Αβεβαιότητα στις προγνώσεις καταιγίδων στη Μεσόγειο

 Οι χάρτες και τα δελτία καιρού αποτελούν επί της ουσίας την εκλαϊκευμένη μορφή των δεδομένων που προέρχονται από τα μοντέλα καιρού. Παρόλο που η δική μας εξοικείωση με την πρόγνωση καιρού έχει να κάνει στην καθημερινότητα κατά κύριο λόγο με την προοπτική βροχής και την διακύμανση της θερμοκρασίας, στην πραγματικότητα, μία πληθώρα δεδομένων είναι διαθέσιμη στους μετεωρολόγους. Η διαδικασία πρόγνωσης επικεντρώνεται στη λήψη τρεχουσών παρατηρήσεων της ατμόσφαιρας και των καιρικών συνθηκών καθώς και στην επεξεργασία αυτών των παρατηρήσεων με μοντέλα υπολογιστών.

Η γνώση της τρέχουσας κατάστασης του καιρού είναι εξίσου σημαντική με την ποιότητα των αριθμητικών μοντέλων υπολογιστών που επεξεργάζονται αυτά τα δεδομένα. Οι τρέχουσες παρατηρήσεις του καιρού χρησιμεύουν ως εισροή στα μοντέλα αριθμητικών υπολογιστών μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως αφομοίωση δεδομένων. Η αφομοίωση αυτών των παρατηρήσεων παρέχουν και τις "αρχικές συνθήκες" στα αριθμητικά μοντέλα του καιρού. Στη συνέχεια, τα αριθμητικά μοντέλα εξελίσσουν αυτές τις αρχικές συνθήκες ως τις επόμενες ημέρες, παρέχοντας επί της ουσίας την πρόγνωση του καιρού.

Σε ότι αφορά ειδικά τις καταιγίδες, η πρόγνωση βαρομετρικών χαμηλών στη Μεσόγειο είναι μία πολύπλοκη διαδικασία. Μία ποικιλία ατμοσφαιρικών διεργασιών λαμβάνουν χώρα εντός της καταιγίδας σε μία πληθώρα χωρικών και χρονικών κλιμάκων. Εξαιτίας αυτής της πολυπλοκότητας υπάρχει μεγάλη αβεβαιότητα στις προγνώσεις ακραίων καιρικών φαινομένων. Στην παρακάτω εικόνα φαίνονται οι διαφορετικές τροχιές μίας καταιγίδας στην νότια Μεσόγειο όπως απεικονίστηκαν από διαφορετικές μετεωρολογικές υπηρεσίες (λεπτές γραμμές). Η αβεβαιότητα στην πρόγνωση της τροχιάς διαφαίνεται από το ότι ανάλογα με το αριθμητικό μοντέλο που χρησιμοποιήθηκε, οι τροχιές είναι ελαφρώς διαφορετικές από την πραγματικότητα (γκρι παχιά γραμμή).

Αβεβαιότητα πρόγνωσης καιρού μπορεί να προκύψει λόγω :

- της πολύπλοκη φύση της ατμόσφαιρας. Η ατμόσφαιρα είναι πράγματι ένα χαώδες "ρευστό" και κατ'επέκταση  τα μοντέλα καιρού είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην επίλυση πολύπλοκων εξισώσεων.

- ελαφρώς ανακριβών απεικονίσεων της τρέχουσας κατάστασης της ατμόσφαιρας από τις παρατηρήσεις, και κατ'επ'εκταση των "αρχικών συνθηκών "των μοντέλων πρόγνωσης.

- ανακρίβειας των εξισώσεων των αριθμητικών μοντέλων. Τα ίδια τα μοντέλα είναι μόνο μια προσομοίωση της ατμόσφαιρας, και η ακρίβειά τους είναι περιορισμένη από τον τρόπο που αναπαριστούν τις περίπλοκες ατμοσφαιρικές διεργασίες.

- Ορισμένες διαδικασίες μπορεί να είναι δύσκολο να μοντελοποιηθούν ρεαλιστικά, κάτι που μπορεί να οδηγήσει σε σφάλματα.

- Λόγω της αβεβαιότητας στα μοντέλα πρόγνωσης, έχει εφαρμοστεί προσφάτως μια προσέγγιση "συνόλου" για την πρόβλεψη. Με αυτή τη μέθοδο, μια σειρά ελαφρώς διαφορετικών αρχικών συνθηκών εισάγονται σε ένα μοντέλο για τον προσδιορισμό διαφόρων πιθανών αποτελεσμάτων του καιρού για τις επόμενες ημέρες. Έτσι δημιουργείται ένα "σύνολο" ελαφρώς διαφορετικών προγνώσεων. Αν αυτές οι προγνώσεις παρουσιάζουν αποκλίνουσα αποτελέσματα με το χρόνο, τότε η προβλεπόμενη αβεβαιότητα είναι υψηλότερη για την πρόγνωση της καταιγίδας. Ωστόσο, όταν τα μέλη του συνόλου συμφωνούν, η αβεβαιότητα μειώνεται και οι μετεωρολογικές υπηρεσίες μπορούν να είναι πιο σίγουρες στις επίσημες προγνώσεις τους.

Επιμέλεια κειμένου: Δρ. Εμμανουήλ Φλαούνας, επιστημονικός συνεργάτης Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών, στο πλαίσιο της υποτροφίας Marie Sklodowska Curie (EXMECY, αριθμός 658997)