Czy prognoza pogody będzie kiedykolwiek w 100% poprawna?

"Nie mamy zielonego pojęcia, co się wydarzy za trzy dni" - miał powiedzieć pewien meteorolog telewizyjny w badaniu przeprowadzonym w 2008 roku. W tym samym badaniu zespół synoptyków spróbował precyzyjnie przewidzieć pogodę na następny tydzień - prognoza sprawdziła się tylko w ok. 67 procentach.

Problem z nieprawidłową prognozą pogody nie jest niczym nowym ani zaskakującym. BBC musiało kiedyś oficjalnie opublikować przeprosiny na wizji po tym, jak przepowiedziano falę upałów, a w rzeczywistości pojawiły się burze z deszczem.

Brytyjski rządowy organ Met Office, który odpowiada za prognozowanie pogody, ma do swojej dyspozycji superkomputery zdolne do wykonywania 14 bilionów operacji na sekundę. Między USA, poszczególnymi krajami w Europie, jak i licznymi prywatnymi firmami, toczy się obecnie zażarta walka o to, kto jest w stanie jak najdokładniej przewidzieć pogodę.

"Pogoda długoterminowa do 10 dni jest obecnie możliwa do przewidzenia mniej więcej z taką samą dokładnością, jak pogoda na najbliższe 2 dni 20 lat temu" - ocenił prognostyk Paul Knightley z brytyjsko-kanadyjskiej firmy MeteoGroup.

"Coraz lepiej rozumiemy fizykę atmosfery i chmur" - wyjaśnił ekspert, dodając jednak, że "do idealnych prognoz wciąż jest jeszcze daleko". 

Siedmiodniowa prognoza jest dokładna w ok. 80% - szacuje z kolei agencja USA NOAA (odpowiednik brytyjskiego Met Office). W przypadku prognozy na 5 dni, dokładność wzrasta do 90%. Ale w przypadku prognoz na 10 dni i więcej, dokładność maleje do zaledwie 50%.

Ludzkość próbuje sobie poradzić z problemem niedokładności prognoz na różne sposoby. Do pogodowych szacunków używa się coraz to potężniejszych kompterów, a w ostatnim czasie swój udział w prognozowaniu mają również drony i samoloty.

"Do samolotów i dronów montuje się obecnie specjalne urządzenia, które dokonują wielu pomiarów" - przekazał Tom Schmutz z firmy Flyht.

"Posiadana przez nas technologia może uzupełniać i potencjalnie w przyszłości zastąpić balony pogodowe. Mamy dość zaawansowany prototyp dronów do danych pogodowych. Ponieważ drony stają się coraz bardziej powszechne, będą odgrywać większą rolę w kolejnych latach" - dodał właściciel innowacyjnej firmy.

Dlaczego więc prognozy wciąż nie są w 100% dokładne? "Wszystko sprowadza się do efektu motyla, niewielkich zmian w atmosferze" - zauważa wspomniany wcześniej Paul Knightley z MeteoGroup.

"Na przykład z pozoru niewielki podmuch wiatru może niezwykle szybko minąć górę w sposób, którego nie można przewidzieć na komputerze. To z pozoru nieistotne zjawisko może na kolejne tygodnie zupełnie zmienić wzroce pogodowe" - wyjaśnia.

"Moc obecnych superkomputerów nie jest wystarczająca, więc musimy przyjmować pewnego rodzaju założenia i uproszczenia. Nie wiemy, co robi teraz każda część atmosfery i nie mamy takiej technologii, aby to śledzić. A niewielkie błędy na małą skalę stają się z czasem znacznie większe" - dodaje specjalista.

Jest to przykład teorii chaosu, w której niewielkie zmiany mają z czasem ogromny wpływ. Paul Knightley porównuje pogodę z wyścigiem konnym, gdzie często są wyraźni faworyci, ale wciąż wiele może się wydarzyć nie tak, jak zakładano. Nawet jeśli koń ma duże szanse, aby wygrać, wciąż nie ma pewności, że tak będzie (na czym swoją drogą zarabiają bukmacherzy).

"Chaos", o którym tu mowa, łączy się z odbiorcami pogody, widzami i internautami, którzy nie do końca rozumieją czym tak naprawdę jest prognoza. Jeśli Twoja aplikacja na smartfonie pokazuje, że istnieje 50% szansy na deszcz, to jesteś trochę wprowadzany w błąd przez swoje rozumienie. Nie zawsze oznacza to, że rzeczywista szansa na opady deszczu to 50%.

50% to szansa na deszcz gdzieś w ogólnym obszarze pogodowym - ale w mieście, w którym mieszkasz, szansa w rzeczywistości może wynosić 0%. Mylące, prawda?

Posłużmy się przykładem: jeśli prognostycy dadzą Birmingham 50% szans na deszcz, który dotknie połowy miasta, w rzeczywistości będzie 25% szans, że deszcz spadnie akurat u Ciebie (szansa na deszcz pomnożona przez procent dotkniętego obszaru).

Co jeszcze bardziej mylące, dokładność zależy od używanej aplikacji. Appki pogodowe z USA będą miały powyższy problem znacznie częściej niż te z Wielkiej Brytanii. W praktyce, 50% szansy na deszcz w brytyjskich prognozach częściej będzie oznaczać faktyczne 50% szansy na deszcz. Dlaczego? Chodzi o skalę pomiaru. Na globalnej mapie pogodowej Wielka Brytania podzielona jest na kwadraty liczące tylko 10 km na 10 km. Jeszcze w 2016 r. było to 13 km na 13 km, a na początku XX wieku 338 km na 338 km. Im mniejsza skala, tym większa dokładność.

"Pracujemy nad stworzeniem sieci jak najmniejszych obszarów" - zapewnia ekspert z MeteoGroup. 

"W niedalekiej przyszłości będzie to 5 km, a później setki metrów" - dodał.

Zdaniem specjalistów, problemem w "zagęszczaniu sieci" może być obecny rozwój sieci 5G, które wzmożą sygnał mobilny. Dostrzegli to m.in. amerykańscy senatorzy, którzy wezwali władze, aby ograniczyły rozwój 5G w USA, dopóki problem ten nie zostanie rozwiązany.

W Wielkiej Brytanii oficjalne organy są mniej zaniepokojone. "Met Office w żaden sposób nie sprzeciwia się rozwojowi 5G" - przekazał na łamach Metro.co.uk rzecznik Met Office. "Możliwe, że technologia 5G pozwoli nam w przyszłości lepiej prognozować pogodę. Prawdą jest jednak, że jeśli nie wprowadzimy odpowiednich limitów transmisji danych, 5G może mieć znaczący i szkodliwy wpływ na satelitarne wykrywanie atmosferycznej pary wodnej, co również wpłynie na naszą zdolność prognozowania" - przyznał.

Nawet jeśli problem 5G zostanie rozwiązany, pozostaje jedno pytanie: czy prognoza pogody będzie w przyszłości możliwa do przewidzenia ze 100% dokładnością? 

"Trzeba uświadomić sobie fakt, że wszystko, od oceanów po góry, ma wpływ na pogodę. Oznacza to, że nie ma możliwości uzyskania 100% dokładności" - wskazuje Paul Knightley z MeteoGroup.

"Woda w oceanie może nieznacznie zmienić temperaturę w ciągu tygodnia w wyniku warunków pogodowych. Ta zmiana temperatury wpływa z kolei na samą pogodę i tak cykl trwa. Na poziomie mikroskopowym nie do końca rozumiemy, jak powstają chmury. Oczywiście wiemy o nich bardzo dużo, ale na poziomie mikrofizycznym wciąż jest wiele rzeczy, których nie wiemy" - zwraca uwagę ekspert.

"Moc superkomputerów pozwala już na wiele, ale nigdy nie otrzymamy doskonałej prognozy pogody, ponieważ fizyka na to nie pozwala. Nie możesz dokładnie wiedzieć, gdzie jest atom i jaka jest jego prędkość. Jest to fizycznie niemożliwe" - twierdzi Knighley.

A może jest? Naukowcy z University Of Maryland w USA podjęli próbę rozwiązania tego problemu. Stworzyli algorytm, aby dowiedzieć się, jak ewoluował system w przeszłości, aby móc przewidywać przyszłość. Naukowcy argumentowali, że gdy masz wystarczającą ilość danych, rzeczy pozornie całkowicie losowe można dokładnie przewidzieć. Niestety, proces ten zajmuje zbyt wiele czasu i jest nieefektywny.

Skuteczna prognoza pogody to coś więcej niż informacja, czy wziąć parasol z domu. Nieprecyzyjna prognoza kosztuje światowe gospodarki setki miliardów dolarów rocznie, a ekstremalna pogoda - w samej Europie - prowadzi rocznie do śmierci 150 tys. osób.

Na przykład niedawny huragan Dorian na Bahamach, przez to, że był nie do przewidzenia, zdewastował wyspę i doprowadził do śmierci 51 osób.

Meteorolodzy coraz bardziej rozumieją znaczenie swojej pracy i takie osoby jak Paul Knightley są bardzo dumne z osiągnięć w zakresie "poprawiania sytuacji" dzięki ulepszonej technologii i prognozom sezonowym. Ale dopóki świat nie nauczy się rozumienia fizyki i przewidywania nieprzewidywalnego, najlepszym sposobem na prognozę pogody pozostaje otwarcie okna i wyciągnięcie ręki. Zawsze będziesz miał 100% dokładności - przynajmniej przez kilka minut.