Вештина и наука у прогнозирању времена

ОД ДОПИСНИКА ПРОБУДИТЕ СЕ! ИЗ БРИТАНИЈЕ

ДАНА 15. ОКТОБРА 1987. ЈЕДНА ЖЕНА ЈЕ НАЗВАЛА ТВ-СТАНИЦУ У БРИТАНИЈИ И САОПШТИЛА КАКО ЈЕ ЧУЛА ДА ТРЕБА ДА ПРОЂЕ УРАГАН. МЕТЕОРОЛОГ ЈЕ УВЕРЉИВО ГОВОРИО ГЛЕДАОЦИМА: „НЕ БРИНИТЕ. НЕМА НИШТА ОД ТОГА.“ МЕЂУТИМ, ТЕ ВЕЧЕРИ ЈУЖНИ ДЕО ЕНГЛЕСКЕ ПОГОДИЛА ЈЕ ОЛУЈА КОЈА ЈЕ УНИШТИЛА 15 МИЛИОНА СТАБАЛА, ОДНЕЛА 19 ЖИВОТА И НАПРАВИЛА ШТЕТУ ВЕЋУ ОД 1,4 МИЛИЈАРДЕ ДОЛАРА.

СВАКОГ јутра, на милионе нас укључи своје радио-апарате и телевизоре да бисмо чули временску прогнозу. Да ли облачно небо значи да ће бити кише? Хоће ли рано сунце потрајати? Хоће ли повећање температуре значити топљење снега и леда? Када чујемо временску прогнозу одлучујемо како ћемо се обући и хоћемо ли са собом понети кишобран.

Додуше, с времена на време временске прогнозе су сасвим нетачне. Да, иако се током недавних година и те како побољшала тачност прогнозирања времена, далеко од тога да је прогнозирање фасцинантна комбинација вештине и науке која је непогрешива. Шта је све укључено у прогнозирање времена и колико су те прогнозе поуздане? Да бисмо одговорили на то питање, најпре испитајмо како је настало прогнозирање времена.

Мерење временских услова

У библијска времена прогнозирање времена се првенствено заснивало на ономе што се голим оком могло запазити (Матеј 16:2, 3). Данас метеоролози имају на располагању мноштво сложених инструмената од којих најједноставнији мере притисак, температуру, влажност и кретање ваздуха.

Године 1643, италијански физичар Еванђелиста Торичели измислио је барометар — једноставну направу која мери ваздушни притисак. Ускоро је било примећено да с променом времена расте или опада и ваздушни притисак, а пад притиска често значи олују. Хигрометар, који мери влажност ваздуха, настао је 1664. А године 1714. је немачки физичар Данијел Фаренхајт направио термометар са живом. Сада се температура могла тачно измерити.

Око 1765, француски научник Антоан-Лорен Лавоазје предложио је да се свакодневно мере ваздушни притисак, влажност ваздуха, и брзина и правац ветра. „Поседујући све те информације скоро да је увек могуће с приличном тачношћу предсказати време за један или два дана унапред“, рекао је он. Нажалост, то се није показало као нешто тако једноставно.

Праћење времена

Године 1854, један француски ратни брод и 38 трговачких бродова потонули су услед једне жестоке олује у близини кримске луке Балаклава. Француске власти су затражиле од Ирбена-Жан-Жозефа Леверјеа, директора Париске опсерваторије, да испита ситуацију. Проверавајући метеоролошке извештаје, открио је да је олуја настала  два дана пре катастрофе и да је прохујала Европом, од северозапада ка југоистоку. Да су имали систем за праћење кретања олује, било би могуће да унапред упозоре бродове. Тако је у Француској основана национална служба за упозоравање на олују. Родила се савремена метеорологија.

Ипак, било је потребно да научници брзо приме информације о времену с других места. Електрични телеграф који тек што је измислио Самјуел Морзе, био је права ствар за то. То је омогућило Париској опсерваторији да 1863. почне са објављивањем првих метеоролошких мапа данашњег формата. До 1872. исто то је радила и Британска метеоролошка служба.

Што су метеоролози сакупљали више података, то су постајали свеснији огромне сложености временских услова. Настали су нови графички уређаји како би временске мапе могле пренети додатне информације. На пример, изобаре су линије којима се повезују тачке које имају исти барометарски притисак. Изотерме повезују места која имају исту температуру. Временске мапе такође користе и симболе који показују смер ветра и његову снагу, укључујући и линије које описују места на којима се састају топле и хладне ваздушне масе.

Такође је настала и сложена опрема. Данас широм света на стотине метеоролошких станица пушта балоне који са собом носе радио-сонде, инструменте који мере атмосферске услове, а затим помоћу радио-таласа шаљу назад информације. Користи се такође и радар. Захваљујући томе што се радио-таласи одбијају од кишних капи и честица леда у облацима, метеоролози могу пратити кретање олује.

Нагли напредак у тачном опажању временских услова настао је 1960, када је ка небу лансиран ТИРОС I, први метеоролошки сателит на свету опремљен ТВ камером. Сада метеоролошки сателити орбитирају Земљом од пола до пола, а геостационарни сателити се налазе на некој фиксираној тачки над Земљином површином и непрестано надгледају одређени део планете који се налази у њиховом видокругу. Обе врсте сателита преносе на Земљу снимке временских услова које они одозго праве.

Прогнозирање времена

Једно је знати тачно какво је управо сада време, али је нешто сасвим друго прорећи какво ће бити за један сат, дан или једну седмицу. Кратко након Првог светског рата, британски метеоролог Луис Ричардсон сматрао је да би се у прогнозирању времена могао послужити математиком пошто атмосфера следи законе физике. Али формуле су биле толико компликоване, а процес  обрађивања података тако дуготрајан да су се временски услови променили пре него што би метеоролози спровели своја рачунања. Осим тога, Ричардсон је осматрао време у шесточасовним интервалима. „Чак и делимично успешна временска прогноза захтева да се мерење обавља у интервалима од по највише тридесет минута“, запажа француски метеоролог Рене Шабу.

Међутим, проналаском компјутера омогућено је да се дуга рачунања брзо обаве. Метеоролози су користили Ричардсонове прорачуне да би створили један сложени нумерички модел — серију математичких једначина које обухватају све познате физичке законе који управљају временским условима.

Да би користили ове једначине, метеоролози представљају Земљину површину као координатну мрежу. Глобални модел који тренутно користи Британска метеоролошка служба има координатне тачке које су једна од друге удаљене на око 80 километара. Атмосфера изнад сваког квадрата зове се кутија, а запажања о атмосферском кретању ваздуха, ваздушном притиску, температури и влажности, бележе се на 20 различитих висина. Компјутер анализира податке који долазе од осматрачких станица из целог света — којих има више од 3 500 — а затим предвиђа какво ће време бити за читав свет у наредних 15 минута. Када то једном уради, брзо се прави прогноза за следећих 15 минута. Вишеструким понављањем овог процеса, компјутер може за само 15 минута да направи шестодневну глобалну временску прогнозу!

Ради веће детаљности и тачности у прогнозирању локалног времена, Британска метеоролошка служба користи Модел ограниченог подручја којим се покрива Северни Атлантик и подручје Европе. Он користи координатне тачке размештене у интервалима од око 50 километара. Постоји такође и модел који покрива само Британска острва и околна мора. Он има 262 384 координатне тачке у размаку од 15 километара и 31 вертикални ниво!

Улога метеоролога

Прогнозирање времена није искључиво наука. Како The World Book Encyclopedia каже, „формуле које користе компјутери само су приближан опис атмосферског понашања“. Тако, чак и тачна прогноза за неко велико подручје може да превиди ефекат који локални терен врши на временске услове. Стога је у одређеној мери потребна и вештина. То је место где метеоролог ступа на сцену. Он користи своје искуство и процену да би одлучио коју важност да припише добијеним подацима. То му користи у одређивању тачније прогнозе.

На пример, када се расхлађен ваздух са Северног мора креће над европским континентом, често се формира један танак слој облака. Хоће ли овај слој облака наговештавати кишу у континенталној Европи за наредни дан или ће напросто испарити од Сунчеве топлоте, зависи од разлике у температури од само неколико десетих делова степена. Подаци метеоролога, заједно с његовим знањем о претходним сличним ситуацијама, омогућују му да пружи добар савет. Ова комбинација вештине и науке је пресудна у прављењу тачне прогнозе.

Колико је поуздана?

Британска метеоролошка служба тренутно тврди да у својој 24-часовној прогнози постиже тачност од 86 посто. Петодневне процене Европског центра за средњорочну временску прогнозу постижу тачност од 80 посто — што је боље од поузданости дводневне прогнозе почетком 1970-их. То је импресивно, али далеко од савршеног. Зашто временске прогнозе нису у већој мери поуздане?

Из једног простог разлога, јер су системи који условљавају временске услове веома сложени. И није могуће направити све неопходне прорачуне да би прогнозе биле сигурне. Огромна океанска подручја немају метеоролошке плутаче које би станицама на копну слале податке путем сателита. Ретко кад координатне тачке одговарају  тачној локацији метеоролошких опсерваторија. Осим тога, научници још увек не разумеју све природне силе које обликују временске услове.

У прогнозирању времена непрестано долази до побољшања. На пример, све донедавно, прогнозирање времена је зависило углавном од осматрања атмосфере. Али, пошто је 71 посто Земљине површине под океанима, истраживачи сада усредсређују своју пажњу на сам начин складиштења енергије и њеног преношења са океана на ваздух. Кроз систем метеоролошких плутача, Глобални систем за осматрање океана пружа информације о благом порасту температуре у подручју које може драстично утицати на временске услове на неком удаљеном месту. a

Патријарха Јова су упитали: „Ко ће пролом облака и праскање шатора [Божјих] разумети?“ (Јов 36:29). Данас човек још увек релативно мало зна о томе како се обликују временски услови. Ипак, савремена временска прогноза је довољно тачна да се може озбиљно схватити. Другим речима, када следећи пут метеоролог каже да се очекује киша, вероватно ћете са собом понети кишобран!

[Фуснота]

[Слике на 13. страни]

Леверје

Торичели

Лавоазје у својој лабораторији

Првобитни стаклени термометар

[Извори]

Слике Леверјеа, Лавоазјеа и Торичелија: Brown Brothers

Термометар: © G. Tomsich, Science Source/Photo Researchers

[Слике на 15. страни]

Сателити, метеоролошки балони и компјутери јесу неки од инструмената које користе метеоролози

[Извори]

Сателит на странама 2 и 15: NOAA/Department of Commerce; ураган: NASA photo

Commander John Bortniak, NOAA Corps