Röviden

Hogyan próbálnád meg magad előrejelezni az időjárást? Tanulmányoznád a számítógépes modelleket. Tapasztalattal egyre jobban kiismernéd magad bennük – hiszen az előrejelzés művészete abban rejlik, hogy az emberi értelmezés párosul a modellkimenetellel. Pontosan ezt csinálják a meteorológusok is.

Az előrejelzési modellek adatai szabadon hozzáférhetők az interneten, és számos paramétert lefednek – légnyomás, hőmérséklet, csapadék és sok minden más. A különböző modellek más-más időtávra adnak előrejelzést – például a Global Forecasting System (GFS) akár 384 óráig, azaz 16 napig is kiterjeszti a prognózist. A nyomáseloszlási térképek (más néven szinoptikus térképek) a magas- és alacsonynyomású rendszerek helyzetét és alakulását mutatják bolygószintű léptékben.

A modelleket naponta többször is futtatják. Ha több különböző modell ugyanazon futásával nyert szinoptikus térképeket vizsgálod, eleinte mind nagyon hasonlónak tűnnek. De ahogy haladsz előre az időben – T+24, 48, 72 óra és így tovább –, egy ponton kezdenek eltérések jelentkezni, először aprók, majd egyre nagyobbak. Ez a széttartás az a pont, ahol az előrejelzés megbízhatósága drámaian csökken.

Az előrejelzés – a GFS és más modellek értelmezése – a bizonytalansággal való munka az atmoszféra rendkívül dinamikus és részben kaotikus közegében. Tapasztalattal azonban akár saját rövid távú előrejelzéseidet is elkészítheted – legalább 3–5 napos időtávra.

A hosszabb távú – egy hétnél hosszabb – időjárási előrejelzések inkább valószínűségeket közölnek, nem pedig biztos állításokat arról, hogy mi fog történni. Ez óriási különbség. A komoly amatőr előrejelzők is inkább a rövidebb, pár napos tartományban maradnak, ha el akarják kerülni a kínos melléfogásokat. Ugyanakkor vannak, akik meredek állításokat tesznek – ezek többnyire nem igazolódnak be. Sajnos a bulvármédia egyes részei szívesen idézik őket, hiszen kattintásvadász címeket lehet gyártani belőlük.

Most pedig nézzük az éghajlatot! Az éghajlat különbözik az időjárástól, mert bizonyos, erősen determinisztikus hajtóerőket is magában foglal. A determinisztikus azt jelenti, hogy ezek az erők az időjárástól függetlenül alakulnak, mégis képesek megváltoztatni a Föld fizikai állapotát az „A” állapotból a „B”-be. Jó példa erre a Föld Nap körüli pályájának ciklikus változása, amely tízezer évek alatt zajlik. Ezek a változások bolygószintű átlaghőmérséklet-ingadozásokat idéznek elő – csupán néhány Celsius-fokkal felfelé vagy lefelé. Azonban a klímavisszacsatolások hatására ez is elegendő volt ahhoz, hogy jégkorszakokat idézzen elő – vagy épp azokból vezessen ki minket.

A Föld üvegházhatásának erősségében bekövetkező változások szintén determinisztikusak – de jóval nagyobb mértékben. Ezek irányították a múltbeli átmeneteket a „Forróház” (Hothouse) és a „Jégház” (Icehouse) klímaállapotok között. A „Forróház” egyébként olyan Földet jelent, amelyen nincsenek jégtakarók. Mivel pontosan értjük, hogyan működik az üvegházhatás, teljes bizonyossággal kijelenthetjük: ha az erőssége nő, akkor évszázadokon keresztül emelkedni fog a globális hőmérséklet. Azt viszont nem tudjuk megmondani, hogy pontosan milyen időjárás lesz egy adott napon, egy adott helyen, évtizedek múlva. De van egy találó mondás, ami ezt jól összefoglalja: „Az éghajlat edzi a bokszolót, de az időjárás osztja a pofonokat.” (Deke Arndt, az NCDC klímamonitorozási osztályának vezetője, 2010)

Részletesebb magyarázat

Ez az állítás – amely inkább az érzelmekre, mintsem a tényekre épít – tévesen mossa össze az időjárást és az éghajlatot. Ez ad alapot annak a helytelen következtetésnek a levonásához, hogy a klíma-előrejelzések évtizedekre előre semmiképpen sem lehetnek helyesek, ha már a következő napokra szóló időjárás-előrejelzés is bizonytalan. Ahhoz, hogy ezt a kérdést alaposan megértsük, külön kell vizsgálni az időjárás és az éghajlat előrejelezhetőségét, és a kettő közötti jelentős különbségeket.

A rövid távú időjárás-előrejelzések valójában rendkívül pontosak, és az elmúlt harminc évben hatalmasat fejlődtek. Azonban az induló feltételekben előforduló apró hibák miatt két hétnél hosszabb távra már gyakorlatilag lehetetlen pontos előrejelzést adni. Ez azért van, mert az időjárás részben kaotikus viselkedésű, amikor előre tekintünk az időben. A modelleket követő, lelkes amatőr meteorológusok ezt nagyon jól tudják. Például a GFS modell előrejelzése 384 óráig (16 napig) tart. De a modell utolsó hetét mindenki csak „fantáziaszigetnek” nevezi.

Az előrejelzések során a legfontosabb dolog a bizonytalanság megértése – és annak felismerése, hogy hol jelenik meg a modellek futásában. A bizonytalanság akkor kezd el jelentkezni, amikor a különböző modellek által készített előrejelzési térképek már eltérő kimeneteleket mutatnak. Ez bekövetkezhet 120 órányi előretekintés után, de akár korábban is. Vannak olyan időjárási helyzetek, amelyeket a modellek könnyebben tudnak jól leképezni, és vannak olyanok, amelyeknél ez nehezebb. Ezt mindig szem előtt kell tartani.

Gondot jelenthet az is, ahogyan a közönség értelmezi az előrejelzéseket, amelyek gyakran nagyon rövid időkeretben hangzanak el. Kiváló példa erre, amikor instabil légtömeg borítja az országot. Rendkívül nehéz megjósolni, hogy melyik városban alakulnak ki zivatarok akár csak 12 órával előre. Régiószinten azonban valamivel egyszerűbb – az ilyen területeket a viharvadászok „célterületeknek” hívják. Egy adott régióra már jóval előre kiadható tornádó- vagy heves zivatar figyelése, mivel valószínű, hogy azon a területen valahol zord időjárás fog kialakulni. Tornádóriasztást viszont csak akkor adnak ki, ha egy vihart már megfigyelnek – Doppler-radar segítségével és a helyszínen tartózkodó megfigyelők által is. A radar és a szemtanúk is képesek érzékelni a felhőalapban kialakuló forgást, amelyből gyorsan tornádó fejlődhet. Az ilyen eseményeket csak sokkal rövidebb idővel előre lehet jelezni. Azok, akik nem figyelnek ezekre a részletekre, gyakran azt mondják: „tévedtek az előrejelzők” – holott erről szó sincs. Sajnos ez így működik.

Az éghajlati előrejelzés viszont teljesen más történet. A légkörtannal foglalkozó diákokat már az elején megtanítják arra, hogy „az időjárás az, amit kapsz, az éghajlat pedig az, amit elvársz”. Ezért nem állja meg a helyét az a gyakori klímaszkeptikus érv, amely az időjárási előrejelzések bizonytalanságából próbálja meg cáfolni az éghajlati előrejelzések érvényességét. A klímamodellek nem a napi időjárási rendszereket próbálják megjósolni. Ehelyett a hosszú távú éghajlati átlagok alakulását jósolják.

1. ábra: A napi maximum- (TMax) és minimumhőmérsékleti (TMin) rekordok előfordulásának változása az Egyesült Államokban évtizedenként, a Berkeley Earth egységesített napi adatbázisa alapján, 340 egyenlő területű rácsponton mérve. (Hausfather et al. 2021, AGU őszi konferencia)

Az, ha egyik napról a másikra 5°C-kal változik a hőmérséklet, alig számít említésre méltónak az időjárás szempontjából. De egy 5°C-os növekedés a globális átlaghőmérsékletben egészen más léptékű következményekkel jár az éghajlatban. Az utolsó jégkorszakból a jelenlegi interglaciálisba való átmenet során éppen ekkora hőmérséklet-növekedés történt (IPCC AR6 – PDF) – és ez több mint 120 méteres tengerszint-emelkedéssel járt, ahogy a hatalmas jégtakarók elolvadtak.

Az időjárás és az éghajlat közötti különbség szemléltetésére jó hasonlat egy úszómedence. Képzeljük el, hogy a medencét lassan töltik fel vízzel. Ha valaki beugrik, hullámokat kelt. A hullámok az időjárást jelentik, míg az átlagos vízszint az éghajlatot. Ha a vízcsapot egész éjszakára nyitva hagyjuk, másnap is hullámokat fog kelteni, ha valaki beugrik – de ezúttal magasabb lesz a vízszint (azaz a klíma), és így a hullámok következményei is eltérőek lesznek. A vízszint egy determinisztikus tényező, amely a vízcsap működésétől nő – függetlenül a hullámoktól.

Ha ezt a hasonlatot alkalmazzuk a Föld légkörére, akkor a vízcsap szerepét az üvegházhatású gázok növekvő mennyisége tölti be. Ezek elsősorban az emberi eredetű fosszilis tüzelőanyagok égetése miatt növekednek – ami szintén egy determinisztikus, az időjárástól független folyamat. Az üvegházhatás erősödésével az éghajlat melegedni fog – de mellette továbbra is lesz változó időjárás (azaz hullámok), amelyek jellemzői a rendszer energiájának megváltozásától fognak függeni. Amikor a klímatudósok modelleket használnak, akkor ők a medence átlagos vízszintjét próbálják megjósolni – nem pedig a hullámok viselkedését egy adott napon, évtizedekkel előre.

Ha szeretnél jobban elmélyedni a témában, William Burroughs Climate Change – A Multidisciplinary Approach (Éghajlatváltozás – Egy multidiszciplináris megközelítés) című, angol nyelvű könyvében jó alapmagyarázat található a klímamodellekről.