ماهو التنبؤ الجوي؟

طقس العرب: هشام جمال

يعتبر علم التنبؤ الجوي أحد العلوم الموسعه في دراسة الغلاف الجوي والتنبؤ بالطقس ودراسة المتغيرات الجوية وتحليلها للوصل إلى نتائج على شكل ملخصات لحالة الطقس والتي يتم بثها للجمهور على شكل نشرات جوية تحدد عموم النشاطات البشرية تباعًا لحالة الطقس المتوقعة، فما هو التنبؤ الجوي وكيف تتم عملية التنبؤ بالطقس عبر التقرير التالي.

ماهو التنبؤ الجوي؟

هو علم يبحث في دراسة حالة الطقس من خلال دراسة مُعمقة لإنظمة الغلاف الجوي وسلوك المتغيرات الجوية من حرارة ورطوبة ورياح وغيرها ، ولفترة زمنية معينة تمتد من ساعات إلى أيام، ويُبنى علم التنبؤ الجوي على الإحتمالات فهو ليس علم حتمي، لأن العلم بأكمله هو علم إحتمالي.

وتتم عمليات التنبؤ الجوي بإستخدام نماذج محاكاة حاسوبية، او ما يعرف بالنماذج العددية، يتم من خلالها إستنباط التوقعات وإصدار النشرات الجوية، ويُمكن تعريف علم التنبؤ الجوي بطريقة أُخرى (علم التنبؤ الجوي، هو تطبيق العلم والتقنية لمعرفة حالة الغلاف الجوي في وقت لاحق بالنسبة لموقع معين).

ماهي النماذج العددية المُستخدمه في عملية التنبؤ الجوي وماهي آلية عملها؟

تعد النماذج الجوية العددية او مايعرف بالإنجليزية بـ (numerical weather models) الركيزة الأساسية في عمليات التنبؤ الجوي، ويتم تشغيل هذه النماذج الجوية في مراكز الرصد الجوي العالمية مثل المركز (الأمريكيGFS)، والمركز (الأوروبيECMWF)، وتعرف النماذج الجوية العددية بأنها عملية مُحاكاة لتحركات الكتل الهوائية الهوائية في مُختلف طبقات الغلاف الجوي.

تبنى تلك النماذج العددية على قواعد بيانات ضخمة في مراكز رصد عالمية، وتتم آلية عمل النماذج الجوية العددية عن طريق جمع البيانات من مراكزها العالمية بإستخدام صور الاقمار الاصطناعية، ومحطات الرصد الجوي المُنتشرة في مُختلف ارجاء العالم، بالإضافة إلى إطلاق بالون الطقس الذي يحتوي على اجهزة قياس نحو طبقات الجو العليا من الغلاف الجوي، وتكون كل دولة مسؤولة عن إطلاق بالون الطقس في الموعد المحدد له، ويتم بعد ذلك جمع البيانات من مصادرها المُختلفة، وادخالها إلى حواسيب فائقة القدرة (supercomputer)، تقوم هذه الحواسيب الفائقة بعمليات رياضية وحسابية، ومعادلات تفاضلية وفيزيائية ضخمة، يستحيل للعقل البشري ان يقوم بحل اي من تلك المعادلات الضخمة.

وبعد الإنتهاء من العمليات الحسابية المُعقدة، تقوم الحواسيب فائقة القدرة بإصدار مُخرجاتها، فتكون المُخرجات اما على شكل خرائط، او على شكل مخططات بيانيه، وهُنا ينتهي دور الحواسيب ويأتي دور المتنبئ الجوي، حيث يستلم المتنبئ الجوي مُخرجات النماذج العددية، ويقوم بتحليلها، مع تداخل الخبرات الشخصية والمهنية في عمليات التحليل التي قد تستمر لعدة ساعات أحياناً، ويقوم المتنبئ الجوي بإصدار النشرة الجوية بعد تحليل ودراسة مُعمقة في مُخرجات النماذج الجوية العددية، للوصول إلى أعلى دقة ممكنه في النشرة الجوية.

ولابد هُنا من الإشارة ان مُخرجات النماذج الجوية العددية قد تختلف عن بعضها البعض، فعند اختلاف النماذج الجوية العددية العالمية على حدث جوي مُعين، تزداد عملية تعقيد إصدار النشرات الجوية.

كيف تحدث أخطاء التنبؤ الجوي؟

تفع الأخطاء في علم التنبؤ الجوي ك غيرها من العلوم، وتكون الأخطاء غالباً في جزء من النشرة الجوية، وليس بالنشرة الجوية باكملها، وتكثر اخطاء التنبؤ الجوي في فصل الشتاء بسبب زيادة عدد المُتغيرات الجوية التي يتم تحليلها واضافتها إلى النشرة الجوية، فيقع الخطأ أحياناً في احد المُتغيرات الجوية، وتقسم اخطاء التنبؤ الجوي إلى قسمين :

1- اخطاء نماذج عددية

تخطأ النماذج الجوية العددية أحياناً في مُخرجاتها، لاسميا أن اي نقص في المدخلات يؤدي إلى نقص في المُخرجات، فيمكن حصول خطأ ما في عملية حسابية، او في المدخلات الأمر الذي ينعكس على مخرجات النماذج العددية باكملها لدا المتنبئ الجوي، وهنا تقع النسبة العُظمى من أخطاء التنبؤات الجوية والتي من الصعب كشفها إلا في وقتٍ متأخر بعد تأثير الحالات على أرض الواقع.

2- اخطاء بشرية

تعتبر الأخطاء البشرية أحد اشكال أخطاء التنبؤ الجوي، فيمكن أن يخطأ المتنبئ الجوي في دراسة المتغيرات الجوية، او المنظومة الجوية السائدة في الغلاف الجوي، او اعتماد نموذج تنبؤات جوية واحد فقط وعدم مقارنة المخرجات بباقي النماذج المُشغلة حتى يتم الوصول لإقرب نتيجة، وإعتماد النتيجة الأقرب في محاولة تجنب الأخطاء، وللوصول لإقرب نتيجة يجب دراسة 3 نماذج عددية او اكثر وإعتماد نسبة التقارب الأكبر من المُخرجات لتفادي الأخطاء الواقعة، او التقليل منها.

بماذا يختلف الرصد الجوي عن التنبؤ الجوي؟

يختلف الرصد الجوي عن التنبؤ الجوي، فالرصد الجوي يحتاج إلى مُعدات، وصور اقمار اصطناعية ومحطات رصد جوي لمعرفة الحدث ورصده وقته وقوعه، بعكس التنبؤ الجوي الذي يحتاج إلى نماذج عددية، وتحليل البيانات الصادرة لاستنباط حالة الطقس المُستقبلية، التي تمتد إلى ساعات، او ايام، او اسابيع وصولاً إلى التنبؤات بعيدة المدى او الفصلية والتي تعتمد على الجانب الإحصائي.

مجالات تتأثر بعملية التنبؤ الجوي

• مجال الملاحة الجوية

تستعين جميع المطارات في العالم بمراكز خدمات الأرصاد الجوية لتزويدها بأحوال الطقس والتحذيرات المتعلقة بأحوال الجو خلال فترات محددة؛ وذلك لتجنب حدوث مفاجئات قد تسبب كوارث جوية لا قدر الله.

• مجال الزراعة

يعتبر القطاع الزراعي واحدا من أكثر القطاعات الذي يعتمد على عملية الرصد الجوي، مثل التنبؤ بالصقيع الذي يؤثر بشكل كبير على المزروعات وكذلك كميات الأمطار والجفاف.

• حياة ونشاطات الإنسان اليومية

تؤثر الأحوال الجوية المختلفة على نشاطات الإنسان اليومية المختلفة؛ فتتأثر حالة الطرق واختيار اللباس المناسب للطقس، والقيام برحلات خلال فترة معينه. كما تنعكس هذه الأحوال على صحة الشخص وقرار استخدام التدفئة.

وتساعد التحذيرات والتنبيهات التي تصدرها عملية الرصد الجوي على تجنب اعاقة الانسان واستعداده للأحوال الجوية المختلفة؛ فعلى سبيل المثال: في حال سقوط الثلوج وتكون الجليد والضباب تتأثر حالة الطرق، فتساهم تحذيرات الرصد الجوي بتحديد الطريقة الأنسب للتعامل معها مثل رش الملح على الطرق واصدار تحذيرات.

• مجال الطاقة

تعتمد مصادر الطاقة المتجددة على علم الأرصاد الجوية، فيمكن تحديد الاستثمار في مجال الطاقة الشمسية أو الرياح وغيرها في موقع معين بناء على دراسات الرصد الجوي.

كما أن استهلاك الغاز والكهرباء من أهم مصادر الطاقة، يزداد بناء على الحالة الجوية سواء في الشتاء والصيف، ويمكن من خلال التوقعات الصادرة عن الرصد الجوي تجنب انقطاع مصادر الطاقة خلال فترات البرد على سبيل المثال.

• مجال الملاحة البحرية

تعتمد الملاحة البحرية على توقعات الحالة الجوية كما هو الحال في الملاحة الجوية والمطارات، حيث تعمل الموانئ ووسائل الملاحة البحرية على التزود بنشرات جوية بشكل مستمر، وغيرها الكثير من المجالات الأخرى، ك تربية المواشي، وقطاع النفط والمعادن، والعديد العديد من المجالات الإضافية.