Úspěšnost předpovědí počasí se v posledních letech zásadně zlepšila. I tak se ale vyskytne situace, která představuje i pro nejmodernější předpovědní modely a zkušené meteorology značnou výzvu. Momentálně se týká příštího týdne.
Takzvané ansámblové předpovědi na příští týden ukazují obrovskou nejistotu vývoje teplot od příštího úterý dál. Například pro Prahu se v druhé polovině týdne pohybuje rozptyl scénářů od pěti stupňů nad nulou až po dvaadvacet pod nulou:
Jak je možné, že jsou předpovědi v době meteorologických družic, superpočítačů a umělých inteligencí tak divoké? Faktorů, které mohou ovlivnit hodnoty teplot v příštím týdnu, je totiž velké množství a zatím není příliš jisté, které z nich se prosadí více. Jestli to bude blokující vliv tlakové výše nad severovýchodní Evropou, nebo spíše teplý vzduch proudící od jihozápadu. A přispějí i další faktory – jak výrazná bude teplotní inverze, podaří se ji rozbít při proudění daného směru a rychlosti, nebo naopak odolá? Tendence k oteplení je zřejmá, ale spoléhat se na konkrétní teploty napříč Českem je v tuto chvíli poněkud předčasné.
Podobně nejistá situace panovala také před pár dny s předpovědí na tento víkend, kdy modely určitou dobu naznačovaly možnost jak výraznější oblevy, tak i silnějších mrazů. Teď už je sice téměř jisté, že zvítězí varianta jen přechodného pátečního oteplení hlavně v jihozápadní polovině Čech a následně na naše území pronikne mrazivý vzduch od severu, a to po přední straně tlakové výše. Nejvýrazněji se projeví v neděli a v pondělí, kdy denní teploty často zůstanou pod minus pěti stupni Celsia a minima při vyjasnění a sněhové pokrývce klesnou často pod minus patnáct, výjimečně až k minus dvaceti stupňům Celsia, a to i mimo horská údolí. Pak se začne oteplovat, ale míra oteplení zůstává opět poměrně nejistá.
Souvisí to s tím, že teplá fronta, se kterou by sem měl teplejší vzduch dorazit, bude od jihozápadu postupovat poměrně pomalu – bude ji blokovat tlaková výše nad severovýchodem kontinentu. Jenže právě na tom, kam přesně a kdy se fronta propracuje, bude záviset výraznost vzestupu teplot. Navíc se kvůli slabšímu proudění bude teplejší, a tedy lehčí vzduch udržovat hlavně ve výšce, zatímco u země může – zejména na Moravě – přetrvávat pod inverzí vzduch podstatně studenější, který je těžší. Současně tato situace s sebou nese i riziko výskytu mrznoucího deště, neboť ve zmíněném výše ležícím teplém vzduchu ledové krystalky padající z vyšších oblaků roztají a na povrchu země při teplotách pod nulou rychle zmrznou a vytvoří nebezpečnou ledovku.
Jak je možné, že vědci nevědí?
Takovéto nejistoty v předpovědi počasí jsou do značné míry přirozené a souvisejí jak s takzvaným chaotickým chováním atmosféry, tak i konstrukcí numerických modelů. Numerické modely předpovědi počasí, podobně jako samotnou atmosféru, lze považovat za nelineární dynamické systémy. To zní poměrně složitě, nicméně zásadní je fakt, že vývoj těchto systémů velmi výrazně závisí na počátečních podmínkách. Pokud tedy do výpočtu na počátku vstoupí nějaká nepřesnost, její dopad na chybu předpovědi se s rostoucí dobou předpovědi exponenciálně zvyšuje.
Aby bylo možné postihnout nejistotu v předpovědi počasí, která je jak důsledkem chaotického chování atmosféry, tak nepřesnými formulacemi v numerickém modelu předpovědi počasí (typicky kvůli zjednodušenému popisu fyzikálních procesů), využívají meteorologové koncept ansámblové předpovědi počasí.
Jde o skupinovou sadou různých předpovědí počasí platných pro daný čas. Předpovědi můžou vycházet z různých (typicky velmi lehce pozměněných) počátečních podmínek, ale můžou se lišit i dobou startu předpovědi, nastavením parametrů numerického modelu, případně vycházet z několika různých modelů předpovědi počasí. Rozdíly mezi předpověďmi (tedy členy ansámblu) pak poskytují informace o pravděpodobnostním rozdělení předpovídaných prvků, a tedy prakticky o předpověditelnosti dané povětrnostní situace.
Lze říct, že pokud rozptyl mezi jednotlivými členy ansámblu je malý, lze mít v danou předpověď vyšší důvěru, pokud je naopak velký, je nutné k ní přistupovat s opatrností. Umožní ale sestavit pravděpodobnostní předpověď, kdy lze například určit, s jakou pravděpodobností klesnou teploty pod minus deset stupňů Celsia nebo se vyskytne sněžení s úhrny přes pět centimetrů a podobně. Pravděpodobnostní předpovědi, které říkají, že většina scénářů naznačuje mrazivé počasí, ale existuje i varianta výrazného oteplení, i když je méně pravděpodobná, jsou jak z meteorologického pohledu, tak i z pohledu uživatelů korektnější. Na druhou stranu právě její interpretace je poněkud obtížnější – nenabízejí totiž onen deterministický přístup ve smyslu „bude, či nebude pršet“.
Globálně nejpřesnější model Evropského centra pro střednědobou předpověď nabízí v současnosti ansámblovou předpověď tvořenou padesáti členy (tedy jednotlivými předpověďmi vycházejícími z lehce pozměněných počátečních podmínek), přičemž od loňského léta je k dispozici i AI ansámbl čítající rovněž padesát členů pro předpovědní systém založený na umělé inteligenci (který využívá strojového učení).
Skončila klimatická krize?
Český hydrometeorologický ústav zdůrazňuje, že současná vlna mrazů nijak nezpochybňuje probíhající změnu klimatu. I během globálního klimatického oteplování zimy nadále budou a také se Česko nevyhne epizodám mrazu, během nichž mohou teploty padat hluboko pod nulu.
Navíc ani zdaleka celá severní polokoule nemá takové mrazy jako nyní Česko – například v Grónsku zažívají naopak výjimečné teplo. A na opačné straně světa, v Austrálii, padají historické teplotní rekordy.
