Myślę

Prognoza pogody


Flickr/nicholas_t/by CC

Flickr/nicholas_t/by CC

Prognoza pogody – zależne jest od niej przede wszystkim rolnictwo, ale zewnętrzna aura wywiera ogromny wpływ na całą gospodarkę, nie mówiąc już o naszych planach weekendowych. Współcześnie nie wyobrażamy sobie chyba życia bez prognozy, która codziennie dostarcza nam praktycznych informacji na kolejne dni i tygodnie. Nasi pradziadowie nie dysponowali jednak nowoczesnymi rozwiązaniami, które dziś umożliwiają nam zajrzeć w pogodową przyszłość.

Mimo przyprawiającego o zawrót głowy postępu technologicznego, osiągniętego w ostatnich dekadach, ludzkość wciąż nie jest w stanie kontrolować tego, co dzieje się w pogodzie. Choć podejmowane są pewne nieśmiałe próby ingerowania w nią (jak „zasiewanie chmur”, o którym stało się głośno przy okazji Igrzysk Olimpijskich w Pekinie), to nie zapowiada się raczej, byśmy kiedykolwiek mieli stać się władcami pogody.

 „Na świętego Hieronima jest deszcz albo go ni ma”

Każdy z nas potrafi przytoczyć choć kilka powiedzeń związanych z pogodą, które powstały w oparciu o przekazywaną z pokolenia na pokolenie mądrość ludową. Wieloletnie obserwacje tego, co dzieje się w przyrodzie, pozwalały dostrzec pewne prawidłowości i powtarzające się wzorce.

Szczególne znaczenie przywiązywano do określonych dni w roku, np. „Urszula (21. października) jaka, cała zima taka”, „Gdy święty Piotr z Pawłem (29. czerwca) płaczą, ludzie przez tydzień słońca nie zobaczą” lub „Na Mateusza (21.wrzesnia) słońce grzeje, po Mateuszu wiatr ciepło wywieje”. Istnieją także powiedzenia dotyczące dłuższego okresu czasu, takie jak „Gdy w maju plucha, w czerwcu posucha” lub „Czerwiec stały – grudzień doskonały”. Takich wskazówek istnieje bardzo wiele, zarówno w języku polskim, jak i zapewne w każdej innej mowie świata.

Choć dziś na te ludowe przysłowia patrzymy z przymrużeniem oka i traktujemy raczej jako przestarzały folklor, to okazuje się, że są one czymś więcej niż tylko naiwnymi rymowankami bez pokrycia w rzeczywistości. Wielu meteorologów z równych krajów świata badało trafność tych ludowych wskazówek i okazało się, że niektóre z nich sprawdzają się aż w 80% przypadków. Statystycznie rzecz ujmując, ludowe porzekadła sprawdzają się w około dwóch trzecich przypadków, a więc znacznie częściej, niż miałoby miejsce, gdyby miały działać zupełnie losowo. W ramach małego samodzielnego eksperymentu zachęcam Czytelników do zapoznania się z bogatym zbiorem polskich ludowych porzekadeł związanych z pogodą i poczynienia samodzielnych obserwacji, na ile trafnie przewidują one rzeczywistość.

Flickr/cfrausto/by CC

Flickr/cfrausto/by CC

Narodziny meteorologii

Powstałe w oparciu o obserwację rzeczywistości porzekadła ludowe, choć bardziej trafne niż można by się spodziewać, trudno uznać za naukę w pełnym znaczeniu tego słowa. Bardziej dociekliwie na zjawiska pogodowe spoglądali już starożytni uczeni i filozofowie. Termin „meteorologia” wywodzi się z pracy Arystotelesa o tym samym tytule, choć w pierwotnym znaczeniu miał on znacznie szerszy zakres, bliższy nauce o Ziemi. Tego wielkiego myśliciela szczególnie interesowało pytanie, czym jest wiatr. Mylnie zakładał on, że musi to być cos więcej, niż tylko poruszające się poziomo powietrze.

Bardzo istotny dla rozwoju meteorologii był wiek XVII. W 1607 r. Galileusz tworzy termoskop, protoplastę dla współczesnego termometru. Dzięki temu wynalazkowi dokonał się przełom w rozumieniu zjawiska temperatury, bowiem dotąd ciepło i zimno zaliczano do Arystotelesowskich elementów przyrody (płomień, woda, powietrze, i ziemia). Termoskop Galileusza do dziś można znaleźć w wielu mieszkaniach, ale współcześnie pełni on rolę raczej wyłącznie dekoracyjną.
W tym samym stuleciu powstaje pierwszy barometr i higrometr, a także anemometr (przyrząd służący do mierzenia prędkości wiatru).

W 1660 r. niemiecki fizyk, Otto von Guericke (autor słynnego doświadczenia z półkulami magdeburskimi) jako pierwszy dostrzegł związek między spadkiem ciśnienia a nadejściem niepogody. Zjawisko to, związane z nadciąganiem frontu atmosferycznego, jest dobrze znane każdemu meteopacie. Rozwój stacji meteorologicznych, dokonujących wystandaryzowanych pomiarów, nastąpił dopiero początkiem XIX w. Mniej więcej sto lat później zaczęły powstawać narodowe służby meteorologiczne, które dzięki wzajemnej współpracy (możliwej dzięki rozwojowi komunikacji) tworzyły wielkopowierzchniowe mapy meteorologiczne.

Ważnym impulsem do rozwoju dla rozwoju i unowocześnienia metod tworzenia prognoz pogody był katastrofalny w skutkach sztorm, który w 1854 roku u wybrzeży Krymu zatopił w porcie Bakaława 39 statków oraz okrętów wojennych. O zbadanie przyczyn wystąpienia i ewentualnych metod prognozowania tego typu zjawisk został poproszony ówczesny dyrektor Obserwatorium Paryskiego – Urbain Le Verrier. W wyniku analizy regularnych obserwacji meteorologicznych stwierdzono, że sztorm uformował się na dwa dni przed dotarciem do wybrzeży Krymu. Gdyby istniał wówczas system szybkiego przekazywania oraz odpowiedniej analizy danych pochodzących z pomiarów i obserwacji meteorologicznych, można by było zapobiec tym wydarzeniom.

Flickr/pagedooley/by CC

Flickr/pagedooley/by CC

Współczesne prognozy pogody

Informacje pogodowe, które codziennie są nam dostarczane za pośrednictwem mediów, powstają dzięki wykorzystaniu zaawansowanych stacji pomiarowych, satelitów, statków morskich i powietrznych, balonów meteorologicznych, a także komputerów. Te ostatnie są niezbędne do opracowania tzw. numerycznej prognozy pogody. Jej teoretyczne założenia zostały opracowane już w 1922 r. przez angielskiego naukowca Lewisa Richardsona, jednak jej prawdziwy rozwój był możliwy dopiero kilkadziesiąt lat później, wraz z rozwojem maszyn o wystarczającej mocy obliczeniowej. Od „zwykłej prognozy „różni się ona tym, że ekstrapolowanie aktualnych danych opiera się o prawa fizyki i dokonywane jest metodą komputerowego rozwiązywania skomplikowanych układów równań różniczkowych.

Pierwsze prognozy numeryczne nie były lepsze niż prognozy opracowywane przez doświadczonych meteorologów, a generowały znacznie wyższe koszty. Do połowy lat 70. XX w. trwała rywalizacja pomiędzy metodami tradycyjnymi, wspomaganymi m.in. przez rozwijającą się meteorologię satelitarną i radarową, a metodami numerycznymi. Rozwój potężnych procesorów i udoskonalanie algorytmów obliczeniowych spowodował jednak, że aktualnie stosowane metody numeryczne odznaczają się wysoką sprawdzalnością i dokładnością, co może chyba potwierdzić każdy, kto korzysta np. z numerycznej prognozy pogody Uniwersytetu Warszawskiego.

Wiarygodność prognozy pogody

Współczesna prognoza tygodniowa jest trafna mniej więcej w takim stopniu, w jakim 30 lat temu były prognozy 1-dniowe. Obecnie 24- godzinne prognozy są wiarygodne w ok. 90%, a 3-dniowe w 75%. Dlaczego tak trudno uzyskać jest 100% dokładność? Wynika to z tego, że warunki w atmosferze potrafią się szybko zmieniać. Z tego powodu trudne jest np. prognozowanie burz, ponadto łatwiej jest przewidzieć przyszłą temperaturę powietrza niż wystąpienie opadów.
W przypadku prognoz numerycznych rozbieżności mogą wynikać z wystąpienia „efektu Motyla”. Matematyk i meteorolog Edward Lorentz w 1963 roku wykazał, że nawet niewielka zmiana w jednym z punktów atmosfery może być przyczyną wielkich zmian w innym jej obszarze. Wyjaśniając sens swojego odkrycia użył on słynnej metafory, że “nawet machnięcie skrzydeł motyla w Brazylii może wywołać tornado w Teksasie”.

Współczesnego człowieka bardzo irytuje, kiedy prognoza pogody się nie sprawdza, nawet jeśli rozbieżność między zapowiedziami a rzeczywistością jest niewielka. Nie lubimy niezapowiedzianego deszczu lub nagłego, niespodziewanego załamania pięknej aury. Ale przecież na tym chyba polega piękno i majestat przyrody, że nie jesteśmy w stanie do końca jej ujarzmić i przewidzieć, jakie atrakcje pogodowe zaplanowała dla nas Matka Natura.

[FM_form id="2"]
Myślę
Klapsom „nie”!
Myślę
Ruch lewostronny – dlaczego Anglicy jeżdżą po złej stronie?
Myślę
Le Corbusier – papież tragiczny