Hava Durumu Tahminleri Neden Her Zaman Biraz İsabetsizdir?

Hava tahmin bilimi her gün kamunun yoğun takibi ve dikkati ile sınanır. Tahminler doğru olduğunda nadiren yorum yapılır. Yanlış olduğunda ise şikayet etmek için zaman kaybetmeyiz. Günün birinde saati saatine isabetli, hatasız hava durumu tahminlerinde bulunmayı başarabilecek miyiz?

Hava tahmininde bulunmak çok sayıda aşama içerir. Her şey belirli bir anda atmosferin küresel görünümünü ‘fotoğraflamak’la başlar. Bu anlık görünüm, stratosfer yüzeyinden itibaren tüm dünyayı kaplayan üç boyutlu koordinatlar üzerine haritalanır.

Atmosfer davranışlarını fizik denklemleri ile açıklayan süper bilgisayarlar ve karmaşık modellemeler aracılığıyla bu fotoğraf bir adım ileri taşınarak terabaytlarca ham hava tahmin verisi üretilir. Ardından bu verileri yorumlayacak uzmanların elinde kamusal yayın için anlamlı bir forma kavuşur.

Havayı koklamak

Hava tahmini zorlu bir uğraştır. Her şeyden önce yapısı gereği tahmin edilemez bir şeyi tahmin etme çabasına dayanır. Atmosfer kaotik bir sistemdir – atmosferin bir noktasındaki minik bir değişim zamanla oldukça belirleyici sonuçlar doğurabilir. Bakınız: ‘kelebek etkisi’ analojisi.

Hava tahmininde yapılan minik bir hata hızla büyüyerek daha büyük ölçekteki hatalara yol açar. Atmosferi modellerken varsayımlarda bulunduğumuzdan, hava tahmin hatalarının ne denli kolay oluştuğu anlamak güç değil. Kusursuz bir tahmin için her bir hatayı elememiz gerekir.

Hava tahmin becerimiz sürekli olarak iyileşme gösteriyor. Süper bilgisayarlar çağında hava tahminleri, önceki döneme kıyasla çok daha güvenilir nitelikte. Birleşik Krallık’ta en eski hava tahmini yayını 1861 yılına dayanıyor. Kraliyet Donanma memuru ve meteoroloji meraklısı Robert Fitzroy, The Times için az sayıda alanı gözlemleyerek grafikler çiziyor ve geçmişte grafiklerin benzerlik gösterdiği dönemlerde havanın nasıl olduğuna dayanarak tahminler yürütüyordu. Fakat tahminleri genellikle yanlış çıkıyor ve basın Fitzroy’u eleştirmekte hiç gecikmiyordu.

1950’lerde süper bilgisayarların hava durumu tahmin uzmanlarının erişimine açılmasıyla büyük bir sıçrayış gerçekleşti. İlk bilgisayar bugünkülere kıyasla oldukça basitti – 750 km’lik aralıklarla belirlenmiş koordinatlar üzerindeki tek değişken ile tahminde bulunuyordu.

Bu çalışma şekli modern hava tahminine giden yolu hazırladı. Günümüzde modeller çok daha karmaşık ve fazla değişkenliyse de prensipte aynı yaklaşıma ve matematiğe dayanıyor.

Bugünlerde bir hava tahmini tipik olarak çoklu hava modellemesine dayanıyor. Operasyonel hava merkezleri genellikle 10 km aralıklı koordinatlara dayalı küresel bir model kullanıyor ve bu model yerel alanlar için çok daha yüksek çözünürlüklü bir çıktı sağlıyor.

Çoğu hava merkezi, tahminin sağlamasını yapmak üzere ilk fotoğraf üzerinde minik değişiklikler yaparak çok sayıda paralel tahmin çalışması yürütüyor. Bu minik değişiklikler tahmin sürecinde büyüyerek uzmanlara bir şeyin olma olasılığına ilişkin fikir veriyor. Örneğin: Yağmur yağma olasılığının yüzdesi… gibi.

Hava tahmininin geleceği

Süper bilgisayar çağı, hava (ve aslında iklim) tahmin biliminin gelişimi için kilit bir öneme sahip. Modern süper bilgisayarlar saniyede binlerce trilyon hesaplama yapabilme ve petabaytlarca veri işleyip depolayabilme kapasitesine sahip. Bu da hava tahminlerimizde yüksek çözünürlüklü modeller ve çoklu değişkenler kullanmamıza imkan tanıyacak işlem gücüne sahip olduğumuz anlamına geliyor. Aynı zamanda atmosferin görünümünü resmederken çok daha fazla girdi kullanarak işe daha doğru bir fotoğrafla başlamamızı da mümkün kılıyor.

Bu süreç, uzmanlara göre tahmin yeteneklerimizde ‘sessiz devrim’ niteliğinde bir gelişimi beraberinde getirdi. Günümüzde 5 günlük bir hava tahmin raporunun doğruluğu, 20 yıl öncenin 3 günlük hava tahmin raporlarının doğruluğuna denk düşüyor. Her 10 yılda bir, isabetli tahminde bulunduğumuz bir gün daha kazanıyoruz. Günümüzün 3 günlük tahminleri, 10 yıl öncesinin 2 günlük tahminlerine eş bir kesinlik arz ediyor.

Peki bu yeteneğimiz gelecekte devam etme eğilimi gösteriyor mu? Bu kısmen süper bilgisayar teknolojisinin gidişatına bağlı. Daha hızlı bilgisayarlar modellerimizi daha yüksek çözünürlüklerde yürütebilmemiz ve modellerimizin atmosferi çok daha doğru temsil edebilmesi anlamına gelir. Bunun da teoride tahmin becerimizi artırması beklenir.

Moore Kanunu’na göre bilgisayarlarımızın hesaplama gücü 1970’lerden bu yana her 2 yılda bir ikiye katlanıyor. Öte yandan bu gelişimin yakın zamanlarda yavaşlama gösterdiği de biliniyor. Bu sebeple modellerimizin hesaplanabilirlik bakımından verimliliğini artırmak gibi yeni yaklaşımlara gereksinim duyabiliriz.

Sonuçta hava durumunu yüzde yüzlük bir doğruluk oranı ile tahmin edebilecek miyiz? Hayır. Atmosferde rastgele hareket halinde  2×10⁴⁴ (200,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000) molekül var ve bunların tamamını temsil eden bir model geliştirmek olanaksız.

Havanın kaotik doğası gereği, atmosfer süreçleri hakkında varsayımlarda bulunduğumuz sürece, hataların oluşması mümkün olacak.

Hava modellemede yaşanan gelişmeler, istatistiksel temsili iyileştirerek çok daha gerçekçi varsayımlarda bulunmamıza imkan tanıyabilir. Süper bilgisayarlar modellerimizi daha detaylı ya da yüksek çözünürlüklü bir yapıda oluşturmamızı sağlayabilir ancak özünde hava tahmini daima bazı varsayımlarda bulunmayı gerektirecektir.

Öte yandan bu varsayımları geliştirmeye yönelik çalışmalar oldukça, hava tahmin biliminin geleceği parlak görünüyor. Kusursuz bir hava tahminine ne kadar yaklaşabileceğimiz konusu ise belirsizliğini koruyor.

Bilim çağından önce: Büyü, kehanet ve meteoroloji

15 Temmuz 971 tarihinde, Winchester psikoposu Aethelwold’un emriyle Aziz Swithin’in kemikleri gömülü olduğu yerden çıkartılıp katedralin içindeki bir mabede yerleştirildi. Görünen o ki aziz bu durumdan hiç memnun olmamıştı. Akabinde bir fırtına başladı ve kırk gün boyunca yağmur yağdı. Böylelikle 15 Temmuz’daki hava durumu nasılsa o yazın da öyle -yağışlı veya güneşli- geçeceğine inanılmaya başlandı. 

Günümüzde teknoloji sayesinde dakika dakika yapılan hava durumu tahminlerine ulaşabilsek de; insanların göklerde yaşananları nasıl okuduğu uzun süredir meteoroloji, büyü ve kerametlerin karışımı ile şekilleniyor. 

Aziz Swithin efsanesinin nasıl doğduğu hala tam olarak bilinmiyor. Eski kaynaklara göre Aziz Swithin, kemiklerinin katedralden çıkarılmasını bizzat kendi istemiş. Peki o halde neden bir fırtına başlatmış olsun? Aziz Swithin ve hava durumu tahminleri arasında bağ kuran ilk yazılı kayıtlar 1315’de, azizin kemikleri mabede taşındıktan neredeyse 500 yıl sonra yaşanan sağanak yağışlara uzanıyor. 

Peki tarih boyunca İngiltere’de temmuz ayında 40 gün art arda yağmur yağdığı hiç görüldü mü? Hava kayıtlarına göre hayır. Kehanetin öngörülerine en çok yaklaşılan tarih (Guinness Rekorlar Kitabı’na göre) 1924 yılıydı. 1924 yılında kehanette öngörülen kırk günün otuzunda yağmur yağdı; fakat aynı zamanda ilk gününün 13.5 saati güneşli geçti. 

Yine de bu efsanede bir gerçek payı olabilir. Birleşik Krallık’taki hava durumu, jet rüzgarlarının nerede görüldüğüne göre değişiyor. Temmuz başlarında kuzey taraflarında görülürse daha kuru ve güneşli bir yaz yaşanması muhtemel; fakat eğer güneydeyse genellikle daha yağışlı bir yazın habercisi oluyor. Gerçekten de Aziz Swithin günü bir barometre görevi görüyor. 

Hava durumundan sorumlu olan tek aziz Swithin değil. Kendilerine adanmış günler haziran ve temmuz aylarına denk gelen azizler de hava durumu tahminleri ile ilişkilendiriliyor. 19 Haziran’daki Aziz Gervase günü kırk günlük yağış öngörürken, 27 Haziran’daki Yedi Uyurlar Günü (Almanya’da Siebenschläfertag) ise yedi hafta boyunca yağmur yağacağı kehanetinde bulunuyor. 

Aziz Swithin efsanesi, insanların hava ile olan karmaşık ilişkisinin sadece bir parçası. Kar ve güneş, soğuk ve sıcak her toplumda, kültürde ve dilde ayrı anlamlara geliyor. Bu bağlamda gökyüzü, insanların kendi inançlarını ve korkularını işleyebileceği boş bir tuval görevi görüyor. 

Günahları cezalandırmak

Günümüzde iklim değişikliğine ilişkin gündeme gelen endişeler, atalarımızınkinden biraz daha farklı. Hava durumunda görülen küçük çaplı yerel değişiklikler, geçmişte sadece teşkil ettiği tehlikeler nedeniyle değil fakat aynı zamanda ilettikleri mesajlar nedeniyle daha büyük önem taşıyordu. 

Bu mesaj genellikle, insanoğluyla iletişim kurarken yeryüzündeki hayata fırtına, kuraklık, sel gibi doğa olayları vasıtasıyla müdahale eden Tanrı’dan gelen bir mesaj oluyordu. İncil’de benzer birçok örnek mevcut: Kavmi tövbe etmediğinde, Tanrı, “yeryüzüne bir sel felaketi getireceği” konusunda Nuh’u uyardı. 

Kiliseler, hem verimli hasatlara hem de doğal afetlere dua ve oruç ile karşılık verdiler. İngiltere Kilisesi’nin yazdığı Book of Common Prayer (1549) adlı dua kitabı, “yağmur ve sel felaketlerinin” insanoğlunun günahları yüzünden yaşandığını ileri sürdü. 1598’de ise İngiltere’nin güneyinden, Sussex’ten gelen bir vaiz, kuraklığın, sellerin ve mevsim normallerine uymayan hava koşullarının “tövbe etmemiz için Tanrı tarafından iletilen bir nasihat” anlamı taşıdığını söyledi.

Hava durumu, doğa ve doğaüstünün kesiştiği nokta idi. Ancak havayı değiştirebilen tek güç Tanrı veya azizler değildi. 

Şiddetli Rüzgarlar

Avrupa’da 1300 ve 1850 yılları arasında arasında yaşanan “küçük buz çağı”, sert geçen kışlara ve hasadın yapılamadığı soğuk, yağışlı yazlara yol açtı. Veba, kıtlık ve korku ise bu tuhaf havalardan cadıların sorumlu olduğu inancını alevlendirdi.

İlahiyatçılar ve şeytanbilimciler, cadıların fırtınaları nasıl başlattığını, şiddetli rüzgarları nasıl ateşlediğini, su kaynaklarını nasıl dondurduğunu ve dağları nasıl erittiğini açıkladılar. Büyücülük ve hava durumu arasında kurulan ilişki, Hammer of Witches (Malleus Maleficarum) adlı ünlü kitapta da iyice pekiştirildi. 

Bu inanç; risalelerde, basılı haberlerde, verilen vaazlarda, ve komşuların birbirine yönelttiği suçlamalarda tekrar tekrar gündeme geldi. 1562 yılında tüm Avrupa’yı kasıp kavuran fırtınalar büyük bir paniğe sebep oldu. Wiesenteig adlı Alman kasabasında 60’tan fazla cadı kazığa bağlanarak yakıldı. 

Havayı değiştirmek için yapılan büyülere dair en iyi belgelenmiş ve kamuoyunca en iyi bilinen örneklerden biri de şu: 1589 yılında İskoçya kralı 6. James, Kuzey Denizi’nde bir fırtınaya yakalanınca cadı olduğundan şüphe edilen 100 insan Kuzey Berwick dolaylarında yakalandı. Birçoğu işkence gördü, suçlu bulundu, büyücülük ve vatan hainliği suçlarından sürgüne uğratıldı.

Kontrol edemediğimiz bu kaotik ve devasa güce karşı tarih boyunca verdiğimiz akıldışı ve akılcı mücadele, iklim krizi tartışmaları ile yeni bir boyut kazanıyor. Bugün hava tahmin biliminde isabete yalnızca kötü sürprizlere karşı önlemlerimizi artırmak için değil, gün geçtikçe ısınan ve kirlenen bir havayla yaşamanın getirdiği kaygı ve yas duyguları ile başa çıkmak için de her zamankinden çok ihtiyacımız var.

Kaynak: The Conversation (1, 2)

Çeviren: Bilge Çay & Melek Çetin

Ana görsel: PA/ZUMA PRESS