የአየር ሁኔታ ትንበያ ጥበብና ሳይንስ

ብሪታንያ የሚገኘው የንቁ! ዘጋቢ እንደጻፈው

ጥቅምት 15, 1987 አንዲት ሴት ወደ አንድ የብሪታንያ የቴሌቪዥን ጣቢያ ደወለችና አውሎ ነፋስ እየመጣ መሆኑን መስማቷን አሳወቀች። የአየር ሁኔታ ትንበያ ባለሙያው “አይዟችሁ፣ አትጨነቁ። ምንም የተፈጠረ ዐውሎ ነፋስ የለም” በማለት ለቴሌቪዥን ተመልካቾቹ ማረጋገጫ ሰጣቸው። ይሁን እንጂ የዚያን ቀን ሌሊት የእንግሊዝ ደቡባዊ ክፍል በከባድ ወጀብ ተመታ። ወጀቡ 15 ሚልዮን ዛፎችን ገንድሶ ከመጣሉም በላይ 19 ሰዎችን ለሕልፈተ ሕይወት የዳረገ ሲሆን ከ1.4 ቢልዮን የአሜሪካን ዶላር በላይ የሚገመት የንብረት ውድመት አስከትሏል።

በየዕለቱ በሚልዮን የምንቆጠር ሰዎች የአየር ሁኔታ ትንበያን ለመስማት ራዲዮኖቻችንንና ቴሌቪዥኖቻችንን እንከፍታለን። ያጠላው ደመና ዝናብ ያስከትል ይሆን? ብራ ሆኖ የጀመረው ቀን በዚያው ይዘልቅ ይሆን? የሙቀት መጠኑ እየጨመረ መሄዱ በረዶውን ያቀልጠው ይሆን? ትንበያውን ከሰማን በኋላ ምን ዓይነት ልብስ መልበስ እንዳለብንና ጃንጥላ መያዝ ያስፈልገን እንደሆነና እንዳልሆነ እንወስናለን።

ይሁን እንጂ የምንሰማቸው የአየር ሁኔታ ትንበያዎች በትክክል ሳይፈጸሙ የሚቀሩበት ጊዜም አለ። አዎን፣ ከቅርብ ዓመታት ወዲህ ትክክለኛ የአየር ትንበያዎች በመስጠት ረገድ ከፍተኛ መሻሻል የታየ ቢሆንም የአየር ሁኔታ ትንበያ ሙሉ በሙሉ አስተማማኝ የሚሆንበት ደረጃ ላይ ለመድረስ ገና ብዙ የሚቀረው እጅግ አስደናቂ የሆነ የጥበብና የሳይንስ ጥምር ውጤት ነው። የአየር ሁኔታ ትንበያ ምን ነገሮችን ያካትታል? የአየር ሁኔታ ትንበያዎችስ ምን ያህል አስተማማኝ ናቸው? ለእነዚህ ጥያቄዎች መልስ ለማግኘት በመጀመሪያ የአየር ሁኔታ አሁን ያለበት ደረጃ እንዴት እንደደረሰ እንመርምር።

የአየር ሁኔታን መለካት

በመጽሐፍ ቅዱስ ዘመን የአየር ሁኔታ ትንበያ ይሰጥ የነበረው በዓይን በሚካሄድ ግምገማ ነበር። (ማቴዎስ 16:​2, 3) በዛሬው ጊዜ የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያዎች የተለያዩ ዓይነት የረቀቁ መሣሪያዎች ያሏቸው ሲሆን ከእነዚህ መካከል እጅግ መሠረታዊ የሆኑት መሣሪያዎች የአየር ግፊትን፣ የሙቀት መጠንን፣ እርጥበትንና ነፋስን ለመለካት የሚያገለግሉ ናቸው።

በ1643 ኢጣሊያዊው የፊዚክስ ተመራማሪ ኤቫንጄሊስታ ቶሪቼሊ የአየር ግፊትን ለመለካት የሚያገለግል ባሮ ሜትር የሚባል ቀላል መሣሪያ ፈለሰፈ። ብዙም ሳይቆይ የአየር ሁኔታው በሚለዋወጥበት ጊዜ የአየር ግፊቱ እንደሚጨምርና እንደሚቀንስ ተስተዋለ። ብዙውን ጊዜ የአየር ግፊቱ ሲቀንስ ወጀብ መምጣቱን ያመለክታል። በከባቢ አየር ውስጥ ያለውን እርጥበት ለመለካት የሚያገለግለው ሃይግሮሜትር በ1664 ተፈለሰፈ። በ1714 ደግሞ ጀርመናዊው የፊዚክስ ተመራማሪ ዳንኤል ፋረንሃይት የሜርኩሪ ቴርሞ ሜትር ፈለሰፈ። በዚህ ጊዜ የሙቀት መጠንን በትክክል መለካት የሚቻልበት ደረጃ ላይ ተደረሰ።

በ1765 አካባቢ ፈረንሳዊው ሳይንቲስት አንትዋን-​ሎራን ላቭዋዚዬ የአየር ግፊት፣ የእርጥበት መጠንና የነፋስ ፍጥነትና አቅጣጫ በየዕለቱ እየተለኩ እንዲመዘገቡ ሐሳብ አቀረበ። “ምንጊዜም ማለት ይቻላል፣ እነዚህን መረጃዎች በመጠቀም በቀጣዮቹ አንድና ሁለት ቀናት ውስጥ የሚኖረውን የአየር ሁኔታ ምክንያታዊ በሆነ ደረጃ በትክክል መተንበይ ይቻላል” ሲል ገለጸ። ይሁንና ይህን ማድረጉ እንደታሰበው ቀላል ሆኖ አልተገኘም።

የአየር ሁኔታን መከታተል

በ1854 በባላክላቫ በሚገኘው የክራይሚያ ወደብ አካባቢ የተነሳው እጅግ ኃይለኛ ወጀብ አንድ የፈረንሳይ የጦር መርከብና 38 የንግድ መርከቦችን አሰጠመ። የፈረንሳይ ባለ ሥልጣናት የፓሪስ ኦብዘርቫቶሪ ዲሬክተር የሆነው ኡርባን ዣን ዦዜፍ ለቬርዬ በጉዳዩ ላይ ምርመራ እንዲያካሂድ አዘዙ። በሚቲዮሮሎጂ መረጃዎች ላይ ጥናት  በማካሄድ ወጀቡ የተፈጠረው አደጋው ከመድረሱ ከሁለት ቀናት በፊት መሆኑንና አውሮፓን ከሰሜን ምዕራብ አንስቶ እስከ ደቡብ ምሥራቅ ድረስ እንዳዳረሳት ለመረዳት ቻለ። የወጀቦችን እንቅስቃሴ መከታተል የሚቻልበት ዘዴ ቢኖር ኖሮ መርከቦቹ አስቀድሞ ማስጠንቀቂያ ሊሰጣቸው ይችል ነበር። በመሆኑም ብሔራዊ የወጀብ ቅድመ ማስጠንቀቂያ አገልግሎት ድርጅት በፈረንሳይ ተቋቋመ። በዚህ መንገድ ዘመናዊ የሚቲዮሮሎጂ አገልግሎት ተወለደ።

ይሁንና ሳይንቲስቶች የአየር ሁኔታ መረጃዎችን ከሌሎች አካባቢዎች በፍጥነት ማግኘት የሚችሉበት መንገድ መቀየስ ነበረበት። በዚያው ጊዜ አካባቢ ሳሙኤል ሞርስ የፈለሰፈው የኤሌክትሪክ ቴሌግራፍ ለዚህ ጥሩ መሣሪያ ሆኖ ተገኘ። ይህ መሣሪያ በ1863 የፓሪስ ኦብዘርቫቶሪ የመጀመሪያውን የአየር ሁኔታ ካርታ በዘመናዊ መልክ አትሞ ለማውጣት እንዲችል ረድቶታል። በ1872 የብሪታንያ የሚቲዮሮሎጂ ቢሮም ይህንኑ ማከናወን ጀመረ።

የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያዎች ተጨማሪ መረጃዎች እያገኙ በሄዱ መጠን የአየር ሁኔታ እጅግ ውስብስብ መሆኑን እየተገነዘቡ ሄዱ። የአየር ሁኔታ ካርታዎች ተጨማሪ መረጃ መስጠት ይችሉ ዘንድ አዳዲስ ግራፋዊ አሠራሮች ተፈጠሩ። ለምሳሌ ያህል ያውግፊት (Isobars) በመባል የሚታወቁት መስመሮች አንድ ዓይነት የአየር ግፊት ያለባቸውን ቦታዎች ለማገናኘት የሚሰመሩ መስመሮች ናቸው። ያውሙቀት በመባል የሚታወቁት መስመሮች ደግሞ አንድ ዓይነት የሙቀት መጠን ያለባቸውን ቦታዎች ለማገናኘት የሚሰመሩ ናቸው። በተጨማሪም የአየር ሁኔታ ካርታዎች ሞቃትና ቀዝቃዛ የአየር ስብስቦች የሚገናኙባቸውን ቦታዎች የሚጠቁሙ መስመሮችን ጨምሮ የነፋስን አቅጣጫና ኃይል የሚያመለክቱ ምልክቶችን የያዙ ናቸው።

የረቀቁ መሣሪያዎችም ተፈልስፈዋል። በአሁኑ ጊዜ በዓለም ዙሪያ የሚገኙ በመቶዎች የሚቆጠሩ የአየር ሁኔታ ጣቢያዎች ራዲዮስፍ የሚባል የከባቢ አየር ሁኔታዎችን ለክቶ የራዲዮ መረጃ የሚያስተላልፍ መሣሪያ የያዙ ፊኛዎችን ወደ አየር ይለቅቃሉ። ከዚህም በተጨማሪ ራዳር ጥቅም ላይ ውሏል። የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያዎች በደመናት ውስጥ በሚገኙ የዝናብ ጠብታዎችና የበረዶ ቅንጦቶች ላይ ተንጸባርቀው በሚመለሱ የራዲዮ ሞገዶች አማካኝነት የወጀቦችን እንቅስቃሴ መከታተል ይችላሉ።

በ1960 ቲሮስ አንድ የተሰኘች የቴሌቪዥን ካሜራ የተገጠመላት የዓለማችን የመጀመሪያዋ የአየር ጠባይ ሳተላይት ወደ ሰማይ ስትመጥቅ በአየር ሁኔታ ጥናት መስክ ትክክለኛ ግምገማ ለማካሄድ የሚረዳ ትልቅ እመርታ ታየ። በዛሬው ጊዜ የአየር ጠባይ ሳተላይቶች ምድራችንን ከአንዱ ዋልታ እስከ ሌላኛው ዋልታ የሚዞሩ ሲሆን ጂኦስቴሽኔሪ የሚባሉት ሳተላይቶች ደግሞ ከምድር ገጽ በላይ በአንድ ቦታ ላይ ሆነው በእይታቸው ውስጥ ያለውን የምድር ክፍል ያለማቋረጥ ይከታተላሉ። ሁለቱም ዓይነት ሳተላይቶች ከላይ ሆነው የሚመለከቱትን የአየር ሁኔታ ምስሎች ያስተላልፋሉ።

የአየር ሁኔታን መተንበይ

በአሁኑ ሰዓት ያለውን የአየር ሁኔታ በትክክል ማወቅ አንድ ነገር ሲሆን ከአንድ ሰዓት፣ ከአንድ ቀን ወይም ከአንድ ሳምንት በኋላ የሚኖረውን የአየር ሁኔታ መተንበይ ግን ፈጽሞ የተለየ ነገር ነው። ከአንደኛው የዓለም ጦርነት በኋላ ብዙም ሳይቆይ ብሪታንያዊው የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያ ሉዊስ ሪቻርድሰን ከባቢ አየር የፊዚክስን ሕግ የሚከተል በመሆኑ የሒሳብ ስሌት በመጠቀም  የአየር ሁኔታን መተንበይ እንደሚችል አሰበ። ይሁን እንጂ ቀመሩ በጣም ውስብስብ ከመሆኑም በላይ ስሌቱ በጣም ጊዜ የሚፈጅ በመሆኑ የትንበያው ባለሙያዎች ስሌቱን ሠርተው ከመጨረሳቸው በፊት ሞቃትና ቀዝቃዛ አየር ሲገናኙ የሚፈጠረው ክስተት ያልፋል። ከዚህም በተጨማሪ ሪቻርድሰን በየስድስት ሰዓት ልዩነት የሚመዘገቡ የአየር ሁኔታ መግለጫዎችን በመመልከት ለመተንበይ ይሞክር ነበር። “በመጠኑ ስኬታማ የሆነ ትንበያ ለመስጠት እንኳ ቢያንስ ቢያንስ በየሠላሳ ደቂቃው የአየር ሁኔታው መለካት ይኖርበታል” ሲሉ ፈረንሳዊው የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያ ረኔ ሻቡ ተናግረዋል።

ይሁንና ኮምፒውተሮች ብቅ ካሉ በኋላ ረጅም ጊዜ የሚወስዱትን ስሌቶች በፍጥነት ማከናወን ተቻለ። የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያዎች የሪቻርድሰንን ስሌት በመጠቀም ውስብስብ የሆነ አኃዛዊ “ሞዴል” ማለትም የአየር ሁኔታን የሚወስኑትን በደንብ የሚታወቁ ፊዚካዊ ሕጎች በሙሉ የሚያጠቃልሉ የተያያዙ የሒሳብ እኩልታዎች (equations) አዘጋጁ።

የሚቲዮሮሎጂ ባለሙያዎች እነዚህን እኩልታዎች ለመጠቀም የምድርን ገጽ በፍርግርግ (grid) ከፋፈሉ። በአሁኑ ጊዜ የብሪታንያ የሚቲዮሮሎጂ ቢሮ የሚጠቀምበት ዓለም አቀፋዊ ሞዴል በየመሃላቸው 80 ኪሎ ሜትር ርቀት ያላቸውን የፍርግርግ መስመሮች የያዘ ነው። ከእያንዳንዱ ካሬ በላይ ያለው ከባቢ አየር ሳጥን በመባል የሚታወቅ ሲሆን በከባቢ አየር ነፋስ፣ የአየር ግፊት፣ የሙቀት መጠንና እርጥበት ላይ የተካሄዱ ጥናቶች በ20 የተለያዩ የከፍታ ደረጃዎች ላይ ይመዘገባሉ። ኮምፒውተሩ በዓለም ዙሪያ ጥናት ከሚካሄድባቸው ከ3, 500 የሚልቁ ጣቢያዎች የተቀበለውን መረጃ ካገናዘበ በኋላ በቀጣዮቹ 15 ደቂቃዎች የዓለም የአየር ሁኔታ ምን መልክ እንደሚኖረው ይተነብያል። ይህ አንዴ ከተከናወነ በኋላ የቀጣዩን 15 ደቂቃ ትንበያ ወዲያውኑ ይሰጣል። አንድ ኮምፒውተር ይህን ሂደት ብዙ ጊዜ በመደጋገም በ15 ደቂቃ ውስጥ የስድስት ቀን ዓለም አቀፋዊ ትንበያ መስጠት ይችላል።

የብሪታንያ የሚቲዮሮሎጂ ቢሮ ይበልጥ ዝርዝር ጉዳዮችን ያካተተ ትክክለኛ የአገር ውስጥ ትንበያ ለመስጠት ሰሜን አትላንቲክንና የአውሮፓን ክልል የሚሸፍን የተወሰነ አካባቢ ሞዴል ይጠቀማል። ይኼኛው ሞዴል በመሃላቸው የ50 ኪሎ ሜትር ርቀት ያላቸውን ፍርግርግ መስመሮች የያዘ ነው። የብሪታንያን ደሴቶችና በአካባቢው ያሉ ባሕሮችን ብቻ የሚሸፍን ሞዴልም አለ። በየመሃላቸው 15 ኪሎ ሜትር ርቀት ያላቸውን 262, 384 ፍርግርግ መስመሮችና 31 የተለያዩ የከፍታ ደረጃዎችን የያዘ ነው!

የትንበያ ባለሙያው የሚጫወተው ሚና

ይሁንና የአየር ሁኔታ ትንበያ ሙሉ በሙሉ በሳይንስ ላይ ብቻ የተመካ አይደለም። ዘ ወርልድ ቡክ ኢንሳይክሎፔድያ እንደገለጸው “ኮምፒውተሮቹ የሚጠቀሙባቸው ቀመሮች በከባቢ አየሩ ጠባይ ላይ የተሰጡ ግምታዊ መግለጫዎች ናቸው።” ከዚህም በላይ ስለ አንድ ሰፊ ክልል የተሰጠ ትክክለኛ ትንበያ የአንድ የተወሰነ አካባቢ ገጽታ በአየር ሁኔታው ላይ የሚያስከትለውን ለውጥ ግምት ውስጥ ያላስገባ ሊሆን ይችላል። ስለዚህ በተወሰነ ደረጃ ጥበብ መጠቀምም አስፈላጊ ነው። የትንበያው ባለሙያ የበኩሉን ሚና የሚጫወተው እዚህ ላይ ነው። ልምዱንና የማመዛዘን ችሎታውን በመጠቀም ለተቀበለው መረጃ ምን ዓይነት ግምት መስጠት እንዳለበት ይወስናል። ይህም ይበልጥ ትክክለኛ የሆነ ትንበያ መስጠት እንዲችል ይረዳዋል።

ለምሳሌ ያህል፣ በሰሜን ባሕር የቀዘቀዘ አየር በአውሮፓ ግዙፍ መሬት በላይ ሲያልፍ ብዙውን ጊዜ ስስ የደመና ንብር ይፈጠራል። ይህ ደመና በቀጣዩ ቀን በአውሮፓ አህጉር ዝናብ እንደሚኖር የሚጠቁም ነው ወይስ እንዲሁ በፀሐይ ሙቀት ተንኖ ይቀራል የሚለው ጉዳይ በሙቀት መጠኑ ላይ በሚፈጠር የአንድ ዲግሪ ክፍልፋይ ልዩነት ላይ የተመካ ነው። የትንበያው ባለሙያ ያገኘው መረጃ ቀደም ሲል የተከሰቱትን ተመሳሳይ ሁኔታዎች በተመለከተ ካለው እውቀት ጋር ተዳምሮ ጥሩ መግለጫ ለመስጠት ያስችለዋል። ይህ የጥበብና የሳይንስ ጥምረት ትክክለኛ ትንበያዎች ለመስጠት ወሳኝ ነው።

ምን ያህል አስተማማኝ ነው?

በአሁኑ ጊዜ የብሪታንያ የሚቲዮሮሎጂ ቢሮ የሚሰጠው የ24 ሰዓት ትንበያ 86 በመቶ ትክክል እንደሆነ ይናገራል። የአውሮፓ የመካከለኛ ርቀት የአየር ሁኔታ ትንበያ ማዕከል የሚሰጠው የአምስት ቀን ትንበያ 80 በመቶ ትክክል ከመሆኑም በላይ በ1970ዎቹ መጀመሪያ ለሁለት ቀናት ይሰጥ ከነበረው ትንበያ ይበልጥ አስተማማኝ ነው። ይህ ትልቅ እመርታ ቢሆንም ሙሉ በሙሉ ትክክለኛ የሆነ ትንበያ መስጠት የሚቻልበት ደረጃ ላይ አልተደረሰም። ትንበያዎች ይበልጥ አስተማማኝ ያልሆኑት ለምንድን ነው?

የአየር ሁኔታ ሥርዓቶች እጅግ ውስብስብ በመሆናቸው ነው። በተጨማሪም ሙሉ በሙሉ ትክክለኛ የሆነ ትንበያ ለመስጠት የግድ አስፈላጊ የሆኑትን የአየር ሁኔታዎች በሙሉ መለካት አይቻልም። በአብዛኛው የውቅያኖስ ክፍል ውስጥ የአየር ሁኔታን እየተከታተሉ መረጃውን በሳተላይት አማካኝነት ምድር ላይ ወዳሉ ጣቢያዎች የሚያስተላልፉ  እንስፎች (buoys) የሉም። የአየር ሁኔታን የሚከታተሉ ጣቢያዎች በአየር ሁኔታ ሞዴል ላይ የሚሰመሩ ፍርግርግ መስመሮች በሚገናኙባቸው ቦታዎች ላይ የመገኘታቸው አጋጣሚ የመነመነ ነው። ከዚህም በተጨማሪ አሁንም ድረስ ሳይንቲስቶች በአየር ሁኔታ ላይ ተጽዕኖ የሚያሳድሩትን የተፈጥሮ ኃይሎች በሙሉ መረዳት አልቻሉም።

ይሁን እንጂ በአየር ሁኔታ ትንበያ ረገድ ያለማቋረጥ ማሻሻያ እየተደረገ ነው። ለምሳሌ ያህል፣ እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ የአየር ሁኔታ ትንበያ በአብዛኛው በከባቢ አየር ላይ በሚካሄድ ክትትልና ጥናት ላይ የተመካ ነበር። ሆኖም ከምድራችን ገጽ መካከል 71 በመቶው በውቅያኖሶች የተሸፈነ በመሆኑ በአሁኑ ጊዜ ተመራማሪዎች ኃይል ተከማችቶ ከውቅያኖስ ወደ አየር የሚሸጋገርበትን መንገድ በመከታተል ላይ ናቸው። በውቅያኖስ ላይ ክትትል የሚያደርገው ዓለም አቀፋዊው ተቋም በእንስፎች በመጠቀም በአንድ ክልል የተከሰተንና በሌላ አካባቢ ከባድ መዘዝ ሊያስከትል የሚችልን አነስተኛ የውኃ ሙቀት መጠን ጭማሪን በተመለከተ መረጃ ይሰጣል። *

ፓትሪያርኩ ኢዮብ “የደመናውን መዘርጋት፣ የማደሪያውንም ነጐድጓድ የሚያስተውል ማን ነው?” የሚል ጥያቄ ቀርቦለት ነበር። (ኢዮብ 36:​29) ዛሬም ቢሆን የሰው ልጅ ስለ አየር ሁኔታ ያለው ግንዛቤ በአንጻራዊ ሁኔታ ሲታይ አነስተኛ ነው። ያም ሆኖ ግን ዘመናዊው የአየር ሁኔታ ትንበያ ተአማኒነት ያለውና ጆሮ ሊሰጠው የሚገባው ነው። በሌላ አነጋገር በሚቀጥለው ጊዜ የትንበያው ባለሙያ ዝናብ የሚጠበቅ መሆኑን ሲናገር ከሰማህ ዣንጥላ መያዝ ያስፈልግህ ይሆናል!

[የግርጌ ማስታወሻ]

[በገጽ 21 ላይ የሚገኙ ሥዕሎች

ለቬርዬ

ከመስታወት የተሠራ የቀድሞ ቴርሞሜትር

ቶሪቼሊ

ላቭዋዚዬ በቤተ ሙከራው ውስጥ

[ምንጮች]

የለቬርዬ፣ የላቭዋዚዬ እና የቶሪቼሊ ፎቶዎች:- Brown Brothers

ቴርሞሜትር:- © G. Tomsich, Science Source/Photo Researchers

[በገጽ 23 ላይ የሚገኙ ሥዕሎች]

የአየር ሁኔታ ትንበያ ባለሙያዎች ከሚጠቀሙባቸው መሣሪያዎች መካከል ሳተላይቶች፣ የአየር ሁኔታን ለመከታተል የሚረዱ ፊኛዎችና ኮምፒውተሮች ይገኙባቸዋል

[ምንጮች]

ገጽ 2 እና 23:- ሳተላይት:- NOAA/Department of Commerce; አውሎ ነፋስ:- NASA photo

Commander John Bortniak, NOAA Corps