Mετεωρολογία και Xάος

«Χρειαζόμαστε τους πολιτικούς, γιατί κάνουν τους μετεωρολόγους να φαίνονται αξιόπιστοι» λέει ένα ανέκδοτο, αλλά οι μετεωρολόγοι είναι οι τελευταίοι που ευθύνονται για τα «φάλτσα» των προβλέψεων

Τα συχνά «φάλτσα» στις μετεωρολογικές προβλέψεις δεν οφείλονται, όπως κάποιοι
πιστεύουν, σε ανεπάρκεια των μετεωρολόγων, πόσο μάλλον σε ατέλειες της ίδιας
της επιστήμης. Οφείλονται κατά κανόνα στην ίδια τη φύση του κλίματος, που
εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το λεγόμενο «φαινόμενο της πεταλούδας».

H εθνική μας υπερηφάνεια, η τιμή και η υπόστασή μας ως έθνους εξαρτώνται σε
μεγάλο βαθμό από το αν θα βρέχει κατά την τελετή ενάρξεως των Ολυμπιακών
Αγώνων. Φαντάζεστε τους καλοτρομπαρισμένους σούπερ αθλητές και τις
καλλίγραμμες, πλην όμως με ένα κάτι από βραχνάδα νταλικιέρη στη φωνή τους,
πρωταθλήτριες να παρελαύνουν μουσκεμένοι σαν παπιά και τους πανταχόθεν
«αθανάτους» και λοιπούς Ολυμπιοδίαιτους να τους παρακολουθούν κρατώντας σινιέ
ομπρέλες με το σήμα του αναπόφευκτου επισήμου χορηγού;

Γι’ αυτό και σπεύσαμε, άρον άρον, να αγοράσουμε από τον κ. Καλατράβα
μια μαϊμού του σταδίου της Βαρκελώνης, ένα στέγαστρο που θα προστατεύει VIPS
και αθλητές από την ενδεχόμενη, αλλά μάλλον απίθανη, καλοκαιριάτικη βροχή.
Βέβαια, απ’ ό,τι ακούγεται, δεν φροντίσαμε καν να μελετήσουμε αν το υπέδαφος
του Ολυμπιακού Σταδίου είναι σε θέση να αντέξει το βάρος του στεγάστρου, ο κ.
πρόεδρος της ΔΟΕ άρχισε να μουρμουρίζει ότι δεν πειράζει και χωρίς θόλο πάλι
εμείς σας αγαπάμε (φτάνει που τον πληρώσατε) κι απ’ ό,τι φαίνεται, αν εκτός
από το χρήμα που θα βρέξει σε μερικές τσέπες βρέξει και νερό, τότε αντί για
τελετή έναρξης θα δούμε τη λίμνη των κύκνων.

Θα βρέξει όμως; Αν απευθύνουμε αυτή την ερώτηση σ’ έναν μετεωρολόγο, έστω και
έναν μήνα πριν από την έναρξη, θα μας πει ότι κάθε πρόβλεψη είναι αδύνατη. Να,
κάτι τέτοια κάνουν και τους βγαίνουν ανέκδοτα όπως «Μετεωρολογία είναι η
επιστήμη που προβλέπει με απόλυτη βεβαιότητα τον καιρό της… προηγουμένης» ή
«Χρειαζόμαστε τους πολιτικούς, γιατί κάνουν τους μετεωρολόγους να φαίνονται
αξιόπιστοι».

Ας δούμε τα πράγματα πιο ψύχραιμα. Οι μετεωρολόγοι τα καταφέρνουν πάρα
πολύ καλά στις κοντοπρόθεσμες προβλέψεις. Μπορούν, δηλαδή, να μας
προειδοποιήσουν με βεβαιότητα ότι σε έξι ώρες θα ξεσπάσει χιονοθύελλα ή
μπουρίνι και, για να πούμε και του στραβού το δίκιο, οι προβλέψεις τους αυτές
είναι πολύτιμες. H Μετεωρολογία τα πάει επίσης πολύ καλά στις μακροπρόθεσμες
ποιοτικές προβλέψεις. Μπορεί, δηλαδή, να μας πει από τώρα αν ο επόμενος
χειμώνας θα είναι σε γενικές γραμμές ήπιος ή σκληρός, αν του χρόνου θα έχουμε
ξηρασία ή «μπόλικες» βροχές. Και αυτές οι πληροφορίες είναι πολύτιμες για τον
σχεδιασμό και την οργάνωσή μας.

Εκεί που η Μετεωρολογία είναι πιο ευάλωτη, είναι στις μεσοπρόθεσμες ποσοτικές
προβλέψεις. Αν, δηλαδή, μας πουν σήμερα Πέμπτη ότι την Κυριακή θα είναι «χαρά
Θεού», καλό είναι να είμαστε επιφυλακτικοί. Τώρα για το αν θα βρέχει ή όχι
στις 13 Αυγούστου στις εννιά το βράδυ, είπαμε: κανένας μετεωρολόγος δεν θα
δεχτεί να το απαντήσει.

Ωστόσο, η αδυναμία πρόβλεψης του καιρού με ακρίβεια σε μεσοπρόθεσμη
κλίμακα είναι απόλυτα δικαιολογημένη και μαθηματικά τεκμηριωμένη. Τα
κλιματολογικά φαινόμενα παρουσιάζουν αυτό που ονομάζουμε «υπερευαίσθητη
εξάρτηση στις αρχικές συνθήκες». Ο πρώτος που εντόπισε αυτό το γεγονός, ήταν ο
μετεωρολόγος Έντουαρντ Λόρεντζ τού MIT. Επεξεργαζόμενος στον ηλεκτρονικό
υπολογιστή του ένα μοντέλο προσομοίωσης του καιρού, διαπίστωσε ότι
ανεπαίσθητες αλλαγές – της τάξεως του ενός δεκάκις χιλιοστού – στα αρχικά
δεδομένα οδηγούσαν σ’ ένα διάστημα λίγων ημερών σε τελείως διαφορετικές
κλιματολογικές συμπεριφορές (παγετός αντί για καύσωνα, νεροποντή αντί για
ξηρασία κ.λπ.)

Ο Λόρεντζ ονόμασε πρώτος αυτό το χαρακτηριστικό «φαινόμενο της πεταλούδας»: Ας
υποθέσουμε ότι βασιζόμενοι στις περίπου 500.000 εξισώσεις που επιλύουν οι
ηλεκτρονικοί υπολογιστές για να κάνουν την πρόγνωση του καιρού, προβλέπουμε
ότι σε έναν ακριβώς μήνα από σήμερα η Αθήνα θα έχει λιακάδα. Μια
απειροελάχιστη, απρόβλεπτη μεταβολή που λαμβάνει χώρα στο Λονδίνο, μια
πεταλούδα που φτερουγίζει έντονα, είναι σε θέση να επηρεάσει με τέτοιον τρόπο
τα δεδομένα, που η λιακάδα να πάει περίπατο.

Μια νέα επιστήμη

Για τη μελέτη του κλίματος αλλά και πολλών ακόμα ετερόκλιτων φαινομένων
(ενδεικτικά αναφέρουμε την επιβίωση ορισμένων βιολογικών ειδών, το
κυκλοφοριακό, τη μορφογένεση, το χρηματιστήριο) άρχισε να αναπτύσσεται μια νέα
επιστήμη, που οι θεράποντές της προτιμούν να την αποκαλούν «επιστήμη της
πολυπλοκότητας», ενώ ευρύτατα έχει επικρατήσει το όνομα «επιστήμη του Χάους».
Παράλληλα με αυτήν την νέα «οικουμενική» επιστήμη αναπτύσσεται και το
μαθηματικό της υπόβαθρο, τα «φράκταλ».

Και στους κακεντρεχείς που θα παρατηρήσουν ότι μια «επιστήμη του Χάους» θα
έπρεπε να έχει ιδιαίτερη άνθηση στην Ελλάδα, απαντούμε ότι πράγματι, η Ελλάδα
διαθέτει σ’ αυτό τον τομέα λαμπρούς, διεθνούς φήμης ερευνητές.

INFO

Για περισσότερα, μέσα στην άνοιξη θα κυκλοφορήσει το βιβλίο του Τάσου Μπούντη
«Ο θαυμαστός κόσμος των Φράκταλ», από τις Εκδόσεις Leader. Στο Ίντερνετ: http: //www.math.upatras.gr/~crans

Ο Τεύκρος Μιχαηλίδης είναι διδάκτωρ των Μαθηματικών. Εργάζεται ως
καθηγητής στη Μέση Εκπαίδευση και ως μεταφραστής.