Co je potřeba k dobré předpovědi počasí? Rosnička Jůlinka na žebříčku v láhvi od okurek byla sice dokonalá, ale jenom v pohádce. Reální meteorologové potřebují něco jiného. Především pečlivý sběr dat a pak výkonnou výpočetní techniku. Data se ještě donedávna sbírala z různých pevných stanic a na základě dlouhodobých modelů se dělaly a ještě dělají krátkodobé předpovědi. Jenže i tady předběhl „statické stanice“ vývoj.
Soukromé firmy používají ke sběru dat o počasí například mobilní telefony nebo drony. A jejich modely jsou pak mnohdy přesnější. A také dražší.
Továrny předběhl počítač
Nechme nyní stranou předpovědi počasí podle bolavých kloubů nebo podle počtu hrabošů na metru čtverečním pole. Budeme se držet předpovědí seriózních, tedy vědeckých. Možná bude překvapivé, že předpovídání počasí je vědecká disciplína, která je stará jen něco málo pře sto let. Na přelomu 19. a 20. století přišel norský vědec Vilhelm Bjerknes s myšlenkou, že je třeba co nejlépe zachytit data, která se týkají dějů v atmosféře, a na jejich základě odhadnout budoucí vývoj, tedy předpovídat změny. To podle něj předpokládalo také znalosti o tom, jak se ovzduší chová a mění.
Richardson navrhoval zakládání jakýchsi matematických „továren“, kde by tisíce zaměstnanců vypočítávaly, jak se bude počasí vyvíjet.
To ovšem byla především teorie bez potřebné praxe. Jako první v historii se pokusil o ruční výpočet předpovědi počasí v roce 1920 Lewis Fry Richardson. To byl mimochodem nesmírně zajímavý muž. Angličan, jenž se zaobíral matematikou, fyzikou, psychologií a také meteorologií. Snažil se také kromě jiného sestavit matematický model, který by předpovídal vznik válečných konfliktů…
Richardson každopádně navrhoval zakládání jakýchsi matematických „továren“, kde by tisíce zaměstnanců vypočítávaly, jak se bude počasí vyvíjet. V roce 1946 však byl dokončen první elektronkový počítač ENIAC a autor principu, na němž počítač fungoval, americký matematik maďarského původu John von Neumann, se setkal s Julem Gregory Charneym, jenž je považován za otce moderní dynamické meteorologie. Výsledkem setkání byla v roce 1950 první numerická předpověď počasí.
Problém sil a vln
Systémy rovnic hydrodynamiky pro děje v atmosféře byly sice známy už sto let, ale kvůli jejich složitosti se v praxi využít nedaly. Dynamika dějů v atmosféře vychází z obecné fyziky, protože počítá se zákonem zachování hybnosti, zákonem zachování hmoty a zákonem zachování energie. Ovšem do děje vstupují další veličiny – Coriolisova síla, která otáčí například hurikány na severní polokouli doleva a na jižní právě opačně. Má vliv i na mořské proudy.
Dalším důležitým jevem jsou takzvané Rossbyho vlny. V atmosféře to jsou obří meandry ve vysokých výškách, které mají hlavní vliv na počasí a jsou znatelné i v oceánech na rozhraní mezi teplou horní vrstvou a chladnou hlubší částí. Ve středních zeměpisných šířkách západní proudění posouvá tlakové útvary na východ, ovšem Rossbyho vlny zase tytéž útvary tlačí opačným směrem. Tím pádem je pohyb tlakových výší a níží dán rozdílem opačných sil. Tohle spočítat, to je opravdu úkol pro výpočetní techniku. Obě veličiny se ovšem podařilo americkým vědcům aplikovat do ENIACu a předpověď počasí se dále zpřesnila.
Předpověď pro zatáčku
Dnes se dá říct, že čím více dat a výkonnější počítač, tím je předpověď pro danou oblast přesnější. Například Český hydrometeorologický ústav se chystá v tomto roce pořídit nový super počítač za osmdesát milionů korun, který bude umět daleko lépe analyzovat sezónní předpovědi. Dnes v ústavu využívají statisticko-analogovou metodu, při níž srovnávají rozložení tlakových polí v minulosti se současnou situací, a podle toho usuzují, jak se analogicky bude počasí vyvíjet.
Manažeři stájí proto platí za předpověď počasí ročně více než sto tisíc dolarů. A to nejen za předpověď v místě konání závodu, ale třeba i pro konkrétní zatáčky.
Osmdesát milionů se může zdát dost. Ve světě byznysu s předpovědí počasí ovšem létají daleko jinačí částky. Podle časopisu Forbes se tržby firem, jež se zaobírají předpovědí počasí, před šesti lety pohybovaly ve výši okolo tří miliard dolarů, dnes to už bude daleko víc. V roce 2015 byla například založena firma Climacell, která nevyužívá žádné zásadní převratné technologie, ale „pouze“ data z mobilních telefonů a pouličních kamer.
Založil ji pilot, jenž málem havaroval vinou nedokonalé předpovědi. Dneska vydělává miliony. Příklad – známé automobilové závody NASCAR se při dešti přerušují. Jestliže automobilová stáj má informace, že bude pršet, jejich závodník může vynechat poslední zastávku v boxech a po ukončení závodu bude první. Manažeři stájí proto platí za předpověď počasí ročně více než sto tisíc dolarů. A to nejen za předpověď v místě konání závodu, ale třeba i pro konkrétní zatáčky.
Data sbírají i drony
K předpovědi počasí se dají samozřejmě využít i modernější technologie, než jsou mobilní telefony. I když ani drony už vlastně tou nejmodernější technologií nejsou. V roce 2012 byla například založena společnost Saildrone, společnost, která vyvinula „vodní drony“, jež na první pohled připomínají surfovací prkna. Tyto drony slouží k automatickým měřením. Měří například koncentraci oxidu uhličitého v ovzduší, teplotu vody nebo její kyselost. Saildrony využívají sílu větru k pohonu a spotřebu elektroniky pokrývají solární panely.
Saildron může zůstat na širém moři prakticky neomezeně a vysílaná data jsou získávána asi dvacetkrát levněji, než kdyby je sbírala klasická loď s posádkou. Zákazníky společnosti jsou nyní i takové kolosy jako americké vládní agentury NOAA (Národní úřad pro oceán a atmosféru, National Oceanic and Atmospheric Administration) a NASA. Hodnota firmy, která má zatím asi stovku zaměstnanců, stále roste – loni to bylo dvě stě milionů dolarů.
Společnost Jupiter Intelligence, založená přede dvěma lety, se zaměřuje na předpovědi pro přesně zadané místo. Do předpovědí navíc zařazuje údaje o tvaru terénu, který pro dané místo přichází v úvahu. To zajímá pochopitelně lokální firmy, o něž se národní hydrometeorologické firmy nemohou starat. V tomto období, kdy je počasí jako na houpačce, by určitě po nějaké přesnější předpovědi sáhly i české firmy.
Reklama
foto: Shutterstock, zdroj: Forbes