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Por que os cientistas não podem prever com precisão o tempo?

Por que os cientistas não podem prever com precisão o tempo?
Enquanto a maioria dos cientistas são reverenciados por fazer sentido do nosso complexo universo (Einstein é praticamente um herói), os meteorologistas muitas vezes enfrentam o ridículo. Como podemos colocar uma pessoa na lua ou antecipar alinhamentos planetários anos de antecedência, mas ainda não conseguimos montar previsões meteorológicas precisas?

Primeiro, para dar crédito onde o crédito é devido: meteorologistas melhoraram significativamente o seu jogo nos últimos 20 anos. As previsões de três dias que entregam hoje são melhores do que as previsões de um dia que entregaram há 20 anos. Eles também estão muito melhor equipados para fornecer avisos avançados de tempo severo, dobrando os prazos para avisos de tornado e dando às pessoas um extra 40 minutos para fugir inundações repentinas.
Os meteorologistas modernos não seriam quase tão precisos sem a previsão numérica , que usa equações matemáticas para prever o tempo. Essa previsão requer computadores poderosos e muitos dados observacionais coletados da terra, mar e ar. Uma única estação meteorológica nunca seria capaz de coletar tanta informação. Em vez disso, milhares de estações em todo o mundo estão ligadas e seus dados agrupados. Algumas dessas estações – medidores de vento baseados no solo (o que os meteorologistas chamam de anemômetros), coletores de chuva e sensores de temperatura – se assemelham aos usados ​​por observadores meteorológicos amadores. Outros encontram-se longe no mar, amarrados às bóias. E ainda outros viajam em aviões comerciais ou navios de transporte, recolhendo dados meteorológicos como passageiros e mercadorias são movidos do ponto A ao ponto B. Finalmente, Satélites meteorológicos e balões fornecem informações das regiões superiores da atmosfera. Os satélites fotografam o tempo da Terra a partir de sua órbita no espaço, enquanto os balões monitoram os dados do ar superior sobre um local específico.
Sim, sabemos que é difícil manter esse sorriso ensolarado em seu rosto quando você está manipulando todas as variáveis ​​que vão para uma previsão meteorológica precisa.
Sim, sabemos que é difícil manter esse sorriso ensolarado em seu rosto quando você está manipulando todas as variáveis ​​que vão para uma previsão meteorológica precisa.
GEORGE DOYLE / GETTY IMAGES
Coletivamente, todos esses sensores e medidores produzem mais de 1 milhão de observações relacionadas com o tempo todos os dias. Um computador normal – o tipo que você compra em sua loja de eletrônica local – iria sufocar em todos esses dados. Felizmente, os meteorologistas podem confiar em supercomputadores, máquinas loucas e rápidas que executam milhões de cálculos por segundo. Nos Estados Unidos, esses computadores estão alojados nos Centros Nacionais de Previsão Ambiental (NCEP), localizados em Camp Springs, Maryland, onde as observações do tempo fluem para o cérebro de um supercomputador, que usa modelos matemáticos complexos para prever como, com base na entrada Dados, as condições meteorológicas podem mudar ao longo do tempo. A saída do computador é a base de quase todas as previsões emitidas nos canais de rádio e televisão em toda a América.
Céu parcialmente nublado com possibilidade de caos.
Você pode pensar que os supercomputadores dos National Centers for Previsão Ambiental nunca poderiam cometer erros, mas mesmo suas habilidades não estão à altura do enorme desafio da previsão do tempo . Isso porque eles devem levar em conta vários fenômenos em larga escala, cada um dos quais é governado por várias variáveis ​​e fatores. Por exemplo, eles devem considerar como o sol vai aquecer a superfície da Terra , como as diferenças de pressão de ar formarão ventos e como as fases de mudança de água (do gelo para a água ou água para o vapor) afetarão o fluxo de energia. Eles ainda têm que tentar calcular os efeitos da rotação do planeta no espaço, que move a superfície da Terra sob a atmosfera.
Apesar dos nossos melhores esforços para prever o tempo, cenas como esta - perto de Nashville, Tennessee, no dia 7 de maio de 2010, após o Rive Cumberland subiu ao seu nível mais alto em mais de 70 anos - continuam a ser uma parte do nosso futuro.
Apesar dos nossos melhores esforços para prever o tempo, cenas como esta – perto de Nashville, Tennessee, no dia 7 de maio de 2010, após o Rive Cumberland subiu ao seu nível mais alto em mais de 70 anos – continuam a ser uma parte do nosso futuro.
JEFF GENTNER / GETTY IMAGES
Na década de 1960, um meteorologista do MIT chamado Edward Lorenz apresentou uma descrição adequada desse problema. Ele o chamou de efeito borboleta , referindo-se a como uma borboleta batendo as asas na Ásia poderia alterar drasticamente o clima em Nova York. Hoje, Lorenz é conhecido como o pai da teoria do caos , um conjunto de princípios científicos que descrevem sistemas altamente complexos, tais como sistemas meteorológicos, onde pequenas mudanças nas condições iniciais mudam radicalmente os resultados finais. Por causa do caos, há um limite para como previsões meteorológicas precisas podem ser. Lorenz fixou esse limite em duas semanas.
Os meteorologistas modernos usam tecnologia e técnicas de última geração para domar o caos, como a previsão de conjunto , que consiste em várias previsões, cada uma baseada em pontos de partida ligeiramente diferentes. Se cada previsão no conjunto parece o mesmo, então o tempo é susceptível de “se comportar”. Se qualquer previsão parece radicalmente diferente, então o tempo é mais provável que “se portar mal”.
Meteorologistas também contam com radar Doppler para monitorar as condições meteorológicas de forma mais eficaz e melhorar as previsões. Radar Doppler requer um transmissor para emitir ondas de rádio para o céu. As ondas atingem objetos atmosféricos e saltam para trás. Nuvens que se afastam do transmissor retornam diferentes tipos de ondas do que nuvens movendo-se em direção ao transmissor. Um computador no radar converte dados sobre as ondas de rádio refletidas em imagens mostrando a cobertura de nuvens e bandas de precipitação, bem como a velocidade e direção do vento.
Devido a esta tecnologia, os meteorologistas podem agora prever o tempo melhor do que nunca, especialmente quando eles limitam o quanto eles olham para o futuro. Por exemplo, até 12 horas fora, os meteorologistas oferecem previsões bastante confiáveis ​​de condições gerais e tendências. Infelizmente, graças ao caos, eles nunca serão capazes de prever o clima com certeza absoluta, que é como surpresa tempestades – tornados e chuvas torrenciais, inundações – continuam a devastar as comunidades com pouco aviso. Por esta razão, pode ser melhor transportar um guarda-chuva, mesmo nos dias previstos para ser brilhante e ensolarado.

Fontes:

  • Dye, Lee. “Podemos controlar o tempo? Talvez.” ABC News. 3 de agosto de 2005 (29 de junho de 2010) http://abcnews.go.com/Technology/DyeHard/story?id=1001079&page=1
  • Monastersky, Richard. “A previsão não é piquenique.” Scientific American apresenta o tempo: o que podemos e não podemos fazer a respeito. Primavera de 2000.
  • Rosenfeld, Jeffrey. “A borboleta que rugiu.” Scientific American apresenta o tempo: o que podemos e não podemos fazer a respeito. Primavera de 2000.
  • Williams, Jack. O Livro do Tempo. Livros do vintage, 1997.
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