Погода с точностью до минуты

Любители смотреть прогноз погоды по смартфону с операционной системой iOS или Android наверняка уже оценили по достоинству беспрецедентное американское ноу-хау: впервые в истории человечества дожди стали прогнозироваться с точностью до минуты. Стандартное приложение Weather сообщает начало и конец выпадения осадков, а также их мощность - от мороси (Drizzle) до сильного дождя (Heavy Rain).

На интернет-форумах и в социальных сетях можно прочесть немало историй, как точные прогнозы помогали людям максимально точно спланировать свой график. Большинство восхищённых американцев не могут понять, каким именно образом дожди прогнозируются с такой точностью. Ещё пару лет назад метеорологи ошибались регулярно - с вероятностью 43.1%.   

Появлению поминутной погоды и популяризации термина "minute-by-minute weather forecast" предшествовала интересная история.

В 2016 году сразу несколько разработчиков приложений для смартфонов начали сбор пожертвований на Mobile App с самым точным прогнозом погоды. Никто из авторов этой идеи не являлся профессиональным метеорологом.

Когда деньги были собраны, разработчики Mobile App предложили сотрудничество Национальной метеорологической службе (National Weather Service - NWS) - тому самому ведомству, которое много десятилетий отвечает за точность прогнозов погоды. 

Руководители NWS заявили, что слишком загружены работой и не видят большого смысла в достижении временной точности обыкновенных осадков. Вот если бы разработчики Mobile App смогли угадать точное движение ураганов, то это ноу-хау можно было бы продать Департаменту национальной безопасности (DHS) и Федеральному агентству по управлению в чрезвычайных ситуациях (FEMA) за десятки миллионов долларов. Минимизация ущерба от ураганов - один из приоритетов бюджетной политики США.

Тем не менее, NWS разрешила создателям Mobile App полный доступ к своим базам данных. Так началось неофициальное сотрудничество двух совершенно разных групп специалистов. Первые - ничего не понимают в мобильных приложениях. Вторые - ничего не смыслят в метеорологии.

Главная идея создателей поминутной погоды заключалась в том, чтобы наложить все статистические данные метеорологов на алгоритмы компьютерного зрения (computer-vision algorithms) и статистические алгоритмы (statistical algorithms). Такой подход, например, помог создать приложения, которые предсказывают замедление движения и трафик на автомобильных дорогах. Сложная компьютерная программа анализирует миллионы различных данных и с максимальной точностью делает прогноз. 

Mobile App, предсказывающий поминутную погоду, создавался более двух лет. Главный прорыв произошёл после детального изучения возможностей радаров Допплера (Doppler radars), которые, как оказалось, не только видят осадки во время грозы, но и определяют их скорость посредством длинных сканирующих лучей. 

Таким образом, "зрение" радаров, фиксирующих передвижение дождей, снега и града, было наложено на точные GPS-карты местности. Это помогло сузить территорию, где выпадают осадки до... нескольких дюймов. Например, раньше метеорологи сообщали, что в городе Нью-Йорк будет дождь. Как результат, ливень шёл где-нибудь в Бруклине, в Манхэттене слегка моросило, а жители Бронкса отделывались лишь серым небом над головой. 

Прогноз не устраивал никого. Бруклинцы жаловались, что дождь оказался слишком сильным. Жители Бронкса, наоборот, перестраховались: они весь день таскали с собой зонт, а дождь так и не начался. 

Подобные казусы всегда раздражали людей, и нет в Нью-Йорке человека, который хотя бы раз не гневался на метеорологов. 

"Дождь обещали вечером, а он пошёл утром", "Сказали, что немного поморосит, а на улице - потоп", "Если бы я знал, что весь транспорт встанет из-за этого ливня, то лучше бы остался дома", - люди много раз произносили эти фразы. 

Теперь всё изменилось до неузнаваемости. Жёсткая конкуренция в создании Mobile App с поминутной погодой обернулась блестящими результатами. Осадки и их количество удалось предсказать поминутно. Платные приложения с услугой "minute-by-minute weather forecast", которые поначалу предлагались за $1-$4 в месяц, просуществовали недолго. Сначала компании вроде Samsung и Apple выкупили технологию для своих девайсов. Потом ей стали пользоваться метеорологи на телевидении. Если вы смотрите погоду по американским телеканалам, то можете услышать фразы вроде: "Лёгкий дождь начнётся в двух городских районах в 9:36AM, превратится в ливень к 12:46PM, и полностью прекратится в 03:08PM...".

Раньше такие синоптики размахивали руками перед цветными экранами с потоками осадков и говорили, что дождь, снег или град ожидается "сегодня", "завтра" или "в ближайшие 24 часа". С точностью прогнозов у таких ведущих всегда были большие проблемы. Тем не менее, миллионы американцев их внимательно слушали, пытаясь максимально комфортно спланировать свой день.

Излишне говорить, что "minute-by-minute weather forecast" - одно из лучших изобретений человечества. Это ноу-хау ворвалось в нашу жизнь довольно неожиданно. Если бы в 2020-м году не было эпидемии коронавируса, экономического кризиса и сотен других совершенно неожиданных мировых событий, то оно наверняка бы вызвало больше интереса. 

Так или иначе, изобретатели механизма поминутной погоды не собираются останавливаться на достигнутом. Теперь они начнут детально изучать природные стихии - наводнения, ураганы, землетрясения и т. п. Каждое такое бедствие тоже имеет свою причинно-следственную связь. Поэтому в долгосрочной перспективе у природной стихии нет шансов перед сложными компьютерными алгоритмами. Человек сможет разгадать планы природы и вовремя к ним подготовиться.   

Максим Бондарь 

Ссылка по теме:

Как правильно "читать" погоду

Что обозначают термины и аббревиатуры в мобильном приложении Weather