Panie Profesorze, spotykamy się na stoku Krzyżowej Góry w Lidzbarku Warmińskim. Czterdzieści lat temu, tutaj uczyłem sie jeździć na nartach. Zimy były długie i srogie, śniegi kopne. Mamy koniec stycznia 2001 roku. Narciarski stok z trzema trasami zjazdowymi, skocznią pozwalającą lądować nawet po czterdziestu metrach szybowania, tor saneczkowy i "ośla łączka" dla początkujących - wszystko wymaga sztucznego naśnieżania, co się dzieje z klimatem w naszym Kraju ? Czy możemy jako ludzkość przewidzieć do czego zmierzamy? Czy przewidywanie zmian klimatu na wiele lat do przodu jest tak łatwe jak pogody na najbliższe kilka dni ?

Człowiek od zawsze fascynował się bardziej przyszłością niż przeszłością. Pragnieniem naszym było i jest odgadnięcie przyszłości w różnych jej wymiarach - zdarzeń ważkich i całkiem błahych. Pomijając fakt, że w wielu przypadkach to dociekanie ma wymiar niemal irracjonalny, to jednak potrzeba odgadywania przyszłości ma zazwyczaj wymiar całkiem pragmatyczny. W przypadku prognozowania pogody aspekt praktyczny tego typu działań nie ulega wątpliwości. Ujawnił się on już z wielką siła w starożytności, gdy pierwsi filozofowie próbowali przewidzieć jaka będzie pogoda gdyż mogło to decydować o sprawach gospodarczych (handel, żegluga) czy nawet losach rozstrzygnięć wojennych. Wtedy też ujawnił się problem znany do dziś - pogoda jest trudno przewidywalna.

Jeden z pierwszych, który próbował przewidzieć pogodę - Tales z Miletu - był absolutnie pewien, którego dnia roku 585 p.n.e. nastąpi zaćmienie Słońca, nie mógł jednak z taką samą pewnością stwierdzić czy będzie ono widoczne, czy będzie piękna słoneczna pogoda, czy też niebo zasnują chmury. Powody z jakich tory odległych obiektów kosmicznych da się precyzyjnie określić zaś pogody w bliskiej atmosferze nie, były dla starożytnych wielką tajemnicą. Po latach okazało się, że pogoda nie jest tak do końca tajemnicza i, że da się ją jednak w pewnym zakresie przewidywać. Problem tkwi w liczbie możliwych wariantów zdarzeń. Kulka na torze wyżłobionym na pochylonej jednostronnie sztywnej powierzchni może posuwać się tylko w jednym kierunku, zatem przewidzenie, w którą stronę będzie się poruszać jest łatwe. Inaczej wyglądają możliwości poruszania się kulki po płaskiej, mogącej zmieniać swe położenie powierzchni. Może ona potoczyć się w nieskończoną ilość kierunków w zależności od tego jak będzie się nachylała powierzchnia jej spoczynku.

Pomału, ratunku, mój dzieciak też chciałby coś z tego zrozumieć! Czy to na Uniwersytetach jest obowiązek mówienia takim językiem? Bo na Szkole Rolniczej, jak pamiętam, tak źle nie było!

Mamy tu do czynienia ze zjawiskiem, które ma wielką liczbę stopni swobody, jeszcze większą ich liczbę uzyska kulka zawieszona na sprężynie, której możliwości poruszania wyznaczą różne warianty wypadkowego kierunku w trzech wymiarach. Jeden stopień swobody dotyczy torów planet, to dlatego tak łatwo stwierdzić gdzie się one znajdą po pewnym czasie, zaś pogoda toczy się jak kulka na sprężynie. Porównując dalej kule jako poszczególne elementy meteorologiczne: temperaturę, opady, ciśnienie, wiatr, zawieszone na sprężynkach jedna obok drugiej i wzajemnie zależne w swych ruchach, dojdziemy do wniosku, iż mamy do czynienia z niezwykle skomplikowanym układem mającym olbrzymią liczbę "stopni swobody". Istnieje zgodny pogląd, iż najbardziej skomplikowanym układem funkcjonującym w przyrodzie jest mózg ludzki. Na drugim miejscu w tej hierarchii pojawia się system pogodowy jako właściwość atmosfery poddawanej wpływom niezliczonych czynników zewnętrznych.

Mowa, trawa, panie Profesorze, jeżeli oni tego stoku na którym sobie szusujemy niczym w Beskidach lub Tatrach nie naśnieżą w nocy odpowiednio to w ciągu dnia zedrzemy naszymi nartami warstwę śniegu do gołej ziemi, kamieni i korzeni sosen czy świerków. Reszty dokona temperatura i wszystko spłynie do pobliskiej rzeki Łyny. Szkoda mojego przyjazdu na te narty, gdyby tak miało być. Chciałem mojego syna Radka w ferie nauczyć jazdy na nartach. Na czym więc cały ten cyrk w atmosferze polega?

Brak śniegu nie zawsze przeszkadza uprawianiu sportów zimowych. Na stoku Krzyżowej Góry w Lidzbarku Warm. Autor z synem Radkiem i p. Mirosław Rekść - inicjator budowy ośrodka narciarskiego

Upraszczając jednak sprawę znacznie, zjawiska w atmosferze toczą się według schematu: na początku dostępna energia słoneczna uruchamia procesy trójwymiarowe, znane pod pojęciem ogólnej cyrkulacji, która wywiera wpływ na pogodę w różnych punktach Ziemi. W dalszym ciągu jednak ustalone w ten sposób wartości - pierwotnie traktowane jako skutek - stają się przyczyną zmiany cyrkulacji. Trzeba przy tym pamiętać, że takie powiązania przyczyn i skutków występują nie tylko na tak wysokim poziomie zjawisk globalnych lecz także w skali mikro

W latach sześćdziesiątych profesor Lorenz, profesor słynnego amerykańskiego assachusetts Institute of Technology, opisał słynny "efekt motyla", który obrazo wskazuje na istnienie wzajemnych, skomplikowanych zależności w przestrzeni atmosferycznej. Według tej teorii, niewielki ruch skrzydłami motyla w jednym miejscu atmosfery ziemskiej, może spowodować katastroficzne zjawisko w innej bardzo nawet odległej przestrzeni. Wszystko za sprawą łańcucha zdarzeń, przyczyn i skutków, których kombinacja powoduje każdy możliwy efekt pogodowy. Spostrzeżenie Lorenza powstałe na bazie badań symulacyjnych modeli pogodowych utwierdziło meteorologów w przekonaniu, iż zjawiska pogodowe stanowią w sensie statystycznym przykład zjawisk znanych z tzw. "teorii chaosu". W tym kontekście przewidywanie pogody zależy od tego jak kompleksowo, w sensie przestrzennym i w zakresie

Liczby rozpatrywanych parametrów, potrafimy opisać wyjściowe stany pogodowe i jak dokładnie potrafimy je zmierzyć. Ponieważ nie istnieje skończona liczba możliwych do określenia parametrów, a także nie istnieje skończona dokładność pomiarów, to można stwierdzić, iż nigdy nie będzie możliwe całkowicie bezbłędne prognozowanie pogody, a stopień dokładności będzie malał nieuchronnie w miarę wydłużania czasu prognozy. Dziś więc nie staramy się przewidywać pogody w nadziei uzyskania idealnych prognoz, tak jak możliwe jest zaprojektowanie statku kosmicznego, który trafi do wybranego celu znanej nam przestrzeni kosmicznej.

Pięknie to brzmi z tym ludzkim mózgiem, teorią chaosu i statkiem kosmicznym, który trafia tam gdzie chcemy, ale czy za rok o tej porze będzie w Lidzbarku Warmińskim na narciarskim stoku Krzyżowej Góry lepiej z warunkami śniegowymi ?

Pozbawieni złudzeń co do przesadnych oczekiwań musimy z pokorą przyjmować zapowiedzi synoptyków. Pseudoprognozy ogłaszane dziś przez niektórych tzw. "meteorologów" na kilka miesięcy, a nawet rok w przyszłość, należą do grupy efektów radosnej twórczości mającej wiele wspólnego z pracami alchemików czy poszukiwaczy perpetum mobile. Z teorii chaosu wynika też, że przewidywania mogą być coraz bardziej dokładne, na coraz dłuży okres, jeżeli będziemy doskonalić nasze możliwości badawcze, a to przecież dzieje się nieustanne. Powstała w połowie dziewiętnastego wieku naukowa, analogowa metoda przewidywania z wykorzystywanie map synoptycznych, choć jeszcze dziś wykorzystywana, stopniowo zastępowana jest przetwarzaniem komputerowymi analizami cyfrowymi!

No dobrze ale ja mam tylko kilka dni i chciałbym wiedzieć co będzie jutro, pojutrze ? Nie pojadę na narty w ferie z dzieciakiem w góry bo teraz tam wszyscy jadą i jest tłok niemożebny. Śledzę polską mapę pogody, czy mogę być pewny, że to co pokazuje TV to prawda ?

Współczesne prognozy 24. godzinne osiągają wskaźniki sprawdzalności wynoszące 85-90%. To wynik niemal doskonały w porównaniu z przewidywaniami gospodarczymi (notabene taki efekt przewidywalności giełdy spowodowałby brak zainteresowania nią tych, dla których stanowi ona grę), czy politycznymi. Bardzo ogólne, naukowe prognozowanie, zamyka się w przestrzeni czasowej 10 dni. Najnowocześniejsze metody prognozowania pogody oparte są na modelach matematycznych, które wymagają wprowadzenia danych wyjściowych do analizy. Przetwarzając sytuację zastaną w wirtualnej matematycznej rzeczywistości, tworzy się obraz rozwoju sytuacji z zadanym krokiem czasowym. Wyniki na bazie danych przetworzonych w pierwszym cyklu, stają się automatycznie danymi wejściowymi dla kolejnego cyklu obliczeniowego. Jest oczywiste, że wraz z kolejnymi etapami przetwarzania, wydłuża się czas operacji i nic tu nie pomagają najnowocześniejsze komputery gdy czas obliczeń może być dłuższy niż okres, dla którego stawia się prognozę. Rozpatrując problem w kontekście maksymalnych szybkości komputerów, takich jakie potrafimy sobie wyobrazić współcześnie możemy stwierdzić, teoretyczna granica prognozowania pogody wynosi 1 miesiąc.

Jak więc działa cały ten system przewidywania pogody w Polsce i na Świecie ?

Opisując atmosferę parametrami wyjściowymi w postaci danych zawartych na siatce przestrzennej około 50 x 50 km w skali całego globu uzyskamy dobre przybliżenie stanu wyjściowego. Należy jednak pamiętać, iż takich dysponować danymi z co najmniej ośmiu takich siatek ułożonych w atmosferze jedna nad drugą Ponadto o ile nie musimy wnikać zbyt głęboko pod powierzchnię lądu współdziałającego z atmosferą w zakresie wymiany masy energii i pędu, to jest to absolutnie konieczne w przypadku przestrzeni oceanicznych, które całkiem odmiennie oddziaływają na zalegające nad nimi powietrze - te musimy penetrować na setki metrów.

Na całym globie codziennie tysiące ludzi zajmuje się sprawami związanymi z prognozowaniem pogody. Pracują stacje naziemne, w niebo ulatują balony z radiosondami, krążą samoloty, a nad tym wszystkim "czuwają" satelity meteorologiczne. Uzyskane w ten sposób dane trafiają do światowych centrów (Moskwa, Melbourne, Washington), a następnie krajowych biur pogodowych. Nad całością czuwa Międzynarodowa Organizacja Meteorologiczna (WMO), agenda ONZ. Cała ta machina w postaci narzędzi matematycznych, środków przetwarzania, aparatury pomiarowej i rzeszy zatrudnionych ludzi działa na rzecz społeczności planety, chroniąc ją, choć nie zawsze skutecznie, przed zagrożeniami pogodowymi, a także zapewniając uśmiech na twarzach ludzi, którzy budząc słyszą, że dzień będzie piękny słoneczny.

No ale są najstarsi górale, budzące się przedwcześnie niedźwiedzie czy borsuki lub fenologiczne pory roku. Każdy wreszcie ma swoje widzimisię. Wszystko już opanowały komputery ? Już się nie da na własną rękę ? Totalna globalizacja ?

A jeżeli jesteśmy niezadowoleni z prognoz profesjonalnych lub jeżeli mamy taką analizę spróbujmy sami postawić prognozę. Wśród wielu grup metod są i takie, który pozwalają określić następstwa pogodowe na bazie tzw. "prognostyków", czy zjawisk wizualnych w atmosferze będących symptomami stanów atmosfery lub jej zmian w najbliższej przeszłości. Myślę, że nawet do tego nikogo nie trzeba przekonywać. Przecież na medycynie i pogodzie zna się każdy.

Dziękuję za rozmowę. Szkoda, że nie chce się Pan pozwolić sfotografować na tle działających tu wyciągów narciarskich. Muszą więc naszym Czytelnikom wystarczyć inne zdjęcia z Lidzbarskiego raju dla narciarzy. Do rozmowy o klimacie wrócimy bo nie wszystko Pan do końca powiedział. Czy to może zawodowa tajemnica ?

Wysłuchał i zanotował Ryszard Suty.