Hava tahmini teorik olarak 129 günlük tavana ulaştı

Tahminin tüm bilimlerin amacı ve testi olduğu iddia edilebilir. Meteorologlar, 1950’lerin sonlarındaki sayısal hava tahmininin başlangıcından bu yana, hava tahmininin doğasında olan sınırları merak ediyorlardı.

Şimdi yeni bir çalışma yayınlandı Atmosfer Bilimlerindeki Gelişmeler Cesur bir cevap sunuyor: Mükemmel koşullar altında bile temel bir sınır var ve bu da yaklaşık 129 gün.

Hata büyümesiyle ilgili sorun

Bu öngörülebilirlik sınırını belirlemeye yönelik önceki girişimler, büyük ölçüde günümüz tahminlerindeki küçük hataların zaman içinde ne kadar büyüdüğünü analiz etmeye odaklanmıştı. Ancak Miami Üniversitesi ve NOAA Deniz ve Atmosfer Araştırmaları Kooperatif Enstitüsü’nde (CIMAS) iklim bilimci olan baş yazar Dr. Wei Zhang’ın belirttiği gibi, bu yaklaşımın temel kör noktaları var.

“Gerçekte bunu kanıtlayamasak da, çok uzun vadeli, becerikli tahminler yapabileceğimizi nasıl söyleyebiliriz?” Zhang soruyor. “Ne yazık ki, bugünün tahminlerinden daha küçük hataların nasıl davranabileceğine dair hiçbir gözlemsel, teorik veya modelleme deneyimi yok.” Bu bilgi olmadan, şimdiye kadar hiçbir somut yanıtın ortaya çıkmaması pek de şaşırtıcı değil.

Ortak yazar Dr. Zoltan Toth’un (NOAA’dan yakın zamanda emekli oldu) da dahil olduğu araştırma ekibi, bu daimi soru hakkında çarpıcı biçimde farklı bir bakış açısının olup olamayacağını sormaya karar verdi. Toth, “Sorumuz, öngörülebilirliğe ilişkin daimi sorulara yaklaşmak için dramatik biçimde farklı, yeni bir bakış açısının olup olmadığıydı” diye anımsıyor.

Enerji yoluyla belirsizliğin izini sürmek

İlk olarak, anahtar soruyu benzeri görülmemiş bir hassasiyetle geliştirdiler: Atmosferin başlangıç ​​durumunu, hakim dinamikleri ve gelecekteki tüm makro ölçekli sınır koşullarını tam olarak bildiğimiz ideal koşullar varsayılırsa, hava tahmininin nihai sınırı ne olabilir?

Aramalarında tahmin hatalarına odaklanmak yerine temel konulara, yani atmosferin enerjisine geri döndüler. Başlangıçtaki durum tam olarak biliniyorsa, bu bilginin atmosferin tam olarak bilinen dinamikleri tarafından korunacağını ve gerçek durumun sonsuza kadar mükemmel tahminlerini sağlayacağını düşündüler. Ancak bunun tek istisnası, bilinmeyen olduğunu varsaydıkları, sürekli gelen güneş radyasyonundaki fotonların fazı yoluyla atmosfere enjekte edilen kuantum ölçeğindeki belirsizliktir.

Oradan hikaye gelişti. Atmosferdeki enerji döngüsüne bakıldığında, güneş ışınımı sonuçta tüm hareketleri besliyor ve er ya da geç her moleküle ulaşıyor. Ekip, güneş enerjisi atmosferin her yerine ulaştığında, gelen fotonların bilinmeyen aşamasıyla ilgili belirsizliğin, aksi takdirde sonsuza kadar korunacak olan başlangıç ​​durumuna ilişkin tüm hafızayı silmiş olması gerektiğini düşündü. Başka bir deyişle, “enerji dönüşüm noktası” dedikleri belirli bir sürenin ötesinde tahmin yapmak imkansız hale gelir.

Bugünün çok ötesinde bir tavan

Atmosferin toplam enerjisini, gelen güneş radyasyonu akışını ve bunların gözlemsel belirsizliklerini göz önünde bulundurarak yazarlar, havanın dahili (harici olarak modüle edilenin aksine) öngörülebilirliğinin olası sınırı olarak 129 ± 7 gün belirlediler. Günümüzde tahmin becerisi yaklaşık 14 günle sınırlıdır ve bu da iyileştirme için büyük bir alan bırakmaktadır.

İlginçtir ki, bugünün 14 günlük sınırının ötesindeki ekstra tahmin edilebilirlik süresi, becerinin gerçek anlamda genişletilmesi olarak adlandırılabilecek şey ile tahminin sonuna eklenen benzer uzun bir marjinal beceri dönemi arasında kabaca eşit olarak bölünür. Yani ideal koşullar altında bugün 5 günlük tahmin yapma becerisi teorik olarak yaklaşık 62 güne kadar uzatılabilir. Geriye kalan dönem yalnızca düşük güvenirli rehberlik sunacaktır.

Zhang ve meslektaşları şu anda bu sonuçları doğrulamak için başka bağımsız tahminler üzerinde çalışıyorlar. Doğrulandığı takdirde, bulgu yalnızca teorik bir tavan oluşturmakla kalmıyor, aynı zamanda tahmincilere hava durumu tahmini biliminin gelecekte ne kadar makul bir şekilde ilerleyebileceğine dair somut bir hedef de veriyor.