روشی جدید برای پیش‌بینی بلندمدت‌تر وضعیت هوا

بسیاری از ما در گذشته تجربه‌ی این را داشتیم که پیش‌بینی هواشناسی کاملا غلط از آب در آمده باشد و در نتیجه در موقعیت دشواری قرار گرفته باشیم، اما مدل‌های پیچیده‌ی امروزی می‌توانند پیش‌بینی منطقی از وضعیت آب‌و‌هوا تا ۱۰ روز آینده ارائه دهند. اکنون تکنیک رایانه‌ای جدیدی این امکان را فراهم کرده تا محدودیت دقت بالای پیش‌بینی وضعیت هوا از ۱۰ روز فراتر رود.

اگر این سیستم همانند تست‌های اولیه به خوبی کار کند، ما می‌توانیم امیدوار باشیم که پیش‌بینی‌های هواشناسی تا ۴ یا ۵ روز بیشتر قابل اتکا باشند، به این معنی وضعیت هوای پیش‌بینی شده ۵ روز بیشتر تا اندازه‌ی معقولی به واقعیت نزدیک باشد. اما راز مدل جدید پیش‌بینی برد بلند وضعیت هوا در ثبت شرایط اولیه، یعنی شرایط فعلی هوا، نهفته است.

پژوهشگران با کاهش تعداد متغیرها در پایش و ثبت لحظه‌ای داده‌ها و با استفاده از ابررایانه‌های پیشرفته توانسته‌اند پیش‌بینی‌هایی از وضعیت آب‌و‌هوا ارائه دهند که می‌توانند تا ۲ هفته از دقت بالایی برخوردار باشند.

این تیم تحقیقاتی در مقاله‌ی خود نوشته‌اند:

کاهش عدم قطعیت شرایط اولیه روز جاری از لحاظ شدت باعث می‌شود برد پیش‌بینی‌های قطعی وضعیت هوا براساس معیار روزانه تا پنج روز بیشتر شود. رسیدن به این حد بالاتر از مرز قابلیت پیش‌بینی می‌تواند اثرات مفید زیادی بر وضعیت اجتماعی و اقتصادی بگذارد. اما به منظور بهره‌مندی از مزایای این روش به تلاش‌های هماهنگ‌شده‌ی بیشتری از سوی همه‌ی جوامع علمی برای توسعه‌ی مدل‌های آب‌و‌هوایی بهتر، بهبود ثبت داده‌ها و استفاده بهتر از داده‌های ثبت شده و ادغام داده‌ها و بهبود تکنیک‌های محاسباتی نیاز دارد.

هر نوع پیش‌بینی وضعیت هوا براساس شرایط فعلی آب‌و‌هوا صورت می‌گیرد. شما هرچه بیشتر به سوی آینده حرکت کنید، پیش‌بینی اینکه وضعیت هوا به کدام سو حرکت خواهد کرد دشوارتر می‌شود که دلیل این امر وجود متغیرهای آب‌و‌هوایی پرشمار است.

شرایط اولیه توسط ماهواره‌ها و بالن‌های هواشناسی و ایستگاه‌های‌ سنجش فاکتور‌های آب‌و‌هوایی زمینی تعیین می‌شوند. بااین‌حال گردآوری اطلاعات و پی‌ریزی این شرایط هیچگاه کامل و بی‌نقص نیست. ازاین‌رو مدل‌های پیش‌بینی‌ آب‌و‌هوایی چند سناریوی مختلف براساس متغیرهای متفاوت از شرایط اولیه را مدل‌سازی می‌کنند و نتایج تمام این شبیه‌سازی‌ها تجمیع شده و به‌صورت یک‌ نتیجه‌ی واحد ارائه می‌شود.

اما پژوهشگران این مطالعه روش کار را تغییر دادند و با فرض اینکه شرایط اولیه نزدیک به حالت کامل است، در شبیه‌سازی‌های خود تا ۱۰ برابر از متغیرهای کم‌تری نسبت به مدل‌های پیشین استفاده کردند و برای شروع توانستند وضعیت‌ آب‌وهوای عرض‌های میانی زمین را تا ۱۵ روز با دقت بالا پیش‌بینی کنند..

درواقع پژوهشگران با صحت‌سنجی روش جدید بر مبنای تاریخ وضعیت هوا از سال ۲۰۱۶ به این سو دریافتند که دقت این روش تا ۱۵ روز در سطح منطقی باقی می‌ماند، اما پس از این مدت زمان پیش‌بینی‌های انجام شده شباهتی به آنچه واقعا در ۲۰۱۶ اتفاق افتاد نداشتند.

البته پژوهشگران معتقدند که باید کار بیشتری روی این شیوه‌ی نوین و وسوسه‌انگیز پیش‌بینی هوا صورت گیرد، درهرصورت این مدل دوربردترین پیش‌بینی هواشناسی که ما تاکنون انجام داده‌ایم را می‌تواند ارائه دهد و می‌توان گفت نسبت به روش‌های پیش‌بینی‌ ۱۰ روزه‌ی فعلی که دانشمندان علم هواشناسی از آن استفاده می‌کنند پیشرفت رضایت‌بخشی محصوب می‌شود. با اینکه برخی منابع و وب‌سایت‌ها پیش‌بینی‌های هواشناسی با بازه‌ی زمانی فراتر از ۲ هفته در اختیار شما قرار می‌دهند اما هواشناسان معتقدند این پیش‌بینی‌ها بیش از آن بر پایه‌ی حدس و گمان است که بتوان از آن‌ها استفاده‌ی عملی کرد.

محدودیت ۱۵ روزه‌ی روش جدید پیش‌بینی وضعیت آب‌وهوا با نتایج تحقیقات قبلی در مورد مدل‌های اتمسفریک، که بیش از نیم قرن پیش انجام شده‌اند، هم‌خوانی دارد. دانشمندان در آن زمان نیز تخمین می‌زدند که مدل‌های پیش‌بینی هواشناسی تا ۱۵ روز از دقت خوبی برخوردار خواهند بود بااین‌حال این نظریه هیچ‌گاه آزمایش نشد زیرا ابررایانه‌های قرن ۲۱ در آن زمان وجود نداشت.

کاملا واضح است که قدرت پردازشی و مدل‌های پیش‌بینی هواشناسی رفته‌رفته ارتقا می‌یابند، به‌گونه‌ای که برخی مطالعات نشان می‌دهد که حتی می‌توان از محدودیت ۲ هفته‌ای در پیش‌بینی وضعیت هوا نیز فراتر رفت. اما هم‌اکنون می‌توانیم بگوییم که حداقل ۱۵ روز آینده را می‌توانیم درست پیش‌بینی کنیم، البته از نظر وضعیت هوا.

فوقینگ ژانگ، پژوهشگر اصلی این مطالعه از دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا می‌گوید:

دو هفته هم مدت زمان خوبیست. هم‌اکنون دو هفته نزدیک‌ترین فاصله به حد نهاییت پیش‌بینی ما است.

بابک قهرمانی