Nietrafione prognozy pogody

Prorocy globalnego ocieplenia strasząc nas skutkami emisji CO2 podają jakie temperatury średnie będą za 20-30 lat. Podają je z dokładnością do dziesiątych części stopnia, gdy tymczasem fachowcy od pogody nie potrafią przewidzeć pogody na kilka dni do przodu. Już ten fakt powinien nas sceptycznie nastawić do teorii ocieplenia. Zresztą jak można mówić o ociepleniu skoro w zeszłym roku pierwszy śnieg spadł w połowie paździenika, a w tym roku takiej pięknej zimy jak na początku kwietnia, to nie było przez całą zimę.

Od przeszło roku dość często poruszam się na rowerze i prognozy pogody mają dla mnie kluczowe znaczenie w zaplanowaniu sobie zajęć na kilka dni z góry. Chciałbym wiedzieć czy najpierw zająć się pracą, a pojechać za 2-3 dni, czy też wyskoczyć na wyprawę dzisiaj, bo przez następne dni pogoda będzie się stopniowo pogarszała.

Prognozy sprawdzam na portalu Pogodynka (http://pogodynka.pl/). Można tam wybrać swoje miasto i taki adres zapisać w ulubionych przeglądarki, dzięki czemu szybko otwieramy pogodę dla swoich okolic.

Kiedy zauważyłem, że podawane prognozy nie za bardzo zgadzają się z rzeczywistością, to na początku myślałem, że mi się coś pomyliło albo niedokładnie zapamiętałem. Zacząłem więc uważnie obserwować i zapisywać podawane prognozy. Przez ostatni rok przekonałem się, że prognozy rzadko pokrywają się z rzeczywistością.

Przykładowo wygląda to tak: sprawdzam prognozę w niedzielę na cały tydzień – podają, że w poniedziałek będzie padać, we wtorek zachmurzenie bez opadów, w środę słońce za małymi chmurami, w czwartek i piątek słonecznie bez chmur. Gdy potem sprawdzam w poniedziałek i kolejne dni, to prognoza się zmienia, np. te słoneczne dni stopniowo zamieniają się w pochmurne. Ale najlepsze jest to, że potem za oknem jest jeszcze inaczej.

Chyba ze trzy lata temu zdarzyło się, że tuż przed świętami BN sprawdziłem prognozę długoterminową. Według niej zaraz po 1 stycznia miały być temperatury +2-3 °C. Trochę mi było szkoda, że zima się skończy a dodatnia temperatura będzie wodą na młyn zwolenników globalnego ocieplenia. Jednak 2-3 dni później rano było -15 °C. Szybko więc zajrzałemn na portal, żeby sprawdzić co oni na to, a tu prognoza długoterminowa podawała już, że cały początek stycznia będzie mroźny (w nocy nawet -20 °C).

Błędne prognozy podaje nie tylko Pogodynka, ale również stacje tv. Kiedyś latem w jednej ze stacji podano, że przez najbliższe dni będzie słonecznie i upalnie. Urlopowicze się ucieszyli a rolnicy uznali, że zboże po żniwach można jeszcze zostawić na polach, żeby lepiej wyschło. Niestety następnego dnia już od rana porządnie lało, a wieczorem prezenter pogody wił się jak piskorz, żeby to jakoś wytłumaczyć.

Pogody nie można przewidzieć zwłaszcza długookresowo. To już jest wiadome i udowodnione naukowo od 50 lat. A dokonał tego facet, który zajmował się właśnie prognozowaniem pogody. Chyba wszyscy znamy takie pojęcia jak 'teoria chaosu' i 'efekt motyla'. Poniżej kilka cytatów z „bronkopedii”.

W roku 1960 Edward Lorenz pracował nad komputerowym prognozowaniem pogody. Stworzył do tego celu układ 12 równań wyrażających relacje między temperaturą, ciśnieniem, prędkością wiatru itd. Sądził, jak większość ówczesnych naukowców, że prawie dokładne dane wejściowe dają prawie dokładne wyliczenia. To przekonanie okazało się jednak błędne.

Kiedy Lorenz wprowadził do komputera dwie liczby wejściowe – najpierw 0,506127, a później 0,506 – otrzymał w rezultacie dwa wykresy coraz bardziej różniące się od siebie w miarę upływu symulowanego czasu. Różnica wartości liczb na wejściu programu rzędu 0,025% okazała się bardzo znacząca na wyjściu. Takie zachowanie jakiegoś układu nazywa się wrażliwością na warunki początkowe lub efektem motyla. Prawidłowe prognozowanie pogody na więcej niż kilka kolejnych dni jest niemożliwe ze względu na nieznajomość chwilowych warunków pogodowych na tyle dokładnie, aby błąd w długookresowych obliczeniach był niezauważalny.

(http://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_motyla)

Przesłankę prowadzącą do sformułowania teorii chaosu były badania Edwarda Lorenza nad modelami prognozowania pogody. Zgodnie z ówczesnym, deterministycznym rozumieniem rzeczywistości minimalna zmiana warunków początkowych powinna prowadzić do proporcjonalnie niewielkich zmian wyniku modelu. W trakcie pracy nad modelem, z natury dynamicznym (dane z iteracji wcześniejszych są danymi wyjściowymi dla iteracji następujących), w celu ułatwienia pracy wprowadził zaokrąglone wartości wyjściowe. Okazało się, że wynik modelu diametralnie odbiegał od tego co przewidywał ten sam model przy danych wprowadzonych z większą dokładnością.

Dalsze badania nad układami dynamicznymi doprowadziło do wniosku, iż, wbrew przekonaniu powszechnym w nauce, niewielkie zaburzenie warunków początkowych powoduje rosnące wykładniczo z czasem zmiany w zachowaniu układu. Popularnie nazywane jest to efektem motyla - znikoma różnica na jakimś etapie może po dłuższym czasie urosnąć do dowolnie dużych rozmiarów. Powoduje to, że choć model jest deterministyczny, w dłuższej skali czasowej wydaje się zachowywać w sposób losowy.

(...)

Pionierem teorii chaosu stał się Edward Lorenz, który w 1961 przeprowadzał numeryczne analizy zjawisk pogodowych. Symulowany przez niego układ opisywał własności ogrzewanej, prostokątnej komórki gazowej. Składał się z pięciu równań różniczkowych nieliniowych, będących ograniczoną wersją równań Naviera-Stokesa. Lorenz, chcąc uprościć obliczenia przerwane błędem sprzętowym, zamiast przeprowadzać je od początku, rozpoczął kontynuację symulacji od wyników pośrednich uzyskanych przed momentem awarii. Jak zauważył pod koniec, otrzymane wyniki w znaczny sposób odbiegały od symulacji przeprowadzonych od początku do końca. Okazało się to skutkiem zaokrąglenia wprowadzanych ręcznie wyników. Równania okazały się zaskakująco czułe na niewielką zmianę warunków początkowych.

(http://pl.wikipedia.org/wiki/Chaos_%28matematyka%29)

Skoro mamy naukową teorię na długoterminową nieprzewidywalność pogody, to jeśli ktoś podaje prognozy na 20-30 lat do przodu, to jest zacofanym ciemniakiem z ciemnogrodu. Straszenie globalnym ociepleniem to zwykły zabobon mający na celu kręcenie lodów, czyli handel emisjami CO2. A kto za tym wszystkim stoi? Staropolskie przysłowie mówi: "na złodzieju czapka Gore".