasně. Je ovšem nutné mít pořád na paměti, že se jedná o velice složité přírodní děje, které jde zjednodušeně popisovat pouze do určité míry. Například rozšířená představa, že po přechodu teplé fronty se vždy otepluje a po přechodu studené fronty vždy ochlazuje, už tu míru překračuje. Stačí si uvědomit, že v zimě, když studená fronta rozruší velmi chladnou přízemní vzduchovou vrstvu (inverzi), dochází po přechodu fronty v nižších polohách ke zvýšení teploty, zatímco na horách se výrazně ochladí.
BRÁZDA NÍZKÉHO TLAKU VZDUCHU Je to oblast nízkého tlaku vzduchu (často protáhlejší), která leží mezi dvěma oblastmi vysokého tlaku a navzájem je odděluje. Zpravidla se v ní nachází studená, nebo okluzní fronta.
