Veðurspá – "ónákvæm vísindi"

Til að spá fyrir um veðrið í dag þarf veðurfræðingur að stunda nám í loftslagsfræðum. Nákvæmnin í veðurspá er hins vegar oft málið hjá grínistum – allir vita jú hversu nákvæm „spáin“ er, ekki satt? Starfsmaður bandarísku veðurstofunnar sagði eftirfarandi eftir að ofsaveður lagði brúðkaupsveislu eftir hádegi í rúst:

„Veðurspá er enn ónákvæm vísindi“, segir Charles McGill sem starfar í Burlington skrifstofu Veðurstofunnar (NWS). Daginn fyrir brúðkaupið hafði veðurstofan spáð stormi seint um kvöldið, en ekki síðdegis. „Kannski verða spálíkönin einhvern tímann nógu góð til að tiltaka nákvæmlega hvenær og hvar einstaka þrumuveður muni gerast, en ég tel þann dag vera langt í burtu.“ (Weather Forecasting, National Geographic, júní 2005, bls. 95).

Hvers vegna, eftir meiriháttar tækniframfarir og rannsóknir í áraraðir, er veðurspá enn „ónákvæm vísindi“?

Jafnvel eftir meiriháttar tækniframfarir og rannsóknir í áraraðir er uppruni veðurs ennþá leyndardómur.

Áður en Kepler uppgötvaði lögmálin um hreyfingu himintunglanna, voru hreyfingar plánetanna í sólkerfinu leyndardómur, af sömu ástæðu og veðrið er leyndardómur í dag – náttúrlögmálin sem stjórna veðrinu eru ekki skilin.

Löngu fyrir tíma stjörnusjónaukanna voru pláneturnar bara þekktar sem ljóspunktar á himninum sem virtust reika um, en enginn vissi hvers vegna. Þar til mannkynið gat spáð fyrir um hvar pláneta myndi birtast á himninum og hvenær hún myndi birtast þar, þá urðu þeir sem rannsökuðu þær að viðurkenna að þeir skildu ekki hreyfingar þeirra. Nýju lögmál Keplers um hreyfingu himintunglanna breytti þessu öllu. Með sólina í miðju kerfinu leyfði nýskilgreindu lögmálin vísindamönnum að sjá fyrir sér pláneturnar á sporbrautum í sólkerfinu sem færði þeim skilning á hreyfingu plánetanna.

Það sama gildir um veðrið. Svo lengi sem við getum ekki spáð fyrir um hvenær og hvar miklir stormar og veðurmynstur munu geysa, getum við ekki sagt að við skiljum náttúrulögmál veðursins. Og við getum ekki spáð fyrir um veðrið fyrr en við skiljum hvaðan veðrið á uppruna sinn.

Myrku tímar vísindanna hafa haldið flestum loftslagsfræðingum frá því að læra það að náttúran öll, þar á meðal veðrið, er grundvölluð á náttúrulögmálum. Til dæmis lýsti veðurfræðingur þessu yfir:

Allt sem þarf til að skapa veður er loft og upphitun frá sólinni. (Weather Forecasting, National Geographic, júní 2005, bls. 95).

Við munum læra að þessi yfirlýsing er röng. Hvernig getur slík yfirlýsing í rauninni verið gerð þegar veðurspá er viðurkennd að vera „ónákvæm vísindi“? Þar til við getum spáð fyrir um veðrið með nokkurri nákvæmni, á hvaða hátt erum við betur stödd en stjörnufræðingar fyrr á tímum sem reyndu að spá fyrir um tíma og staðsetningu reikistjarnanna áður en lögmál Keplers voru uppgötvuð?

Eins og með öll svið vísindanna, vöntun náttúrulögmála í loftslagsvísindum hefur leitt til margra kenninga sem hafa lítið gert fyrir þennan geira. Til dæmis er ein vinsæl kenning sem við köllum fiðrilda-veðurkenninguna sem heldur áfram að hafa áhrif á veðurspá:

Litlir hlutir geta haft gríðarlegar afleiðingar. Þetta var þrýstikraftur áhrifamikils fyrirlesturs veðurfræðingsins Ed Lorenz frá 1972 undir heitinu „Predictability: Does the Flap of a Butterly´s Wings in Brazil Set Off a Tornado in Texas?“ [Forspárgildi: Setja vængjaslættir fiðrildis í Brasílíu af stað hvirfilvind í Texas?]. Lorenz kom með þau rök að flókin kerfi eins og lofthjúpur Jarðarinnar geta breyst vegna, að því er virðist, þýðingarlítilla þátta – vindhviðu hér, auka varma þar. Þetta er áskorun fyrir þá sem spá fyrir um veður. (Weather Forecasting, National Geographic, júní 2005, bls. 98).

Þetta er rétt grundvallarregla – að út frá litlum hlutum geta miklir hlutir gerst. En fiðrildi er örugglega ekki að fara að hafa mælanleg áhrif á hvirfilvind. „Fiðrildaveður“ virðist vera áhugaverð hugmynd sem er gaman fyrir prófessora í veðurfræði að kenna, en hún ögrar heilbrigðri skynsemi og hefur óvart valdið því að veðurfræðingar glati trú sinni á þeim möguleika að einhver geti nokkurn tímann „tiltekið nákvæmlega hvenær og hvar einstaka þrumuveður muni gerast.“

Að sjálfsögðu benda veðurfræðingar á betrumbætur í veðurspám á síðastliðnum áratugum, en ástæðan fyrir því að spár þeirra hafa bæst á stuttum tíma ein einföld: þeir geta bókstaflega séð veðrið koma langt að. Framfarir í tækni, einkum í gervitunglum, gefa veðurfræðingum stöðugt myndir af hnattrænum veðurfyrirbærum. Þessi rauntíma gögn hafa haft mikil áhrif, segir National Geographic:

Þökk sé aðallega skarpari tólum og öflugri tölvum, geta veðurfræðingar teigt sig lengra inn í óþekkta framtíð. (Weather Forecasting, National Geographic, júní 2005, bls. 94).

Að öðlast fleiri gögn með nýrri tækni eykur aðeins þekkinguna á veðurmynstri eins og þau gerast, en þau hjálpa lítið við að spá lengra fram en um nokkra daga, enda er uppruni veðurs enn ekki skilinn. Gervitungl sem líta niður á ský sem hreyfast í áttina til okkar leyfa veðurfræðingum að spá um veðrið á sama hátt og forfeður okkur gerðu það, bara með örlítið meiri fjarlægð!

Hvers vegna getur veðurfræðin með öllum sínum mælitækjum, tölvulíkönum og þekkingu í vísindum ekki spáð fyrir um veðrið með meiri nákvæmni? Þekking okkar á veðrinu er greinilega enn mjög takmörkuð.