Dinamik Sistemler

Hava Durumunu Tahmin Etmek Neden Zordur?

Muhtemelen her sabah yaptığınız ilk şeylerden biri, havanın nasıl olduğunu görmek için pencereden dışarı bakmaktır. Dışarıya bakmak ve günün hava tahminini dinlemek, hangi kıyafetleri giyeceğinize ve hatta gün boyunca ne yapacağınıza karar vermenize yardımcı olur. Ancak bazen hava bizi şaşırtır ve çok hızlı bir değişim gösterir. Bir gün önce şort ile dolaşıyorken ertesi gün palto giymek zorunda kalabilirsiniz. Hava olayları atmosferin geçici koşullarını, yani Dünya’yı çevreleyen hava tabakasında yaşanan değişimleri ifade eder. Genel yanılgı hava durumunu yaşadığımız bölge ile bağlantılı düşünmemizdir. Ancak gerçek daha farklıdır. Bildiğiniz gibi suya bir taş attığınızda oluşan dalgalanmalar sadece taşın atıldığı yeri değil ötesini de etkiler. Aynı şey hava olayları için de geçerlidir. Bölgenizdeki hava durumu eninde sonunda yüzlerce veya binlerce kilometre uzaktaki hava durumunu etkileyecektir. Bunun tersi de elbette sizin için geçerli olacaktır. O zaman bu kadar değişken bir şeyi doğru ya da en azından doğruya yakın bir biçimde tahmin etmek mümkün olabilir mi?

Hava Durumu Tahmini Nasıl Yapılır?

Hava durumunu tahmin etmenin pek çok yolu vardır, bazıları diğerlerinden daha iyidir. Örneğin yılın o zamanında o yer için ortalama hava durumuna bakarak bir hava tahmini yapılabilir. Ancak bu tip bir tahmin havada daha az değişiklik olduğu için tropik bölgelerde iyi sonuç verirken diğer bölgelerde fazla işe yaramaz. Hava durumu tahmini için en iyi strateji, işin içine matematik karıştırıp bilgisayarları kullanmaktır. Ancak elbette bu noktada da bazı sınırlandırmalar vardır.

II.Dünya Savaşı’nı izleyen yıllarda, bilgisayar çağının şafağında, matematikçi John von Neumann, hava tahmini için bilgisayarları kullanmak için bir proje başlattı. 1956’da, tahminin üç alana ayrılabileceği sonucuna vardı: kısa vadeli, orta vadeli ve uzun vadeli. Her üçünde de ihtiyaç duyulan yaklaşımların çok farklı olacağını ve orta vadelinin tahmin etmesi en zor olacağını anladı. Kısa vadeli hava tahmini, önümüzdeki birkaç saat veya günü kapsar. Bu aralıkta, hava durumunu tahmin etmek, yeterli veri elde etme ve ardından üzerinde fazlaca matematik yapma meselesidir. Atmosfer, nispeten iyi anlaşılmış akışkanlar dinamiği yasalarına göre çalışır. Atmosferin mevcut durumunu ölçebiliyorsanız, nasıl gelişeceğini gösteren bir simülasyon çalıştırabilirsiniz. Bu simülasyonlar, önümüzdeki birkaç gün için bize oldukça iyi tahminler verecektir.

Hava Durumunu Tahmin Etmek Neden Zordur?

Bu tahminleri atmosferin durumu hakkında daha fazla bilgi toplayarak, hava durumu balonlarından, hava istasyonlarından gelen beslemeleri kullanarak iyileştirebiliriz. Ayrıca simülasyonları daha yüksek çözünürlükte çalıştırabilir daha kesin tahminler elde edebiliriz. Ancak tahmini birkaç hafta aralığına genişletmeye çalıştığımızda bir sorunla karşılaşırız. 1961’de bilgisayar hava durumu tahmini üzerinde çalışan Edward Lorenz, aralarında çok küçük bir fark olan bir simülasyonun iki versiyonunu çalıştırdı. Sonuç tahmin sonuçları şaşırtıcıydı çünkü tamamen farklı çıkmıştı. Başlangıçta fark edilmeyecek kadar küçük olan bu fark kademeli olarak sistem içinde büyüyecek ve sistem boyunca yayılacaktı. Sonuçta bu küçük farktan dolayı da iki simülasyon sonuçları birbirine hiç benzemeyecekti. Bir çok kişinin bildiği bu hikaye Kelebek Etkisi ve Kaos Teorisi kavramlarının doğuşuydu. Hava kaotik bir sistem olduğu için, orta vadeli tahmin yani 15 gün sonra havanın nasıl olacağının tahmin edilmesi kolay değildir.

Uzun vadeli hava tahmini ise onlarca yıldan yüzyıllara uzanan bir aralığı kapsar ve iklim dediğimiz şeyi ortaya koyar. Mükemmel iklim tahminleri yapmak asla mümkün değildir çünkü altta yatan kaos her zaman sisteme etki edecektir. Ancak işlerin ortalama olarak nasıl değişeceğini yine de uzun vadeli tahminle ile dile getirebiliriz.

Gökyüzüne Bakarak Hava Durumunu Tahmin Edebilir miyiz?

Hava durumu tahmini için en güvenilir metot bir bilgisayar kullanmak olsa da bazen sadece gökyüzüne bakarak da tahminde bulunabiliriz. Denizcilere tanıdık gelen bir atasözü “Sabahın kızıllığı akşamı kış ederakşamın kızıllığı sabahı güz eder” biçimindedir. Bu söz sabahleyin gökyüzünde görülen kızıllık nedeniyle, akşam havanın kış gibi olacağı, akşam görülen kızıllık nedeniyle de ertesi sabah havanın güze döneceğini belirtir. Bu söz kısmen doğru bir sözdür.

Ilıman bölgelerde, hava sistemleri genellikle batıdan doğuya doğru yavaş biçimde hareket eder. Eğer günbatımında batıya doğru baktığınızda kırmızı bir gökyüzü görüyorsanız, orada kuru bir hava ve yüksek basınç sistemi mevcuttur. Yüksek basıncın görüldüğü yerlerde hava genellikle açıktır ve yağış görülmez. Eğer ki gün doğumunda doğuda kırmızı bir gökyüzü görüyorsanız bu kuru havanın zaten sizden uzaklaştığını anlarsınız. Bu durumda arkasından gelen bir alçak basınç alanı olacaktır. Bu durumda yağış muhtemeldir. Ancak hatırlatalım. Bu söz, hakim rüzgarların doğudan batıya hareket etme eğiliminde olduğu tropik bölgelerde işe yaramaz. Öte yandan, tropik bölgelerdeki hava çok daha kararlıdır. Bu nedenle bu tür bir pratik kurala daha az ihtiyaç vardır.

Kaynak:

Matematiksel

Sibel Çağlar

7 yıl Kadıköy Anadolu Lisesinin devamında lisans eğitimimi Marmara Üniversitesi İng. Matematik öğretmenliği üzerine tamamladım. Devamında 20 yıl çeşitli özel eğitim kurumlarında matematik öğretmenliği ve eğitim koordinatörlüğü yaptım. 2015 yılında matematiksel.org web sitesini kurdum. Amacım bilime ilgiyi arttırmak, bilimin özellikle matematiğin zihin açıcı yönünü açığa koymaktı. Yolumuz daha uzun ve zorlu ancak en azından deniyoruz.

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak.