Ερευνητές του Ινστιτούτου Υδάτων και Περιβαλλοντικής Μηχανικής (IIAMA) του Πολυτεχνείου της Βαλένθια ανέπτυξαν ένα προηγμένο σύστημα εποχικής πρόγνωσης μετεωρολογικών ξηρασιών, ικανό να προβλέπει τέτοια φαινόμενα έως και έξι μήνες νωρίτερα. Το εργαλείο αυτό αποτελεί σημαντική καινοτομία για τη διαχείριση υδάτων και την έγκαιρη προειδοποίηση σε ημιάνυδρες περιοχές, όπως η λεκάνη του ποταμού Júcar.
Η μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Earth Systems and Environment, παρουσιάζει μια πρωτοποριακή προσέγγιση που συνδυάζει πολυμοντελικά εποχικά κλιματικά μοντέλα, διεθνώς αναγνωρισμένους δείκτες ξηρασίας και τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης, βελτιώνοντας σημαντικά την αξιοπιστία των προβλέψεων.
Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε από τους Dariana Ávila Velásquez, Héctor Macián και Manuel Pulido, αξιοποίησε εποχικές προβλέψεις από τέσσερα διεθνώς αναγνωρισμένα συστήματα (ECMWF-SEAS5, Météo-France System8, DWD-GCF2.1 και CMCC-SPSv3.5), διαθέσιμα μέσω της υπηρεσίας Copernicus Climate Change Service (C3S), σε συνδυασμό με ιστορικά δεδομένα ERA5 τα οποία υποβλήθηκαν σε επεξεργασία μέσω τεχνητής νοημοσύνης.
Αξιοπιστία έως 90% στην πρόγνωση ξηρασίας
Με βάση τα δεδομένα αυτά, οι ερευνητές υπολόγισαν δύο από τους πιο διαδεδομένους δείκτες ξηρασίας διεθνώς: τον Standardized Precipitation Index (SPI) και τον Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index (SPEI), σε διαφορετικές χρονικές κλίμακες (6, 12, 18 και 24 μηνών).
«Στην περίπτωση των εξαμηνιαίων δεικτών, η αξιοπιστία φτάνει σχεδόν το 90% τον ίδιο μήνα που εκδίδεται η πρόγνωση. Τρεις μήνες αργότερα, η προβλεπτική ικανότητα παραμένει πάνω από 60%, ενώ για μεγαλύτερες χρονικές κλίμακες το σύστημα διατηρεί χρήσιμη προβλεπτική ικανότητα έως και έξι μήνες εκ των προτέρων», εξηγεί η Dariana Ávila Velásquez, κύρια συγγραφέας της μελέτης.
Η μεθοδολογία εφαρμόστηκε στη λεκάνη του ποταμού Júcar, μια χαρακτηριστική περιοχή της ημιάνυδρης Μεσογείου, που αντιμετωπίζει επαναλαμβανόμενες ξηρασίες και υψηλή πίεση στους υδάτινους πόρους λόγω αγροτικών, αστικών και περιβαλλοντικών αναγκών.
«Τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι το σύστημα ενισχύει σημαντικά την έγκαιρη προειδοποίηση για ξηρασίες, στοιχείο κρίσιμο για την έγκαιρη λήψη μέτρων, τη μείωση κοινωνικοοικονομικών επιπτώσεων και την αύξηση της ανθεκτικότητας απέναντι στην κλιματική αλλαγή», σημειώνει ο Héctor Macián, ερευνητής του IIAMA και συν-συγγραφέας της μελέτης.
Συνδυασμός μοντέλων, δεικτών και τεχνητής νοημοσύνης
Η βασική καινοτομία της εργασίας, που πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο του έργου WATER4CAST 2.0 του προγράμματος PROMETEO για αριστεία ερευνητικών ομάδων της Περιφερειακής Κυβέρνησης της Βαλένθια, έγκειται στην ολοκληρωμένη ενσωμάτωση πολυμοντελικών εποχικών προβλέψεων, λειτουργικών δεικτών ξηρασίας (SPI και SPEI) και τεχνικών τεχνητής νοημοσύνης. Η προσέγγιση αυτή επιτρέπει τη διόρθωση αποκλίσεων και την καλύτερη προσαρμογή των μοντέλων σε περιφερειακό επίπεδο.
Παράλληλα, η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια διαδικτυακή επιχειρησιακή εφαρμογή, αποδεικνύοντας τη χρησιμότητα του συστήματος στη λήψη αποφάσεων για τη διαχείριση υδάτων, πέραν του ακαδημαϊκού πεδίου.
«Η πολυμοντελική προσέγγιση που αναπτύξαμε ενισχύει σημαντικά τη σταθερότητα των προβλέψεων και μειώνει την αβεβαιότητα των παραδοσιακών κλιματικών εκτιμήσεων. Επιπλέον, ο συνδυασμός των δεικτών SPI και SPEI μας προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη εικόνα του φαινομένου, καθώς λαμβάνει υπόψη όχι μόνο τα ελλείμματα βροχόπτωσης αλλά και την επίδραση της αύξησης της θερμοκρασίας, κρίσιμο παράγοντα στο σημερινό πλαίσιο της κλιματικής αλλαγής», τονίζει ο καθηγητής Manuel Pulido, ερευνητής του IIAMA και συντονιστής του WATER4CAST 2.0 μαζί με τον καθηγητή Félix Francés.
Ο Manuel Pulido επισημαίνει επίσης ότι η μεθοδολογία μπορεί να εφαρμοστεί και σε άλλες λεκάνες ή περιοχές επιρρεπείς σε ξηρασία, καθώς βασίζεται σε δεδομένα παγκόσμιας κάλυψης, πλήρως ανοικτής πρόσβασης, «γεγονός που ανοίγει τον δρόμο για την ενσωμάτωσή της σε συστήματα υποστήριξης αποφάσεων για τη διαχείριση υδάτων».
Τέλος, οι ερευνητές του IIAMA υπογραμμίζουν ότι η εργασία τους αποδεικνύει πως οι εποχικές προβλέψεις μπορούν να αποτελέσουν ένα αξιόπιστο και επιχειρησιακό εργαλείο για τη διαχείριση της ξηρασίας, ιδίως όταν συνδυάζονται πολλαπλά κλιματικά μοντέλα και δείκτες.
«Σε ένα περιβάλλον όπου η συχνότητα και η ένταση των ξηρασιών αυξάνονται λόγω της κλιματικής αλλαγής, αυτού του είδους τα εργαλεία είναι απαραίτητα για μια πιο προληπτική, αποδοτική και επιστημονικά τεκμηριωμένη προσέγγιση στη διαχείριση υδάτων και κινδύνων», καταλήγουν οι ερευνητές.
