Doświadczenia arktyczne za nami, przynajmniej na razie. Przez ponad 48 godzin mieszkańcy kontynentu doświadczyli temperatur na co dzień tu niespotykanych, kojarzonych raczej z kręgiem polarnym. Słusznie, bo właśnie z tamtego rejonu pochodziły atakujące nas w środę i czwartek mroźne masy powietrza. Gdy kilkadziesiąt milionów osób próbowało funkcjonować w nietypowych dla siebie warunkach, niewielka grupa meteorologów starała się przewidzieć i wytłumaczyć zachodzące zjawiska.
Powinniśmy wszyscy uderzyć się dziś w pierś i publicznie przeprosić specjalistów od przepowiadania pogody za tysiące żartów i ironicznych komentarzy wypowiedzianych na ich temat w ostatnich latach. Wszyscy wiemy, że jeszcze kilkadziesiąt lat temu prognozowanie pogody znajdowało się w powijakach. To fakt, że wciąż łatwiej jest przewidzieć te zjawiska w skali globalnej, niż na niewielkim, lokalnym obszarze. Prawdą jest również to, że każdy z nas co najmniej kilka razy dziennie sprawdza prognozy nie zastanawiając się zbytnio, ile pracy i jakiej wiedzy wymaga stworzenie tych kilku kolorowych mapek w naszym telefonie, czy na ekranie komputera.
Tzw. wir polarny był odczuwalny niemal na całym kontynencie północnoamerykańskim. Niemal 225 milionów mieszkańców USA, od Alabamy po Nevadę, na Środkowym Zachodzie i północno-wschodniej części kraju doświadczyło niższych niż zwykle temperatur. Zamknięte tysiące szkół, biur, sklepów. Ostrzeżenia, by na zewnątrz nie oddychać zbyt głęboko, bo można uszkodzić delikatną tkankę naszych płuc. By nie wychodzić bez potrzeby, by zaopiekować się starszymi i bezdomnymi.
Wiedzieliśmy dużo wcześniej
W tym wielkim zamieszaniu pogodowym mało kto zauważył, że wszystkie następujące po sobie wydarzenia zostały bardzo precyzyjnie przewidziane. Z dokładnością do 1 stopnia i do tego tydzień wcześniej. Biorąc pod uwagę powszechnie panującą opinie o pracy meteorologów, było to wydarzenie godne uwagi.
Już ponad miesiąc temu, pod koniec ubiegłego roku, synoptycy zapowiedzieli nadciągające dotkliwe mrozy. Tydzień przed ich wystąpieniem modele komputerowe wyrzuciły z siebie dokładne dane, przewidując niemal co do godziny rozwój obserwowanych później wydarzeń. Mieliśmy więc czas, by się na wszelkie możliwe sposoby przygotować. Niektórzy nawet z ostrzeżeń skorzystali.
Pierwsze znaki, że coś takiego może wystąpić, pojawiły się w grudniu. Ostatniego dnia 2018 r. naukowcy potwierdzili wykrycie czegoś, co nazwali „nagłym ociepleniem stratosferycznym” wysoko nad Biegunem Północnym. Stratosfera to druga, licząc od powierzchni, warstwa atmosfery planety, w której ma miejsce inwersja temperatury i zaczyna się ona na wysokości ok. 10 km. Nagłe ocieplanie tej warstwy wywołane zostało nacierającymi z dołu masami ciepłego powietrza.
“To, co dzieje się w Arktyce, nie pozostaje w niej” – ostrzegał wówczas meteorolog Andrew Freeman – „Gwałtowne ocieplanie stratosfery wpływa z opóźnieniem na pogodę w USA oraz w Europie”. Zapowiedział wtedy, że w okresie 60 dni będziemy mieć do czynienia z temperaturami znacznie niższymi od średnich dla tego okresu.
Pierwsze mrozy przyszły 20 stycznia, choć jeszcze nie były one tak dotkliwe i nie wystąpiły na tak dużym obszarze. Tydzień przed wirem polarnym europejski model pogodowy (uznawany za bardziej precyzyjny w przewidywaniu niektórych zjawisk), zapowiedział wystąpienie niebezpiecznie niskich temperatur nad północnym i centralnym obszarem Stanów Zjednoczonych.
„Można śmiało powiedzieć, że europejski model nie może być już bardziej mroźny dla Środkowego Zachodu” – napisał wtedy meteorolog Ryan Maue na Twitterze – „Temperatury odczuwalne mają wynieść od -40 do -50 stopni w skali Fahrenheita. Byłoby to bardzo złe, ale miejmy nadzieję, iż dojdzie do korekty.”
Nie doszło do niej. W środę rano w Minneapolis odnotowano temperaturę odczuwalną 52 stopnie poniżej zera. W Chicago współczynnik temperatury, wiatru i wilgotności wynosił poniżej –40. Prognozy okazały się wyjątkowo precyzyjne, choć stworzono je tydzień wcześniej.
Norman, Oklahoma
Każdy zna miasteczko Palo Alto w Kalifornii, gdzie swe początki miały, czy do dziś często tam funkcjonują, takie firmy jak Hewlett-Packard, Skype, Lockheed Martin Advanced Technology, Apple, Google, Facebook, Logitech, Pinterest oraz PayPal. Szefowie tych spółek pojawiają się na okładkach największych pism, występują w programach telewizyjnych, zarabiają miliony.
Któż jednak słyszał o miejscowości Norman w stanie Oklahoma? Prawie nikt. O pracujących w tamtejszym National Weather Center naukowcach nie wiemy nic, przeczytać o nich można tylko w periodyku wydawanym przez środowisko osób zajmujących się zjawiskami pogodowymi i klimatem. Jednak podobnie jak pracujący w Palo Alto informatycy, naukowcy z Norman dokonali niesamowitego postępu w okresie ostatnich kilkudziesięciu lat. W wydanym niedawno opracowaniu na ten temat przeczytać możemy, iż pięciodniowe przewidywanie pogody jest dziś dokładniejsze, niż jednodniowe w latach 80. Celne i przydatne ludziom prognozy obejmują dziś okres nawet do 10 dni, co jeszcze 20 lat temu było niemożliwe.
Oczywiście, dla większości z nas to mało znacząca informacja. Jednak dla rolników, wszelkiego rodzaju służb, firm transportowych, żeglugowych, etc. to wielkie oszczędności w skali roku. To uratowane tysiące istnień i uniknięcie strat liczonych w miliardach.
„Współczesne, 72-godzinne prognozy dotyczące huraganów są dokładniejsze, niż 24-godzinne przewidywanie pogody 40 lat temu” – czytamy w opracowaniu. Rząd federalny jest w stanie przewidzieć ze sporym wyprzedzeniem gwałtowną burzę, podniesienie poziomu wód, czy suszę. Meteorolodzy z National Weather Service znacznie lepiej potrafią też dziś podzielić się z nami swoją wiedzą, bo od kilkunastu lat stopniowo rezygnują z naukowego żargonu, jakim wypełnione były ich raporty. Gdyby ktoś dziś przeczytał taki sprzed 30 lat, niewiele by z niego zrozumiał. Język synoptyków stał się prosty i zrozumiały dla wszystkich, co również ma spore znaczenie.
„Każdy udoskonala swój warsztat, oni również” – mówi Richard Alley, autor wspomnianej publikacji i geolog z Penn State.
Przewidujemy coraz dokładniej
Powoli przyzwyczajamy się do nowego stylu prognozowania pogody. Polega on na wcześniejszej zapowiedzi dotyczącej całego sezonu, na przykład „zima będzie chłodniejsza niż zwykle”, a następnie bardzo precyzyjnym przewidywaniu tydzień do przodu, choćby „w czwartek po północy temperatura wyniesie 23 stopnie F”. Dla tych, którzy nie dostrzegają w tych zapowiedziach postępu, przypomnienie, iż jeszcze 20 lat temu pięciodniowe prognozy sprawdzały się bardzo rzadko, a dokładne przewidzenie temperatury nawet 24 godziny do przodu nastręczało wielu trudności.
Wszystko zmienił komputer
Nie ma co ukrywać, że postępy w Norman w Oklahomie nie byłyby możliwe bez wynalazków z Palo Alto w Kalifornii. Zgoda więc, że specjaliści z tej drugiej miejscowości bardziej zasługują na okładki kolorowych czasopism. Jednak National Weather Center w Norman jest jednym z miejsc, gdzie w odpowiedni sposób wynalazki te wykorzystano. Meteorolodzy w coraz większym stopniu wykorzystują komputerowe modelowanie do przewidywania zjawisk atmosferycznych i określania warunków w nadchodzącym sezonie.
Początkowo komputery stosowano tylko do wspomagania czysto matematycznych prac, lecz dzięki szybkiemu postępowi techniki w krótkim czasie zaczęły przejmować dominującą rolę w prognozowaniu. Pierwsze poważne eksperymenty zostały przeprowadzone w roku 1950, ale z powodu wciąż niedostatecznego poziomu techniki, tylko najprostsze modele miały szansę na realizację. Jednak nawet te proste modele dały zaskakująco dobre rezultaty. Np. przepływ niżu nad Ameryką Północną został przewidziany na 24 godziny wcześniej z niespotykaną we wcześniejszych prognozach dokładnością.
Pierwszy globalny model atmosfery zaczął pracować w 1966 roku w Waszyngtonie, a do końca lat siedemdziesiątych na świecie działało już kilkanaście innych. Wraz ze wzrostem liczby meteorologicznych satelitów, dostarczających informacji również z niedostępnych dotąd górnych części atmosfery, modele zyskały nową jakość. Największym przełomem ostatnich 15 lat jest jednak gwałtowne zwiększenie jakości i ilości danych ze zdalnych obserwacji, dostarczanych przez satelity, samoloty, automatyczne stacje. Pomaga w tym też gwałtowne przyspieszenie rozwoju techniki i mocy obliczeniowej maszyn.
Prognozowanie na dłuższe okresy wciąż nie jest łatwe i oczywiście, co za tym idzie, jest mniej wiarygodne. Sprawdzalność w dużej mierze zależy od aktualnych warunków meteorologicznych. W niektórych okolicznościach, kiedy stabilna pogoda sprzyja temu, prognozy są dokładne z kilkudniowym wyprzedzeniem. Kiedy indziej, przy wyjątkowo niestabilnej pogodzie, nawet prognoza krótkotrwała może być mało wiarygodna.
Opracowywanie i interpretacja prognoz meteorologicznych w ciągu ostatnich lat znacznie się zmieniła. Jeszcze niedawno większość czynności związanych z prognozami, zaczynając od pomiarów i obserwacji, poprzez naniesienie danych na mapę synoptyczną, aż po wydanie ostatecznego komunikatu prognostycznego, trzeba było wykonać ręcznie. Na ostateczny wynik największy wpływ miało profesjonalne przygotowanie synoptyka, jego znajomość procesów rządzących ruchami atmosfery, intuicja i nabyte doświadczenie. Taka zależność powodowała, że korzystając z identycznej mapy kilka osób mogło wydać różne prognozy.
Dziś wygląda to nieco inaczej, właśnie dzięki globalnym obserwacjom i pomiarom.
„Pokutowało dotąd przekonanie, że przewidywanie pogody traciło sens na tydzień do przodu, ponieważ atmosfera zachowuje się chaotycznie” – mówi Antonio Busalacchi, prezydent University Corporation for Atmospheric Research. Zwraca on jednak uwagę, że w nowych metodach bierze się pod uwagę wszelkie nauki o Ziemi, a nie tylko samą atmosferę.
Na przykład zrozumienie takich zjawisk jak El Niño pozwoliło meteorologom na wydłużenie prognoz poza ustalone wcześniej 7 dni. Współczesne modele komputerowe wykorzystują nawet temperaturę prądu Zatokowego w Oceanie Atlantyckim i wielu innych zjawisk na całym świecie. Wszystkie dane nałożone na sferyczny model wprawiony w ruch pokazują, co będzie się działo w określonym punkcie Ziemi za kilka lub kilkanaście dni. Niektórych śmieszyć może fakt, że łatwiej jest dziś przewidzieć wir polarny na dużym obszarze, niż deszcz w niewielkiej miejscowości.
Przeprowadzone w 2009 r. badanie wykazało, że dorośli Amerykanie sprawdzają prognozę pogody 300 miliardów razy rocznie. Oznacza to, że niektórzy z nas robią to kilkadziesiąt razy dziennie. Spoglądając na wielokolorowe mapki, skale i liczby, często zapominamy, jak dziwnym, trudnym i niewdzięcznym zajęciem jest przewidywanie zjawisk atmosferycznych z wyprzedzeniem.
Ponad 1,000 lat temu hiszpański arcybiskup Agobard przekonywał, że żadna wiedźma nie może przewidzieć pogody, bo tylko Bóg rozumie te zjawiska. Powoływał się przy tym na biblijną księgę Hioba. Dziś wiemy, że pewne zjawiska można przewidzieć z dużą dokładnością i z przepowiedniami dotyczącymi pogody coraz dalej wybiegamy w przyszłość. Czy to przypadek, że jednym z najczęściej oglądanych kanałów telewizyjnych jest ten, w którym 24 godziny na dobę mówi się o pogodzie?
Na podst. theatlantic.com, weather.gov, sciencemag,org, stawiarz.pl, Wikipedia
opr. Rafał Jurak
