Credit:batuhan toker - Getty Images
أظهرت دراسة جديدة أجرتها جامعة ستانفورد أن ارتفاع درجات الحرارة قد يزيد من عدم القدرة على التنبؤ بالطقس في خطوط العرض الوسطى للأرض . ينخفض الحد المعتمد للتنبؤات بدرجات الحرارة والرياح والأمطار بحوالي يوم واحد عندما ترتفع درجة حرارة الغلاف الجوي حتى ولو بضع درجات مئوية .
قال عالم الغلاف الجوي أديتي شيشادري ، المؤلف الرئيسي للدراسة المنشورة في 29 نوفمبر في رسائل الأبحاث الجيوفيزيائية: "تظهر نتائجنا أن حالة المناخ بشكل عام لها آثار على عدد الأيام التي يمكنك فيها قول شيء دقيق عن الطقس". "يبدو أن المناخات الأكثر برودة هي بطبيعتها أكثر قابلية للتنبؤ".
تعتبر التغيرات الواسعة النطاق في أنماط الطقس وزيادة تواتر وشدة الظواهر الجوية المتطرفة من النتائج الموثقة جيدًا لتغير المناخ العالمي . يمكن أن يؤدي هذا الخروج عن الأعراف القديمة إلى حدوث عواصف وجفاف وموجات حر وحرائق غابات تتجاوز ما تم تصميم البنية التحتية لتحمله أو ما يتوقعه الناس .
ومع ذلك ، لا تزال النماذج العددية للطقس قادرة بشكل عام على التنبؤ بالطقس اليومي من 3 إلى 10 أيام بشكل أكثر موثوقية مما كانت عليه في العقود الماضية ، وذلك بفضل أجهزة الكمبيوتر الأسرع والنماذج الأفضل لعمليات الغلاف الجوي الفيزيائية والقياسات ألأكثر دقة .
يقترح البحث الجديد ، الذي يعتمد على المحاكاة الحاسوبية لنظام الأرض المبسط ونموذج المناخ العالمي الشامل ، أن نافذة التنبؤات الدقيقة في خطوط العرض الوسطى أقصر بعدة ساعات مع كل درجة (مئوية) من الاحترار. قد يُترجم هذا إلى وقت أقل للاستعداد والتعبئة للعواصف الشديدة في فصول الشتاء المعتدلة مقارنة بالطقس البارد.
بالنسبة لهطول الأمطار ، تنخفض القدرة على التنبؤ بحوالي يوم واحد مع ارتفاع درجة الحرارة كل 3 درجات مئوية. يكون التأثير أقل بالنسبة للرياح ودرجة الحرارة ، فهناك فقدانٌ ليومٍ واحد من القدرة على التنبؤ مع كل زيادة في درجة الحرارة بمقدار 5 درجات مئوية.
بينما زاد متوسط درجات الحرارة العالمية بمقدار 1.1 درجة مئوية (2 فهرنهايت) منذ أواخر القرن التاسع عشر ، لا ترتفع درجة حرارة جميع الأماكن بنفس المعدل . شهدت بعض المدن الأمريكية ارتفاع متوسط درجات الحرارة السنوية بما يزيد عن 2 درجة مئوية منذ عام 1970. ويمكن أن تكون الاختلافات الموسمية أكثر تطرفًا .
قال ششادري إنه ستكون هناك حاجة إلى مزيد من التحليل لتقييم ما إذا كان الطقس الشتوي بطبيعته أكثر قابلية للتنبؤ به من طقس الصيف ، لكن النتائج الجديدة تشير بقوة إلى أفق زمني أقصر لتوقعات الطقس الموثوقة في الأماكن التي ترتفع فيها درجات الحرارة بشكل يتجاوز معاييرها التاريخية .
أثر الفراشة
يأتي البحث في الوقت الذي تستعد فيه الحكومة الأمريكية لإنفاق 80 مليون دولار على معدات الحوسبة العملاقة لتطوير نماذج الطقس والمناخ كجزء من قانون البنية التحتية للحزبين الذي تم سنه في نوفمبر.
لكن مشكلة التنبؤ بالطقس المحدد بعد 10 أو ربما 15 يومًا في المستقبل بدقة تامة ليست مشكلة يمكن حلها بقوة حوسبة أكبر أو نماذج أفضل . تفرض الطبيعة الفوضوية للغلاف الجوي للأرض قيودًا لا يمكن التغلب عليها في التنبؤ .
هذا هو جوهر اكتشافات عالم الأرصاد الجوية إدوارد لورنز المتعلقة بـ "تأثير الفراشة" في الستينيات. وجد لورنز أن الاختلافات الطفيفة في الظروف الأولية - مثل اضطرابات الرياح من فراشة ترفرف بجناحيها - تنتج نتائج مختلفة بشكل كبير في نماذج نظام طقس الأرض .
لكل مقياس للضغط الجوي ودرجة الحرارة وسرعة الرياح وما شابه ذلك مما يمكن تضمينه في نماذج الطقس الرقمية ، فمن المستحيل تجنب عدم اليقين . تنتشر هذه العيوب من خلال النموذج بمرور الوقت ، لذلك كلما نظرت إلى المستقبل ، تزداد الفجوة بين التنبؤات الناتجة عن الظروف الأولية التي تبدو متطابقة. في مرحلة ما ، تفقد النتائج كل التشابه مع بعضها البعض ولا يمكن تمييزها عن التنبؤات القائمة على ظروف بداية واقعية ولكن عشوائية. يُقال أن نموذج الكمبيوتر في هذا المنعطف "يفقد ذاكرة" ظروفه الأولية.
هناك قيمة في تفريغ آثار الفوضى الجوية. لطالما سعى علماء الأرصاد الجوية إلى تحديد الحد الجوهري لإمكانية التنبؤ بالطقس ، وذلك جزئيًا لإيجاد طرق لتحسين نماذج مناخ الأرض والغلاف الجوي . قدّرت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية التابعة للأمم المتحدة الفوائدَ الاجتماعية والاقتصادية للتنبؤ بالطقس بما لا يقل عن 160 مليار دولار سنويًا.
قال ششادري ، وهو أستاذ مساعد في علوم نظام الأرض في كلية ستانفورد ,علوم الأرض والطاقة والبيئة (ستانفورد إيرث): "إننا نعمل على فهم ما يحدد هذا الحد من القدرة على التنبؤ ، وكذلك كيف يمكن أن يتغير في المناخات المختلفة ، بحيث يمكن للناس أن يكونوا مستعدين لهذه التغييرات" .
بالنسبة لخطوط العرض الوسطى للأرض ، حيث يعيش معظم الأمريكيين ، يقترح البحث الجديد ان انتشار الأخطاء من خلال نماذج الطقس يحدث بشكل أسرع مع ارتفاع درجات الحرارة ، ولا يبدو أن هناك أي حدود لدرجات الحرارة يتغير فيها الاتجاه . وفقًا للمؤلفين ، يبدو أن هذا مرتبط بنمو العواصف المعروفة باسم الدوامات في طبقة التروبوسفير ، وهي طبقة الغلاف الجوي الأقرب إلى الأرض . أظهرت الأبحاث السابقة أنه عندما يكون الهواء على سطح الكوكب أكثر دفئًا ، فإن التغييرات في الترتيب العمودي للحرارة والبرودة في الغلاف الجوي تؤدي إلى نمو أسرع للدوامات.
قال الششادري: "عندما تنمو الدوامات بشكل أسرع ، يبدو أن النماذج تفقد مسارها للظروف الأولية بسرعة كبيرة. وهذا يعني أن نافذة التنبؤ تضيق".
المصدر