Hava necə yaranır və onu nə dərəcədə dəqiq proqnozlaşdırmaq olar?

2024 Müəllif: Seth Attwood | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2023-12-16 15:57

Sinoptiklər günəşli bir gün və pəncərədən kənarda - çovğun vəd edir. Proqnozlardakı qeyri-dəqiqliklər həm sürətlə dəyişən ətraf mühit şəraiti, həm də qlobal iqlim dəyişiklikləri ilə əlaqələndirilir. Buna baxmayaraq, müasir meteoroloqlar proqnozlaşdırmada bir irəliləyiş əldə etdilər, bu gün bunun üçün riyazi alqoritmlərdən istifadə olunur, mövcud hava şəraitini öyrənmək üçün yeni üsul və vasitələr yaradılır.

Bu gün təbiət hadisələrinin necə tədqiq edildiyi və gələcəkdə mükəmməl dəqiq proqnozlar vermənin mümkün olub-olmaması Amerikanın məşhur elmi jurnalı Discover-də asanlıqla əldə edilmişdir. T&P məqaləni uyğunlaşdırıb və tərcümə edib.

Hava necə yaranır

Yerin atmosfer təbəqəsi ilk növbədə azot, oksigen və su buxarından ibarətdir. Bu hava özünü maye kimi aparır və bir yerdən digərinə keçərək temperaturu, rütubəti və digər xüsusiyyətlərini dəyişir. Hava istiliyi bir yerdən başqa yerə daşıyan atmosferin əlavə məhsuludur.

Soyuq hava sıxdır və çox nəm saxlaya bilməz; isti hava daha az sıxdır və daha çox su saxlaya bilər. Müxtəlif temperatur və sıxlıqdakı hava sahələri toqquşduqda, soyudulmuş isti havadan su əmələ gəldiyi üçün yağış yağır. Digər yağıntılar da ola bilər. İsti, rütubətli hava yuxarı qalxdıqca o, soyuyur və su havada asılı olan hissəciklər üzərində kondensasiya olunur. Yüksələn damcılar daha da ağırlaşır və sonra Yerə düşür.

Dəniz suyu 27 ℃-dən yuxarı qızdıqda və sürətlə buxarlandıqda, okeanın üzərindəki hava istiləşdikdə və yüksəldikdə qasırğa yaranır. Onun yerinə soyuq hava axınları gəlir, bu da qızdırılıb yüksəlir. Bu hərəkətlər güclü küləklər yaradır, qasırğa əmələ gəlir.

Əvvəllər təbiət hadisələri necə öyrənilirdi

Elmi hava müşahidələri barometrlərin və termometrlərin icad edildiyi İntibah dövründə başladı. Qalileo kimi qədim Avropa alimləri hava hadisələrini izah etmək üçün bu vasitələrdən istifadə edirdilər.

Lakin erkən proqnozlar məhdud idi və yalnız keçmişin gələcək davranışı müəyyən edəcəyi fərziyyəsinə əsaslanırdı.

"Bu gün Kanzasda və ertəsi gün Missuridə fırtına olarsa, onun ertəsi gün İllinoys ştatına gələcəyini deyə bilərsiniz" deyə meteoroloq və "Weather Underground" kitabının müəllifi Bob Henson izah edir.

Bu üsul daimi şəraitdə - fırtına tədricən hərəkət edəndə və ya yerli iqlim gündən-günə çox dəyişmədikdə (məsələn, Cənubi Kaliforniyada) işləyir.

Lakin bu sadə üsul dəyişən şərtləri nəzərə almır: məsələn, fırtınalar konveksiya (hava həcmlərinin bir hündürlükdən digər hündürlüyə keçməsi, Arximed qüvvəsi hesabına. – Red.) hesabına tez əmələ gəlir. Xoşbəxtlikdən, bugünkü dünyada hava proqnozunun yeni üsulları var. Proqnozları xəritələrə və dünənki eniş və enişlərə baxan insanlar deyil, maşınlar hazırlayır.

Ən son hava proqnozları

Meteoroloqlar cari hava şəraiti haqqında məlumat daxil etməklə rəqəmsal hava proqnozundan istifadə edirlər. Sonra onlar kompüter modelində işlənir. Nə qədər uyğun və dəqiq məlumatlar daxil edilərsə, proqnoz bir o qədər dəqiq olar. Bu məlumatları əldə etmək üçün hava balonu, təyyarələr, peyklər və okean şamandıraları kimi alətlərdən istifadə olunur.

Hava nümunələri bir bölgəni, ştatı və ya hətta bütün dünyanı hüceyrələrə bölür. Onların ölçüsü proqnozun düzgünlüyünə təsir göstərir. Böyük düzbucaqlılar kiçik ərazilərdə nə baş verdiyini görmək daha çətindir, lakin onlar zamanla hava meyllərinin ümumi mənzərəsini təqdim edirlər. Bu ümumi proqnoz, məsələn, fırtınanın hərəkətini müəyyən etmək üçün lazımdır.

Yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik kiçik hüceyrələr daha qısa müddət ərzində - bir-iki gün ərzində proqnozlaşdırmağa imkan verir və yalnız müəyyən bir sahəni əhatə edir. Bəzi modellər küləyin sürəti, temperatur və rütubət kimi xüsusi məlumatlara diqqət yetirə bilər. Buna görə də, iki kompüter modeli hətta eyni ilkin müşahidələrlə bir qədər fərqli nəticələr verə bilər.

Mükəmməl proqnozlar mümkündürmü?

Kolorado Dövlət Universitetinin atmosfer elmləri kafedrasının dosenti Şumaxer deyir: “Kompüter modelləri gündəlik hava proqnozları üçün kifayətdir, ona görə də meteoroloqlar burada çox şey əlavə etməyəcəklər”. - Amma bu o demək deyil ki, insanlara ümumiyyətlə ehtiyac yoxdur. Sinoptik kompüter sistemi tərəfindən təkrarlanan məlumatlarda qeyri-dəqiqlikləri tanıya bilər.

Boulderdəki Universitetin Atmosfer Tədqiqat Korporasiyasının hidrometeoroloqu Matt Kölsch deyir ki, yağıntıları proqnozlaşdırmaq temperaturdan daha çətindir.

“Temperatur davamlı bir sahədir, hər yerdədir. Yağıntılar fasilələrlə davam edən sahədir, bəzi yerlərdə yağış və ya qar yağa bilər, bəzi yerlərdə isə ümumiyyətlə olmayacaq”.

Ərazinin təpələr, sahil xətləri kimi landşaft xüsusiyyətləri yağıntılara təsir edir və kompüter modelləri bunu heç də həmişə nəzərə almır. Kölsch deyir ki, 24-36 saat ərzində proqnoz vermək üçün meteoroloqa ehtiyac var. Qasırğalar, tornadolar və daşqınlar kimi yüksək təsirli vəziyyətləri proqnozlaşdırmaq daha çətindir və həm insan resursları, həm də kompüter sistemləri tələb edir.

1950-ci illərdən etibarən sürətli kompüterlər getdikcə daha dəqiq proqnozlar verir. Milli Okean və Atmosfer Administrasiyasının məlumatına görə, bugünkü beş günlük proqnoz vaxtın təxminən 90%-də dəqiqdir.

7 günlük proqnoz 80%, 10 günlük proqnoz isə 50% doğru çıxır.

Bu gün beş günlük qasırğa proqnozu 2000-ci illərin əvvəllərindəki dörd günlük və 1990-cı illərdəki üç günlük proqnozdan daha etibarlıdır. Və 2015-ci ilin Təbiət sənədində tapıldı ki, üç-on gün üçün proqnozlar on ildə təxminən bir gün yaxşılaşdı, bu o deməkdir ki, indiki altı günlük proqnoz 10 il əvvəlki beş günlük proqnoz qədər dəqiqdir.

Təəssüf ki, böyük iqlim dəyişiklikləri proqnozlaşdırma prosesini çətinləşdirir. Belə bir zarafat var ki, Honq-Konqda çırpılan kəpənək Nyu Yorkda havanı dəyişə bilər. Bu ideya 1972-ci ildə riyaziyyatçı və meteoroloq Edvard Lorenz tərəfindən irəli sürülüb. "Kəpənək effekti" kiçik dəyişikliklərin bütün sistemin inkişafına böyük təsir göstərə bilməsidir.

Praktikada bu o deməkdir ki, bir dəfədən çox işləyən bir kompüter modeli, hətta mövcud şəraitdə ən kiçik fərqlərlə belə, müxtəlif proqnozlar verə bilər. Bob Henson deyir ki, buna görə də potensial proqnoz limiti təxminən 14 gündür.

Henson deyir: "Lorenz, əsasən, iki həftədən çox hava şəraitini proqnozlaşdırmağın mümkün olmadığını söylədi, çünki bu kiçik kəpənək qanadları və saysız-hesabsız digər kiçik şeylər böyük dəyişikliklərə səbəb olacaq" dedi.

Meteoroloq Judt əmindir ki, müşahidələr nə qədər yaxşı olsa da, bəşəriyyət heç vaxt ildırım yağacağını bir neçə saatdan artıq qabaqcadan proqnozlaşdıra bilməz.

"Daha güclü olan (və buna görə də əvvəlcədən aşkar etmək daha asan) qasırğalar və tufanlar üçün bu müddət iki ilə üç həftə ola bilər" deyir.

Proqnoz hazırlayarkən meteoroloqlar bir neçə dəfə riyazi modeldən istifadə edərək qeyri-müəyyənlikləri nəzərə alırlar. Eyni zamanda, bir az fərqli nəticə verəcək, lakin onların əksəriyyəti oxşar olacaq. Ən çox görülənlər yekun nəticə olacaq.