Da li se neko igra sa vremenskim prilikama?
Kako i od kada ljudi predviđaju meteorološke prilike? Zašto je matematika vremena tako složena?
Sredinom 20. veka, meteorolozi počinju uspešno da predviđaju vremenske prilike na osnovu proučavanja kretanja vazdušnih struja. Mada su već bile poznate diferencijalne jednačine koje opisuju različite atmosferske procese, njihov problem je bio u složenosti. Ove jednačine su nelinearne i za njihovo rešavanje potrebna je numerička analiza.
To znači da se rešenje dobija ponavljanjem jednostavnih računskih operacija veliki broj puta, kako bi se dobio što precizniji rezultat. Pojedinac bi za takvo računanje potrošio mnogo vremena, a postojala bi i velika mogućnost greške. Pojava prvih računara omogućila je meteorolozima da prevaziđu ovu prepreku i mnogo brže obrađuju ogromnu količinu podataka.
Kako ukrotiti vreme?
Američki matematičar i meteorolog Edvard Norton Lorenc je 1962. godine izvodio numeričke simulacije modela atmosfere, ispitujući njegovu tačnost. Model je izuzimao oblake, kišu i promene godišnjih doba, a cilj je bio da što vernije opiše kretanje vazduha kroz atmosferu.
Budući da je njegov model atmosfere bio veoma jednostavan, rezultati su se značajno razlikovali od očekivanih. Lorenc je zato nastavio istraživanja i u model uključivao različite početne uslove koji mogu uticati na promenu atmosferskog stanja. Tako je došao do važnog zaključka – ne može se napraviti potpuno precizna vremenska prognoza za veoma dug period.
Savršena prognoza zahtevala bi, osim potpuno preciznog modela, i tačne vrednosti temperature, vetra, vlažnosti vazduha i drugih parametara u svakom delu sveta u istom trenutku. To je praktično nemoguće izvesti. Čak i minimalna greška u početnim podacima može vremenom dovesti do značajno različitih vremenskih prilika.
Efekat leptirovih krila
Lorencov kasniji rad i istraživanja doveli su do razvoja Teorije haosa. Na predavanju koje je 1972. godine održao na temu „Da li lepršanje leptirovih krila u Brazilu izaziva tornado u Teksasu?“, nastao je čuveni izraz „efekat leptirovih krila“ (butterfly effect).
Ovaj izraz koristi se za opisivanje nestabilnosti i osetljivosti složenih sistema. Mala promena početnih uslova može vremenom dovesti do veoma velikih razlika u ponašanju sistema.
Teorija haosa proučava nepravilno i nepredvidivo ponašanje determinističkih nelinearnih dinamičkih sistema. Iako ne postoji jedna precizna matematička definicija teorije haosa, jedan od ključnih uslova jeste da sistem bude osetljiv na početne uslove.
Upravo je ova osobina posebno važna za razumevanje vremenskih prilika. Atmosfera predstavlja veoma složen sistem u kojem se veliki broj procesa odvija istovremeno i međusobno utiče jedni na druge.
Zašto je vreme teško predvideti?
Temperatura, vazdušni pritisak, vetar i vlažnost neprestano se menjaju. Promena jednog parametra može uticati na druge delove atmosfere i pokrenuti lanac novih promena.
Zbog toga meteorolozi koriste veoma složene matematičke modele. Oni se pokreću na savremenim računarima i koriste ogromne količine podataka prikupljenih sa meteoroloških stanica, satelita, radara i drugih mernih sistema.
Vremenska prognoza zato nije jednostavno „pogađanje vremena“. Ona predstavlja rezultat složenih matematičkih proračuna i analize velikog broja podataka. Što je period prognoze duži, veća je mogućnost da početne greške utiču na konačni rezultat.
Razgovor sa povodom
Tokom katastrofalnih poplava koje su u maju 2014. godine pogodile Srbiju, kroz društvene mreže i tabloide proširila se pogubna zabluda da je do ove velike nesreće došlo zbog američkog istraživačkog projekta HAARP (High Frequency Active Auroral Research Program).
U narednim godinama sve veći broj autora počeo je da raskrinkava ovu tvrdnju. Tema je najpre obrađivana na blogovima, a potom i u konvencionalnim medijima. U pokušaju da osvetlimo šta je HAARP zapravo, razgovaramo sa dr Vladimirom Srećkovićem, istraživačem sa Instituta za fiziku Beograd.
Šta je HAARP?
Dr Vladimir Srećković: HAARP postrojenje izgrađeno je u Gakoni na Aljasci, u SAD, radi istraživanja jonosfere. Jonosfera je deo atmosfere u kojem se nalaze slobodni elektroni i joni i prostire se od približno 60 do 1.000 kilometara visine.
Transmiteri, kojih ima 180, zajedno sa vertikalno usmerenim antenama emituju uzan snop radio-signala u frekventnom opsegu od 2,8 do 10 MHz i velike predajne snage. Napajanje transmitera vrši se iz posebne elektrane i prema unapred utvrđenim planovima.
HAARP ne može da utiče na mentalno ili zdravstveno stanje ljudi. Ispitivanja su pokazala da ni jonosferske oluje izazvane aktivnošću Sunca nisu dovoljno snažne da utiču na klimu u nižim slojevima atmosfere. Zbog toga HAARP nije mehanizam kojim bi se mogle izazvati promene vremena ili klime.
Da li HAARP može da utiče na padavine i klimu?
Odgovor je jasan – HAARP postrojenje ne utiče na klimu. Radio-signali emitovani u pomenutom frekventnom opsegu imaju takve osobine da se njihova energija ne apsorbuje u troposferi, koja se prostire do približno 10 kilometara visine, niti u stratosferi.
Upravo se u troposferi i stratosferi odvijaju procesi koji određuju vremenske prilike na Zemlji. Elektromagnetna interakcija povezana sa radom HAARP-a odvija se u oblasti veoma malog pritiska, iznad približno 70 kilometara, odnosno u jonosferi.
Ova tehnologija može imati primenu u proučavanju komunikacija na velikim udaljenostima. Posebno je značajna za razumevanje prostiranja radio-signala i komunikacije sa podmornicama, kao i za proučavanje objekata duboko ispod površine.
Daleko od toga da je HAARP dovoljno moćan da utiče na klimatske promene, izazove zemljotrese ili promeni raspoloženje ljudi. Nerazumevanje tehnologije i nedovoljno poznavanje nauke o atmosferi doveli su do brojnih pogrešnih tumačenja ove tehnologije.
Koliko dugo se mogu održati promene nastale tokom HAARP eksperimenta?
Jonosfera je turbulentni medijum koji je pod dominantnim uticajem Sunca. Zbog toga se veštačkim putem nastale promene u jonosferi brzo razgrađuju.
U zavisnosti od toga na kojoj su visini izazvane promene, njihovo postojanje ne može se detektovati duže od nekoliko sekundi do deset minuta. Takve promene zato nisu dugotrajne niti mogu proizvesti trajne promene u atmosferi.
Zašto je jonosfera značajna?
Komunikacioni sistemi koriste radio-talase visokih frekvencija (HF – High Frequency), pomoću kojih se održavaju različite vrste radio-veza. Oni se koriste za komunikaciju između brodova i službi na obali, kao i za transokeanske radio-veze između aviona i aerodroma.
Jonosfera ima važnu ulogu u prostiranju radio-talasa. Njena svojstva omogućavaju komunikaciju na velikim udaljenostima, zbog čega je njeno proučavanje značajno za razvoj i pouzdanost komunikacionih sistema.
Kakva je praktična primena istraživanja jonosfere?
U komunikaciji sa vojnim satelitima i navigacionim sistemima, kao što je GPS (Global Positioning System), koriste se radio-signali mnogo viših frekvencija. U ovim uslovima radio-signal prolazi kroz jonosferu.
Performanse ovih sistema mogu biti poremećene određenim procesima u jonosferi. Među njima su scintilacija, feding i Faradejeva rotacija.
Istraživanja pomoću HAARP sistema mogu biti od velike koristi za proučavanje karakteristika ovih procesa u jonosferi. Takva istraživanja imaju značaj za bolje razumevanje načina na koji jonosfera utiče na radio-komunikacije i navigacione sisteme.
Važan životni element – atmosfera
Atmosfera je samo jedan deo šireg sistema koji se naziva klimatski sistem, a koji direktno utiče na sve oblike života na Zemlji. Sve češće smo svedoci velikog uticaja promena u ovom sistemu na svakodnevni život ljudi.
Pored atmosfere, važni delovi klimatskog sistema su hidrosfera, odnosno okeani, mora, reke i jezera, kao i kriosfera, koju čine ledene površine Zemlje, glečeri i snežni predeli.
Važni delovi ovog sistema su i zemljina površina i biosfera, odnosno zona života. Svi ovi elementi međusobno su povezani i zajedno utiču na složenu dinamiku klime.
Razumevanje atmosfere i klimatskog sistema zato zahteva kombinovanje različitih naučnih disciplina. Meteorologija, matematika, fizika i računarstvo danas zajedno omogućavaju sve preciznije prognoziranje vremenskih prilika.
Izvor: elementarium.cpn.rs, Foto: Gemini
