Rambler's Top100
Портал | Содержание | О нас | Пишите | Новости | Книжная лавка | Голосование | Топ-лист | Регистрация | Дискуссия
Лучшие молодые
ученые России

Авторские научные обозрения в "Русском переплете"
"Физические явления на небесах" | "Неизбежность странного микромира" | "Биология и жизнь" | "Terra & Comp" | Научно-популярное ревю | Теорфизика для малышей
Семинары - Конференции - Симпозиумы - Конкурсы

TERRA & Comp
С 07 августа 2003 года обозрение ведет Александр Семенов
До 10.07.2002 вел Кирилл Крылов

НАУКА

Новости

Научный форум

Научно-популярный журнал Урания в русском переплете

Космические новости

Энциклопедия космонавтика

Энциклопедия "Естествознание"

Журнальный зал

Физматлит

News of Russian Science and Technology

Научные семинары

Почему молчит Вселенная?

Парниковая катастрофа

Кто перым провел клонирование?

Хронология и парахронология

История и астрономия

Альмагест

Наука и культура

 Журналы в сети:

Nature

Успехи физических наук

New Scientist

ScienceDaily

Discovery

ОБРАЗОВАНИЕ

Открытое письмо министру образования

Антиреформа

Соросовский образовательный журнал

Биология

Науки о Земле

Математика и Механика

Технология

Физика

Химия

Русская литература

Научная лаборатория школьников

КОНКУРСЫ

Лучшие молодые
ученые России

Для молодых биологов

БИБЛИОТЕКИ

Библиотека Хроноса

Научпоп

РАДИО

Читают и поют авторы РП

ОТДЫХ

Музеи

Игры

Песни русского застолья

Народное

Смешное

О НАС

Редколлегия

Авторам

О журнале

Как читать журнал

Пишут о нас

Тираж

РЕСУРСЫ

Поиск

Проекты

Посещаемость

Журналы

Русские писатели и поэты

Избранное

Библиотеки

Фотоархив

ИНТЕРНЕТ

Топ-лист "Русского переплета"

Баннерная сеть

Наши баннеры

НОВОСТИ

Все

Новости русской культуры

Новости науки

Космические новости

Афиша

The best of Russian Science and Technology


"Русский переплет" зарегистрирован как СМИ. Свидетельство о регистрации в Министерстве печати РФ: Эл. #77-4362 от
5 февраля 2001 года. При полном или частичном использовании
материалов ссылка на www.pereplet.ru обязательна.

Тип запроса: "И" "Или"

28.03.2022
16:17

Новая экзопланета размером с Юпитер открыта при помощи спутника TESS

    Используя спутник Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) НАСА, астрономы из Университета штата Пенсильвания, США, и других научных организаций открыли внесолнечную планету . . .

28.03.2022
16:11

Спасать тропические леса Амазонки решили с помощью NFT

    Бразильская компания Nemus, которой принадлежат 410 км² тропических лесов Амазонки, предложила новый способ сохранения природных ресурсов — продажу . . .

28.03.2022
12:58

Под «хаотической поверхностью» Европы кислород движется сквозь кору в подповерхностный океан

    Соленая вода может транспортировать кислород через ледяную кору спутника Юпитера Европы в подповерхностный океан жидкой воды, где этот кислород может . . .

28.03.2022
12:38

Близлежащая звезда объясняет, почему на Солнце не было пятен в течение 70 лет

    Число солнечных пятен обычно меняется в соответствии с прогнозируемым 11-летним циклом, однако один необычный 70-летний период, когда частота появления пятен резко . . .

28.03.2022
12:31

Французский стартап собирает средства на разработку солнечных парусов

    Французский стартап открыл первоначальный раунд финансирования, чтобы начать тестирование солнечных парусов, которые, по его мнению, могут резко снизить . . .

28.03.2022
12:27

Таинственные волны, обнаруженные на Солнце, движутся с необъяснимо высокими скоростями

    Исследователи из Центра наук о космосе Абу-Даби Нью-Йоркского университета, США, открыли новое семейство волн на Солнце, наблюдаемые скорости которых, к удивлению . . .

28.03.2022
11:59

Россия будет полностью охвачена спутниковой связью и скоростным интернетом к 2030 году

    Министерство экономического развития Российской Федерации опубликовало Белую книгу — официальный документ, в котором приводятся результаты анализа отрасли . . .

26.03.2022
17:54

Недавно открытый радиотранзиент может оказаться редким белым карликом-пульсаром

    В новом исследовании, проведенном группой под руководством Джонатана Каца (Jonathan Katz) из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, США, показано, что недавно . . .

26.03.2022
17:08

Аэрогеофизическая съемка показала глубинное строение гидротермальной системы Йеллоустона

    Исследователи получили детальную схему глубинного строения гидротермальной системы Йеллоустона. Она была составлена на основе данных аэрогеофизической съемки . . .

26.03.2022
16:53

TESS отыскал у красного карлика экзоюпитер с рекордно низкой плотностью

    Космический телескоп TESS отыскал новую экзопланету-гигант в системе М-карлика. Ее особенностью стала рекордно низкая плотность, которая, по мнению ученых, может . . .

25.03.2022
20:15

Физики выдвинули гипотезу о связи темной материи с тяжелыми гравитонами

    Гравитон — гипотетическая безмассовая элементарная частица — переносчик гравитационного взаимодействия и квант гравитационного поля без электрического и . . .

25.03.2022
20:07

Ошеломляющее новое моделирование показывает, как свет появился в нашей Вселенной

    Было время, когда наша Вселенная представляла собой лишь непрозрачное, беспросветное море клубящегося газа. Однако к тому времени, когда возраст Вселенной достиг . . .

25.03.2022
19:54

Ученые обнаружили странные сигналы исходящие из ядра Земли

    Магнитное поле Земли является результатом того, что заряженные частицы попадают в ловушку в турбулентной пляске конвективных течений глубоко под поверхностью . . .

25.03.2022
19:31

Прогнозы погоды стали намного точнее. Как в метеорологии произошла тихая революция?

    23 марта — Всемирный метеорологический день и российский День работников гидрометеорологической службы. ТАСС — о том, за счет чего прогнозы погоды делаются все точнее и есть ли предел совершенству

    Накануне в Москве стояла замечательная погода: небо было ясное, солнце так припекало, что пришлось открыть дверь на балкон. Это удивительно само по себе, ведь обычно в столице в это время года то пасмурно, то холодно. Но еще удивительнее другое — что будет за окном в среду, с большой точностью было известно еще на прошлой неделе. Лет 20–30 назад об этом оставалось мечтать.

    Сайты и мобильные приложения с почасовыми прогнозами погоды — иногда их дают даже для отдельных районов, если город крупный, — стали чем-то само собой разумеющимся. Оттого кажется, что сделать прогноз немногим сложнее, чем открыть сайт: запустил программу, нажал пару кнопок — и готово. Но в действительности расчет будущей погоды сравним с составлением карты нейронных связей в человеческом мозге и моделированием эволюции галактик в космосе. Разница в том, что точность этих расчетов может проверить кто угодно, просто выйдя из дома.

    Прогнозировать погоду сложно, прежде всего, из-за того, что земная атмосфера хаотична. Математики вкладывают в это слово не тот смысл, что обыватели. "В хаотической системе растет доля ошибки, если есть неопределенность в начальных данных, а она есть всегда хотя бы потому, что измерения проводятся с некоторой точностью: допустим, температура известна до десятых долей градуса. Насколько бы хорошей ни была погодная модель, она даст ошибку", — объясняет Александр Чернокульский, старший научный сотрудник лаборатории теории климата Института физики атмосферы им. А.М. Обухова РАН.

    Раздел математики, изучающий хаотические системы, и появился-то во многом из-за прогнозов погоды. В начале 1960-х годов американский метеоролог Эдвард Лоренц повторно прогнал данные через компьютер и получил совсем не такой результат, как в первый раз. Причина была в том, что сначала вычисления производились с точностью до шестого знака после запятой, а потом — только до третьего. Оказалось, что разница между тысячными и миллионными долями имеет огромное значение.

    Настолько разные решения уравнений так удивили Лоренца, что он поэтично заключил: "Единственный взмах крыла чайки способен изменить погоду навсегда". Позже коллеги посоветовали заменить чайку на более изящное животное, и чувствительность хаотической системы к начальным условиям получила название "эффект бабочки".

    Ошибки при расчетах будущих состояний атмосферы и других хаотических систем со временем накапливаются, поэтому прогноз погоды на сутки вперед значительно лучше, чем на месяц. Тем не менее точность постепенно растет: современные пятидневные прогнозы так же хороши, как сорок лет назад — однодневные. Полезный прогноз можно сделать и на девять-десять дней. А предел предсказуемости классическими моделями, по словам Александра Чернокульского, составляет две недели.

    Все эти модели построены по одному принципу. Погода описывается несколькими базовыми уравнениями, которые решаются пошагово подстановкой данных наблюдений, а не в общем виде, как учат в школе, — так их просто невозможно решить. Чтобы не оказаться в неловком положении, как когда-то Лоренц, модель запускают 10–20 раз, чуть-чуть меняя исходные значения, — вносят шум, чтобы рассмотреть разные варианты. "Если вы увидите в телефоне вероятность осадков 40%, то, грубо говоря, из десяти прогонов модели четыре показали, что в этом месте в это время осадки будут, а шесть — что нет", — объясняет Александр Чернокульский.

    Как совладать с хаосом

    Казалось бы, решить уравнения на современных компьютерах — плевое дело, но в прогнозировании погоды полно нюансов и ограничений. Во-первых, специалисты должны отличать заведомо ложные данные, понимать, какую информацию подавать в модель и когда это делать. К примеру, спутниковые данные, по словам Чернокульского, обновляются раз в 5–15 минут, наземные — каждые три часа, аэрологические — каждые 12 часов. В работе с моделью это нужно учитывать.

    Во-вторых, у модели есть пространственное разрешение. Как фотография в смартфоне складывается из пикселей, так и поверхность Земли в модели — из ячеек. Разрешение самых детальных моделей составляет несколько километров. Загвоздка в том, что некоторые атмосферные процессы, скажем, смерчи и зоны турбулентности, разворачиваются в пределах сотен метров, что намного меньше ячейки решетки в модели. Обычно такие процессы не опишешь в строгом соответствии с физическими законами — приходится параметризировать, то есть выкручиваться с помощью приблизительных коэффициентов, выведенных опытным путем, но это приводит к ошибкам.

    С уменьшением масштаба приобретают значение вещи, которыми до этого можно было пренебречь, например, взаимодействием твердых и жидких частичек в воздухе с облаками. Для расчета этих процессов требуются новые уравнения, точные и "быстрые" данные, а подавать эту информацию в модель нужно особенно аккуратно.

    В будущем качество данных повысится благодаря спектрорадиометрам, радарам и лидарам (лазерам) на новых спутниках. Передовые космические аппараты уже сейчас способны в случае необходимости наводить аппаратуру. "Раньше геостационарный спутник раз в 5–15 минут делал обзор всей видимой области, а теперь приборы могут концентрироваться на более узком участке и обрабатывать данные с шагом несколько десятков секунд. Допустим, идет взрывная конвекция (когда разогретый у земли воздух быстро поднимается вверх с образованием грозовых облаков — прим. ТАСС), надо срочно отследить этот момент, навести, быстро отснять, подать в модель и получить результат", — объясняет на примере Александр Чернокульский.

    Другое перспективное направление — измерения с помощью обыкновенных смартфонов, оборудованных всевозможными датчиками, и другой потребительской электроники. По словам Чернокульского, пока "гражданские" показания ученые используют для прогнозов в обратную сторону — моделирования прошлой погоды, да и то лишь в отдельных районах. Эти расчеты можно сравнить с тем, как все было на самом деле, и поправить методику. Точно так же в 1950 году метеорологи впервые применили допотопный компьютер. "Наверное, такие системы могут помочь в горах, а на равнине от них не так много толка, потому что масштаб изменений больше", — считает Чернокульский.

    Есть еще одна проблема — с уменьшением масштаба модели и ростом объема данных сложность вычислений колоссально растет. Для прогнозирования погоды применяются одни из самых мощных компьютеров на свете. Стоят они дорого, а их производительность больше не увеличивается прежними темпами: кремниевые микросхемы почти некуда совершенствовать. Вдобавок современным метеорологам осталось наследство из миллионов строчек программного кода, из-за чего вычисления не так-то просто оптимизировать.

    Прогнозы — не просто для удобства

    Все перечисленные трудности в прогнозировании погоды не удастся преодолеть полностью, но с годами ученые будут все лучше понимать физические процессы, модели усовершенствуются, данных будет поступать все больше, а компьютеры ускорятся. Единственное, с чем ничего не поделаешь, — это хаотичность атмосферы. В прогнозы все равно будет заложена погрешность.

    Но не все ошибки одинаковы. "Важно, чтобы ошибки в прогнозе с 97-процентной точностью не приходились на экстремальные явления, а их предсказывать сложнее", — говорит Александр Чернокульский. С изменением климата, вызванным парниковым эффектом, такие явления случаются все чаще. Ураганы, засухи, небывалые морозы приносят громадный ущерб, а главное — стоят жизни тысячам, если не миллионам, людей. Откажись человечество от горючего прямо сейчас, погода все равно будет преподносить страшные сюрпризы. Поэтому от метеорологов, их моделей, приборов и компьютеров подчас зависит не только наш комфорт, но и само выживание.

    По информации https://nauka.tass.ru/nauka/14145093

25.03.2022
15:43

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ТЕЧЕНИЯ ЛАВЫ ПОМОЖЕТ УМЕНЬШИТЬ УРОН ОТ ИЗВЕРЖЕНИЙ

    Учёные Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Кембриджского университета (Великобритания) разработали математическую модель, . . .

25.03.2022
15:30

Опасное совпадение. Названа причина аномального нагрева на полюсах Земли

    На прошлой неделе метеостанции в Арктике и Антарктиде в один день зафиксировали температурные рекорды. Среднесуточные показатели оказались на 30 и 40 градусов . . .

24.03.2022
19:34

Нервная система насекомых станет основой для разработки памяти для роботов с ИИ

    Французский исследовательский институт CEA-Leti сообщил, что старший научный сотрудник Элиза Вианелло (Elisa Vianello) получила от Европейского исследовательского совета . . .

24.03.2022
17:48

Миссия Gaia обнаружилачасти Млечного Пути возрастом 13 млрд лет

    Используя данные миссии ESA Gaia, астрономы показали, что часть Млечного Пути, известная как «толстый диск», начала формироваться 13 миллиардов лет назад, что примерно . . .

24.03.2022
17:48

Миссия Gaia обнаружилачасти Млечного Пути возрастом 13 млрд лет

    Используя данные миссии ESA Gaia, астрономы показали, что часть Млечного Пути, известная как «толстый диск», начала формироваться 13 миллиардов лет назад, что примерно . . .

24.03.2022
17:21

Росгидромет отметил сильное увеличение скорости таяния ледников Эльбруса

    Ледники Эльбруса стали деградировать в пять раз быстрее в течение последних пяти лет, теряя по 1,25 квадратных километра в год, говорится в недавно опубликованном . . .

<< 371|372|373|374|375|376|377|378|379|380 >>

ЛИТЕРАТУРА

Новости русской культуры

К читателю

Содержание

Публицистика

"Курск"

Кавказ

Балканы

Проза

Поэзия

Драматургия

Искания и размышления

Критика

Сомнения и споры

Новые книги

У нас в гостях

Издательство

Книжная лавка

Журнальный зал

ОБОЗРЕНИЯ

"Классики и современники"

"Слово о..."

"Тайная история творений"

"Книга писем"

"Кошачий ящик"

"Золотые прииски"

"Сердитые стрелы"

КУЛЬТУРА

Афиша

Новые передвижники

Фотогалерея

Музыка

"Неизвестные" музеи

Риторика

Русские храмы и монастыри

Видеоархив

ФИЛОСОФИЯ

Современная русская мысль

Искания и размышления

ИСТОРИЯ

ХРОНОС

История России

История в МГУ

Слово о полку Игореве

Хронология и парахронология

Астрономия и Хронология

Альмагест

Запечатленная Россия

Сталиниана

ФОРУМЫ

Дискуссионный клуб

Научный форум

Форум "Русская идея"

Форум "Курск"

Исторический форум

Детский форум

КЛУБЫ

Пятничные вечера

Клуб любителей творчества Достоевского

Клуб любителей творчества Гайто Газданова

Энциклопедия Андрея Платонова

Мастерская перевода

КОНКУРСЫ

За вклад в русскую культуру публикациями в Интернете

Литературный конкурс

Читательский конкурс

Илья-Премия

ДЕТЯМ

Электронные пампасы

Фантастика

Форум

АРХИВ

2001

2000

1999

Фотоархив

Все фотоматериалы

Помощь корреспонденту Добавить новость
НАУКА В "РУССКОМ ПЕРЕПЛЕТЕ"

Если Вы хотите стать нашим корреспондентом напишите lipunov@sai.msu.ru

 

© 1999, 2000 "Русский переплет"
Дизайн - Алексей Комаров

Rambler's Top100