Meteostanice Liberec – Pilínkov aneb proč nikdy nebudeme umět předpovídat počasí

Myslím, že nejsem jediný, koho fascinuje počasí. Je to něco, co je naší každodenní součástí, naše životy to dokonce ovlivňuje (někdy víc, než bychom si přáli). Je krásné a zároveň nebezpečné. Zdá se, že se řídí známými fyzikálními zákony, a přesto ho nejsme schopni předpovídat s rozumnou mírou jistoty na více než tři dny dopředu. Důvody rozeberu níže. Cílem článku je ale také upozornit na to, že jsem uvedl do provozu profesionální meteostanici na území Liberce a naprogramoval jednoduchou aplikaci na zprostředkování jejích měření. Měl jsem od malička v plánu někdy na nějakém kousku země počasí měřit, sledovat, zaznamenávat a vyhodnocovat. To se konečně povedlo a rád bych se o svá měření podělil. Nechcete-li číst o tom, proč počasí nedokážeme předpovídat a jak aplikaci používat, můžete rovnou do ní:

Meteorologové jdou s kůží na trh

Počasí ovlivňuje naše životy dnes a denně. Fyziku kapalin a plynů máme (aspoň ve škole se tak tvářili) taky zmáknutou, a přesto jsme stěží schopni předpovědí na pár dní dopředu. Úspěšnost se sice neustále zvyšuje, ale výhledy na více než 5 dní dopředu jsou skutečně jen orientační výhledy. Předpovědi na 10 a více dní dopředu už se blíží dlouhodobým klimatickým normálům s pravděpodobností naplnění lehce přesahující 50 %. Z toho důvodu nemá vůbec smysl se jimi zabývat. Na druhou stranu ale nutno uznat, že meteorologie je jeden z mála oborů, který vlastní předpovědi pravidelně zpětně porovnává se skutečností a o výsledcích na rovinu informuje. Kéž by se to dalo říct o ekonomech, finančních analyticích, politolozích, sociolozích a dalších „expertech“. (Nedělají to, protože jejich úspěšnost by nejspíš byla pod 50 %, a tedy nižší než u věštkyně z kávového lógru). Proč je to tedy tak složité?

Viník dopaden

Teploty umíme odhadnout velice dobře, ale předpovědět takovou bouřku je stále prakticky nemožné dokonce i v horizontu hodin. Zrovna dnes, když píšu článek, byly ještě odpoledne hlášeny pro Liberecko silné bouřky. Nakonec nespadla ani kapka. Nezřídka to bývá i naopak. Proč tomu tak je, poodhaluje teorie chaosu známá v prostředí meteorologie taky jako efekt motýlích křídel. Prvků, které počasí ovlivňují, je obrovské množství a existuje mezi nimi tolik vazeb, že ani nejvýkonnější superpočítače nemají šanci tento provázaný systém zmapovat, natož přesně předpovídat jeho vývoj. Skvěle to ilustruje jednoduchý obrázek, který vytvořil David Cowan jako ilustraci do knihy Černá labuť od Nassima Nicholase Taleba. Dejme tomu, že svítíme paprskem světla na kouli. Paprsek se od ní odrazí nahoru, poté se odrazí od zrcadla a narazí opět do koule. Na pravé straně potom zjišťujeme, kam paprsek dopadl. Je zřejmé, že i jen drobná změna na vstupu (na zářiči) způsobí výraznou změnu místa dopadu paprsku. A to jde o velice jednoduchý deterministický systém (tzn. že v něm nehraje roli náhoda – vše, co se stane, je předem přesně dané a spočitatelné). Právě proto můžeme znát fyzikální pochody naprosto dokonale a přesto nemusíme být schopni toho využít pro kvalitní předpovědi.

Jak aplikaci používat a co všechno v budoucnu nabídne

Aplikace je prozatím rozdělena do dvou částí.

1. část sestává ze tří bloků:

• Vlevo je nejdůležitější blok s aktuálními údaji meteostanice. Barvičky jednotlivých dlaždic se mění podle naměřené hodnoty. Chladný deštivý den tak na první pohled vypadá jinak než horký slunečný. Hodnoty by se měly samy aktualizovat každých pár minut.
• Uprostřed jsou základní informace o meteostanici a lokalitě.
• Vpravo jsou naměřené rekordy od začátku měření. Po najetí na hodnotu se zobrazí tooltip s datem, kdy byla hodnota naměřena. Zajímavější samozřejmě budou až po nějakém čase.

2. část budou grafy a přehledy z historie. Tu si nechávám na další verzi aplikace.

3. část bude umožňovat srovnání s oficiálními hodnotami.