Αυτό το άρθρο είναι μέρος του ISC Μετασχηματισμός21 σειρά, η οποία περιλαμβάνει πόρους από το δίκτυο επιστημόνων μας και δημιουργών αλλαγών για να βοηθήσει στην ενημέρωση των επειγόντων μετασχηματισμών που απαιτούνται για την επίτευξη των στόχων για το κλίμα και τη βιοποικιλότητα.
Οι τακτικοί αναγνώστες των ιστολογίων σε αυτές τις σελίδες πιθανότατα θα είναι πολύ εξοικειωμένοι με τις μακροπρόθεσμες προβλέψεις για την κλιματική αλλαγή, του είδους που χρησιμοποιούν οι Διακυβερνητική Επιτροπή για την Κλιματική Αλλαγή (IPCC) για να διερευνήσει πιθανά σενάρια για την υπερθέρμανση του πλανήτη, με εντυπωσιακές προβλέψεις θερμοκρασίας αρκετές γενιές στο μέλλον.
Και θα στοιχηματίζω ότι κάθε αναγνώστης είτε έχει δει είτε έχει ακούσει ένα δελτίο καιρού που κάνει προβλέψεις για τις επόμενες μέρες.
Τι γίνεται όμως με το πιο κοντινό - την περίοδο μεταξύ μιας τυπικής πρόγνωσης ή πρόβλεψης καιρού πέντε ημερών για τους επόμενους μήνες και των κλιματικών προβολών για το τέλος του αιώνα; Από τους αγρότες που αποφασίζουν ποια ποικιλία καλλιεργειών θα φυτέψουν για να τους δώσουν την καλύτερη δυνατή απόδοση τα επόμενα χρόνια, μέχρι τους υπεύθυνους χάραξης πολιτικής που αξιολογούν εάν το δημόσιο σύστημα υγείας είναι εξοπλισμένο για να αντιμετωπίσει τον καύσωνα τα επόμενα τρία χρόνια, μέχρι τους ασφαλιστές που υπολογίζουν το κόστος αναδοχής τους για την επόμενη εποχή τυφώνων, πολλές από τις αποφάσεις που αντιμετωπίζουν τακτικά οι υπεύθυνοι χάραξης πολιτικής και οι επιχειρήσεις εξαρτώνται από βραχυπρόθεσμες πληροφορίες για το κλίμα.
Η δυνατότητα παροχής πληροφοριών για ένα πολυετές έως δεκαετιαίο χρονοδιάγραμμα είναι «απολύτως κρίσιμο» για τις κλιματικές υπηρεσίες, λέει ο Adam Scaife, επικεφαλής του τμήματος προβλέψεων μακράς εμβέλειας στο Μετεωρολογικό Γραφείο του Ηνωμένου Βασιλείου και συμπρόεδρος της Επιστημονικής Διευθύνουσας Ομάδας για την Παγκόσμιο Πρόγραμμα Κλιματικής Έρευνας (WCRP) Μεγάλη Πρόκληση για Βραχυπρόθεσμη Πρόβλεψη του Κλίματος.
Η κάλυψη του κενού μεταξύ της πρόγνωσης καιρού για την επόμενη εβδομάδα και των μακροπρόθεσμων προβλέψεων για το κλίμα έως το 2100 απαιτεί ένα μοντέλο που μπορεί να συνδυάσει τεχνικές από την πρόγνωση καιρού και τη μακροπρόθεσμη προβολή του κλίματος: χρησιμοποιούν όλα τα ίδια υποκείμενα μοντέλα υπολογιστών, αλλά βραχυπρόθεσμες προβλέψεις βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στις αρχικές συνθήκες από τα πιο πρόσφατα δεδομένα παρατήρησης, ενώ οι μακροπρόθεσμες προβλέψεις για τις κλιματικές τάσεις βασίζονται περισσότερο στις αλλαγές στις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου.
Η πραγματοποίηση βραχυπρόθεσμων προβλέψεων εξαρτάται από την απεριόριστη ανταλλαγή μετεωρολογικών δεδομένων σε μαζική κλίμακα και σε πραγματικό χρόνο. Πληροφορίες για τα πέντε στοιχεία που συνθέτουν το κλιματικό σύστημα – την ατμόσφαιρα, τον ωκεανό, τη βιόσφαιρα, την κρυόσφαιρα και τη γεωσφαίρα χρησιμοποιούνται όλα για τη δημιουργία των συνθηκών εκκίνησης για τα μοντέλα.
Για να γίνει αυτό, «έχουμε κατασκευάσει συστήματα που επεκτείνουν την ικανότητα πρόβλεψης που υπήρχε ήδη για αυτά τα δύο χρονοδιαγράμματα», λέει ο Adam.
«Λαμβάνουμε την καλύτερη εκτίμησή μας για το πώς είναι σήμερα η ατμόσφαιρα, ο ωκεανός και άλλα συστατικά όπως ο θαλάσσιος πάγος και η υγρασία στην επιφάνεια της γης. Όλα αυτά χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία των συνθηκών εκκίνησης για την πρόβλεψη. Στη συνέχεια παίρνουμε ένα αριθμητικό μοντέλο, το οποίο βασίζεται σε πέντε θεμελιώδεις εξισώσεις της μηχανικής και της θερμοδυναμικής των ρευστών, και χρησιμοποιούμε τις συνθήκες εκκίνησης για ολόκληρη την υδρόγειο για να ξεκινήσουμε την πρόβλεψη του μοντέλου. Είναι ο ίδιος μηχανισμός που χρησιμοποιείται για την πρόβλεψη του καιρού και της μακροπρόθεσμης κλιματικής αλλαγής».
Τα μοντέλα μπορούν επίσης να προσαρμοστούν ώστε να ανταποκρίνονται σε διαφορετικά σενάρια - για παράδειγμα διαφορετικά επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα (CO2) εκπομπές ή συγκεκριμένα γεγονότα όπως μια ηφαιστειακή έκρηξη που θα απελευθερώσει σκόνη και σωματίδια τέφρας στην ατμόσφαιρα και θα επηρεάσει το κλίμα. Το μοντέλο υπολογιστή μπορεί στη συνέχεια να δώσει μια λύση για το μελλοντικό κλίμα που προκύπτει από τους βασικούς νόμους της φυσικής.
Ωστόσο, δεδομένου ότι ο καιρός είναι χαοτικός, ακόμη και μια μικρή διαφορά σε μία μεταβλητή μπορεί μερικές φορές να έχει δραστική επίδραση στο αποτέλεσμα. Αυτός είναι ο λόγος που χρησιμοποιείται το μοντέλο για την κατασκευή πολλαπλούς προβλέψεις.
«Αν κάνετε μια πρόβλεψη, η θεωρία του χάους σας λέει ότι θα ταλαντευτεί. Οι ιδιαιτερότητες αυτής της συγκεκριμένης εξέλιξης δεν πρόκειται απαραίτητα να συμβούν καθόλου. Πρέπει λοιπόν να κάνεις ένα σωρό προβλέψεις, που τις λέμε σύνολο. Συνήθως εκτελούμε δεκάδες προβλέψεις για τα επόμενα πέντε χρόνια. Έτσι, έχετε ένα σωρό προβλέψεις που εξελίσσονται προς τα εμπρός με την πάροδο του χρόνου, και μερικές από αυτές θα ανέβουν και κάποιες από αυτές θα είναι πιο επίπεδες. Αλλά αν υπάρχει ένα προβλέψιμο σήμα, το πακέτο των προβλέψεων δείχνει ένα κοινό χαρακτηριστικό, όπως όλες οι τάσεις για κάποιο χρονικό διάστημα προς την ίδια κατεύθυνση», λέει ο Adam.
Για παράδειγμα, τα μοντέλα μπορούν να προβλέψουν το Ελ Νίνιο τα επόμενα χρόνια. Εάν οκτώ από τις δέκα προβλέψεις δείχνουν μια αρκετά μεγάλη αύξηση της θερμοκρασίας της επιφάνειας της θάλασσας του Ειρηνικού, λέμε ότι υπάρχει πιθανότητα 80% για ένα συμβάν Ελ Νίνιο την επόμενη περίοδο. Για προβλέψεις για μερικά χρόνια μπροστά, ο Adam εξηγεί, οι ιδιαίτερες συνθήκες εκκίνησης στον ωκεανό και σε μικρότερο βαθμό στην ατμόσφαιρα, συν το επίπεδο των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου, έχουν επίδραση στα ατμοσφαιρικά καιρικά μοτίβα.
Τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί η έρευνα για τις βραχυπρόθεσμες προβλέψεις του κλίματος και γίνονται πιο επιδέξιες καθώς αυξάνεται η υπολογιστική ισχύς, οι παρατηρήσεις του κλίματος βελτιώνονται και βελτιώνονται, τα μοντέλα εκτελούνται σε υψηλότερη χωρική ανάλυση και ο αριθμός των προβλέψεων σε αυξάνονται τα σύνολα.
Υπάρχουν τώρα περίπου δέκα ερευνητικές ομάδες που εργάζονται σε βραχυπρόθεσμες κλιματικές προβλέψεις σε όλο τον κόσμο και ο Παγκόσμιος Μετεωρολογικός Οργανισμός (WMO) έχει ορίσει πέντεGlobal Producing Centres' for Annual-to-Decadal Climate Prediction. Το Met Office Hadley Center έχει οριστεί ως το κύριο κέντρο για τη συλλογή και τη συλλογή προβλέψεων. Αυτό ακολούθησε την απόφαση να γίνει βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη του κλίματοςμεγάλη πρόκλησηγια το Παγκόσμιο Πρόγραμμα Έρευνας για το Κλίμα (WCRP). Μαζί με τον Terence O'Kane από την Αυστραλία, ο Adam συμπρόεδρος της Επιστημονικής Διευθύνουσας Ομάδας για το έργο «μεγάλη πρόκληση», το οποίο είχε τρεις κύριους στόχους:
(1) Να βελτιωθεί η ποιότητα των αρχικοποιημένων δεκαετιών πληροφοριών και προβλέψεων για το κλίμα.
(2) Να συλλέγει, να συγκρίνει και να συνθέτει τα αποτελέσματα πρόβλεψης και να προσαρμόζει τις πληροφορίες προς υπηρεσίες που καλύπτουν τις ανάγκες των ενδιαφερομένων. και
(3) Ανάπτυξη διαδικασιών για την αξιολόγηση και την κοινοποίηση του βαθμού εμπιστοσύνης και αβεβαιότητας στις προβλέψεις.
Ως μέρος της έρευνας, το έργο εργάστηκε για να εφαρμόσει τις προβλέψεις του βραχυπρόθεσμου κλίματος και να αναπτύξει μια τακτική «Ετήσια έως Δεκαετία Κλιματική Ενημέρωση» που παρέχει μια περίληψη των προβλέψεων για τα επόμενα χρόνια. Οταν ο Η έκθεση του 2021 δημοσιεύθηκε νωρίτερα φέτος, μαζί με τις διάφορες περιφερειακές πτυχές των προβλέψεων, ο τίτλος ήταν ότι η ετήσια μέση παγκόσμια - ξηρά και θάλασσα - η μέση θερμοκρασία κοντά στην επιφάνεια είναι πιθανό να είναι τουλάχιστον 1°C υψηλότερη από τα προβιομηχανικά επίπεδα και ότι είναι περίπου όσο Πιθανόν να μην είναι ότι ένα από τα επόμενα πέντε χρόνια θα είναι τουλάχιστον 1.5°C θερμότερο από τα προβιομηχανικά επίπεδα.
Ωστόσο, προειδοποιεί ο Άνταμ, αυτό δεν σημαίνει ότι το όριο της θέρμανσης του Παρισιού κατά 1.5 βαθμούς Κελσίου θα έχει επιτευχθεί. Αυτό που δείχνουν τα μοντέλα, λέει ο Adam, είναι ότι η παγκόσμια θερμοκρασία «κυμαίνεται όλο και πιο κοντά στο επίπεδο του 1.5οC»:
«Είναι πιθανό ότι όσο πλησιάζουμε στο κατώφλι του Παρισιού, η προσωρινή υπέρβαση των επιπέδων του 1.5 βαθμούς Κελσίου θα συμβαίνει συχνότερα. Μπορούμε ήδη να δούμε αυτά τα γεγονότα στις προβλέψεις. Είμαστε τόσο κοντά τώρα που τα προσωρινά συμβάντα γίνονται πιο πιθανά: υπάρχει πιθανότητα 40% για ένα γεγονός προσωρινής υπέρβασης τα επόμενα πέντε χρόνια, αλλά αυτό δεν σημαίνει ότι έχουμε σπάσει το όριο του Παρισιού. Οι διακυμάνσεις του κλίματος κατά τη διάρκεια των ετών, ή και μιας δεκαετίας, είναι μεγάλες και μπορεί να προέρχονται από φυσικές πηγές ή από άλλους παράγοντες. Μπορούν να ανατρέψουν την τάση της κλιματικής αλλαγής ή να την επιδεινώσουν. Εάν θέλετε να μάθετε ποια από αυτά τα πράγματα είναι πιο πιθανό να συμβεί στη συγκεκριμένη περιοχή ενδιαφέροντός σας, τότε πρέπει να δώσετε προσοχή στις βραχυπρόθεσμες προβλέψεις για το κλίμα.'
Έχουμε συνηθίσει να ακούμε ότι η αποτελεσματική δράση για την κλιματική αλλαγή απαιτεί μακροπρόθεσμη σκέψη και άμεσες μειώσεις των εκπομπών. Επιπλέον, η πρόοδος στη βραχυπρόθεσμη πρόβλεψη του κλίματος δημιουργεί τη βάση στοιχείων που απαιτείται για την ενημέρωση της προσαρμογής και του προγραμματισμού σε περιφερειακό επίπεδο σε χρονοδιαγράμματα που είναι ζωτικής σημασίας για τις κυβερνήσεις και τους υπεύθυνους λήψης επιχειρηματικών αποφάσεων.
Adam Scaife
Ο Adam είναι επικεφαλής του Monthly to Decadal Prediction στο Μετεωρολογικό Γραφείο του Ηνωμένου Βασιλείου, το οποίο περιλαμβάνει την έρευνα, την παραγωγή και την έκδοση προβλέψεων για το κλίμα του Met Office από μήνες έως μερικά χρόνια μπροστά. Η προσωπική έρευνα του Adam επικεντρώνεται στη μεταβλητότητα του κλίματος και στη μοντελοποίηση του κλίματος από υπολογιστή. Έχει δημοσιεύσει περίπου 200 άρθρα με αξιολόγηση από ομοτίμους σχετικά με τη μεταβλητότητα του κλίματος, την προσομοίωση και την πρόβλεψη με χρήση μοντέλων υπολογιστών με φυσική βάση και είναι διεθνώς αναγνωρισμένος ως ερευνητής με υψηλή αναφορά.
Διαβάστε τα λόγια του Adam Scaife πλήρες βιογραφικό στον ιστότοπο του UK Met Office.
Φωτογραφία κεφαλίδας: Annika Vogel (διανέμεται μέσω imagegeo.egu.eu).
Διαβάστε περισσότερα για το Βραβείο Frontiers Planet, Πέμπτη έκδοση – Οι αιτήσεις είναι ανοιχτές έως την 1η Νοεμβρίου 2026 
Διαβάστε περισσότερα για Νέο ερευνητικό ταμείο ανοίγει για την αντιμετώπιση της κρίσης αποβλήτων στην Ασία-Ειρηνικό Διαβάστε περισσότερα για τη Νορβηγία που θα φιλοξενήσει το πέμπτο γραφείο συντονισμού του Διεθνούς Πολικού Έτους, σε συνεργασία με τη Δημοκρατία της Κορέας και τη Χιλή 