In fiecare dimineata, milioane de oameni isi pornesc radiourile si televizoarele ca sa asculte buletinul meteorologic. Sunt norii de pe cer aducatori de ploaie? Anunta seninul diminetii o zi insorita? Vor provoca temperaturile crescande topirea zapezii si a ghetii? Dupa ce asculta buletinul meteo, ei se hotarasc cu ce haine sa se imbrace si daca trebuie sau nu sa-si ia cu ei o umbrela.

Din cand in cand insa, prognozele meteo nu prea se aproprie de realitate. Intr-adevar, desi in ultimii ani s-au facut progrese considerabile in ce priveste acuratetea prognozelor, la prevederea vremii contribuie o fascinanta combinatie, deloc simplista, de arta si stiinta. In ce anume consta prevederea vremii si cat de demne de incredere sunt prognozele meteorologice? Pentru a raspunde la aceste intrebari, sa vedem mai intai, care au fost primii pasi in prevederea vremii.

Instrumente de masura

In timpurile antice, prevederea vremii se baza in principal pe observatiile facute cu ochiul liber. In prezent, meteorologii au la dispozitie o gama larga de instrumente complexe, dintre care cele de baza masoara presiunea atmosferica, temperatura, umiditatea si intensitatea vantului.

In 1643, fizicianul italian Evangelista Torricelli a inventat barometrul, un instrument simplu cu ajutorul caruia se masoara presiunea atmosferica. Nu dupa mult timp s-a observat ca presiunea atmosferica creste si scade in functie de schimbarile vremii, in multe cazuri scaderea ei prevestind apropierea unei furtuni. Higrometrul, cu ajutorul caruia se masoara umiditatea aerului, a fost inventat in 1664. Iar, in 1714, fizicianul german Daniel Fahrenheit a inventat termometrul cu mercur. In prezent, temperatura se poate masura cu exactitate. In jurul anului 1765, omul de stiinta francez Anoine-Laurent Lavoisier a propus masurarea zilnica a presiunii atmosferice, a umiditatii aerului si a vitezei si directiei vantului. "Daca detinem toate aceste informatii, a declarat el, se poate prevedea aproape intodeauna, cu o exactitate rezonabila, starea vremii din ziua urmatoare sau din urmatoarele doua zile." Din nefericire, acest lucru nu s-a dovedit a fi chiar atat de simplu.

Urmarirea evolutiei vremii

In 1864, un vas francez de razboi si 38 de vase comerciale s-au scufundat din cauza unei furtuni violente izbucnite in apropierea portului Balaklava, din Crimeea. Autoritatile franceze i-au cerut lui Urbain-Jean-Joseph Leverrier, directorul Observatorului din Paris, sa faca investigatii. Verificand inregistrarile meteorologice, el a descoperit ca furtuna se formase cu doua zile inaintea dezastrului si maturase Europa dinspre nord-vest spre sud-est. Daca ar fi existat un sistem de urmarire a miscarilor furtunilor, vasele ar fi putut fi avertizate din timp. Prin urmare, in Franta s-a instituit un serviciu national de avertizare impotriva furtunilor. Asa a luat fiinta meteorologia moderna.

Insa oanenii de stiinta aveau nevoie de o modalitate rapida de a primii date din alte locuri. Iar telegraful electromagnetic, nu demut inventat de Samuel Morse, era cel mai potrivit mijloc de a primii aceste date. Astfel, a fost posibil ca in 1863 Observatorul din Pris sa inceapa sa publice primele harti sinoptice, format modern. In jurul anului 1872, si Biroul Meteorologic Britanic facea acelasi lucru.

Cu cat meteorologii acumulau mai multe date, cu atat erau mai constienti de complexitatea fenomenelor meteorologice. Prin urmare, s-au realizat noi instrumente grafice, astfel incat hartile sinoptice sa cuprinda informatii suplimentare. Izobarele, de exemplu, sunt linii care unesc punctele de egala presiune atmosferica. Izotermele leaga locurile in care exista aceeasi temperatura. De asemenea, hartile sinoptice cuprind simboluri care arata directia si forta vantului, precum si linii care descriu intalnirea maselor de aer cald si rece. Un mare pas inainte s-a inregistrat si in privinta echipamentelor sofisticate. In zilele noastre, sute de statii meteorologice din intreaga lume lanseaza baloane ce poarta radiosonde, instrumente care masoara conditiile atmosferice si apoi transmit informatiile prin radio. Este folosit si radarul. Datorita faptului ca undele radio sunt reflectate de picaturile de ploaie si de particulele de gheata din nori, meteorologii pot urmarii miscarea furtunilor.

Un mare progres in observarea exacta a vremii s-a realizat in 1960, cand TIROS I, primul satelit meteorologic din lume, s-a avantat spre cer, echipat cu o camere video. In prezent, satelitii meteorologici sunt plasati pe orbite polare in jurul pamantului, pe cand satelitii geostationari isi mentin pozitia fixa deasupra suprafetei pamantului care se afla in "campul lor vizial". Ambele tipuri transmit imagini ale starii vremii, pe care le observa de sus.

Prevederea vremii

Una este sa stii cu exactitate care este starea vremii chiar acum si cu totul alta este sa prevezi cum va fii peste o ora, peste o zi sau peste o saptamana. La scurt timp dupa primul razboi mondial, meteorologul britanic Lewis Richardson a presupus ca, intrucat atmosfera se supune legilor fizicii, el se poate folosii de matemetica pentru a prevedea vremea. Insa formulele erau atat de complicate, iar efectuarea calculelor necesita atat de mult timp, incat fronturile atmosferice se deplasau inainte ca meteorologii sa-si termine calculele. Mai mult decat atat, Richardson aduna date meteorologice odata la sase ore. "Doar pentru o prognoza partial corecta este nevoie de masuratori facute la intervale de cel putin treizeci de minute", specifica meteorologul Rene Chaboud.

Insa aparitia calculatoarelor a facut posibila efectuarea rapida a unor calcule lungi. Meteorologii au folosit calculele lui Richardson pentru a pune bazele unui model numeric complex, o serie de ecuatii matemetice care inglobeaza toate legile cunoscute ce guverneaza vremea.

Pentru a putea folosii aceste ecuatii, meteorologii au impartit suprafata pamantului intr-o grila. In prezent, modelul global folosit de Biroul Meteorologic Britanic are puncte de grila situate la o distanta de aproximativ 80 de kilometri unele de altele. Atmosfera de deasupra fiecarui patrat este numita casuta, iar datele referitoare la vant, presiune atmosferica, temperatura si umiditate sunt inregistrate la altitudini diferite, si anume de la 20 de nivele. Calculatorul analizeaza datele primite de la statiile de observatie din intrega lume, numarul lor fiind de peste 3500, iar apoi elaboreaza o prognoza cu starea vremii in lume pentru urmatoarele 15 minute. Odata ce s-a facut acest lucru, se elaboreaza rapid prognoza pentru urmatoarele 15 minute. Repetand acest proces de mai multe ori, calculatorul poate intocmii o prognoza globala pentru urmatoarele sase zile in doar 15 minute.

Pentru obtinerea mai multor detalii si a unei acuratete mai mari pentru prognozele locale, Biroul Meteorologic Britanic se foloseste de Modelul de Arie Limitata, care include Atlanticul de Nord si anumite zone ale Europei. Punctele de grila se afla la o distanta de aproximativ 50 de kilometri unele de altele. De asemenea, exista un model care cuprinde doar insulele britanice si marile dimprejur. Acesta inglobeaza 262384 de puncte de grila, situate la 15 kilometri unele de altele, si are 31 de nivele pe verticala!

Rolul meteorologului

Prevederea vremii insa nu este pur si simplu stiintifica. Potrivit celor spuse in The World Book Encyclopedia, "formulele folosite de calculatoere nu sunt decat descrieri aproximative ale comportamentului atmosferei". Mai mult decat atat, chiar si o prognoza exact elaborata s-ar putea sa nu tina cont de influenta pe care o are terenul local asupra vremii. Asadar, este necesara si putina arta. Aici isi incepe rolul meteorulogul. El isi foloseste experienta si discenamantul pentru a stabilii ce valoare sa atribuie datelor primite. Aceasta il ajuta sa elaboreze o prognoza mai exacta.

De exemplu, cand aerul rece care vine dinspre Marea Nordului inainteaza pe deasupra continentului european se formeaza un strat subtire de nori. Daca acest strat de nori anunta ploaie deasupra Europei continentale pentru urmatoarea zi sau daca pur si simplu se va evapora in caldura soarelui depinde de o diferente de temperatura de doar cateva zecimi de grad. Datele meteorologului si experienta acumulata din situatii anterioare similare il ajuta sa dea sfaturi demne de incredere. Aceasta combinatie de arta si stiinta are o importanta foarte mare in elaborarea unor prognoze exacte.

Cat de demne de incredere sunt prognozele meteorologice?

In prezent, Biroul Meteorologic Britanicatribuie prognozelor pentru urmatoarele 24 de ore o acuratete de 86 la suta.Prognozele elaborate ce Centrul European pentru Prognoze Meteo Medii pentru urmatoarele cinci zile au o acuratete de 80 la suta, deci mai mare decat cea a prognozelor pentru urmatoarele doua zile efectuate la inceputul anilor'70. Suna impresianant, insa prognozele sunt departe de a fi perfecte. De ce nu sunt prognozele meteorologice mai demne de incredere?

Pentru simplul motiv ca sistemele meteorologice sunt extrem de complicate. Si nu este posibil sa se faca toate masuratorile pentru a se obtine o prognoza sigura. Pe suprafete vaste ale oceanului nu exista balize meteorologice care sa transmita date prin satelit la statiile meteo de pe uscat. Punctele de grila ale modelului climatic rareori corespund cu exactitate cu locurile obsevatoarelor meteorologice. Pe langa aceasta, oamenii de stiinta inca nu inteleg toate fortele naturii care influenteaza vremea.

Insa se fac incontinuu imbunatatiri in modul de elaborare al prognozelor meteorologice. De exemplu, prevederea vremii se facea in primul rand pe baza observarii atmosferei. Intrucat 71 la suta din suprafata globului este acoperita de oceane, cercetatorii isi indreapta atentia in prezent spre modul in care este stocata si transferata energia de la ocean la aer. Prin intermediul unui sistem de balize, Sistemul de Observare a Oceanului Planetar furnizeaza informatii privitoare la ridicari usoare ale temperaturii apei dintr-o anumita regiune, fapt care poate avea consecinte dramatice asupra starii vremii dintr-o regiune indepartata.

Patriarhul Iov a fost intrebat: "Si cine poate pricepe ruperea norului si tunetul cortului Sau [al lui Dumnezeu]?"(Iov 36:29). Chiar in prezent, omul cunoaste relativ putine lucruri privitoare la evolutia vremii. Cu toate acestea, prevederea moderna a vremii este suficient de precisa pentru a fi luata in serios. Cu alte cuvinte, data viitoare cand meteorologii spun ca este posibil sa ploua, ar fi bine sa va luati umbrela!