Hava tahminleri neden yanılır?

Başarılı hava tahmininin sırrı ise, atmosferin gelecekteki durumunu tam olarak belirlenebilmesinde yatıyor. Bu da eksik gözlemler ve atmosferin henüz tam anlaşılamamış ve hızla değişebilen kaotik yapısından dolayı kolay bir iş değil. Bunun için meteorolog Robert Ryan hava tahminindeki güçlükleri söyle özetliyor:

Ana problem ne?

'Dönen küremizi, çeşitli materyaller, çeşitli özellikteki çeşitli gazlar içeren 800 mil genişliğinde ve 93 milyon mil enindeki devasa bir alan içerisinde nükleer reaktörler tarafından ısıtılan bir sistem gibi düşünün. Dünya devasa büyüklüğünden dolayı farklı yer ve farklı zamanlarda farklı ısınmalara maruz kalmaktadır. Sonrada insanlar, 20 mil derinliğinde ve 250 milyon metrekare gibi küçük bir alan içerisindeki bir noktadan gözlem yaparak, bu gazlar karışımının 3 günlük süre zarfındaki davranışını öğrenmek istiyorlar. İşte meteorologların yüz yüze kaldığı problem budur.'

Bütün bu zorluklara rağmen sorgulanmamızın nedeni biraz da bizim kesin hava tahmini yapmamızda yatıyor. Hava tahmininin yapılmaya başlandığı ilk yıllarda, yapılan tahminler arada bir doğru çıkınca insanlar son derece mutlu oluyorlardı.

Bu gün ise bizler hava tahmininde mükemmeliyet beklediğimiz için arada bir doğru çıkmayan tahminleri gözümüzde büyütüyoruz.

Bununla beraber aynı zamanda, hava tahmininin kesin olarak belirtilmesine yöneliyoruz. Öyle ki tahminlerde yağmur olasılığını kesin olarak belirtip, olayın meydana geliş zamanını ve beklenen yağışın miktarını da söylüyoruz.

İstasyon eksikliği

Modern hava tahminlerinin çok iyi çıkmamasının pek çok nedeni var. Öncelikle, çok önceden dünyada kurulmaya başlanmış olan gözlem istasyonu şebekesi tamamlanamadı.

Ayrıca, dünyanın kara ve deniz yüzeylerinin büyük bir bölümümün uydu görüntülerini elde edebilmemize rağmen, birkaç bölge dışında, troposferin orta ve yukarı kesimlerinden yeterince veri elde edemiyoruz.

Dahası, atmosferdeki olayların tamamen anlaşılamamış olması ve elimizdeki atmosfer modellerinin ideal olmaması da söz konusu.

Bilindiği gibi herhangi bir şeyin davranışlarındaki sadelik ve düzen onun gelecekteki hareketlerinin de kolayca tahminini mümkün kılar. Örneğin, dünya ve diğer gezegenler basit ve düzenli bir yörüngeye sahip olduklarından onların astronomik hareketlerini kolayca tahmin edebiliriz.

Örneğin, Halley kuyrukluyıldızının ne zaman görüleceğini çok önceden belirleyebiliriz. Öte yandan, atmosferdeki karışıklık ve düzensizlik ise, havanın gelecekte alacağı durumun önceden bilinmesini imkansız kılmaktadır.

Degişken çokluğu

Atmosferde değişimin tümüyle belirlenip açıklanması da çok zor bir problemdir. Bununla birlikte basit matematiksel modeller, atmosferdeki dinamik işlemleri anlamak ve açıklamakta bize yardımcı olabilmektedir.

Çok hızlı bilgisayarların geliştirilmesine ve yeni atmosferik modellerin oluşturulmasına rağmen, hava tahmininde hálá istediğimiz noktaya ulaşamadık.

Bu gün modern hava tahmini ağırlıklı olarak sayısal hava tahminine dayanır. Sayısal hava tahmini, atmosferdeki gazların, bilinen fiziksel prensiplerini kullanır. Mevcut sınır ve başlangıç şartları verildiğinde bu fiziksel kanunlar, atmosferin ilerideki durumunun tahmin edilmesinde kullanılabilir.

Halen, atmosferin dinamik olmasını göz önünde tuttuğumuzda, değişkenlerin çok oluşu, bu metodun dezavantajı olarak görülüyor.

Bu problemi çözmek için sayısal model, atmosferde zamanla değişmeyen değişkenleri hesaba katmaz. Bölgesel sayısal modeller de tüm dünyayı dikkate almaz.

Bu nedenle sınır bölgelerindeki havayı doğru bir şekilde temsil edemez. Kullandıkları sayısal noktaların geniş aralığı nedeniyle yerel hava şartlarını da belirleyemez. Dağları ve yeryüzü özellikleri ile birlikte havadaki bir çok fiziksel olayları da tam olarak doğru bir şekilde temsil edemezÉ

En büyük problem

Diğer bir deyişle en büyük problemimiz, meteorolojik parametreleri tamamen doğru olarak hiçbir zaman ölçemiyor ve modellerde temsil edemiyor olmamızdır.

Meteorolojik aletler ile sıcaklık, basınç ve benzeri değişkenleri yaklaşık olarak çok seyrek noktalarda ölçmekteyiz. Bu eksik ve doğru olarak ölçülemeyen parametreler, meteorologlar tarafından sayısal hava tahmin modellerinde başlangıç değerleri olarak kullanılmaktadır.

Farklı başlangıç değerleri, modellerin farklı fiziksel özellikleri ve atmosferin kaotik çekicisinden dolayı tahminler gerçekten tamamen çok farklı olabilmesine yol açabilmektedir.

Bununla birlikte günümüzde havadaki kelebek kavramı (kaotik çekici), atmosferi inceleme ve tahmin etmedeki yaklaşımlara yenilik getirerek hava tahminlerinin güvenilirliğinin tespit edilebilmesine olanak tanımaktadır.

Lorenz’in kelebeği, ABD Ulusal Meteoroloji Merkezi, Avrupa Orta Vadeli Hava Tahmin Merkezi (ECMWF) ve diğer gelişmiş meteoroloji merkezlerinde artık sayısal modeller ile yapılan hava tahminlerinde kaosun ortaya çıkıp çıkmadığı ve tahmin edilebilir kararlı atmosferik yapının ne kadar korunabileceğini (yani tahminin güvenirliğini) tespit etmekte kullanılmaya başlanmıştır.

Değerlendirme zorlukları

Bu nedenle hava tahmininin yüzde ne kadar güvenilirlikle yapıldığını sorgulayabilirsiniz. Bu soruyu cevaplamak da, sanıldığı kadar kolay değil.

Bu konudaki büyük problemlerden biri hava tahmininin ne kadar doğru olduğunun belirlenmesidir.

Örneğin hava tahmininde minimum sıcaklık 10¡C olarak verilse ve hava sıcaklığı 9¡C olarak gerçekleşse, bu hava tahmini doğru mu kabul edilecek?

Hava tahmininde Ankara'da kar görüleceği bildirilse ve Ankara’nın 2/3'ünde kar yağışı gözlense bu tahminin yanlış olduğu mu kabul edilecek? Yoksa tahminin 2/3'ü mü doğrudur mu denilecek?

Bu örneklerden de anlaşılacağı gibi hava tahmininin değerlendirilmesinde bu tip problemler göze çarpmaktadır. Gelişmiş ülkelerde yüzde olarak tahmini yapılan hava olayı sadece yağıştır. Her ne kadar yağışın meydana gelmesi % 80 güvenilirlikle tahmin edilebilirse de, yağışın miktarı ve düşeceği yer halen tam olarak belirlenememektedir. Ülkemizde ise bu tür nicel bilgiler hiç verilmemektedir.

Özetlersek, ülkemizin ECMWF’den temin ettiği gündelik hava tahminlerdeki hatalar, meteorolojik gözlemlerdeki eksiklik ve hatalar, sayısal modellerin sayısal noktaları arasındaki büyük mesafeler, sayısal hesaplardaki küsurat yuvarlamaları, modellerin atmosferi ve atmosferdeki fiziksel olayları temsil etmedeki yetersizliği, Türkiye’nin bu modellerin hesap alanının kıyısında bulunması ve atmosferin kaotik yapısından kaynaklanabilmektedir.

Ülkemizde gündelik hava tahminlerindeki hataların ve yanılgıların nedenleri:

Meteorolojik gözlemlerdeki eksiklik ve hatalar.

Sayısal modellerin sayısal noktaları arasındaki büyük mesafeler.

Sayısal hesaplardaki küsurat yuvarlamaları.

Modellerin atmosferi ve atmosferdeki fiziksel olayları temsil etmedeki yetersizliği.

Türkiye’nin bu modellerin hesap alanının kıyısında bulunması ve atmosferin kaotik yapısından kaynaklanabiliyor.

Kaynak: Prof. Dr. Mikdat Kadıoğlu
İTÜ Meteoroloji Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi