בכדי לחזות את מזג האוויר אנו נעזרים במפה סינופטית. מפה סינופטית הינה מפה שמציגה בזמן נתון את מערכות הלחץ (באזור גאוגרפי נתון).
דוגמא למפה סינופטית. שקע הוא מערכת שמעודדת עליית אוויר והיווצרות עננים. רמה ברומטרית מעודדת שקיעת אוויר והיווצרות מזג אוויר בהיר.
בכדי לחזות את מזג האוויר, אין אנו מודדים את מזג האויר באותו המקום. יש למדוד אותו באזורים השכנים ועל כן המפה הסינופטית מתארת את מזג האויר באזורים השונים ובעזרתה ניתן לקבל חיזוי מדוייק יותר. מבחינה נומרית, הרעיון היה שנתוני מזג האויר יימדדו באלפי נקודות שונות מסביב לכדור הארץ.
כיום מתבצעים חיזויים נומריים (בעזרת מחשב) של מזג האוויר וזאת בעזרת פתרון משוואות דיפרנציאליות. אולם, חישוביים אלו אינם פשוטים כלל וכלל זאת משום שאין לנו את היכולת לחזות את התפתחות המערכת. הסיבה היא שמדובר במערכות דינמיות שמגלות רגישות גבוהה לשינויים קטנים בתנאי התחלה, כלומר מערכות כאוטיות. תופעות כאוטיות מאופינות בכך ששינוי קטן במצב ההתחלתי, עם הזמן, מוביל להתנהגות שונה לחלוטין. במילים אחרות, למערכת יש תלות רגישה במצבים ההתחליים. מכוון שאין אנו יכולים למדוד באופן מדוייק את המצב ההתחלתי לא ניתן לחזות את התפתחותן. המעניין הוא שהעובדה שמזג האויר הינו מערכת כאוטית נתגלה למעשה במקרה ע"י המתמתיקאי אדוורד לורנץ בשנות ה 60. כשאנו אומרים שמזג האוויר הינו כאוטי אנו מתכוונים שישנה אי יציבות בכל נקודה באטמוספרה. כך, שלמעשה לעולם לא נוכל לחזות את מזג האוויר במדוייק שכן, על פי תורת הכאוס, מבחינה תאורטית, רפרוף כנפיו של פרפר בישראל יכול לחולל סופת טורנדו בניו-יורק.
אז כיצד אנו חוזים מזג אוויר? כיום, על מנת לבדוק את מידת הדיוק של חיזוי מטאורולוגי כלשהו, אנו מזינים נתונים כמה פעמים כך שבכל פעם הנתונים הינם מעט שונים וכך אנו למעשה בודקים איזה מזג אויר מתפתח ע"י סימולציה ממוחשבת. במקרה שבכל פעם מתפתח מזג אויר דומה, אנו למדים שהחיזוי יהיה מדוייק בסבירות גבוהה בעוד שאם בכל פעם מתפתח מזג אויר שונה, אזי הסבירות לחיזוי נכון, קטנה ופחות מדוייקת.
מאת: חיים ברק
המחלקה לפיזיקה של חלקיקים ואסטרופיזיקה
מכון ויצמן למדע
הערה לגולשים
אם אתם חושבים שההסברים אינם ברורים מספיק או אם יש לכם שאלות הקשורות לנושא, אתם מוזמנים לכתוב על כך בפורום. אנו נתייחס להערותיכם. הצעות לשיפור וביקורת בונה תמיד מתקבלות בברכה.
