از حال‌بینی تا آینده‌بینی

پیش‌بینی‌ها می‌تواند چند ساعته، چند روزه تا یک هفته‌ای، دو هفته‌ای، بیش از دو هفته، ماهانه و فصلی باشد. پیش‌بینی‌های ماهانه و فصلی همان پیش‌بینی‌های Seasonal Forcasting است که درباره مسائل اقلیمی است. در مراکز پیش‌بینی درباره پیش‌بینی کوتاه‌مدت و میان‌مدت یعنی از چند ساعت تا چند روز، مطالعات و فعالیت‌های گسترده انجام می‌شود.

برای این کار به داده‌هایی نیاز است. بخشی از این داده‌ها از ماهواره، بخشی از دیده‌بانی‌های ایستگاه‌های زمینی و بخش دیگری نیز از رادارهای هواشناسی تامین می‌شود. حجم عظیمی از داده باید ساعت مشخصی در اختیار پیش‌بین‌ها و کارشناسان قرار گیرد. داده‌های ماهواره‌ای از طریق ماهواره‌های جهانی معروف به Meteosat استخراج می‌شود. ماهواره‌ای که مرکز پیش‌بینی سازمان هواشناسی از آن تغذیه و تصاویر را دریافت می‌کند، از ماهواره‌های نسل اول موسوم به Meteosat7 است که ماهواره نسبتا قدیمی اروپایی‌هاست.

این ماهواره روی اقیانوس هند قرار دارد. بیشترین قدرت تفکیک این ماهواره پنج کیلومتر است که درست در نقطه زیر ماهواره در اقیانوس هند قرار دارد. در خیلی از کشورهای توسعه یافته از ماهواره‌ای به نام Low Earth Orbit استفاده می‌شود که مانند ماهواره‌های ناسا در مدارهای پایین پرواز می‌کند.

این ماهواره تفکیک مکانی بالایی دارد، اما تفکیک زمانی آن بالا نیست و هر 12‌ساعت یکبار از یک نقطه عبور می‌کند، چراکه حول محور قطبی می‌گردد. برخلاف آنها ماهواره‌های زمین ثابت در یک نقطه در فضا ثابت هستند و در فاصله 36 هزار کیلومتری مدام از زمین عکسبرداری و تصاویری ارسال می‌کند. این ماهواره تفکیک زمانی بالایی دارد چون دائم روی یک نقطه ثابت است، اما تفکیک مکانی خوبی ندارد چون از فاصله دور پدیده‌ها را رصد می‌کند. بهتر است از داده‌های هر دو ماهواره در کنار هم استفاده کنیم تا بتوانیم به اطلاعات ارزشمندی دسترسی داشته باشیم.

به طور مشخص در دنیا چهار بار در شبانه‌روز و سر ساعت 6 ، 12 و 18 به وقت گرینویچ داده‌ها دریافت ، آنالیز و پس از گذشت یک یا دو ساعت نقشه‌هایی استخراج می‌شود که به آن نقشه‌های همدیدی گفته می‌شود که یک موج همدیدی را می‌توان در آن تشخیص داد. این موج می‌تواند انحنا داشته باشد یا ناوه یا پشته باشد که هر کدام از این موج‌ها تاثیر خاص خودشان را دارند.

بر این اساس می‌توان الگوی جو را درآورد و با توجه به شناختی که از الگوی جو وجود دارد، وضع آب و هوا را در روزهای آینده پیش‌بینی کرد. البته برای پیش‌بینی باید وضع جاری شناخته شود و وضع آینده را نیز که با استفاده از رهیافت فیزیکی به دست آمده و از طریق مدل‌های عددی اجرا می‌شود، مدنظر قرار داد. با استفاده از داده‌های دریافتی، مدل عددی اجرا و جو برای آینده شبیه‌سازی می‌شود. باید پارامترهای مختلف جوی را مورد توجه قرار داد. مثلا این که الگوی فشار در آینده یا الگوی دما چگونه تغییر می‌کند، از پارامترهای مهم در پیش‌بینی‌هاست.

با استفاده از رهیافت‌های فیزیکی این تغییرات تخمین زده می‌شود و پیش‌بین باید این تخمین‌ها و تغییرات را مدنظر قرار دهد و چیزی را که فکر می‌کند درست است به عنوان پیش‌بینی صادر کند. یعنی پیش‌بینی‌ها صرفا خروجی مدل محض نیست. البته پیش‌بین فقط در یک بازه زمانی 24 تا 48 ساعته می‌تواند دخالت مثبت داشته باشد و به این ترتیب تاثیر نظر پیش‌بین در مدل‌های عددی بهتر می‌شود، اما بعد از 48 ساعت تا سه روز و یک هفته معمولا خروجی‌های مدل مبنای پیش‌بینی است. ذهن انسان تا این اندازه پیچیده نیست که بتواند در این شرایط همه تغییرات آینده را پیش‌بینی و محاسبه کند و تاثیر آن را در خروجی مدل‌ها ببیند و این روند در همه دنیا مشابه است.