Екстремальні шторми можуть призвести до найгіршого сценарію

Після руйнівного урагану “Отіс” ми переживаємо переломний момент в історії прогнозування погоди. Ураган обрушився на берег зі швидкістю вітру 265 км/год і проливними дощами, обрушившись на прибережне місто Акапулько, Мексика, і забравши життя щонайменше 48 осіб.

Швидкість, з якою Отіс посилювався, була безпрецедентною. За 12 годин він перетворився зі звичайного тропічного шторму на ураган “категорії 5” – найпотужнішу категорію, яка може траплятися лише кілька разів на рік у світі.

Ця рідкісна і тривожна подія, описана Національним центром ураганів США як “кошмарний сценарій”, побила рекорди за найшвидшою швидкістю посилення за 12 годин у східній частині Тихого океану. Отіс не лише застав зненацька мешканців та владу, але й виявив обмеженість наших сучасних інструментів прогнозування.

Я спеціалізуюся на вивченні стихійних лих з метою покращення нашої здатності прогнозувати їх і, зрештою, рятувати життя. Вкрай важливо, щоб ми вирішили нагальні проблеми, пов’язані з інструментами, які ми використовуємо для прогнозування цих катастрофічних подій, визнаючи при цьому значний вплив швидкої зміни клімату на наші можливості прогнозування.

Інструменти прогнозування, на які ми покладаємося

В основі прогнозування погоди лежать комп’ютерні програми, або “моделі”, які поєднують атмосферні змінні, такі як температура, вологість, вітер і тиск, з фундаментальною фізикою.

Оскільки атмосферні процеси є нелінійними, невеликий ступінь невизначеності початкових атмосферних умов може призвести до великої розбіжності в кінцевих прогнозах. Тому зараз загальною практикою є прогнозування набору можливих сценаріїв, а не прогнозування одного сценарію, який найбільш вірогідний.

Ураган Отіс досягає своєї максимальної інтенсивності якраз тоді, коли вдаряє по Акапулько 25 жовтня.
(Супутник ABI/NOAA GOES-16 / Суспільне надбання/Wikimedia Commons)

Але хоча ці моделі відіграють важливу роль у видачі ранніх попереджень і наказів про евакуацію, вони мають фундаментальні обмеження і несуть в собі значний ступінь невизначеності, особливо коли йдеться про рідкісні або екстремальні погодні умови. Ця невизначеність виникає через різні фактори, в тому числі через принципово хаотичну природу системи.

По-перше, історичні дані є неповними, оскільки ураган, подібний до Отіса, може статися лише раз на кілька тисячоліть. Ми не знаємо, коли шторм у східній частині Тихого океану востаннє перетворювався на ураган 5 категорії за одну ніч – якщо взагалі перетворювався – але це, безумовно, було до появи сучасних супутників і метеорологічних буїв. Наші моделі намагаються пояснити ці “події, що трапляються раз на 1 000 років”, тому що ми просто не спостерігали їх раніше.

Складна фізика, що визначає погоду, також повинна бути спрощена в цих прогностичних моделях. Хоча цей підхід ефективний для звичайних сценаріїв, він не справляється з хитросплетіннями екстремальних подій, які включають рідкісні комбінації змінних і факторів.

А ще є невідомі фактори, які наші моделі не можуть врахувати, тому що ми про них не знаємо, або вони не були інтегровані в нашу систему прогнозування. Непередбачувана взаємодія між різними кліматичними факторами може призвести до безпрецедентного посилення, як це було у випадку з ураганом Отіс.

Роль зміни клімату

До всього цього можна додати проблему зміни клімату та її вплив на екстремальні погодні явища. На урагани, зокрема, впливає підвищення температури поверхні моря, що надає більше енергії для формування та посилення штормів.

Зв’язок між зміною клімату та посиленням ураганів у поєднанні з іншими факторами, такими як велика кількість опадів або високі припливи, стає все більш очевидним.

Оскільки усталені погодні моделі змінюються, передбачити поведінку штормів та їхню інтенсивність стає ще складніше. Історичні дані більше не можуть слугувати надійним орієнтиром.

Шлях вперед

Виклики величезні, але не нездоланні. Є кілька кроків, які ми можемо зробити, щоб покращити наше прогнозування і краще підготуватися до невизначеностей, які чекають на нас попереду.

Першим кроком є розробка більш досконалих моделей прогнозування, які інтегрують ширший спектр факторів і змінних, а також враховують найгірші сценарії розвитку подій. Штучний інтелект та інструменти машинного навчання можуть допомогти нам ефективніше обробляти великі та складні набори даних.

Але щоб отримати ці додаткові дані, нам доведеться інвестувати в більшу кількість станцій моніторингу погоди, супутникові технології, інструменти штучного інтелекту та атмосферні й океанографічні дослідження.

Оскільки навіть світові експерти та їхні моделі можуть бути заскочені раптовими екстремальними погодними явищами, нам також потрібно інформувати громадськість про обмеження та невизначеності у прогнозуванні погоди.

Ми повинні заохочувати готовність і проактивну реакцію на попередження, навіть коли прогнози здаються непевними. І, звичайно ж, ми повинні пом’якшити саму зміну клімату – першопричину посилення погодних явищ.

Ураган Отіс став суворим і безпосереднім нагадуванням про неадекватність наших нинішніх інструментів прогнозування перед обличчям швидкої зміни клімату і все більш екстремальних погодних явищ. Нагальна потреба в адаптації та інноваціях у сфері прогнозування погоди ніколи не була такою нагальною.

Ми зобов’язані відповісти на цей виклик і розпочати нову еру прогнозування, здатну йти в ногу з постійно мінливою динамікою клімату нашої планети. Від цього залежить наше майбутнє.

Цю статтю передруковано з The Conversation . Читайте оригінал статті.