İnsanlık Neden Havayı Tahmin Etmek İstedi
Meteoroloji, yani atmosfer bilimi, adını Yunanca “Meteoron” kelimesinden almıştır. “Meteoron”, gökyüzünde olan biten olaylar anlamına gelir. Dünyanın her yerinde bir hareket olduğu gibi, atmosferde de olaylar sürekli bir akış içindedir.
İnsanlık tarihi boyunca hava olayları, hava durumu insanlar için hep önemliydi. Çiftçilik ve denizcilik gibi faaliyetler için ise kritik öneme sahipti, bu yüzden dönemin insanları havayı anlamaya ve gelecek günlerde havanın nasıl olacağını tahmin etmeye çalıştılar. Günümüzde de bu ihtiyaç artarak devam etmekte. Neyse ki insanlık olarak artık sadece varsayımlar üzerinden konuşmuyoruz ve çok daha gelişmiş bir teknolojiye sahibiz.
Meteorolojinin dünden bugüne yolculuğunu ve gelecekte bizi nelerin beklediğini birlikte inceleyelim.
Mantık ve Nedensellik Yeterli Değil
MÖ 650 civarında, Babilliler bulut görünümlerine dayanarak hava değişikliklerini tahmin etmeye çalıştılar. Güneş veya ay çevresindeki halelerin soğuk hava cephesini işaret ettiğini ve yaklaşan hava değişikliklerini haber verdiğini fark ettiler.
MÖ 340 civarında, ünlü filozof Aristoteles "Meteorologica" adlı ilk meteoroloji kitabını yazdı. Hava olaylarına ilişkin görüşleri kısmen doğru olsa da, meteorolojinin kaotik doğası nedeniyle çoğunlukla yanlıştı.
MÖ 300'lere gelindiğinde, Çinli gökbilimciler hava türleriyle ilişkilendirilmiş 24 festival içeren bir takvim kullandılar.
Bu gibi yöntemler her ne kadar zamanı için ilginç düşünceler olsa da inanılmaz derece kaotik olan bir sistem olan atmosferi öngörmek için oldukça yetersizdi.
Rönesans Havayı da Etkiledi
Yüzyıllar boyunca, genel hava durumu bilgilerine ve kişisel gözlemlere dayalı tahminler üretmek için girişimlerde bulunuldu. Bununla birlikte, Rönesans'ın sonunda, filozofların sadece mantık yaklaşımının yetersiz olduğu ve atmosferi daha iyi anlamak için daha fazla bilginin gerekli olduğu giderek daha belirgin hâle geldi. Bu bilgileri elde etmenin yolu ise ölçülmeliydiler.
Bunu yapmak için atmosferdeki nem, sıcaklık ve basınç gibi parametreleri ölçen aletlere ihtiyaç vardı. Batı medeniyetinde, havanın nemini ölçen bir alet olan bir “Higrometre” için bilinen ilk tasarım, on beşinci yüzyılın ortalarında Nicholas Cusa tarafından yapıldı.
Galileo Galilei, 1590’lı yıllarda sıcaklık ölçebilmek için ismine sonrada “Termoskop” denilen aleti icat etti. 1600’lı yılların başı, termodinamik yani nesnelerin ısı ve sıcaklık davranışları, enerjinin yaklaşık 50 yıl sonra 1643 yılında atmosfer basıncını ölçemeye yarayan “Barometre” Evangelista Torricelli tarafından icat edildi.
Telekomünikasyon ile Herkes İçin Meteoroloji
Bu meteorolojik araçlar on yedinci yüzyıldan on dokuzuncu yüzyıla kadar imal edilirken, gözlemsel teorik bilgiler ve teknolojik gelişmeler de atmosfer hakkında bildiklerimize katkıda bulundu. Dünya'nın farklı yerlerinde yaşayan bireyler atmosferik ölçümler yapmaya ve kaydetmeye başladılar.
On dokuzuncu yüzyılın ortalarında telgrafın icadıyla hava durumu gözlemlerinin gözlemcilere ve derleyicilere rutin olarak iletilmesine olanak sağladı. Bu veriler kullanılarak, pek ayrıntı olmayan hava haritaları çizildi. Yüzey rüzgâr davranışları ve fırtına sistemleri tanımlanıp incelenebildi.
Radyosonda ile Düşey Gözlemler
Geniş bir alanda eş zamanlı olarak alınan birçok gözlemin derlenmesine ve analizine dayanan sinoptik hava tahmininin doğuşu, 1860’lı yıllarda hava durumu gözlem istasyonlarının sayısının artmasıyla gerçekleşmişti. On dokuzuncu ve yirminci yüzyıllarda bölgesel ve küresel meteorolojik gözlem ağlarının oluşumuyla birlikte, gözleme dayalı hava tahmini için daha fazla veri elde edilmekteydi.
1920'lerde radyosondanın icadıyla çeşitli yüksekliklerde havayı izleme konusunda büyük bir adım atıldı. Hava durumu aletleri ve bir radyo vericisi ile donatılmış küçük hafif bir kutu olan radyosondalar, ortalama 30 kilometre yüksekliğe çıkan hidrojen veya helyum dolu bir balon tarafından atmosfere taşınırken yükseliş sırasında sensörler sıcaklık, nem ve basınç verilerini ölçerek yer istasyonuna iletir.
Yer istasyonunda, veriler işlenir ve atmosferin düşey profili çıkartılır. Ayrıca bu veriler hava durumu haritaları oluşturmak veya hava tahmini için bilgisayar modellerine yerleştirmek için kullanılabilir hale getirilmektedir.
Numerik Hava Tahmin Modelleri İle Çok Daha Başarılı Tahminler
Numerik hava tahmini (NWP), atmosfer ve okyanusların matematiksel modellerini kullanarak mevcut hava koşullarına dayanarak hava tahmini yapılmasına olanak tanır. 1920'lerde ilk denemeler yapılmış olmasına rağmen, 1950'lerde ENIAC bilgisayarının ortaya çıkmasıyla numerik hava tahminleri gerçekçi sonuçlar üretmeye başladı. Farklı ülkelerde birçok küresel ve bölgesel tahmin modeli çalıştırılır.
Bu modeller, radyosondlar, hava uyduları ve diğer gözlem sistemlerinden iletilen mevcut hava gözlemlerini başlangıç koşulu olarak kullanarak ilerleyen zamandaki havanın hareketini tahmin etmektedir. Numerik hava tahmini modellerinde farklı meteorolojik değişkenler farklı zaman süreleri için tahmin edilirken farklı algoritmalar ve kabuller kullanılmaktadır.
Yapay Zekâ + Numerik Hava Tahmini = Hava Zekâsı
Yapay Zeka (AI), uydular ve hava istasyonları gibi kaynaklardan gelen geniş veri miktarını işleyerek, tarihsel hava verilerindeki desenleri ve ilişkileri tanımlar. Karmaşık atmosferik süreçleri simüle ederek hava tahminlerinin doğruluğunun artırılmasında büyük bir rol oynamaktadır. Yapay zeka ile güçlendirilmiş numerik hava tahmini hava zekâsı olarak adlandırılır. Hava zekâsı aşırı hava olaylarına karşı proaktif önlem alınmasını sağlar ve birçok endüstride karar verme sürecini destekler.
