আবহাওয়া কিভাবে উদ্ভূত হয় এবং আপনি কতটা সঠিকভাবে এটি ভবিষ্যদ্বাণী করতে পারেন?

2024 লেখক: Seth Attwood | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2023-12-16 15:59

পূর্বাভাসকারীরা একটি রৌদ্রোজ্জ্বল দিনের প্রতিশ্রুতি দেয় এবং জানালার বাইরে - একটি তুষারঝড়। ভবিষ্যদ্বাণীতে ভুলগুলি দ্রুত পরিবর্তনশীল পরিবেশগত অবস্থা এবং বৈশ্বিক জলবায়ু পরিবর্তন উভয়ের সাথেই জড়িত। তবুও, আধুনিক আবহাওয়াবিদরা পূর্বাভাস দেওয়ার ক্ষেত্রে একটি অগ্রগতি করেছেন, আজ এর জন্য গাণিতিক অ্যালগরিদম ব্যবহার করা হয়, বর্তমান আবহাওয়ার পরিস্থিতি অধ্যয়নের জন্য নতুন পদ্ধতি এবং সরঞ্জাম তৈরি করা হচ্ছে।

কিভাবে প্রাকৃতিক ঘটনা আজ অধ্যয়ন করা হচ্ছে এবং ভবিষ্যতে নিখুঁতভাবে সঠিক পূর্বাভাস করা সম্ভব কিনা তা আমেরিকান জনপ্রিয় বিজ্ঞান ম্যাগাজিন ডিসকভারে সহজেই উপলব্ধ ছিল। T&P নিবন্ধটি অভিযোজিত করেছে এবং এটি অনুবাদ করেছে।

কিভাবে আবহাওয়ার উদ্ভব হয়

পৃথিবীর বায়ুমণ্ডলীয় স্তরটি মূলত নাইট্রোজেন, অক্সিজেন এবং জলীয় বাষ্পের সমন্বয়ে গঠিত। এই বায়ু একটি তরলের মতো আচরণ করে এবং এক স্থান থেকে অন্য স্থানে প্রবাহিত হয়, তাপমাত্রা, আর্দ্রতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করে। আবহাওয়া হল বায়ুমণ্ডলের একটি উপজাত, যা এক স্থান থেকে অন্য স্থানে তাপ বহন করে।

শীতল বায়ু ঘন এবং বেশি আর্দ্রতা ধরে রাখতে পারে না; উষ্ণ বায়ু কম ঘন এবং বেশি জল ধরে রাখতে পারে। যখন বিভিন্ন তাপমাত্রা এবং ঘনত্বের বাতাসের অঞ্চলগুলি সংঘর্ষ হয়, তখন বৃষ্টি হয় কারণ শীতল উষ্ণ বায়ু থেকে জল তৈরি হয়। অন্যান্য বৃষ্টিপাত ঘটতে পারে। উষ্ণ, আর্দ্র বাতাস ঊর্ধ্বমুখী হওয়ার সাথে সাথে এটি শীতল হয়ে যায় এবং বাতাসে ঝুলে থাকা কণাগুলিতে জল ঘনীভূত হয়। ক্রমবর্ধমান ফোঁটাগুলি ভারী হয়ে ওঠে এবং পরবর্তীকালে পৃথিবীতে পড়ে।

একটি হারিকেন তৈরি হয় যখন সমুদ্রের জল 27 ℃ এর উপরে উত্তপ্ত হয় এবং দ্রুত বাষ্পীভূত হয় এবং সমুদ্রের উপর বায়ু উষ্ণ হয়ে ওঠে এবং বৃদ্ধি পায়। এর জায়গায়, ঠান্ডা বাতাসের স্রোত আসে, যা উত্তপ্ত হয় এবং বৃদ্ধি পায়। এই আন্দোলনগুলি শক্তিশালী বাতাস তৈরি করে, একটি হারিকেন তৈরি হয়।

কিভাবে প্রাকৃতিক ঘটনা আগে অধ্যয়ন করা হয়েছে

বৈজ্ঞানিক আবহাওয়া পর্যবেক্ষণ রেনেসাঁতে শুরু হয়েছিল, যখন ব্যারোমিটার এবং থার্মোমিটার উদ্ভাবিত হয়েছিল। গ্যালিলিওর মতো প্রাচীন ইউরোপীয় পণ্ডিতরা আবহাওয়ার ঘটনা ব্যাখ্যা করার জন্য এই সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করেছিলেন।

কিন্তু প্রাথমিক ভবিষ্যদ্বাণী সীমিত ছিল এবং শুধুমাত্র এই অনুমানের উপর ভিত্তি করে যে অতীত ভবিষ্যতের আচরণ নির্ধারণ করবে।

"যদি আজকে কানসাসে এবং পরের দিন মিসৌরিতে ঝড় হয়, আপনি বলতে পারেন যে এটি পরের দিন ইলিনয়ে আসবে," বব হেনসন ব্যাখ্যা করেন, আবহাওয়াবিদ এবং ওয়েদার আন্ডারগ্রাউন্ডের লেখক৷

এই পদ্ধতিটি ধ্রুবক অবস্থার অধীনে কাজ করে - যখন ঝড় ধীরে ধীরে চলে যায় বা যখন স্থানীয় জলবায়ু দিনে দিনে খুব বেশি পরিবর্তন হয় না (উদাহরণস্বরূপ, দক্ষিণ ক্যালিফোর্নিয়ায়)।

যাইহোক, এই সহজ পদ্ধতিটি পরিবর্তিত অবস্থার কথা বিবেচনা করে না: উদাহরণস্বরূপ, ঝড়গুলি সংবহনের কারণে দ্রুত গঠিত হয় (আর্কিমিডিয়ান বলের কারণে বায়ুর আয়তনের এক উচ্চতা থেকে অন্য উচ্চতায় চলাচল। - এড।)। সৌভাগ্যবশত, আজকের বিশ্বের আবহাওয়া ভবিষ্যদ্বাণী করার নতুন উপায় আছে। পূর্বাভাস মানুষ মানচিত্র এবং গতকালের উচ্চ-নিচু দেখে তৈরি করে না, সেগুলি মেশিন দ্বারা তৈরি করা হয়।

আপ টু ডেট আবহাওয়ার পূর্বাভাস

আবহাওয়াবিদরা বর্তমান আবহাওয়ার অবস্থা সম্পর্কে ডেটা প্রবেশ করে সংখ্যাসূচক আবহাওয়ার পূর্বাভাস ব্যবহার করেন। তারপর তারা একটি কম্পিউটার মডেল প্রক্রিয়া করা হয়. যত বেশি প্রাসঙ্গিক এবং সঠিক তথ্য প্রবেশ করানো হবে, পূর্বাভাস তত বেশি নির্ভুল হবে। এই ডেটা প্রাপ্ত করার জন্য, আবহাওয়ার বেলুন, বিমান, উপগ্রহ এবং সমুদ্রের বয়াগুলির মতো যন্ত্রগুলি ব্যবহার করা হয়।

আবহাওয়ার ধরণগুলি একটি অঞ্চল, রাজ্য বা এমনকি সমগ্র বিশ্বকে কোষে ভাগ করে। তাদের আকার পূর্বাভাসের যথার্থতা প্রভাবিত করে।বড় আয়তক্ষেত্রগুলি ছোট এলাকায় কী ঘটছে তা দেখা কঠিন, তবে তারা সময়ের সাথে সাথে আবহাওয়ার প্রবণতার একটি সামগ্রিক চিত্র প্রদান করে। এই সাধারণ পূর্বাভাস প্রয়োজন, উদাহরণস্বরূপ, একটি ঝড়ের গতিবিধি নির্ধারণ করার জন্য।

উচ্চ রেজোলিউশন সহ ছোট কক্ষগুলি একটি স্বল্প সময়ের মধ্যে পূর্বাভাস দেয় - এক থেকে দুই দিন - এবং শুধুমাত্র একটি নির্দিষ্ট এলাকা কভার করে। কিছু মডেল নির্দিষ্ট ডেটা যেমন বাতাসের গতি, তাপমাত্রা এবং আর্দ্রতার উপর ফোকাস করতে পারে। অতএব, দুটি কম্পিউটার মডেল ঠিক একই প্রাথমিক পর্যবেক্ষণের সাথেও সামান্য ভিন্ন ফলাফল দিতে পারে।

নিখুঁত ভবিষ্যদ্বাণী করা সম্ভব?

"কম্পিউটার মডেলগুলি প্রতিদিনের আবহাওয়ার পূর্বাভাসের জন্য যথেষ্ট, তাই আবহাওয়াবিদরা এখানে বেশি কিছু যোগ করবেন না," বলেছেন কলোরাডো স্টেট ইউনিভার্সিটির বায়ুমণ্ডলীয় বিজ্ঞানের সহকারী অধ্যাপক শুমাখার৷ - কিন্তু এর মানে এই নয় যে মানুষের আদৌ প্রয়োজন নেই। পূর্বাভাসকারী কম্পিউটার সিস্টেম দ্বারা পুনরুত্পাদিত ডেটাতে ভুলতা সনাক্ত করতে পারে।"

বোল্ডারের বিশ্ববিদ্যালয়ের বায়ুমণ্ডলীয় গবেষণা কর্পোরেশনের হাইড্রোমেটিওরোলজিস্ট ম্যাট কোলস বলেছেন, তাপমাত্রার তুলনায় বৃষ্টিপাতের পূর্বাভাস দেওয়া অনেক কঠিন।

"তাপমাত্রা একটি অবিচ্ছিন্ন ক্ষেত্র, এটি সর্বত্র। বৃষ্টিপাত একটি বিরতিহীন ক্ষেত্র, কিছু জায়গায় এটি বৃষ্টি বা তুষারপাত হতে পারে, তবে অন্যগুলিতে এটি একেবারেই হবে না।"

এলাকার ভূদৃশ্য বৈশিষ্ট্য, যেমন পাহাড়, উপকূলরেখা, বৃষ্টিপাতকে প্রভাবিত করে এবং কম্পিউটার মডেলগুলি সর্বদা এটিকে বিবেচনায় নেয় না। Kölsch বলেছেন 24 থেকে 36 ঘন্টার পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য একজন আবহাওয়াবিদ প্রয়োজন। হারিকেন, টর্নেডো এবং বন্যার মতো উচ্চ প্রভাবের পরিস্থিতির পূর্বাভাস দেওয়া আরও চ্যালেঞ্জিং এবং মানব সম্পদ এবং কম্পিউটার সিস্টেম উভয়েরই প্রয়োজন।

1950 এর দশক থেকে, দ্রুত কম্পিউটারগুলি আরও বেশি সঠিক ভবিষ্যদ্বাণীতে পরিণত হয়েছে। ন্যাশনাল ওশেনিক অ্যান্ড অ্যাটমোস্ফিয়ারিক অ্যাডমিনিস্ট্রেশন অনুসারে আজকের পাঁচ দিনের পূর্বাভাস প্রায় 90% সঠিক।

7 দিনের পূর্বাভাস 80% সঠিক এবং 10-দিনের পূর্বাভাস 50%

আজ, একটি পাঁচ দিনের হারিকেনের পূর্বাভাস 2000-এর দশকের শুরুতে চার দিনের পূর্বাভাস এবং 1990-এর দশকে তিন দিনের পূর্বাভাসের চেয়ে বেশি নির্ভরযোগ্য। এবং 2015 সালের একটি নেচার পেপারে দেখা গেছে যে তিন থেকে দশ দিনের পূর্বাভাস এক দশকে প্রায় এক দিন উন্নত হয়েছে, যার মানে বর্তমান ছয় দিনের পূর্বাভাস 10 বছর আগের পাঁচ দিনের পূর্বাভাসের মতোই সঠিক।

দুর্ভাগ্যবশত, প্রধান জলবায়ু পরিবর্তনগুলি পূর্বাভাস প্রক্রিয়াকে জটিল করে তোলে। একটি কৌতুক আছে যে হংকং-এ একটি প্রজাপতির ঝাপটা নিউইয়র্কের আবহাওয়া পরিবর্তন করতে পারে। এই ধারণাটি 1972 সালে গণিতবিদ এবং আবহাওয়াবিদ এডওয়ার্ড লরেঞ্জ দ্বারা উত্থাপন করা হয়েছিল। "প্রজাপতি প্রভাব" হল যে ছোট পরিবর্তনগুলি সমগ্র সিস্টেমের বিকাশের উপর বিশাল প্রভাব ফেলতে পারে।

অনুশীলনে, এর মানে হল যে একটি কম্পিউটার মডেল, একাধিকবার চালানো, এমনকি বর্তমান অবস্থার ক্ষুদ্রতম পার্থক্যগুলির সাথেও, বিভিন্ন ভবিষ্যদ্বাণী দিতে পারে। এই কারণে, সম্ভাব্য পূর্বাভাসের সীমা প্রায় 14 দিন, বব হেনসন বলেছেন।

হেনসন বলেছেন, "লরেঞ্জ মূলত বলেছিলেন যে দুই সপ্তাহের বেশি আবহাওয়ার ধরণ সম্পর্কে ভবিষ্যদ্বাণী করা অসম্ভব, কারণ এই ছোট প্রজাপতির ডানা এবং অগণিত অন্যান্য ছোট জিনিসগুলি বড় পরিবর্তনের দিকে নিয়ে যাবে"।

আবহাওয়াবিদ জুড আত্মবিশ্বাসী যে মানবতা কখনই বজ্রঝড়ের পূর্বাভাস দিতে পারে না কয়েক ঘন্টার বেশি আগে, পর্যবেক্ষণগুলি যতই ভাল হোক না কেন।

"হারিকেন এবং ঝড়ের জন্য যেগুলি অনেক বেশি শক্তিশালী (এবং তাই আগে থেকে সনাক্ত করা সহজ), সময়কাল দুই থেকে তিন সপ্তাহ হতে পারে," তিনি বলেছেন।

একটি পূর্বাভাস তৈরি করার সময়, আবহাওয়াবিদরা একাধিকবার গাণিতিক মডেল ব্যবহার করে অনিশ্চয়তার জন্য হিসাব করেন। একই সময়ে, এটি একটি সামান্য ভিন্ন ফলাফল দেবে, তবে তাদের বেশিরভাগই একই রকম হবে।সবচেয়ে ঘন ঘন বেশী চূড়ান্ত ফলাফল হবে.