Jak se dělá předpověď

Se slůvky v předpovědích nelze libovolně žonglovat nebo hrát slovní fotbal, jak se často děje v médiích. I proto se někdy stává, že prší, když zdánlivě pršet nemá... Nebo naopak. Co všechno musí tvůrce předpovědí - prognostik - umět a znát? O tom hovoří Martin Novák z pobočky Českého hydrometeorologického ústavu v Ústí nad Labem - Kočkově.

Tak měl by asi v první řadě mít rád meteorologii, protože jinak by s tím musel opravdu praštit po prvních nezdarech, ale každopádně by měl mít základy matematiky a fyziky. A to tak, že základy na vyšší úrovni. Koneckonců meteorologie jako taková se u nás studuje na Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy. Potom se už dnes neobejde bez pokročilejší práce s počítačem. Nejde jen o Word, Excel nebo poslat e-mail, ale je potřeba přece jen trošku víc. Vzhledem k tomu, jak se ta výpočetní technika vyvíjí, tak by měl navíc mít k počítačům takový ten přístup beze strachu. Nesmí se bát něco zkoušet. Většinou tím člověk počítač nepokazí. Každopádně se meteorolog pořád učí, ať už jsou to ty počítače, nebo nejnovější poznatky z meteorologie jako takové. Navíc by měl mít aspoň základy odborné angličtiny, protože většina informačních zdrojů je globálního charakteru, nebo aspoň kontinentálního, a samozřejmě nikdo na nás nebude mluvit česky jen kvůli tomu, že existuje Česká republika. Většinou se používá angličtina. Takže to jsou základy, ale, jak říkám, hlavně by si měl asi, a to platí pořád, i v té dnešní technologické době, všímat toho, co se kolem něj děje. Největší tragédie meteorologa je, když se dívá jen do monitoru, ale nepodívá se z okna. Takže měl by umět dávat si dohromady ty věci s tím, jak opravdu venku je a sledovat i to, jak se ty charakteristiky přirozeně mění a nejenom z jednotlivých fyzikálních polí, která má před sebou na monitoru.

Jak vlastně vzniká předpověď? To určitě není práce jenom jednoho člověka.

Meteorolog, který předpovídá, v podstatě už jen vyhodnocuje data. Na začátku všeho je měření počasí, to znamená činnost meteorologických stanic, ať už pozemních nebo aerologických, které sondují vertikální profil těch spodních zhruba čtyřiceti kilometrů atmosféry. Z těchto informací se dají dohromady mapy a představa o současném počasí. K tomu samozřejmě patří ještě diagnostické materiály, jako meteorologické radary nebo meteorologické družice. Potom je potřeba tato data jednak dát meteorologovi a také jimi nakrmit matematické modely atmosféry, které na základě reálných dat začnou počítat pravděpodobný vývoj v atmosféře. Potom je potřeba ty výstupy matematických modelů nějakým způsobem zpracovat, protože v hrubé podobě to jsou vlastně jen nějaké matice čísel a meteorolog, kdyby se měl orientovat jen v nich, tak neví, která bije. Je potřeba dát z nich buď grafické nebo tabelární výstupy. To jsou informace, které ten meteorolog má k dispozici a začne je vyhodnocovat. Tam začíná práce prognostika s tím, že ještě pořád musí mít v hlavě takové věci, jako je například orografie, to znamená tvar terénu zájmové oblasti, pro kterou má předpovídat. To jsou taková ta lokální specifika, která je potřeba znát, protože ty matematické modely mají v sobě člověkem zadané některé nepřesnosti, mezi něž patří právě nedostatečný popis terénu. Meteorolog musí vědět, co s počasím terén udělá, jestli tam náhodou nenastanou nějaké změny a podobně. Takže práce meteorologa už je vlastně jen vyhodnocování dat, která dostane na stůl a zvažování různých variant vývoje. Ty modely se mezi sebou liší a meteorolog musí znát i základy staré techniky, synoptické meteorologie a pohybů synoptických útvarů a jejich načasování. Z toho všeho, dá se říct, chladnokrevnou analýzou, když to trošku přeženu, by měl dojít k nějaké předpovědi počasí - pokud možno jednoznačné. Není možné říkat, že podle jednoho modelu bude takhle a podle jiného modelu zase takhle. Je potřeba, aby meteorolog řekl, jak podle něj bude.

Vytvořit předpověď počasí není nic jednoduchého. Navíc musí prognostik ovládat určitou terminologii, která počasí slovně charakterizuje, což bývá při prezentaci předpovědi počasí veřejnosti prostřednictvím médií tak trochu oříšek. Co všechno by mělo být obsahem každé správné předpovědi?

Záleží na objednateli, co chce v předpovědi mít. My jsme schopni vydávat jednak obecné předpovědi počasí, tak jak je znají posluchači z médií, ale vydávají se i speciální předpovědi počasí cílené na konkrétního uživatele. Máme třeba odběratele informací o blížících se elektrických výbojích v atmosféře. To se týká výroby citlivé na výpadky nebo kolísání proudu v rozvodech, což se vyskytuje nejčastěji při bouřce. Máme pro odběratele speciální upozornění třeba jen na náhlý pokles teplot v dané lokalitě a podobně. Takže ten obsah záleží na tom, co chce objednavatel za informace. Ale když se budeme věnovat té obecné předpovědi počasí, tak jak ji znají posluchači, tak typicky bývá obsahem i situace. Ta se pak většinou v médiích už neuvádí, ale jsou lidé, kteří chtějí vědět, čím je to počasí, co bude, dané. Takže na začátku předpovědi je jedna, dvě věty, popisující synoptickou situaci, která způsobuje to počasí. No a potom je většinou vyjádření oblačnosti, jejího množství, případně i typu oblačnosti, pokud je to významné. Jako například v zimě, kdy se očekává nízká inverzní oblačnost, takové to jednolité šedivo, tak se to tam většinou uvede i slovně. Samozřejmě je tam taky vyjádření srážek, jestli se očekává jejich výskyt, kde, pokud to jde říci, a s jakou pravděpodobností, což je vyjádřeno slovně - termíny, které většinou bývají špatně chápány. Bohužel, málokdy se dostaneme k propagaci a osvětě. Pak ty předpovědi obsahují samozřejmě teploty vzduchu, minimální teploty, maximální teploty a jejich rozpětí v nějaké dané oblasti, což občas vzbuzuje úsměv. Pokud ale posluchači zrovna sledují celostátní předpověď počasí, tak se nemohou divit, že je tam to rozpětí teplot poněkud větší, protože na té ploše se samozřejmě ty teploty i výrazněji liší. No a poslední standardní součástí předpovědi jsou informace o větru - směr a rychlost větru, případně, pokud se mají vyskytovat nárazy větru, tak i rychlost těch nárazů. No a navíc ještě u těch předpovědí, pokud se očekávají nějaké rizikové jevy, tak bývá ještě upozornění právě na ty rizikové jevy.

Vraťme se ještě k té terminologii. Zejména u srážek myslím dochází vinou jejího nesprávného chápání k různým informačním šumům, jestli pršet bude, nebo nebude...

Ony to nejsou jen srážky. Ty výrazy se používají například i u mlh, občas i u oblačnosti nebo u teplot. Třeba u minimálních teplot, když se předpovídá, že jenom někde v údolí by mohly poklesnout ještě víc. To jsou právě ty oblíbené pravděpodobnostní termíny "ojedinělé", "místy", "na většině území". My máme přesně dáno, že termín "ojediněle" znamená pravděpodobnost výskytu do třiceti procent, termín "místy" do šedesáti procent a "na většině území" potom do devadesáti procent. Když je to bez jakéhokoli termínu dodatečného a řekne se, že očekáváme déšť, tak je to na víc jak devadesát procent. To je právě to pravděpodobnostní vyjádření. Musím si tedy postěžovat, že média dost často ty předpovědi potom komolí. Jedná se hlavně o komerční média, která se snaží zalíbit a říkat předpovědi takzvaně "lidově", ale docházejí tak daleko, že vlastně komolí jejich význam. To "ojediněle" třeba vynechají a místo "ojediněle přeháňky" pak posluchač třeba slyší, že "bude pršet". No a to jsou přece úplně jiné významy, jestli očekávám jenom s malou pravděpodobností nějakou krátkodobou srážku, anebo řeknu "bude pršet", což v každém vyvolá představu trvalého deště. To je přece rozdíl!

A jak je to vůbec s přesností předpovědi? Jak moc věřit například těm dlouhodobějším?

Přesnost předpovědí samozřejmě klesá s délkou předpovědního období. Dá s říci, že na druhý den ta úspěšnost vychází kolem 92 procent. Já sám nemám příliš rád podobné procentuální vyjadřování, protože to znamená, že existuje nějaký algoritmus, kde je zadaná váha jednotlivým součástem předpovědi a z toho vyjde nějaké číslo. Jenže nějaký konkrétní člověk má třeba trochu jinou představu a zatímco my předpověď hodnotíme, že vyšla na 99 procent, tak on má třeba pocit, že nevyšla vůbec, protože se soustředil zrovna na tu jednu charakteristiku, která nebyla úplně přesná. Ale každopádně nějaké algoritmy na to fungovat musí. Ten, který se používá všeobecně, tedy říká, že přesnost na následující den je kolem těch 92 procent, na tři dny už klesá někam mezi 80-85 procent, na týden už se dostáváme někam k 70 procentům, a to je vlastně celé to období, na které se dělá ještě pořád klasická předpověď počasí. Pak asi posluchači znají z médií měsíční předpověď počasí, ale to už je něco jiného. Ta vzniká kombinací klasické předpovědi pro to počáteční období, ale pro zbytek měsíce už je použita metoda spíš statistická. To znamená, že se hledají analogie v minulosti, kdy byl třeba podobný průběh posledních tří měsíců jako letos a jaký pak následoval měsíc. Z toho se usuzuje, jaký by ten měsíc měl být. Proto ta úspěšnost měsíční předpovědi už je poměrně nízká, vyhodnocuje se kolem 60 procent. Ale hodně je to dáno tím, že většinou očekáváme normální teplotu, normální srážky a z Gaussova rozdělení vyplývá, že kolem normálu leží šedesát šest procent hodnot. Takže měsíční předpověď je pouze hrubá a není možné zjistit, jak bude zrovna, dejme tomu, třeba 1. října. Je po dekádách, je poměrně hrubá a orientační. Slouží pro rozhodování v oblastech, jako je třeba stavebnictví, to znamená, jestli se očekává nějaké výrazné ochlazení na tak dlouho, že by bylo nutné zastavit práce. Nebo třeba o ty dlouhodobé předpovědi mají zájem pivovary, protože podle nich mohou upravovat výstav. Když se se očekává hodně horké léto, tak vědí, že musejí víc pracovat, když naopak chladné, tak nemá cenu vyrábět do zásoby a tak dále. Jsou to informace orientační. Dnes tedy ty dlouhodobé předpovědi trošku mění charakter. Už se dělají pokusné sezónní předpovědi na základě něčeho, co je mezi meteorologickým a klimatologickým modelem. To znamená, že jsou tam zjednodušené výpočty, dělá se delší časový krok mezi jednotlivými výpočty a tak dále, ale na konci je informace zase spíš pravděpodobnostní - to znamená, s jakou pravděpodobností se bude odchylovat teplota nebo srážkové úhrny od dlouhodobého normálu nahoru nebo dolů. Takže je to zatím, jak jsem říkal, ve stádiu experimentů, ale už poměrně pokročilých a dá se říct, že je to asi dobrý krok směrem ke zpřesnění dlouhodobých předpovědí.

Mraky|foto: Jan Rosenauer

Dnes už je jiná doba. Meteorology nikdo nekamenuje, vždyť jsou to také jen lidé. A počasí je svéhlavé, trucovité a velmi nevyzpytatelné. I proto existuje a bude existovat řada odborníků, kteří ho s nadšením zkoumají, bádají v něm a snaží se jeho vrtochy předpovídat.

Vysíláno v Planetáriu č. 52/2008, 27. prosince - 2. ledna.
Přepis: NEWTON Media, a.s.
Kompletní rozhovor si poslechněte ZDE (17:57).