Popular Science dergisinin web sitesinde okuduğum bir makaleye [1] göre ABD’liler kendi hava durumu tahminlerinden pek memnun değiller. ABD’nin özellikle güneydoğu yakası her yıl sık bir şekilde kasırgaların hedefinde kalır ve bu kasırgaların boyutu can ve mal tehdidi oluşturacak kadar her zaman büyük olur. Bu nedenle, bu kasırga ve fırtınaların seyrini önceden tahmin edebilmek hayati önem taşımaktadır. Bu tahmin işi de ABD’de, Ulusal Okyanus ve Atmosfer İdaresi (İng. National Oceanic and Atmospheric Administration -NOAA) tarafından yapılır.
Makalede tartışılan durum, ABD’nin hava durumu modelleri ile Avrupa’nın hava durumu modelleri kıyaslandığında, kendi modellerinin yetersiz kalmasıdır. Örnek olarak şu sıra ne yapacağı belirsiz olan ve Bahamalar ile Bermuda’yı vuran Joaquin Kasırgası’nı gösteriyorlar. ABD modelleri başlangıçta ülkenin Doğu Kıyısı boyunca değişik yerlerden geçeceğini tahmin ederken, Avrupa modelleri bu kasırganın doğuya doğru keskin bir dönüş yapacağını tahmin ediyordu. Ve geçtiğimiz hafta sonu olan şey Avrupalıları haklı çıkardı. İşin ilginci, bu tahminlerdeki sapma Amerikalılar için ilk değil. Bu defalarca başlarına gelirken ABD medyası da bu durumu tartışıyor.
Sandy Kasırgasında Avrupalıların modeli bu kasırganın Doğu Kıyısı’na doğru yöneleceğini tam olarak doğru bir şekilde tahmin edebildi. Bu da Scientific American’daki bir makalede “Fırtına Tahminlerinde Avrupalılar Amerikalılardan Daha Mı İyiler” sorusunu sordurttu. Son yıllara bakarak Popular Science yazarı Lindsey Kratochwill bu sorunun cevabının evet olduğunu söylüyor. Avrupa hava durumu modelinin ABD’nin Küresel Tahmin Sistemi’ni (İng. Global Forecasting System – GFS) defalarca yendiğini adeta yüksek sesle dile getiriyor.
New York Times’da çıkan bir makaleye göre de, NOAA Ocak 2015’teki GFS modellemesini geliştirse bile, yüksek tahmin oranında Avrupa modeli ile hâlâ yarışamayacağı öne sürülüyor. Bunun nedeni olarak da GFS modelinin daha fazla işlemci gücüne sahip olmasının karşılaştığı problemleri çözmeye yeterli olmamasından kaynaklandığını New York Times’daki makalede öne sürülmüş. Aynı makalede Washington Üniversitesi’nde Atmosfer Bilimleri Bölümü’nde profesör olan Cliff Mass şunları ekliyor, “Problem giderek derinleşiyor, daha iyi bir hava tahmini sunmak için yağış ve türbülans, bulut fiziği ile radyasyon temel fiziğinin modellenmesi ve tanımlanması gerekiyor!”.
Evet, fizik yine karşımıza çıkıyor. Çünkü hava durumu modelleri de fizik yasalarına bağlı! Bu modeller fizik, kimya ve sıvı akışkan yasalarına dayalı diferansiyel denklemlerinin çözümlerinden ibaret. Rüzgarlar, ısı transferi, güneş radyasyonu, bağıl nem ve yüzey hidrolojisi gibi birçok parametre bu diferansiyel denklemler ile hesaplanmaktadır. Gezegenimizi üç boyutlu bir ağ olarak düşündüğümüzde her bir ağ hücresi için ve hücrelerin etkileşimleri için bu parametreler hesaplanıyor. Daha hızlı bilgisayarlarla daha uzun süreli ve daha doğruluk payı yüksek tahminler yapmak mümkün. Ancak daha hızlı süperbilgisayarların önemi kadar bu bilgisayarlarda çalıştırılacak modellerin içeriği de hava durumlarında önemli. Görülüyor ki, ABD’de de buna yönelik bir sıkıntı var. Hızlı bilgisayarlara rağmen hava durumu tahminlerinde sıkıntılar yaşıyorlar. Bunu çözmek için başvuracakları şey ise yine fizik bilimi olacak. Daha önce haberini yapmıştık, Güneş’ten gelen atom altı parçacıklar yeryüzü üzerinde oluşan yıldırımları oluşturuyor ve hatta şiddetini belirliyor. Örneğin, bu yeni güncel araştırmaların sonuçları bu hava durumu modellerine dahil edilmeyi bekliyor.
Bu tür konularda çalışan fizikçilerin çalıştığı bilim dalını atmosfer fiziği olarak adlandırmak mümkün. Bildiğim kadarıyla, ülkemizde birkaç tane de olsa atmosfer fiziği çalışan hocalarımızın olduğunu söyleyebilirim. Atmosfer fiziğinde çalışan fizikçiler Dünya’nın atmosferini ve diğer gezegenlerin atmosferlerini sıvı akışkan denklemlerini, kimya modellerini, radyasyon dengelenmesi ve atmosferdeki ısı aktarım süreçlerini kullanarak modellemeye çalışırlar. Hava sistemlerini modellemek için atmosfer fizikçileri saçılma teorisini, dalga ilerleme modellerini, bulut fiziğini, istatistik mekaniğini ve uzaysal istatistiği kullanırlar. Atmosfer fiziği konu olarak meteoroloji ve iklim bilimi alanlarına yakındır. Bu alanda çalışan fizikçiler atmosferi incelemek cihazların tasarlanması ve geliştirilmesinde de çalışabilirler. Ayrıca bu cihazlardan gelen verilerin elde edilmesi, yorumlanması da ayrı bir atmosfer fiziği alanında çalışan fizikçilerin çalışmalarının bir parçasını oluşturur.
ABD’de yaşanan bu tartışmalar üzerine, bu yazıda fizikçilerin ülkemizde önemsenmemesine rağmen çok çeşitli alanlarda kendilerini gösterebileceklerine bir örnek göstermek istedim. Atmosfer fiziği belki de fizikçilerin çalışabileceği sayısız alandan sadece biri.
Gökhan Atmaca, Bilim Uzmanı (MSc.)
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Kaynaklar:
- http://www.popsci.com/why-are-americas-weather-models-falling-short?src=SOC&dom=tw
- https://en.wikipedia.org/wiki/Atmospheric_physics
- https://en.wikipedia.org/wiki/Numerical_weather_prediction
