211service.com
Numatė Rita
Nacionalinės vandenynų ir atmosferos administracijos prognozavimo laboratorijos direktorius teigia, kad federalinė vyriausybė vis dar iš dalies remiasi kompiuteriniais modeliais, skirtais daug didesnėms oro sistemoms, kad nuspėtų, ką darys uraganai.
Aleksandras E. (Sandy) MacDonaldas, NOAA prognozių sistemų laboratorijos direktorius Boulderyje, CO, sako, kad kuriamas tikslesnis modelis, kuris leistų daryti ryškesnes prognozes.
Tačiau norint jį paruošti diegimui, reikės daugiau skaičiavimo ir tyrimų dolerių. Turime kelių eiti, – sako jis „Technology Review“ vyriausiajam korespondentui Davidui Talbotui, kuris šią savaitę apklausė jį.
TR: Katrinos prognozė buvo labai tiksli, tačiau Rita atsisuko toliau į šiaurę, nei prognozuota iš pradžių. Tai reiškė, kad Hjustono evakuacija galbūt nebuvo tokia reikalinga kaip Naujojo Orleano evakuacija. Ar abiejose prognozėse nebuvo naudojami tie patys kompiuterių modeliai?
ESU: Sinoptikai naudoja net dešimt skirtingų modelių – tai vadinama modelių ansambliu – bandydami nustatyti, koks bus uragano kelias ir intensyvumas. Tai panašu į tai, kad skambinate dešimčiai biržos maklerių ir sakote „Kokia geriausia akcija“? Naudojate visą šią informaciją, kad susidarytumėte geriausią prognozę. Uraganas Katrina buvo labai tiksli prognozė, iš dalies todėl, kad modeliai buvo labai tikslūs. Uragano „Rita“ modelių prognozės buvo gana įvairios, todėl tai buvo sunkesnė prognozė. Tai parodė, kad vis dar turime patobulinti modelius.
TR: Kas lemia tai, kad modeliai su Katrina tarpusavyje sutarė labiau nei su Rita?
ESU: Skirtingi atmosferos stabilumo lygiai. Uraganas gali įstrigti tarp dviejų aukšto slėgio sistemų, o tai sukuria stabilų lataką. Nestabili padėtis yra ta, kad nėra kanalo – tiesiog yra atvira zona be aukšto slėgio sistemų, o uraganas gali judėti bet kuria kryptimi. Katrina buvo labiau įstrigusi – ji turėjo eiti ta kryptimi, kuria ėjo. Rita priklausė nuo gana nedidelių spaudimo skirtumų, kuriais ji eis.
TR: Modelių tobulinimas prasideda renkant daugiau duomenų apie uraganus. Kaip tai galima pagerinti?
ESU: Šiuo metu kas šešias valandas gauname uragano matavimus su pilotuojamu lėktuvu, kuris neša dropsondus – panašius į oro balionus, išskyrus tuos atvejus, kai jie matuoja vėją, temperatūrą ir slėgį krintant iš lėktuvo į paviršių. Bet jūs iš tikrųjų galėtumėte turėti nepilotuojamą orlaivio sistemą, UAS, skriejančią virš uragano akies, 65 000 pėdų aukštyje, ir kas valandą galėtų išsklaidyti zondą, užtikrinantį beveik nuolatinius matavimus audros centre. Tai yra kažkas, ko dabar negalime padaryti. UAS gali turėti prietaisus, mikrobangų krosnelę arba radarą, kurie galėtų nuolat mums pranešti apie paviršiaus vėjus pagal bangas ir kitus vandenyno ženklus. Tai pavyzdys to, kas būtų įmanoma.
UAS yra viena priemonė, tačiau yra ir nemažai kitų: vandens paviršiuje daugiau plūdurų su oro ir vandenyno jutikliais, daugiau pilotuojamų orlaivių, geresnis palydovų panaudojimas. Mes taip pat galėtume naudoti Doplerio radarą pilotuojamuose lėktuvuose, kad išmatuotų uragano akies vėjo struktūrą, kurią galima įterpti į modelį, kad būtų galima geriau prognozuoti.
TR: Jūs minite akies ir akies sienelės dinamiką. Kaip gerai suprantama ši dinamika?
ESU: Uraganas gali gana greitai keistis, pasisukti kita kryptimi arba pereiti iš 4 kategorijos į 1. Uraganai pereis akių sienelių ciklais. Kai naujos akių sienelės auga ir užima senųjų akių sieneles, matome tokius intensyvumo pokyčius. Akių sienelė yra ta vieta, kur pučia 150–200 mylių per valandą vėjas. Kažkas apibūdino uraganą Andrew kaip 30 mylių pločio viesulą. Taigi norime, kad mūsų modeliai tinkamai pritaikytų akių sienelių dinamiką. Mes nesuprantame visko, kas sukelia akių sienelių ciklus; jei ketiname juos numatyti, norime matyti trumpalaikius pokyčius. Jei norime sužinoti, kas juos sukelia, turime atlikti daugiau matavimų. Turime nemažai būdų. Yra daug dalykų, kuriuos galime padaryti, kad pagerintume tikslumą – pavyzdžiui, geresni modeliai ne tik to, kur eina uraganas, bet ir kur smogs audros banga.
TR: Daugiau duomenų ir didesnė skiriamoji geba reiškia daugiau arklio galių, tiesa?
ESU: Iki kelių pastarųjų metų orų prognozavimo modeliai buvo kuriami geografiškai didelėms audroms, pavyzdžiui, standartinės žemo slėgio sistemos, kurias matome orų žemėlapiuose. Jie neišsprendė svarbiausių orų, tokių kaip atogrąžų audros ir perkūnija. Šiuo metu bandome naujus, dar nenaudojamus uraganų modelius, kurių skiriamoji geba siekia 1–4 km (palyginti su dabartiniais pasauliniais modeliais, kurie veikia su 40 km tinklelio tinkleliu) ir pasižymi daug tikroviškesne uragano dinamika. Tačiau norint juos paleisti, mums reikia didesnių ir greitesnių kompiuterių. Jie turėtų padėti pagerinti uraganų prognozes.
TR: Bandome prognozuoti uraganus naudodami modeliavimo priemones, skirtas numatyti didesnes oro sistemas?
ESU: Turime specialiai uraganams sukurtą modelį, kuris naudojamas kaip vienas iš operatyvinio ansamblio modelių. Dešimtojo dešimtmečio pradžioje jį sukūrė NOAA Geophysical Fluid Dynamics Laboratory, tačiau jis yra mažesnės skiriamosios gebos ir netinka kai kuriems svarbiems fiziniams procesams. Kadangi modeliavimo metodai ir kompiuterių sparta pažengė į priekį, mes kuriame naują modelį, vadinamą uragano orų tyrimų ir prognozių modeliu.
TR: Kiek turite skaičiavimų ir ko tiksliai jums reikia?
ESU: Veikianti orų prognozavimo sistema yra IBM masiškai lygiagretus superkompiuteris Vašingtono DC srityje, Nacionalinės orų tarnybos Nacionaliniame aplinkos prognozavimo centre. Orų modelis paprastai lygiagrečiai naudoja nuo 500 iki 1000 procesorių. Greitesnis kompiuteris yra labai svarbus, nes tada galite pavaizduoti tikrąją uragano dinamiką. Norint pavaizduoti, kas vyksta akies sienelėje, reikia labai didelės raiškos modelio ir labai greito kompiuterio.
TR: Nauda akivaizdi – griežtesnės prognozės gali išgelbėti gyvybes ir išvengti nereikalingos evakuacijos.
ESU: Jie visada sakydavo, kad vien evakuacija kainuoja milijoną dolerių už mylią. Jei įspėsite 50 mylių pakrantės, tai kainuos 50 mln. Manau, kad tai buvo prieš Katriną. Pažvelgsime į Ritą ir Katriną ir pasakysime, kad jų mylia kainuoja net 10 milijonų dolerių, o mums reikės daug didesnio tikslumo. Įspėjimas apie 100 mylių pakrantės kainuotų 1 mlrd. Yra daug dalykų, kuriuos galime padaryti, kad pagerintume savo prognozę, kad galėtume pagerinti evakuacijos tikslumą.
TR: Ką federalinė vyriausybė išleidžia uraganų prognozėms dabar ir ko reikia?
ESU: Iš viso įdėjome apie 50 milijonų dolerių viskam – nuo uragano centro iki modelių. Manau, kad jei jūs tikrai pasakėte, kad žinote, tai yra nepaprasta problema, kuri kainuos, kaip ir Katrina, 100 milijardų dolerių, norėtumėte išleisti papildomus kelis šimtus milijonų per metus, kad tikrai kuo greičiau tobulėtų.