13
Ανάλυση και Πρόγνωση Καιρού
ΔΙΔΑΚΤΙΚΟΙ ΣΤΟΧΟΙ Στο τέλος του κεφαλαίου, θα πρέπει να είστε σε θέση να:
O
ι προγνώστες της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (National Weather Service, NWS) ξοδεύουν καθημερινά ένα μεγάλο τμήμα του χρόνου εργασίας τους απαντώντας σε τηλεφωνικές κλήσεις πολιτών, οι οποίοι ζητούν να μάθουν για τις καιρικές συνθήκες των επόμενων ωρών ή και ημερών. Οι πολίτες κάποιες φορές θέλουν να ξέρουν αν πρέπει να ματαιώσουν την παρτίδα του γκολφ που έχουν κανονίσει στην περίπτωση που θα βρέξει κι άλλες φορές ενδιαφέρονται να μάθουν αν τα φυτά της αυλής τους θα κινδυνεύσουν από τον παγετό κατά τη διάρκεια της νύχτας. Όμως, η εργασία ενός μετεωρολόγου έχει και μία σημαντικότερη διάσταση, η οποία αφορά περισσότερο ζητήματα ζωής και θανάτου, παρά ζητήματα καθημερινής ευκολίας κάποιων πολιτών. Τόσο σημαντική ήταν και η αποστολή του μετεωρολόγου Mark Moede του Γραφείου Πρόγνωσης της NWS στο Σαν Ντιέγκο. Στα τέλη του Αυγούστου του 1998, ένα μεγάλο μέρος της νότιας Καλιφόρνια απειλούνταν από πυρκαγιές, οι οποίες είχαν ξεσπάσει εξαιτίας μίας ασυνήθιστα έντονης δραστηριότητας καταιγίδων με ηλεκτρικές εκκενώσεις. Οι πυροσβέστες, οι οποίοι έδιναν μάχη με τις φλόγες, ενημερώνονταν ανελλιπώς για τις καιρικές συνθήκες, οι οποίες είτε θα κατέστειλαν την πυρκαγιά, είτε θα προκαλούσαν την ενίσχυσή της. Τη 2α Σεπτεμβρίου η κατάσταση έφτασε στο πιο κρίσιμο σημείο. Ο Pete Curran της Πυροσβεστικής Υπηρεσίας της Επαρχίας Orange διατηρούσε άμεση επαφή με τον Moede λαμβάνοντας συνεχή ενημέρωση για μία γραμμή λαίλαπας που πλησίαζε. Το ζητούμενο ήταν αν οι καταιγίδες θα ενισχύονταν και αν θα περνούσαν από τις περιοχές, στις οποίες επιχειρούσαν οι πυροσβέστες. Αν οι καταιγίδες περνούσαν από εκείνες τις περιοχές, τότε οι ισχυροί άνεμοι, οι κεραυνοί και η ισχυρή βροχόπτωση θα έθεταν σε κίνδυνο το προσωπικό του Curran. Με τη χρήση μετεωρολογικού ραντάρ και πληροφοριών για τον καιρό από αυτόματους μετεωρολογικούς σταθμούς, ο Moede έλαβε την ορθή απόφαση. Συμβούλεψε σωστά τον Curran να εκκενώσουν οι άνδρες του τις περιοχές απ’ όπου πέρασε τελικά η καταιγίδα, στις οποίες άνεμοι ταχύτητας μεγαλύτερης των 95 km/hr δημιούργησαν μία ανεξέλεγκτη πυρκαγιά υπό μορφή πύρινης λαίλαπας. Αργότερα, οι πυροσβέστες ανέφεραν ότι η πυρκαγιά κατέκαψε ολοσχερώς τις περιοχές που εκκένωσαν. Αν δεν είχαν λάβει εντολή να απομακρυνθούν από αυτές, θα υπήρχε σοβαρό ενδεχόμενο πολλοί από αυτούς να είχαν σκοτωθεί.
▶
Συνοψίζετε τις βασικές διαδικασίες της πρόγνωσης του καιρού.
▶
Εξηγείτε για ποιο λόγο η πρόγνωση του καιρού είναι ατελής.
▶
Περιγράφετε τις κύριες μεθόδους της πρόγνωσης του καιρού και τους τύπους προγνώσεων.
▶
Εξηγείτε τον τρόπο με τον οποίο οι μετεωρολόγοι αξιολογούν την ποιότητα των προγνώσεων του καιρού.
▶
Αναφέρετε τις κυριότερες πηγές δεδομένων, που χρησιμοποιούνται για την πρόγνωση του καιρού.
▶
Περιγράφετε τις διαδικασίες της πρόγνωσης, συμπεριλαμβανομένης της αριθμητικής μεθόδου πρόγνωσης και να εξηγείτε τον τρόπο με τον οποίο οι μετεωρολόγοι παράγουν βραχυπρόθεσμες, μεσοπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες προγνώσεις, καθώς και δελτία εποχικών προγνώσεων.
▶
Εξηγείτε τον τρόπο με τον οποίο οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν τους χάρτες καιρού και τις δορυφορικές εικόνες για την πρόγνωση.
▶
Εξηγείτε τη χρήση των θερμοδυναμικών διαγραμμάτων για την πρόγνωση.
Σε αυτό το κεφάλαιο παρουσιάζονται οι μέθοδοι με τις οποίες οι μετεωρολόγοι προγνώστες εκτελούν την εργασία τους. Καταρχήν, αναδεικνύονται κάποια σημαντικά ζητήματα που αφορούν γενικά την πρόγνωση του καιρού και στη συνέχεια γίνεται μία συζήτηση για τους τρόπους με τους οποίους εξασφαλίζονται τα απαραίτητα δεδομένα και πραγματοποιείται η επεξεργασία τους.
◀ Εικόνα από τη μεγάλη πυρκαγιά στην ανατολική Αριζόνα, την 10η Ιουνίου 2011.
381
382
Ο Καιρός και το Κλίμα
Πρόγνωση Καιρού – Τέχνη και Επιστήμη ταυτόχρονα
Η πρόγνωση του καιρού αποτελεί μία διαδικασία ιδιαίτερα σύνθετη και απαιτητική όσον αφορά τη χρήση μεγάλου πλήθους δεδομένων. Οι προγνώστες χρησιμοποιούν σε μόνιμη βάση υπολογιστικά συστήματα υψηλής τεχνολογίας, τα οποία εκτελώντας εκατομμύρια υπολογισμούς επεξεργάζονται ένα τεράστιο πλήθος δεδομένων προβάλλοντας τα αποτελέσματα σε υπερσύγχρονους τερματικούς σταθμούς εργασίας. Οι μετεωρολόγοι, οι οποίοι εργάζονται σε αυτούς τους σταθμούς εργασίας και ερμηνεύουν αυτά τα αποτελέσματα, διαθέτουν ανώτατη πανεπιστημιακή εκπαίδευση, η οποία περιλαμβάνει σπουδές στα μαθηματικά, τη φυσική, τη χημεία και φυσικά την μετεωρολογία. Οι επιστήμονες όμως, οι οποίοι ασχολούνται με την πρόγνωση του καιρού, είτε εργάζονται στις δημόσιες υπηρεσίες είτε στους ιδιωτικούς οργανισμούς, βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στην ικανότητά τους να αναλύουν τις τρέχουσες καιρικές συνθήκες και τις προοπτικές εξέλιξης του καιρού με βάση την προσωπική τους εμπειρία, κάτι που μετατρέπει τη δουλειά τους σε ένα συγκερασμό επιστημονικών αρχών και τέχνης.
Οι προγνώστες της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (National Weather Service, NWS) των Ηνωμένων Πολιτειών και της Μετεωρολογικής Υπηρεσίας του Καναδά (Meteorological Service of Canada, MSC) εργάζονται σε οχτάωρες βάρδιες ώστε οι υπηρεσίες να είναι σε λειτουργία όλο το εικοσιτετράωρο και τις 7 ημέρες της εβδομάδας. Όλοι οι προγνώστες χρησιμοποιούν στη δουλειά τους τις ίδιες επιστημονικές αρχές και τις ίδιες πληροφορίες, παρ’ όλα αυτά δεν υπάρχει μία πλήρως τυποποιημένη διαδικασία με την οποία γίνεται η πρόγνωση του καιρού. Ο κάθε μετεωρολόγος έχει τις δικές του προτιμώμενες διαδικασίες για την ανάλυση των καιρικών συνθηκών, οι οποίες μπορεί να διαφοροποιούνται σε μεγάλο βαθμό κάτω από διαφορετικές συνθήκες. Για παράδειγμα, ένας προγνώστης, ο οποίος ασχολείται με την πρόγνωση της πιθανής εκδήλωσης σιφώνων (ανεμοστρόβιλων), μπορεί να ξοδεύει τον περισσότερο από το χρόνο του μελετώντας εικόνες από ραντάρ, ενώ κάποιος άλλος, ο οποίος ασχολείται με την πρόγνωση της εξέλιξης μιας χιονοθύελλας, μπορεί να αφιερώνει τον περισσότερο από το χρόνο του στην αξιολόγηση των συνεχώς ανανεούμενων δορυφορικών εικόνων. Επιπλέον, οι μετεωρολόγοι χρησιμοποιούν πολλούς εμπειρικούς κανόνες, οι οποίοι μπορούν για παράδειγμα να τους βοηθήσουν να αξιολογήσουν την πιθανότητα μία κακοκαιρία να προκαλέσει βροχή αντί για χιόνι και αυτοί οι εμπειρικοί κανόνες συχνά διαφέρουν από περιοχή σε περιοχή.
Ο προγνώστης, αρχίζοντας τη βάρδιά του, είναι πολύ πιθανό να χρειαστεί να ενημερωθεί από τον προγνώστη της προηγούμενης βάρδιας για τις καιρικές συνθήκες των τελευταίων 24 ωρών. Επίσης, εξετάζει πλήθος πληροφοριών, που βρίσκονται στη διάθεσή του σε μορφή κειμένου και γραφικών. Πολλοί μετεωρολόγοι θυμούνται ακόμη την εποχή κατά την οποία οι περισσότεροι χάρτες και οι υπόλοιπες πληροφορίες έφταναν στα γραφεία τους και τυπώνονταν σε ασπρόμαυρη μορφή με τη χρήση τηλεομοιοτυπικών συσκευών (facsimile). Κάθε χάρτης καιρού ή δορυφορική εικόνα χρειαζόταν αρκετά λεπτά για να εκτυπωθεί σε υγρά φύλλα χαρτιού, τα οποία στη συνέχεια τα κρεμούσαν στον τοίχο, πάνω από τους προηγούμενους χάρτες ή τις προηγούμενες δορυφορικές εικόνες. Αν ο μετεωρολόγος χρειαζόταν να εξετάσει τις μεταβολές στον καιρό για μία συγκεκριμένη περίοδο, έπρεπε με το χέρι να φυλλομετρήσει και να συγκρίνει τους χάρτες, οι οποίοι βρίσκονταν κρεμασμένοι στη σειρά ο ένας πάνω από τον άλλον. Για να χωρέσουν οι διαφορετικοί τύποι χαρτών, που θα ήθελε ο μετεωρολόγος να εξετάσει, προκειμένου να κάνει την πρόγνωση του καιρού, χρειαζόταν ένας μεγάλος τοίχος. Αυτή η κατάσταση άλλαξε ριζικά τις τελευταίες δεκαετίες.
Στο Σχήμα 13-1 φαίνεται ένα τυπικό γραφείο στις εγκαταστάσεις της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (α) και ένας τυπικός τερματικός σταθμός εργασίας (workstation) (β), στον οποίο ο μετε-
ωρολόγος εκτελεί το μεγαλύτερο μέρος της εργασίας του. Κάθε τερματικός σταθμός εργασίας διαθέτει το Προηγμένο Σύστημα Διαδραστικής Διαχείρισης Μετεωρολογικών Πληροφοριών (Advanced Weather Interactive Processing System, AWIPS), το οποίο επιτρέπει στο μετεωρολόγο προγνώστη να βλέπει χάρτες του παρόντος καιρού, τα προϊόντα των αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης σε μορφή χάρτη, δορυφορικές εικόνες και εικόνες από ραντάρ, δελτία πρόγνωσης, πληροφορίες από άλλες μετεωρολογικές εγκαταστάσεις και άλλα πολλά. Κάθε σταθμός AWIPS διαθέτει δύο οθόνες για την απεικόνιση γραφικών και ακόμη μία οθόνη για την απεικόνιση αλφαριθμητικών δεδομένων. Οι οθόνες απεικόνισης των γραφικών είναι ρυθμισμένες να εμφανίζουν ένα μεγάλο πλαίσιο εικόνας και τέσσερα μικρότερα αριστερά του. Οι προγνώστες έχουν τη δυνατότητα να μεγεθύνουν ή να σμικραίνουν οποιαδήποτε από τις εικόνες που εμφανίζονται στην οθόνη, καθώς επίσης και να τοποθετούν πολλούς διαφορετικούς τύπους πληροφοριών σε υπέρθεση. Για παράδειγμα, ένας προγνώστης θα μπορούσε να ρυθμίσει στο μεγάλο πλαίσιο να εμφανίζεται μία δορυφορική εικόνα της Βορείου Αμερικής, έχοντας σε υπέρθεση έναν χάρτη απεικόνισης του πεδίου του ανέμου στην ανώτερη τροπόσφαιρα. Την ίδια ώρα, στα τέσσερα μικρότερα πλαίσια, στο αριστερό μέρος της οθόνης, θα μπορούσαν να απεικονίζονται οι χωρικές κατανομές της θερμοκρασίας, της υγρασίας, του άνεμου επιφανείας και της ατμοσφαιρικής πίεσης. Με λίγα μόνο κλικ του ποντικιού ο μετεωρολόγος μπορεί να εμφανίσει οποιαδήποτε πληροφορία θα μπορούσε να του φανεί χρήσιμη για να αντιληφθεί πλήρως τις τρέχουσες καιρικές συνθήκες και να καταλήξει σε μία επιτυχημένη πρόγνωση. Στο σύστημα AWIPS μία σειρά διαδοχικών χρονικά χαρτών ή εικόνων μπορεί να παρουσιαστεί σαν κινηματογραφική ταινία με σκοπό να αποκαλυφθεί η κίνηση των σημαντικότερων χαρακτηριστικών του καιρού.
▲ ΕΙΚΟνΑ 13-1 Ένα τυπικό γραφείο στις εγκαταστάσεις της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας (α) και ένας τυπικός τερματικός σταθμός εργασίας (β).
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
Ο προγνώστης με τη χρήση του AWIPS εκτελεί μία σειρά ενεργειών, ανάλογα με τις τρέχουσες αλλά και τις αναμενόμενες καιρικές συνθήκες. Συνήθως, το πρώτο βήμα είναι να διαπιστωθεί ο τύπος των νεφών και το είδος της βροχόπτωσης, που αναμένονται τις επόμενες ώρες. Αυτή η πληροφορία είναι πρωταρχικού ενδιαφέροντος, όχι μόνο γιατί έτσι κι αλλιώς έχει σημασία, αλλά και επειδή είναι απαραίτητη πριν γίνει οποιαδήποτε πρόγνωση της θερμοκρασίας (είναι προφανές ότι η πλήρης νεφοκάλυψη μειώνει το ποσό της ηλιακής ακτινοβολίας η οποία φτάνει στο έδαφος, γεγονός που προκαλεί και τη μείωση της θέρμανσης της ατμόσφαιρας στη διάρκεια της ημέρας). Στην περίπτωση κατά την οποία ο ουρανός είναι νεφελώδης, το ερώτημα που ανακύπτει είναι εάν τα νέφη θα μετακινηθούν ή θα διαλυθούν και τελικά θα επικρατήσει ηλιοφάνεια. Οι προγνώστες για να εξακριβώσουν την κίνηση των νεφών βασίζονται κυρίως στην επισκόπηση και μελέτη των διαδοχικών δορυφορικών εικόνων. Από την άλλη μεριά, για να διαπιστώσουν εάν έχουν να κάνουν με την περίπτωση μίας πρωινής νεφοκάλυψης, η οποία κάλλιστα μπορεί να διαλυθεί αργότερα κατά τη διάρκεια της ημέρας καθώς το ύψος του ηλίου αυξάνει, ελέγχουν τα κατακόρυφα προφίλ θερμοκρασίας και υγρασίας, με σκοπό να προσδιορίσουν το πάχος του νεφικού στρώματος. Εάν αυτό είναι μικρό, τότε το πιθανότερο είναι τα νέφη να διαλυθούν και να επικρατήσει ηλιοφάνεια. Αλλά και κατά τις ημέρες που ο καιρός είναι αίθριος σε κάποια περιοχή, ελέγχεται από τους μετεωρολόγους η πιθανότητα να κινηθούν προς αυτήν νεφικά συστήματα από άλλες περιοχές, ή να αναπτυχθούν τοπικές νεφώσεις και να προκαλέσουν όμβρους. Οι καθ’ ύψος μεταβολές της θερμοκρασίας και της υγρασίας (profiles) από την επιφάνεια μέχρι την ανώτερη στρατόσφαιρα αποδεικνύονται ιδιαίτερα χρήσιμες σε τέτοιες περιπτώσεις.
Μεταβολές του καιρού σε μία περιοχή μπορούν να συμβούν ακόμη κι αν δεν παρατηρείται αξιόλογη μετακίνηση μεγάλης κλίμακας καιρικών συστημάτων. Υποθέστε για παράδειγμα ότι ο προγνώστης που ξεκινά την πρωινή βάρδια στο Charleston της Νότιας Καρολίνας, διαπιστώνει ότι δεν υπάρχουν μεγάλης κλίμακας καιρικά συστήματα, τα οποία να μετακινούνται προς ή από τις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες. Παρ’ όλα αυτά, ο μετεωρολόγος πρέπει να προσδιορίσει για τις επόμενες ημέρες τη μεταβολή που μπορεί να συμβεί στη θερμοκρασία. Σε τέτοιες περιπτώσεις, θα ήταν καλό κατ’ αρχήν να συγκρίνει την τρέχουσα θερμοκρασία με εκείνη της προηγούμενης ημέρας την ίδια ώρα. Αν η θερμοκρασία το πρωί είναι κατά 5 βαθμούς μεγαλύτερη, από εκείνην που είχε σημειωθεί 24 ώρες νωρίτερα, τότε είναι μεγάλη η πιθανότητα η θερμοκρασία το απόγευμα να έχει παρόμοια διαφορά από εκείνην του απογεύματος της προηγούμενης ημέρας. Βέβαια επιπλέον πληροφορίες θα μπορούσαν συνεισφέρουν σε μία περισσότερο αξιόπιστη πρόγνωση. Έτσι, ο μετεωρολόγος θα μπορούσε να συγκρίνει και άλλες μετεωρολογικές παραμέτρους, όπως την κατανομή της ατμοσφαιρικής πίεσης στα Νοτιοανατολικά. Μία μεταβολή αυτής της κατανομής θα μπορούσε, παραδείγματος χάρη, να σημαίνει την εξασθένιση του ανέμου από τη θάλασσα προς την ξηρά, γεγονός που θα μπορούσε να ευνοήσει τις ακόμη υψηλότερες θερμοκρασίες.
Τη σημερινή εποχή, για να διαπιστώσουν οι μετεωρολόγοι αν ο καιρός θα είναι αίθριος ή νεφελώδης, βασίζονται σε μεγάλο βαθμό στα προϊόντα των αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης του καιρού. Αυτά τα εξαιρετικά πολύπλοκα προγράμματα εφαρμόζουν τους θεμελιώδης νόμους της φυσικής της ατμόσφαιρας σε ένα τεράστιο πλήθος δεδομένων και παράγουν χάρτες στους οποίους απεικονίζεται η αναμενόμενη χωρική κατανομή της ατμοσφαιρικής πίεσης, της θερμοκρασίας και άλλων μετεωρολογικών παραμέτρων, τόσο στην επιφάνεια, όσο και στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας. Ο μετεωρολόγος, ερμηνεύοντας τα αποτελέσματα τα οποία εμφανίζονται σε αυτούς τους χάρτες, εξάγει συμπεράσματα για τις καιρικές συνθήκες που αναμένονται σε κάποια συγκεκριμένη περιοχή και εκδίδει την πρόγνωση του καιρού η οποία απευθύνεται προς το ευρύ κοινό. Για παράδειγμα, αν στους χάρτες παρατηρείται μία σημαντική μείωση της ατμοσφαιρικής πίεσης στην επιφάνεια και αυτή
Ανάλυση και Πρόγνωση Καιρού
383
συνοδεύεται με συγκεκριμένου τύπου ατμοσφαιρική κυκλοφορία στα ανώτερα στρώματα, ο μετεωρολόγος ενημερώνει το κοινό ότι αναμένεται αύξηση των νεφώσεων και πιθανός υετός.
Οι προγνωστικοί χάρτες καιρού, οι οποίοι αποτελούν προϊόντα των αριθμητικών μοντέλων πρόγνωσης, απεικονίζουν τις αναμενόμενες κατανομές των μετεωρολογικών μεταβλητών έτσι όπως προκύπτουν από την εφαρμογή των νόμων της φυσικής. Ένα τέτοιο πλαίσιο χαρτών καιρού βλέπουμε στο Σχήμα 13-2α, όπου απεικονίζονται τα χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας στις ισοβαρικές επιφάνειες των 200 hPa, των 500 hPa, στη μέση στάθμη της θάλασσας και στην ισοβαρική επιφάνεια των 850 hPa. Παρατηρείστε ότι σε κάθε χάρτη εκτός από το ύψος της αντίστοιχης ισοβαρικής επιφάνειας αποτυπώνονται και άλλα χαρακτηριστικά της ατμόσφαιρας. Οι μετεωρολόγοι μπορούν εύκολα να επιλέξουν την εμφάνιση άλλων χαρακτηριστικών της ατμόσφαιρας, καθώς και να μεγεθύνουν ή να σμικρύνουν αυτές τις εικόνες κατά βούληση. Στο Σχήμα 13-2β φαίνονται οι προγνωστικοί χάρτες καιρού των 48 ωρών για τις ίδιες ισοβαρικές επιφάνειες και για τη μέση στάθμη θάλασσας. Οι μετεωρολόγοι λαμβάνουν πληροφορίες και από άλλα μοντέλα, τα οποία χρησιμοποιούν στατιστικές μεθόδους. Αυτά τα στατιστικά μοντέλα χρησιμοποιούν τα προϊόντα των αριθμητικών μοντέλων. Συγκεκριμένα, τα αριθμητικά μοντέλα προβλέπουν την κατάσταση της ατμόσφαιρας για μία μεγάλη περιοχή (όπως η Βόρειος Αμερική) και τα στατιστικά μοντέλα χρησιμοποιούν αυτή την πληροφορία για να προβλέψουν τιμές μετεωρολογικών παραμέτρων σε συγκεκριμένες περιοχές, όπως η μέγιστη ή η ελάχιστη θερμοκρασία (Σχήμα 13-3). Αν και η πρόγνωση των θερμοκρασιών από τον υπολογιστή αποτελεί μία χρήσιμη βοήθεια για τον προγνώστη, ο επαγγελματίας μετεωρολόγος γνωρίζει πότε να μην την λάβει υπόψη του κρίνοντας την ορθότητα αυτών των αποτελεσμάτων βασιζόμενος στην επαγγελματική του εμπειρία.
Οι μετεωρολόγοι προγνώστες στη διάρκεια της βάρδιάς τους προβαίνουν σε περισσότερες από μία προγνώσεις και σε αρκετές αναφορές για τον καιρό, οι οποίες αποσκοπούν στην ενημέρωση διαφόρων οργανισμών ή ακόμη και ατόμων. Πολλά είδη πρόγνωσης εκδίδονται σε τακτά χρονικά διαστήματα στη διάρκεια μίας βάρδιας και οι μετεωρολόγοι φροντίζουν για τις έγκαιρες ανακοινώσεις τους. Αυτές οι προγραμματισμένες ανακοινώσεις περιλαμβάνουν βραχυπρόθεσμες προγνώσεις, αναλυτικές προγνώσεις οι οποίες απευθύνονται σε άτομα με βαθύτερες μετεωρολογικές γνώσεις, τοπικά δελτία καιρού για την αεροπλοΐα, υδρολογικές πληροφορίες (όπως προειδοποιήσεις για ενδεχόμενες πλημμύρες), και πολλά άλλα. Το πιο γνωστό ίσως είδος ανακοίνωσης για τον καιρό είναι η τακτική περιοχική πρόγνωση, η οποία εκδίδεται σε συγκεκριμένες χρονικές στιγμές κάθε ημέρα και αφορά την πρόγνωση του καιρού μέχρι και μία εβδομάδα μετά. Ένα καλό παράδειγμα είναι η παρακάτω πρόγνωση από το Des Moines της Αϊόβα: ΤΑΚΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΧΙΚΗ ΠΡΟΓΩΝΣΗ ΓΙΑ ΤΗΝ ΑΪΟΒΑ ΕΘΝΙΚΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ DES MOINES IA 356 ΠΜ ΔΕΥ 18 ΙΟΥΛ 2011 ΕΠΑΡΧΙΑ POLK … ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ ΓΙΑ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ΥΨΗΛΕΣ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΕΣ ΣΕ ΙΣΧΥ ΜΕΧΡΙ ΠΕΜΠΤΗ 9 ΜΜ … .ΣΗΜΕΡΑ … ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ. ΖΕΣΤΗ ΚΑΙ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΥΓΡΑΣΙΑ. ΚΑΤΑ ΤΟΠΟΥΣ ΟΜΙΧΛΗ ΤΙΣ ΠΡΩΤΕΣ ΠΡΩΙΝΕΣ ΩΡΕΣ. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 97 °F. ΝΟΤΙΟΔΥΤΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ 5 ΜΕ 10 MPH. ΔΕΙΚΤΗΣ ΔΥΣΦΟΡΙΑΣ 111 ΜΕ 116 .ΣΗΜΕΡΑ ΤΟ ΒΡΑΔΥ … ΓΕΝΙΚΑ ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ. ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 75 °F. ΝΟΤΙΟΔΥΤΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΧΕΔΟΝ 10 MPH. ΜΕΓΙΣΤΗ ΤΙΜΗ ΔΕΙΚΤΗ ΔΥΣΦΟΡΙΑΣ 107 ΜΕ 112 ΜΕΧΡΙ ΤΑ ΜΕΣΑΝΥΧΤΑ. .ΤΡΙΤΗ … ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ. ΖΕΣΤΗ ΚΑΙ ΑΥΞΗΜΕΝΗ ΥΓΡΑΣΙΑ. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 95 °F. ΝΟΤΙΟΔΥΤΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΣΧΕΔΟΝ 10 MPH. ΔΕΙΚΤΗΣ ΔΥΣΦΟΡΙΑΣ 108 ΜΕ 113.
384
Ο Καιρός και το Κλίμα
▲
ΕΙΚΟνΑ 13-2 Προϊόντα αριθμητικού μοντέλου πρόγνωσης, στα οποία φαίνεται η παρούσα κατάσταση της ατμόσφαιρας σε διαφορετικά επίπεδα (α). Προγνωστικοί χάρτες καιρού για 48 ώρες αργότερα, οι οποίοι αφορούν τα ίδια τέσσερα επίπεδα της ατμόσφαιρας, όπως προέκυψαν από το αριθμητικό μοντέλο πρόγνωσης (β), στην επόμενη σελίδα.
.ΤΡΙΤΗ ΒΡΑΔΥ … ΓΕΝΙΚΑ ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ. ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 77 °F. ΝΟΤΙΟΙ ΑΝΕΜΟΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ 5 ΜΕ 10 MPH. ΜΕΓΙΣΤΗ ΤΙΜΗ ΔΕΙΚΤΗ ΔΥΣΦΟΡΙΑΣ 107 ΜΕ 112 ΜΕΧΡΙ ΤΑ ΜΕΣΑΝΥΧΤΑ. .ΤΕΤΑΡΤΗ … ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 97 °F. ΝΟΤΙΟΔΥΤΙΚΟΙ ΑΝΕΜΟΙ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ 10 ΜΕ 15 MPH ΜΕ ΡΙΠΕΣ ΑΝΕΜΟΥ ΤΑΧΥΤΗΤΑΣ ΠΕΡΙ ΤΑ 25 MPH. ΔΕΙΚΤΗΣ ΔΥΣΦΟΡΙΑΣ 106 ΜΕ 111. .ΤΕΤΑΡΤΗ ΒΡΑΔΥ … ΓΕΝΙΚΑ ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ. ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 78 °F. .ΠΕΜΠΤΗ … ΣΧΕΔΟΝ ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ ΜΕ 20 ΤΟΙΣ ΕΚΑΤΟ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΚΔΗΛΩΣΗΣ ΚΑΤΑΙΓΙΔΩΝ. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 93 °F.
.ΚΥΡΙΑΚΗ … ΣΧΕΔΟΝ ΑΙΘΡΙΟΣ ΚΑΙΡΟΣ ΜΕ 40 ΤΟΙΣ ΕΚΑΤΟ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΚΔΗΛΩΣΗΣ ΚΑΤΑΙΓΙΔΩΝ. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ 88 °F.
Η παραπάνω πρόγνωση εκδόθηκε στις 3:56 π.μ., σύμφωνα με τον προγραμματισμό της συγκεκριμένης βάρδιας. Όμως, οι συνθήκες εκείνη την ημέρα ήταν τέτοιες, που ο προγνώστης αποφάσισε να εκδώσει μία συμπληρωματική έκτακτη ανακοίνωση σχετικά με το ενδεχόμενο εκδήλωσης σφοδρής κακοκαιρίας. Το δελτίο επικίνδυνων καιρικών φαινομένων, που ακολουθεί εκδόθηκε σχεδόν μιάμιση ώρα μετά από την προγραμματισμένη τακτική περιοχική πρόγνωση: ΔΕΛΤΙΟ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΩΝ ΚΑΙΡΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ
.ΠΕΜΠΤΗ ΒΡΑΔΥ ΚΑΙ ΠΑΡΑΣΚEΥΗ … ΑΡΑΙΕΣ ΝΕΦΩΣΕΙΣ. 30 ΤΟΙΣ ΕΚΑΤΟ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΚΔΗΛΩΣΗΣ ΚΑΤΑΙΓΙΔΩΝ. ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 75 °F. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΠΕΡΙ ΤΟΥΣ 90 °F.
ΕΘΝΙΚΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ DES MOINES IA
.ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ ΒΡΑΔΥ ΜΕΧΡΙ ΣΑΒΒΑΤΟ ΒΡΑΔΥ … ΑΡΑΙΕΣ ΝΕΦΩΣΕΙΣ ΜΕ 20 ΤΟΙΣ ΕΚΑΤΟ ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΚΔΗΛΩΣΗΣ ΚΑΤΑΙΓΙΔΩΝ. ΕΛΑΧΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ 75 °F. ΜΕΓΙΣΤΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ 92 °F.
EMMET-KOSSUTH-WINNEBAGO-WORTH-HANCOCK-CERRO GORDO-FRANK-LIN-BUTLER-
536 ΠΜ ΔΕΥ 18 ΙΟΥΛ 2011 IAZ004>007-016-017-026>028-038-039-191100-
BREMER-GRUNDY-BLACH HAWK-
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
536 ΠΜ ΔΕΥ 18 ΙΟΥΛ 2011 ΑΥΤΟ ΤΟ ΔΕΛΤΙΟ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΩΝ ΚΑΙΡΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΑΦΟΡΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΑΪΟΒΑ. .ΗΜΕΡΑ ΠΡΩΤΗ … ΣΗΜΕΡΑ ΚΑΙ ΤΟ ΒΡΑΔΥ ΜΕΜΟΝΩΜΕΝΕΣ ΚΑΤΑΙΓΙΔΕΣ ΕΙΝΑΙ ΠΙΘΑΝΟΝ ΝΑ ΕΚΔΗΛΩΘΟΥΝ ΣΗΜΕΡΑ ΚΑΙ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΝΥΧΤΑΣ. ΔΕΝ ΑΝΑΜΕΝΕΤΑΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΙΣΧΥΡΕΣ. ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΕΙΣ ΚΑΥΣΩΝΑ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΕ ΙΣΧΥ. ΕΠΙΠΛΕΟΝ … ΟΙ ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΕΙΣ ΠΛΗΜΜΥΡΙΚΩΝ ΦΑΙΝΟΜΕΝΩΝ ΣΤΙΣ ΟΧΘΕΣ ΠΟΤΑΜΩΝ ΠΑΡΑΜΕΝΟΥΝ ΣΕ ΙΣΧΥ ΓΙΑ ΤΜΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΟΗΣ ΤΟΥ DES MOINES. ΓΙΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΑΠΕΥΘΥΝΘΕΙΤΕ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΑΚΟ ΤΟΠΟ ΤΗΣ ΕΘΝΙΚΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ WEATHER.GOV/DESMOINES. .ΗΜΕΡΕΣ ΔΕΥΤΕΡΗ ΕΩΣ ΕΒΔΟΜΗ … ΤΡΙΤΗ ΕΩΣ ΚΥΡΙΑΚΗ ΠΡΟΕΙΔΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΥΣΩΝΑ ΒΡΙΣΚΕΤΑΙ ΣΕ ΙΣΧΥ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΕΡΙΟΧΗ. ΓΙΑ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΑΠΕΥΘΥΝΘΕΙΤΕ ΣΤΟ ΔΙΚΤΥΑΚΟ ΤΟΠΟ ΤΗΣ ΕΘΝΙΚΗΣ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑΣ WEATHER.GOV/DESMOINES. ΠΙΘΑΝΟΤΗΤΑ ΕΚΔΗΛΩΣΗΣ ΚΑΤΑ ΤΟΠΟΥΣ ΚΑΤΑΙΓΙΔΩΝ ΑΠΟ ΤΗΝ ΠΕΜΠΤΗ ΕΩΣ ΤΗΝ ΚΥΡΙΑΚΗ.
Ανάλυση και Πρόγνωση Καιρού
385
ΜΕ ΤΑ ΜΕΧΡΙ ΣΤΙΓΜΗΣ ΣΤΟΙΧΕΙΑ, ΔΕΝ ΑΠΟΚΛΕΙΕΤΑΙ Η ΕΠΙΚΡΑΤΗΣΗ ΣΦΟΔΡΗΣ ΚΑΚΟΚΑΙΡΙΑΣ.
Σε κάποια γραφεία καιρού απαιτείται η έκδοση τακτικών αναφορών για τον καιρό, εξειδικευμένων για το τοπικό περιβάλλον. Έτσι ένας προγνώστης στη Χονολουλού, πρέπει σε τακτά χρονικά διαστήματα να εκδίδει μία πρόγνωση θαλασσών, όπως αυτή που ακολουθεί: ΠΡΟΓΝΩΣΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΤΗΣ ΧΑΒΑΗΣ ΕΘΝΙΚΗ ΜΕΤΕΩΡΟΛΟΓΙΚΗ ΥΠΗΡΕΣΙΑ HONOLULU HI 1200 ΜΜ ΔΕΥ 18 ΙΟΥΛ 2011 ΘΑΛΑΣΣΙΑ ΠΕΡΙΟΧΗ ΑΝΟΙΧΤΑ ΤΗΣ ΧΑΒΑΗΣ ΑΠΟ ΤΑ 40 ΝΑΥΤΙΚΑ ΜΙΛΙΑ ΜΕΧΡΙ ΤΑ 240 ΝΑΥΤΙΚΑ ΜΙΛΙΑ ΠΕΡΙΛΑΜΒΑΝΟΜΕΝΩΝ ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΤΗΣ PAPAHANAUMOKUAKEA (ΠΑΡΑΘΑΛΛΑΣΙΑ ΠΟΛΗ) ΤΟΥ ΕΘΝΙΚΟΥ ΜΝΗΜΕΙΟΥ ΤΟΥ ΝΑΥΤΙΚΟΥ ΑΝΑΤΟΛΙΚΑ ΤΩΝ «FRENCH FRIGATE SHOALS»,
386
Ο Καιρός και το Κλίμα Η ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΗΣ ΘΑΛΑΣΣΑΣ ΠΕΡΙΓΡΑΦΕΤΑΙ ΜΕ ΤΟ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ … ΤΟ ΟΠΟΙΟ ΕΙΝΑΙ ΤΟ ΜΕΣΟ ΥΨΟΣ ΤΩΝ ΥΨΗΛΟΤΕΡΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ ΠΟΥ ΑΠΟΤΕΛΟΥΝ ΤΟ 1/3 ΟΛΩΝ ΤΩΝ ΚΥΜΑΤΩΝ. ΜΕΜΟΝΩΜΕΝΑ ΚΥΜΑΤΑ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΕΙΝΑΙ ΥΨΗΛΟΤΕΡΑ ΑΠΟ ΤΟ ΔΙΠΛΑΣΙΟ ΤΟΥ ΣΗΜΑΝΤΙΚΟΥ ΥΨΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ.
Από αυτά τα παραδείγματα, μπορείτε να καταλάβετε ότι δεν ακολουθούν όλοι οι μετεωρολόγοι ακριβώς τις ίδιες διαδικασίες πρόγνωσης για μία συγκεκριμένη ημέρα. Οι ιδιαιτερότητες της περιοχής κάθε γραφείου καιρού επιδρούν στη διαμόρφωση του καθημερινού προγράμματος του κάθε μετεωρολόγου και οι διαφορετικές καιρικές συνθήκες από μέρα σε μέρα οδηγούν στην τροποποίηση αυτού του προγράμματος και των διαδικασιών πρόγνωσης.
Σημείο Ελέγχου 1. Τι είναι η τακτική περιοχική πρόγνωση; 2. Περιγράψτε τους ρόλους των αριθμητικών μοντέλων και των στατιστικών μοντέλων στην πρόγνωση του καιρού.
Για πους λόγους η πρόγνωση του καιρού δεν μπορεί να είναι πάντα ακριβής;
▲
ΕΙΚΟνΑ 13-3 Παραδείγματα χαρτών με τη χρήση στατιστικών αποτελεσμάτων για την πρόγνωση 2 ημερών της χωρικής κατανομής της ελάχιστης και της μέγιστης θερμοκρασίας.
Το Ξέρατε; Η μετεωρολογία προσφέρει ένα ευρύ φάσμα δυνατοτήτων επαγγελματικής απασχόλησης σε φοιτητές, που ενδιαφέρονται για τις φυσικές επιστήμες. Ο διαδικτυακός τόπος της Αμερικανικής Μετεωρολογικής Κοινότητας διαθέτει πολλούς χρήσιμους συνδέσμους για εκκολαπτόμενους επαγγελματίες. Στην ιστοσελίδα www.ametsoc.org/atmoscareers μπορείτε να βρείτε πληροφορίες για την εκπαίδευση που απαιτείται ώστε να γίνει κάποιος επαγγελματίας μετεωρολόγος. Επίσης, στην ιστοσελίδα www.ametsoc.org/amsucar_cirricula/cirriculaAlpha.cfm διατίθεται μία λίστα όλων των εκπαιδευτικών προγραμμάτων στις Ηνωμένες Πολιτείες, τα οποία προσφέρουν πτυχία στη μετεωρολογία ή στις ατμοσφαιρικές επιστήμες.
Σε όλους μας κάποια φορά χάλασαν τα σχέδια όταν οι καιρικές συνθήκες ήταν αρκετά διαφορετικές από αυτές που αναμέναμε, έχοντας ενημερωθεί από τα δελτία πρόγνωσης του καιρού. Σε μία τέτοια περίπτωση είναι απολύτως κατανοητή η σπουδή μας να αποδώσουμε την ευθύνη στην εσφαλμένη πρόγνωση του καιρού. Αυτή η επικριτική μας στάση δικαιολογείται από την εντύπωση που έχουμε ότι η πρόγνωση του καιρού πρέπει να είναι ακριβής και ότι κάθε αστοχία είναι αδικαιολόγητη. Γιατί όμως οι προγνώστες συχνά απέχουν πολύ από το να είναι σωστοί στις προγνώσεις τους; Θα φαντάζεται κανείς ότι έχοντας στη διάθεσή τους υπερυπολογιστές, δορυφόρους, μετεωρολογικά ραντάρ και διεθνή δίκτυα διαμοιρασμού δεδομένων, το να κάνουν μία έγκυρη πρόγνωση θα είναι κάτι εύκολο. Παρότι όμως οι περισσότεροι έτσι πιστεύουν, δεν είναι έτσι τα πράγματα. Στην πράξη, η ακριβής πρόγνωση του καιρού είναι κάτι το εξαιρετικά δύσκολο. Για να καταλάβετε το γιατί, φανταστείτε ότι θέλετε να προβλέψετε την αυριανή θερμοκρασία και σκεφτείτε μερικούς από τους παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Αρχικά, θυμηθείτε ότι η θερμοκρασιακή δομή της ατμόσφαιρας εξαρτάται εν μέρει από την απορρόφηση και εκπομπή της ακτινοβολίας (μικρού και μεγάλου μήκους κύματος), η οποία με τη σειρά της εξαρτάται από την κατακόρυφη και οριζόντια κατανομή των αερίων που συνθέτουν την ατμόσφαιρα, των νεφών, κλπ. Έτσι, για να υπολογίσετε τη θερμοκρασία σε κάποιο σημείο, πρέπει να έχετε στη διάθεσή σας λεπτομερείς πληροφορίες για τη σύσταση της ατμόσφαιρας και στις τρεις διαστάσεις της.
Φυσικά, με το νερό που περιέχεται στην ατμόσφαιρα να αλλάζει συνεχώς φάση, ανάμεσα στην υγρή τη στερεά και την αέρια, η σύσταση της ατμόσφαιρας δεν μπορεί να θεωρηθεί σταθερή, και για το λόγο αυτό θα πρέπει να προβλέψετε χρονικά αυτές τις αλλαγές. Θυμηθείτε επίσης ότι καθώς το νερό αλλάζει φάση, προσφέρεται στην ατμόσφαιρα ή απορροφάται από αυτήν λανθάνουσα θερμότητα. Έτσι, θα πρέπει να παρακολουθείτε συνεχώς αυτές τις ενεργειακές μεταβολές. Όμως, οι αλλαγές φάσης του νερού επηρεάζονται από μικρής κλίμακας ανοδικά και καθοδικά ρεύματα κι έτσι η συνολική σας προσπάθεια θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει και την
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
πρόγνωση των ανοδικών και καθοδικών κινήσεων μέσα στην ατμόσφαιρα. Επιπροσθέτως, δεν μπορούν να αγνοηθούν και οι οριζόντιες κινήσεις στην ατμόσφαιρα, καθώς με αυτές συμβαίνει η οριζόντια μεταφορά θερμών ή ψυχρών αερίων μαζών (βλέπε Κεφάλαιο 10).
Σε σχέση με τον άνεμο κοντά στην επιφάνεια, θα έρθετε αντιμέτωποι με το πρόβλημα της ροής υπό την επίδραση πολύπλοκου ανάγλυφου και της ποσοτικοποίησης της επίδρασης της τριβής μεταξύ ατμόσφαιρας και επιφάνειας της Γης. Πάνω από το στρώμα τριβής η κατάσταση είναι λιγότερο πολύπλοκη, όχι όμως κατά πολύ. Το βασικό πρόβλημα είναι οι συνεχείς αλληλεπιδράσεις: Οι κινήσεις της ατμόσφαιρας επηρεάζουν τις κινήσεις οι οποίες δημιουργούνται. Μ’ άλλα λόγια, μετά από λίγη ώρα ό άνεμος που αναπτύσσεται επηρεάζει τη διεύθυνση και την ταχύτητα του ανέμου που αναπτύχθηκε αρχικά. Έτσι, ακόμη κι αν ενδιαφέρεστε μόνο για τη θερμοκρασία, δεν μπορείτε να προσποιηθείτε ότι οι άνεμοι παραμένουν αμετάβλητοι και είστε αναγκασμένοι να μπείτε στη διαδικασία να προβλέψετε τις κινήσεις των αερίων μαζών, που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα. Δυστυχώς αυτό είναι πολύ δύσκολο, καθώς η ατμόσφαιρα είναι δυναμικά ασταθής. Μικρές διαταραχές συχνά μετατρέπονται σε μεγάλης κλίμακας χαρακτηριστικά της ατμοσφαιρικής κυκλοφορίας, τα οποία τελικά αποτελούν κυρίαρχο παράγοντα για την κίνηση των αερίων μαζών. Έτσι, αν και σκοπεύοντας να διαπιστώσετε τη μεταφορά θερμότητας θα ενδιαφερόσασταν μόνο για τις μεγάλης κλίμακας κινήσεις των αερίων μαζών, πρέπει να λάβετε υπόψη σας και τις μικρής κλίμακας κινήσεις, για να προβλέψετε πως θα εξελιχθεί η κατάσταση στη μεγάλη κλίμακα. Προφανώς, η πρόγνωση του καιρού περιλαμβάνει αλληλοσυνδεόμενα μεταξύ τους προβλήματα, κάθε ένα από τα οποία είναι δύσκολο να αντιμετωπιστεί μεμονωμένα, πόσο μάλλον συνδυαστικά. Καθώς πρέπει να αντιμετωπιστούν όλες αυτές οι δυσκολίες, είναι αξιοθαύμαστο το ότι οι προγνώσεις του καιρού παρουσιάζουν έστω κάποια ακρίβεια. Αντί να αναρωτιέται κανείς γιατί κάποιες φορές είναι λανθασμένες, θα έπρεπε να αναρωτιέται πως είναι δυνατόν τις περισσότερες φορές να είναι σωστές!
Η πρόγνωση του καιρού από την κυβέρνηση των Ηνωμένων Πολιτειών ξεκίνησε τη δεκαετία του 1870, όταν το Κογκρέσο ίδρυσε την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία υπό την διεύθυνση του Αμερικανικού Στρατού. Το 1890, ο οργανισμός αυτός μετονομάστηκε σε Εθνικό Γραφείο Καιρού και μεταφέρθηκε στο Υπουργείο Γεωργίας. Παρέμεινε εκεί, ώσπου μεταφέρθηκε στο Υπουργείο Εμπορίου το 1942. Το 1970 ιδρύθηκε το Εθνικό Κέντρο Διαχείρισης Ωκεανών και Ατμόσφαιρας (National Oceanic and Atmospheric Administration, NOAA1), στο οποίο περιλαμβάνονται αρκετές περιβαλλοντικές υπηρεσίες, συμπεριλαμβανομένης της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας, η οποία ανέκτησε την αρχική της ονομασία. Η Μετεωρολογική Υπηρεσία του Καναδά, έχει τις κεντρικές εγκαταστάσεις της στο Downsview του Οντάριο, επιλαμβάνεται όλων των καθηκόντων για την πρόγνωση του καιρού αυτής της χώρας και παρέχει μετεωρολογικές πληροφορίες στα 14 περιοχικά μετεωρολογικά κέντρα, που διαθέτει.
Σημείο Ελέγχου 1. Ποιοι παράγοντες περιπλέκουν την πρόβλεψη της θερμοκρασίας σε ένα δεδομένο σημείο; 2. Γιατί η πρόβλεψη της ποσότητας των υδρατμών στην ατμόσφαιρα είναι τόσο περίπλοκη;
1Γιατί
η πρόβλεψη της ποσότητας των υδρατμών στην ατμόσφαιρα είναι τόσο πε-
ρίπλοκη;
Ανάλυση και Πρόγνωση Καιρού
Μέθοδοι Πρόγνωσης
387
Δεν υπάρχει «σωστός» τρόπος πρόγνωσης του καιρού. Η μέθοδος που θα χρησιμοποιηθεί κάθε φορά, εξαρτάται από το χρονικό διάστημα που αφορά η πρόγνωση, το είδος των δεδομένων που είναι διαθέσιμα και το πλήθος των πληροφοριών για την παρούσα κατάσταση της ατμόσφαιρας. Θα μπορούσε να επιχειρηθεί μία πρόγνωση, ακόμη και χωρίς πληροφορίες για τον παρόντα καιρό, δεδομένης όμως της διαθεσιμότητας μακροπρόθεσμων πληροφοριών. Για παράδειγμα, η πρόγνωση θερμών και υγρών συνθηκών με πιθανότητα εκδήλωσης απογευματινών καταιγίδων στο Ορλάντο της Φλόριντα, στα μέσα του Αυγούστου, έχει μεγάλη πιθανότητα να αποδειχθεί σωστή. Τέτοιες προγνώσεις, οι οποίες βασίζονται σε πολυετείς παρατηρήσεις, είναι γνωστές ως κλιματολογικές προγνώσεις. Είναι προφανές ότι η αξιοπιστία μίας κλιματολογικής πρόγνωσης για μία ημέρα εξαρτάται από την διαχρονική μεταβλητότητα των καιρικών συνθηκών. Έτσι, μία πρόγνωση βασισμένη στην κλιματολογία μίας περιοχής, θα μπορούσε να ήταν επιτυχημένη για το Ορλάντο κατά τη θερινή περίοδο του έτους, όμως μόνο κάποιος πραγματικά θαρραλέος θα επιχειρούσε μία τέτοια πρόγνωση για μία ημέρα του Απριλίου στο Σικάγο, όπου αυτόν τον μήνα θα μπορούσαν να επικρατήσουν οποιεσδήποτε καιρικές συνθήκες. Ένα άλλο είδος πρόγνωσης, που αποκαλείται πρόγνωση εμμονής, βασίζεται αποκλειστικά στις παρούσες συνθήκες, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η κλιματολογία. Η αλήθεια είναι ότι όλοι μας χρησιμοποιούμε στην καθημερινότητά μας αυτού του είδους την πρόγνωση. Όταν βλέπουμε τον ανέφελο ουρανό και αποφασίζουμε να βγούμε από το σπίτι χωρίς την ομπρέλα μας, στοιχηματίζοντας ότι αυτές οι καιρικές συνθήκες θα συνεχίσουν να επικρατούν, στην ουσία κάνουμε μία τέτοιου είδους βραχυπρόθεσμη πρόγνωση. Με αυτό το απλό σκεπτικό μπορεί κανείς να κάνει μία αρκετά ασφαλή πρόβλεψη των καιρικών συνθηκών για ένα μικρό χρονικό διάστημα, όμως κάποια στιγμή θα αποτύχει να διακρίνει μία επικείμενη αλλαγή του καιρού, η οποία τελικά θα προκύψει. Με μια πιο επιστημονική προσέγγιση θα μπορούσε να υποτεθεί ότι μια πτώση της ατμοσφαιρικής πίεσης που παρατηρείται εδώ και λίγες ώρες θα συνεχιστεί και τις επόμενες, κάτι που σημαίνει ότι πλησιάζει ένα σύστημα χαμηλών πιέσεων, το οποίο αναμένεται να προκαλέσει αυξημένη νεφοκάλυψη. Και σε αυτή την περίπτωση η παρούσα συμπεριφορά εκτιμάται ότι θα συνεχιστεί στο μέλλον, με τη βεβαιότητα όμως ότι κάποια στιγμή θα πάψει να ισχύει και η πρόγνωση θα πέσει έξω. Φυσικά, αυτό που θέλουμε να προβλέψουμε είναι οι μεταβολές του καιρού και μία μέθοδος που δεν μπορεί να δώσει αυτή την πληροφορία είναι ουσιαστικά άχρηστη. Μέχρι τη δεκαετία του 1950, η ανάλυση και η πρόγνωση του καιρού εξαρτιόνταν αποκλειστικά από την εμπειρία των μετεωρολόγων και την ικανότητά τους να ερμηνεύουν σωστά τις τρέχουσες και τις παρελθούσες καιρικές συνθήκες. Ο μετεωρολόγος βάσιζε σε μεγάλο βαθμό την πρόγνωση στη σύγκριση των τρεχουσών συνθηκών με παρόμοιες συνθήκες, που είχε συναντήσει στην επαγγελματική του πορεία (όχι απαραίτητα από το άμεσο παρελθόν). Αυτή η προσέγγιση οδήγησε στην ανάπτυξη και χρήση κάποιων εμπειρικών κανόνων οι οποίοι βασίζονταν στην επανάληψη συγκεκριμένων μοτίβων και στη σχέση μεταξύ διαφόρων μετεωρολογικών παραμέτρων. Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια του χειμώνα ο υετός στις ανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες και στον Καναδά συνηθέστερα απαντάται με τη μορφή του χιονιού βορειότερα από την ισοϋψή των 5640 m της επιφάνειας των 500 hPa και με τη μορφή της βροχής νοτιότερα από αυτήν. Με αυτήν την αποκαλούμενη αναλογική προσέγγιση, ο μετεωρολόγος προσπαθεί να αναγνωρίσει ομοιότητες μεταξύ των τρεχουσών συνθηκών και άλλων παρόμοιων υποδειγματικών καταστάσεων που έχουν ήδη μελετηθεί παλιότερα. Υπάρχουν πολλές παραλλαγές της αναλογικής προσέγγισης, άλλες από αυτές είναι υποκειμενικές (εξαρτώμενες από τις δεξιότητες των μετεωρολόγων) και άλλες αντικειμενικές (απορρέουσες από στατιστικές σχέσεις). Σε όλες η υπόθεση είναι πως ό,τι συνέβη κάποια στιγμή στο παρελθόν αποτελεί βασικό στοιχείο για την πρόγνωση του καιρού.
416
Ο Καιρός και το Κλίμα
Ένα άλλο παρόμοιο μέτρο ακρίβειας είναι η πιθανότητα ανίχνευσης (probability of detection, PoD), η οποία αποτελεί το ποσοστό των συμβάντων ενός φαινομένου που προβλέφθηκαν σωστά. Η διαφορά με το βαθμό επιτυχίας είναι ότι στους υπολογισμούς δεν λαμβάνονται υπόψη οι περιπτώσεις που δεν συνέβη το φαινόμενο. Για παράδειγμα, στο Σχήμα 2α, η πιθανότητα ανίχνευσης (PoD) είναι 10/30 = 0,33 (στο ένα τρίτο της περιοχής στην οποία εκδηλώθηκε βροχόπτωση, η εκδήλωσή της προβλέφθηκε σωστά). Εάν οι προγνώσεις για όλα τα σημεία της περιοχής μελέτης ήταν θετικές («ναι») για την εκδήλωση ενός φαινομένου, τότε η πιθανότητα ανίχνευσης θα ήταν μέγιστη. Για το λόγο αυτό η πιθανότητα ανίχνευσης συχνά συνοδεύεται από το βαθμό ψευδούς προειδοποίησης, ο οποίος είναι το ποσοστό των θετικών προγνώσεων για την εκδήλωση του φαινομένου, οι οποίες όμως δεν επαληθεύτηκαν. Στο Σχήμα 2α φαίνεται ότι το 75 τοις εκατό (30/40) των προγνώσεων εκδήλωσης βροχόπτωσης δεν επαληθεύτηκαν τελικά, καθιστώντας τες ψευδείς προειδοποιήσεις.
Το μέτρο της προδιάθεσης μπορεί να υπολογιστεί και για μία δυαδική μεταβλητή. Σε αυτή την περίπτωση η προδιάθεση είναι απλά ο λόγος του πλήθους των θετικών προγνώσεων για την εκδήλωση ενός φαινομένου προς το πλήθος αυτών που επαληθεύτηκαν. Σύμφωνα με αυτό τον τρόπο υπολογισμού προκύπτει ότι για την τέλεια μέθοδο το μέτρο της προδιάθεσης θα πρέπει να είναι η μονάδα. Τιμές προδιάθεσης μεγαλύτερες της μονάδας δηλώνουν τάση υπερεκτίμησης, ενώ τιμές μικρότερες της μονάδας δηλώνουν τάση υποεκτίμησης. Στο παράδειγμά μας (Σχήμα 2α) η έκταση της περιοχής για την οποία προβλέφθηκε εκδήλωση βροχόπτωσης είναι μεγαλύτερη κατά ένα τρίτο από την έκταση της περιοχής που τελικά εκδηλώθηκε βροχόπτωση: καθιστώντας την τιμή της προδιάθεσης ίση με 1,33 = (40/30). Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, μία ιδανική τιμή προδιάθεσης δεν συνεπάγεται την και ιδανική μέθοδο πρόγνωσης. Για παράδειγμα, αν η έκταση της περιοχής για την οποία προβλέφθηκε εκδήλωση βροχόπτωσης μειωνόταν στα 20 Km2, τότε το μέγεθός της θα ήταν ίσο με το μέγεθος της περιοχής στην οποία πραγματικά εκδηλώθηκε βροχόπτωση, παρόλο που η πρόγνωση θα ήταν εσφαλμένη για ένα μεγάλο μέρος της περιοχής μελέτης.
Ένα άλλο μέτρο ακρίβειας, πολύ συνηθισμένο για δυαδικές μεταβλητές, είναι ο επίδοση της προειδοποίησης (threat score). Αυτό το μέτρο είναι παρόμοιο με την πιθανότητα ανίχνευσης (PoD), καθώς κι αυτό αφορά τα συμβάντα εκδήλωσης ενός φαινομένου. Ωστόσο, για τον υπολογισμό της επίδοσης της προειδοποίησης λαμβάνονται υπόψη και οι εσφαλμένες προειδοποιήσεις και οι αποτυχίες πρόγνωσης εκδήλωσης του φαινομένου (η πιθανότητα ανίχνευσης ανταποκρίνεται μόνο ως προς το τελευταίο). Κοιτώντας το Σχήμα 2α φαίνεται ότι η σωστή πρόγνωση εκδήλωσης βροχόπτωσης στα 10 Km2 υπερφαλαγγίζεται από μία μεγάλη έκταση για την οποία υπήρξε εσφαλμένη προειδοποίηση για εκδήλωση βροχόπτωσης και μία επίσης μεγάλη έκταση αποτυχίας πρόγνωσης της εκδήλωσης βροχόπτωσης. Με δεδομένο το μεγάλο μέγεθος αυτών των εκτάσεων η τιμή 33 τοις εκατό για την πιθανότητα ανίχνευσης φαίνεται να υπερεκτιμάει την επιτυχία του μοντέλου. Η επίδοση της προειδοποίησης θεραπεύει αυτό το πρόβλημα και δίνεται από τον τύπο
όπου οι όροι στον αριθμητή και στον παρονομαστή του δεξιού μέρους της ισότητας είναι οι εκτάσεις των περιοχών (ή το πλήθος των τόπων) στις οποίες πραγματοποιήθηκε σωστή πρόγνωση εκδήλωσης του φαινομένου (σωστή προειδοποίηση), πρόγνωση εκδήλωσης του φαινομένου (προειδοποίηση) και πραγματική εκδήλωση του φαινομένου (εκδήλωση). Ο όρος προειδοποίηση χρησιμοποιείται διότι ο παρονομαστής είναι στην ουσία το σύνολο της έκτασης για την οποία δίνεται προειδοποίηση ή απαιτείται προειδοποίηση ότι «απειλείται» από την εκδήλωση ενός φαινομένου, είτε γιατί προβλέπεται από το μοντέλο, είτε γιατί πραγματικά εκδηλώθηκε το φαινόμενο ή και για τους δύο λόγους μαζί. Από το Σχήμα 2α φαίνεται ότι η τιμή της επίδοσης προειδοποίησης είναι 0,17 = 10/(40 + 30 —
▲
ΕΙΚΟνΑ 2 Υποθετική χωρική κατανομή του παρατηρηθέντος υετού και του προβλεφθέντος. Ο αριθμός μέσα στην περιοχή κάθε έλλειψης αφορά το ποσοστό των περιπτώσεων στις οποίες εκδηλώθηκε υετός, αλλά δεν προβλέφθηκε ή το αντίστροφο. Ο αριθμός στην τομή των δύο ελλείψεων δηλώνει το ποσοστό των περιπτώσεων στις οποίες εκδηλώθηκε υετός και είχε προβλεφθεί. Ο αριθμός έξω από τις ελλείψεις αφορά εκτάσεις στις οποίες δεν εκδηλώθηκε υετός ή δεν προβλέφθηκε.
10), η μισή σε σχέση με την πιθανότητα ανίχνευσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι για την ιδανική μέθοδος πρόγνωσης η τιμή της επίδοσης προειδοποίησης θα πρέπει να είναι ίση με τη μονάδα, διότι τότε η περιοχή σωστής προειδοποίησης και η περιοχή που πραγματικά εκδηλώθηκε το φαινόμενο θα συμπίπτουν.
Στο Σχήμα 3 σχεδιάζονται οι ετήσιες τιμές της επίδοσης προειδοποίησης για την περίπτωση υετού άνω των 2,5 cm, όπου φαίνεται η βελτίωση της απόδοσης του προγνωστικού μοντέλου του NCEP. Σε αντίθεση με την προδιάθεση, η επίδοση προειδοποίησης εμφανίζει αυξητικές τάσεις, κάτι που σημαίνει ότι η επίδοση των αριθμητικών μοντέλων και για την 1η και για τη 2η ημέρα πρόγνωσης βελτιώνεται με το πέρασμα του χρόνου. Ένα μέρος της διακύμανσης που εμφανίζουν οι τιμές της επίδοσης προειδοποίησης οφείλεται στις μεταβολές των καιρικών συνθηκών από έτος σε έτος (τα πιο υγρά έτη παρουσιάζουν μεγαλύτερες τιμές επίδοσης προειδοποίησης), αλλά κάποιες απότομες βελτιώσεις μπορούν να αποδοθούν στην υιοθέτηση νέων μοντέλων. Ιδιαίτερα εμφανής είναι η μείωση των διαφορών μεταξύ των επιδόσεων προειδοποίησης για τις προγνώσεις της 1ης ημέρας και της 2ης ημέρας, γεγονός που υποδηλώνει ότι οι προγνώσεις για τη 2η ημέρα έχουν παρουσιάσει μεγαλύτερη βελτίωση. Συγκεκριμένα, από την αρχή της δεκαετίας του 1990 οι προγνώσεις για τη 2η ημέρα έφτασαν να είναι το ίδιο καλές όπως και οι προγνώσεις για την 1η ημέρα που πραγματοποιούνταν στις αρχές της δεκαετίας του 1960. Συνάγεται λοιπόν το συμπέρασμα ότι σε αυτήν την τριαντακονταετία η ικανότητα πρόγνωσης διπλασιάστηκε. Μελετώντας μόνο τις αλλαγές στις τιμές που αφορούν τη 2η ημέρα πρόγνωσης φαίνεται ότι η επίδοση της πρόγνωσης τριπλασιάστηκε. Η μέτρηση της ακρίβειας των πιθανοκρατικών προγνώσεων είναι μια πιο πολύπλοκη υπόθεση. Όπως έχει προαναφερθεί, η περισσότερο συνηθισμένη πρόγνωση τέτοιου είδους είναι η πρόγνωση της πιθανότητας εκδήλωσης υετού (probability-of-precipitation, PoP) δηλαδή, η πρόγνωση της πιθανότητας ένα τυχαίο σημείο της περιοχής πρόγνωσης να δεχθεί ύψος υετού ίσο με ή μεγαλύτερο από 0,2 mm κατά τη διάρκεια μίας ορισμένης χρονικής περιόδου. Θεω-
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 13
Ανάλυση και Πρόγνωση Καιρού ◄
ρώντας λοιπόν μία συγκεκριμένη τοποθεσία, η πιθανότητα εκδήλωσης βροχόπτωσης 60 τoις εκατό σημαίνει ότι αν πραγματοποιούνταν 10 προγνώσεις γι’ αυτήν την τοποθεσία, στις 6 από αυτές θα προβλέπονταν βροχόπτωση. Σε μία πρόγνωση θα μπορούσε να αναφέρεται ότι «η πιθανότητα βροχόπτωσης είναι 70 τοις εκατό». Πως μπορεί να αποτιμηθεί η ακρίβεια αυτής της πρόγνωσης; Σύμφωνα με την πρόγνωση, για μια συγκεκριμένη τοποθεσία της περιοχής πρόγνωσης υπάρχει πιθανότητα 70 τοις εκατό να βρέξει κατά τη διάρκεια μίας συγκεκριμένης χρονικής περιόδου. Προφανώς δεν είναι δυνατό να προσδιοριστεί η ακρίβεια της πρόγνωσης ελέγχοντας μόνο μία περίπτωση για το αν έβρεξε ή όχι (αποτυχία πρόγνωσης βροχής για μία ημέρα δεν σημαίνει αποτυχημένη πρόγνωση). Αν όμως από όλες τις προγνώσεις που προέβλεπαν πιθανότητα εκδήλωσης βροχόπτωσης 70 τοις εκατό, για οποιοδήποτε τοποθεσία, υπολογίζονταν το ποσοστό των περιπτώσεων που πράγματι εκδηλώθηκε βροχόπτωση, τότε θα μπορούσε να φανεί αν αυτό θα ήταν μεγαλύτερο ή μικρότερο της προβλεπόμενης πιθανότητας και έτσι να αποτιμηθεί η ακρίβεια της μεθόδου πρόγνωσης. Για μία πλήρη αποτίμηση της μεθόδου πρόγνωσης θα έπρεπε να ελεγχθούν με αυτόν τον τρόπο όλες οι τιμές πιθανότητας εκδήλωσης βροχόπτωσης που θα προέβλεπε το μοντέλο και όχι μόνο η τιμή του 70 τοις εκατό. Ουσιαστικά θα έπρεπε να γίνει μία σύγκριση της κατανομής των πιθανοτήτων που προβλέπονται από το μοντέλο με την κατανομή πιθανότητας των περιπτώσεων εκδήλωσης της βροχόπτωσης.
Όπως έχει αναφερθεί, η επίδοση μίας μεθόδου πρόγνωσης φαίνεται όταν αυτή μπορεί να προβλέπει καιρικές καταστάσεις οι οποίες είναι αρκετά διαφορετικές από τις συνηθισμένες, ή αλλιώς από την κλιματολογία. Έτσι, ως σημείο αναφοράς για να χαρακτηριστεί μία μέθοδος πρόγνωσης ως μη ικανή θα μπορούσε να είναι η κλιματολογία. Ωστόσο, αυτή δεν είναι η μοναδική επιλογή. Εναλλακτικά, ένα αριθμητικό μοντέλο θα μπορούσε να συγκριθεί με ένα άλλο ή οι προγνωστικές του τιμές να συγκριθούν με ένα σύνολο τελείως τυχαίων τιμών. Για παράδειγμα η επίδοση της προειδοποίησης συχνά προσαρμόζεται κατάλληλα με τη χρήση του αναμενόμενου πλήθους επιτυχιών στην περίπτωση που οι προγνώσεις είναι τελείως τυχαίες. Εάν για το παράδειγμα του Σχήματος 2 (πρόγνωση βροχής για το 30% της περιοχής) οι προγνώσεις εκδήλωσης βροχόπτωσης πραγματοποιούνταν με τυχαίο τρόπο για διάφορα σημεία της περιοχής μελέτης, τότε θα αναμένονταν αρκετά μεγάλος βαθμός επιτυχίας, απλά και μόνο επειδή σε ένα μεγάλο μέρος της περιοχής εκδηλώθηκε βροχόπτωση (εάν κανείς προσπαθούσε να προβλέψει την εκδήλωση βροχόπτωσης σε κάποιο σημείο της περιοχής μελέτης πετώντας ένα βελάκι στο διάγραμμα του Σχήματος 2α, θα είχε 30 τοις εκατό πιθανότητα να πετύχει κάποιο σημείο στο οποίο πράγματι εκδηλώθηκε βροχόπτωση - υποθέτουμε ότι μπορεί να πετύχει διάγραμμα). Καθώς θα μπορούσε η έκταση της περιοχής στην οποία προβλέπεται εκδήλωση βροχόπτωσης να μεγαλώνει με την έκταση της περιοχής όπου εκδηλώθηκε βροχόπτωση να παραμένει σταθερή, η επίδοση της προειδοποίησης θα αυξανόταν, γεγονός όμως που δεν σημαίνει ουσιαστική βελτίωση της πρόγνωσης. Κάτι τέτοιο μπορεί να αντιμετωπιστεί με τον υπολογισμό αρχικά της αναμενόμενης έκτασης σωστής προειδοποίησης βροχόπτωσης, υποθέτοντας ότι οι προγνώσεις γίνονται τελείως τυχαία. Αυτό δίνεται από τον τύπο
417
ΕΙΚΟνΑ 3 ??????????
Ο όρος μέσα στην παρένθεση είναι το ποσοστό της περιοχής μελέτης όπου εκδηλώθηκε βροχόπτωση. Πολλαπλασιάζοντάς αυτό το ποσοστό με την έκταση της περιοχής για την οποία προγνώστηκε εκδήλωση βροχόπτωσης (προειδοποίηση βροχόπτωσης) προκύπτει η έκταση της περιοχής για την οποία αναμένεται σωστή προειδοποίηση. Λαμβάνοντας αυτό υπόψη η αληθής επίδοση της προειδοποίησης (equitable threat score) υπολογίζεται από τον τύπο:
Για το παράδειγμα του Σχήματος 2α, η αναμενόμενη έκταση σωστής προειδοποίησης για βροχόπτωση είναι EC = 40(30/100) ή 12 Km2. Αυτό σημαίνει ότι μη γνωρίζοντας τίποτε για τις φυσικές διεργασίες που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα και κάνοντας μία τελείως τυχαία πρόγνωση για εκδήλωση βροχόπτωσης σε μία τυχαία περιοχή έκτασης 40 Km2, θα αναμένονταν η πρόγνωση να ήταν σωστή σε ένα μέρος αυτής της περιοχής έκτασης 12 Km2. Για το ίδιο παράδειγμα η αληθής επίδοση προειδοποίησης είναι ETS = (10 — 12)/(40 + 30 — 10 — 12) ή -0,04, αρνητικός αριθμός! Έχει αυτό κάποιο νόημα; Βεβαίως, καθώς η μέθοδος πρόγνωσης παρουσίασε μικρότερη επιτυχία από την τυχαία αναμενόμενη, φαίνεται πολύ λογικό να χαρακτηριστεί «αρνητική» η επίδοσής της.
Στο Σχήμα 2β έχει σχεδιαστεί μία παρόμοια περίπτωση, με μικρότερη όμως έκταση για την οποία προβλέπεται εκδήλωση βροχόπτωσης. Η πιθανότητα ανίχνευσης (PoD) είναι και πάλι ίδια όπως και πριν (0,33) και η επίδοση προειδοποίησης είναι λίγο μεγαλύτερη (0,25 έναντι 0,17). Παρά ταύτα ενώ στην προηγούμενη περίπτωση η επίδοση της μεθόδου πρόγνωσης ήταν αρνητική σε σχέση με την τυχαιότητα, σε αυτή την περίπτωση η αληθής επίδοση της προειδοποίησης προκύπτει να είναι 0,12. Αν και η έκταση με σωστή πρόγνωση εκδήλωσης βροχόπτωσης (σωστή προειδοποίηση) δεν είναι μεγαλύτερη απ’ ό,τι πριν, σε αυτή την περίπτωση η έκταση της περιοχής με εσφαλμένες προγνώσεις εκδήλωσης βροχόπτωσης (ψευδείς προειδοποιήσεις) είναι μικρότερη, κάνοντας την πρόγνωση να εμφανίζει θετική επίδοση. Είναι φανερό ότι δεν υπάρχει ένα και μοναδικό μέτρο για τον καθορισμό της ποιότητας των διαφόρων μεθόδων πρόγνωσης. Αντίθετα, διάφορα μέτρα προσφέρουν διαφορετικού είδους πληροφορίες, έχοντας το καθένα τη δική του χρήση. Η άλλη όψη αυτής της διαπίστωσης είναι ότι, το αν ένα προγνωστικό μοντέλο εμφανίζει ή όχι βελτίωση με το πέρασμα του χρόνου, ή είναι καλύτερο ή χειρότερο από ένα άλλο ανταγωνιστικό προγνωστικό μοντέλο, εξαρτάται κατά ένα μέρος με τον τρόπο με τον οποίο μετράται η ακρίβεια και η επίδοσή του. Για μία προσεκτική αποτίμηση απαιτείται να γίνεται σύγκριση πολλών μέτρων ακρίβειας και επίδοσης.