پیش بینی آب و هوا در ۲۷۰۰ سال پیش

فکر نکنید با آمدن رادیو و تلویزیون و همه گیر شدن آن, خبررسانی و آگاه سازی مردم از شرایط آب و هوا در روزهای آینده مورد توجه قرار گرفت از ابتدای تاریخ همیشه میل به دانستن آینده و این که چه اتفاقاتی رخ خواهد داد, یکی از آرزوهای بشر بوده است

فکر نکنید با آمدن رادیو و تلویزیون و همه‌گیر شدن ‌آن، خبررسانی و آگاه‌سازی مردم از شرایط آب و هوا در روزهای آینده مورد توجه قرار گرفت. از ابتدای تاریخ همیشه میل به دانستن آینده و این که چه اتفاقاتی رخ خواهد داد، یکی از آرزوهای بشر بوده است.

به همین دلیل، انسان از قرن ها پیش، زمانی که از ابتدایی ترین ابزار ارتباطی محروم بود، سعی در پیش بینی وضع جو داشته و این علم سابقه ای دیرینه دارد. ۶۵۰ سال پیش از میلاد مسیح، بابلی ها به کمک الگوهای قرارگیری ابر ها در آسمان و از روی ستاره ها سعی در پیش بینی وضع آب و هوا و آغاز فصل گرم یا سرد داشته اند. سال ها بعد یعنی ۳۴۰ سال پیش از میلاد، ارسطو در رساله ای نظریه هایی از مبحث وضع جوی کره زمین و علم هواشناسی را تشریح کرد. بعد از ارسطو یکی از شاگردان وی به نام ثئوفراستوس کتابی با موضوع پیش بینی وضع آب و هوا گردآوری کرد با نام نشانه ها. بجز این، دانشمندان معروف چینی ها نیز اقدامات مهمی در این حوزه از خود به جا گذاشته اند که سابقه آن به ۳۰۰ سال پیش از میلاد مسیح بازمی گردد، یعنی درست زمانی که ستاره شناس های هندی بیکار ننشسته بودند و روش های پیش بینی هوا را آزمایش می کردند.

اما ۹۰۴ سال پس از میلاد مسیح، ابن وحشیه دانشمند شیمیدان عراقی صحبت از پیش بینی آب و هوا از روی تغییرات جوی و نشانه های نجومی به میان آورد و برای مثال درباره پیش بینی بارش باران از روی فازهای ماه و حرکات بادها صحبت کرد.

با نگاهی به گذشته استنباط می شود پیش بینی شرایط آب و هوا از همان دوران باستان اهمیت داشته ولی تمامی دستاورد و تلاش بشر محدود یا بهتر است بگوییم برآمده از مشاهدات عینی بوده تا بهره گیری از ابزار دقیق علمی. برای مثال در آن زمان پنداشته می شد که قرمزی تند لحظه غروب خورشید یعنی هوایی آفتابی و صاف در روز بعد! این فرضیات و تفکرات طی سال ها و قرن ها سینه به سینه منتقل می شد و علم هواشناسی را به وجود آورد. امروزه نه تنها نمی توان به آن باورها و علم مردمان آن زمان اتکا کرد بلکه بسیاری از مصادیق آن به کلی رد شده است.

روش های نوین

قرن ها زمان لازم بود تا روش های نوین علم هواشناسی ظهور کند که آن هم به واسطه اختراع تلگراف حاصل شد. تا پیش از این اختراع، سریع ترین فاصله زمانی برای انتقال و به اشتراک گذاشتن اطلاعات هواشناسی تا شعاع ۱۶۰ کیلومتر در روز آن هم طی شرایط ایده آل بوده که از راه خشکی و آب معمولا بین ۶۰ تا ۱۲۰ کیلومتر در هر روز کاهش پیدا می کرده است. اواخر دهه ۱۸۴۰ تلگراف باعث شد اطلاعات به دست آمده از یک منطقه بسرعت تا شعاع بسیار گسترده تری منتشر و پیش بینی ها به جای شواهد عینی و زودگذر براساس داده های دقیق و بلندمدت انجام شود. در این میان اقدامات دو افسر نیروی دریایی انگلیس را نمی توان در تکامل و پایه گذاری علم هواشناسی امروز بی تاثیر قلمداد کرد. گرچه بوفورت و فیتسروی در امور دولتی مشغول بودند، اما تلاش هایشان مورد توجه نیروی دریایی آن زمان قرار گرفت و کم کم مبنای علم هواشناسی عصر حاضر شد. بوفورت مقیاس اندازه گیری تجربی سرعت باد را مطرح کرد که از آن در مقاله هایش استفاده می کرد. او به کمک یکی از دوستانش ذخیره سازی اطلاعات هواشناسی در ۲۰۰ ایستگاه گارد ساحلی بریتانیا را توسعه داد. سال ۱۸۵۴ میلادی فیتسروی به ریاست اداره جدیدی در بریتانیا منصوب شد. وظیفه این اداره جمع آوری داده های هواشناسی از دریا و هدایت ملوانان کشتی ها بود. بر این اساس تمام ملوانان وظیفه داشتند از اطلاعات هواشناسی استفاده کنند و با استفاده از ابزاری که در اختیارشان قرار داده شده بود، محاسباتی انجام دهند که به صورت علمی از شرایط جوی آگاهی پیدا کنند.

توفان سهمگینی که سال ۱۸۵۹ منجر به ناپدید شدن کشتی مجلل انگلیسی شد، بهانه ای شد تا فیتسروی نقشه هایی ترسیم کند که وی آنها را نقشه های پیش بینی آب و هوا می نامید. ۱۵ ایستگاه زمینی برپا شد تا روزانه اطلاعات هواشناسی را با تلگراف برای وی ارسال کند که همین سیستم بعد ها خود تبدیل به یک هشداردهنده برای تندبادها شد. یک سال بعد، از این سیستم در بندرگاه های اصلی استفاده شد تا باد های شدید را که توفان تلقی می شد، به مردم هشدار دهد.

این پیشرفت ها رفته رفته منجر به گسترش و تراکم روزافزون شبکه تلگراف در دهه ۱۸۷۰ میلادی شد که انتشار سریع تر هشدارهای هواشناسی را مقدور می کرد. همچنین این ارتباط ها منجر به توسعه شبکه نظارتی شد که داده های به دست آمده از آن به تحلیل وضع آب و هوا کمک می کرد. برای این که اطلاعات دقیق و کاربردی شود، اصطلاح های یکپارچه ای برای تشریح حالت های گوناگون تالیف شد و اواخر سده ۱۸۰۰ یک اطلس بین المللی جامع هواشناسی به وجود آورد.

ریاضیات در خدمت پیش بینی آب و هوا

پیشرفت های به دست آمده از درک حالت های جوی منجر به ظهور علم نوین هواشناسی و استفاده از ریاضیات در این رشته شد. سال ۱۹۲۲ دانشمندی به نام ریچاردسون پیش بینی وضع آب و هوا را با کمک فرآیند های عددی مطرح کرد. او شرح داد که چطور روابط به ظاهر کوچکی در معادلات دینامیک جریانات جوی را کنترل می کند و تا آن موقع نادیده گرفته می شده است. او با استفاده از روش ها و معادلاتی که به واسطه ریاضیات ابداع کرده بود، به اعداد و محاسبات طولانی رسیده بود که پیش بینی شرایط آب و هوایی را تا حد زیادی ممکن کرده بود، اما نیاز به ماشین وجود داشت تا کارها سهل و سریع شود که اختراع کامپیوتر باعث تحولی شگرف در این علم شد.