കാലാവസ്ഥ പ്രവചനത്തിന്റെ പിന്നിലെ രഹസ്യം അറിയാം

ഡോ. ദീപക് ഗോപാലകൃഷ്ണൻ
ചോദ്യം: 5 ദിവസം കഴിഞ്ഞുള്ള മഴയുടെ പ്രവചനം പോലും കൃത്യമല്ല. അപ്പോൾ 50 വർഷത്തിനു ശേഷം മഴകൂടും എന്നൊക്കെയുള്ള പ്രവചനങ്ങൾ എത്രത്തോളം വിശ്വസനീയമാണ്?

ഉത്തരം: വളരെ ന്യായമായ ചോദ്യം. പ്രവചനങ്ങളെ പ്രധാനമായും രണ്ടായി തിരിക്കാം:
1. Weather prediction
2. Climate prediction

ഇതിൽ weather prediction എന്നതുകൊണ്ട് ഉദ്ദേശിക്കുന്നത് പരമാവധി 14 ദിവസം വരെയുള്ള പ്രവചനങ്ങളെയാണ്. ലോകത്തിലെ ഓരോ ഭാഗത്തും ഓരോ സമയത്ത് എത്ര മഴ പെയ്യും, കാറ്റിന്റെ വേഗത, ചൂട്/തണുപ്പ് ഇങ്ങനെയുള്ള കാര്യങ്ങൾ പ്രവചിക്കുകയാണ് ലക്ഷ്യം. അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ സ്വഭാവം മാത്രം പരിഗണിച്ചുകൊണ്ടുള്ള പ്രവചന രീതികളാണ് നാം ഇവിടെ പ്രധാനമായും പിന്തുടരുന്നത് (Atmospheric-only models). ഫെബ്രുവരി 15ന് കൊച്ചിയിൽ മഴപെയ്യുമോ, തിരുവന്തപുരത്തു കാറ്റടിക്കുമോ എന്നൊക്കെയുള്ള കാര്യങ്ങളാണ് ഇത്തരം പ്രവചനങ്ങൾ വഴി ഉദ്ദേശിക്കുന്നത്. അതായത് വളരെ specific ആയ വിവരങ്ങളാണ് പ്രവചിക്കുന്നത്. മഴപെയ്യുന്ന സമയമോ സ്ഥലമോ കുറച്ചു മാറിയാൽ പ്രവചനം തെറ്റും. ഇത്തരം പ്രവചനങ്ങളുടെ കൃത്യത ഒരു പരിധിവരെ പ്രവചനമോഡലുകളിൽ നൽകുന്ന ഡാറ്റയുടെ കൃത്യത്രയെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. ഈ ഇനിഷ്യൽ​ ഡാറ്റയിലെ​ (initial condition)​ ചെറിയ പിശക് പോലും വളരെ മോശം പ്രവചനത്തിലേക്ക് നയിക്കാം.​ അതുകൊണ്ടാണ് അന്തരീക്ഷത്തിന്റെ സ്വഭാവം chaotic ആണെന്ന് പറയുന്നത്.

എന്നാൽ climate prediction ഇതിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമാണ്. രണ്ടാഴ്ച്ച മുതൽ 50 ഉം 100 ഉം കൊല്ലങ്ങൾ വരെയുള്ള പ്രവചനങ്ങളെയാണ് ഈ ഗണത്തിൽ പെടുന്നത്. ഇതിൽ തന്നെ 5-6 മാസങ്ങൾ വരെയുള്ളവയുടെയും അതിനുമപ്പുറത്തേക്കുള്ളവയുടെയും പ്രവചനരീതികളിൽ വ്യത്യാസമുണ്ട്. തൽക്കാലം വർഷങ്ങൾക്കപ്പുറത്തേക്കുള്ള പ്രവചനങ്ങളുടെ കാര്യമെടുക്കാം. ഇതിനുള്ള പ്രവചനമോഡലുകൾ അന്തരീക്ഷ പ്രതിഭാസങ്ങൾ മാത്രം ആശ്രയിച്ചു പ്രവർത്തിക്കുന്നവയല്ല. കടലിന്റെ സ്വഭാവം, അന്തരീക്ഷത്തിൽ ദീര്ഘനാളുകൾകൊണ്ട് സംഭവിക്കുന്ന ഹരിതഗൃഹവാതകങ്ങളുടെ വർദ്ധനവ്, ഭൂമിയിലേക്കെത്തുന്ന ഊർജ്ജത്തിന്റെ അളവ്, എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഘടകങ്ങളാണ് ദീർഘകാല കാലാവസ്ഥയെ നിയന്ത്രിക്കുന്നത്. ഇവയൊന്നും തന്നെ വളരെപ്പെട്ടന്ന് വലിയ വ്യത്യാസം സംഭവിക്കുന്നവയല്ല (slowly-varying climate drivers​/boundary conditions​). ഇത്തരം പ്രവചനങ്ങളിൽ നമ്മൾ 2050 മാർച്ച് 20 നു കൊച്ചിയിൽ മഴപെയ്യുമോ എന്നൊരു ചോദ്യമല്ല ചോദിക്കുന്നത്. അത്തരം ഒരു പ്രവചനം സാധ്യമല്ല! പകരം, 30 വർഷത്തിന് ശേഷം മൺസൂണിന് എന്ത് മാറ്റമാവും സംഭവിക്കുക, ചുഴലിക്കാറ്റു​കൾ​ കൂടുമോ, എന്നിങ്ങനെയുള്ള കാര്യങ്ങളാണ് പരിശോധിക്കുന്നത്.

നമുക്ക് ഒരു ഉദാഹരണം നോക്കാം. 2100 ആവുമ്പോഴേക്കും ബംഗാൾ ഉൾക്കടലിൽ രൂപപ്പെടുന്ന ചുഴലിക്കാറ്റുകൾക്ക് എന്ത് മാറ്റമാണ് സംഭവിക്കുക എന്ന് പരിശോധിക്കണം എന്നിരിക്കട്ടെ. കമ്പ്യൂട്ടർ മോഡലുകൾ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഇത് പഠിക്കുന്നത്. നിലവിൽ, ലോകത്തിലെ പല ഗവേഷണ ഏജൻസികൾ വികസിപ്പിച്ച മോഡലുകൾ ലഭ്യമാണ്. നമുക്ക് 5 മോഡലുകൾ എടുക്കാം. ആദ്യമായി, നമ്മൾ പഠിക്കാൻ ഉദ്ദേശിക്കുന്ന കാര്യം ഈ മോഡലുകൾക്ക് കൃത്യമായി simulate ചെയ്യാൻ അഥവാ അനുകരിക്കാൻ കഴിയുന്നുണ്ടോ എന്ന് പരിശോധിക്കണം. അതിനായി 1950 മുതൽ 2020 വരെ ഈ മോഡലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് സിമുലേഷൻ നടത്തണം. ഇതിനെ historical simulation എന്ന് പറയുന്നു. ​ബംഗാൾ ഉൾക്കടലിൽ​ ഓരോ വർഷവും തീവ്രതകുറഞ്ഞ 3 ഉം തീവ്രതകൂടിയ 2 ഉം വീതം ചുഴലിക്കാറ്റുകൾ ഉണ്ടാവാറുണ്ട് എന്നിരിക്കട്ടെ (ശരാശരി).​ അതാണ് ഇതുവരെയുള്ള കണക്ക് (present-day climatology). ​ ഇനി മോഡലിൽ നിന്നുള്ള ഡാറ്റ പരിശോധിച്ച് ഇതുപോലെയാണോ അതിൽ കാണുന്നത് എന്ന് നോക്കുക. 2 മോഡലിൽ ഓരോ ചുഴലിക്കാറ്റ് വീതമേ കാണുന്നുള്ളൂ, മറ്റൊന്നിൽ 12 എണ്ണവും കാണുന്നു എന്ന് കരുതുക. ബാക്കി രണ്ടെണ്ണത്തിൽ 5 എണ്ണം വീതം കാണുന്നുണ്ട്. അവയുടെ തീവ്രതയും ഏകദേശം യഥാർത്ഥ ഡാറ്റയുമായി ഒത്തുപോകുന്നുണ്ട് എന്നിരിക്കട്ടെ. അപ്പോൾ അവസാനം പറഞ്ഞ 2 മോഡലുകളാണ് നമ്മുടെ പഠനത്തിന് അനുയോജ്യമായത്. ബാക്കി മൂന്നും ഒഴിവാക്കാം. ഇനി ഭാവി പ്രവചിക്കാം (future simulation). 2021 മുതൽ അങ്ങോട്ട് 2100 വരെ മോഡൽ സിമുലേഷൻ നടത്തുക. ശേഷം 2071 മുതൽ 2100 വരെയുള്ള കാലഘട്ടത്തിലെ ചുഴലിക്കാറ്റുകൾ ഈ രണ്ട് മോഡലിലും എങ്ങനെയുണ്ട് എന്ന് പരിശോധിക്കുക. ഉദാഹരണത്തിന്, ഒരു മോഡലിൽ 7 ഉം അടുത്ത മോഡലിൽ 5 ഉം എണ്ണം കാണുന്നു എന്ന് വിചാരിക്കുക. ഒരു മോഡലിൽ എണ്ണം കൂടിയിട്ടുണ്ട്, പക്ഷെ മറ്റൊന്നിൽ മാറ്റമില്ല. പക്ഷെ രണ്ടു മോഡലിലും തീവ്രത കാര്യമായി വർധിച്ചിട്ടുണ്ട് എന്ന് കാണുന്നു. അതായത്, 2070 ആവുമ്പോഴേക്കും ചുഴലിക്കാറ്റുകളുടെ എന്നതിൽ കാര്യമായി വർദ്ധനവ് കാണുന്നില്ലെങ്കിലും ഉണ്ടാവുന്നവ തീവ്രത കൂടിയവയായിരിക്കും എന്ന് ഈ പരീക്ഷണത്തിൽ നിന്ന് മനസ്സിലാവുന്നു. ഈ പഠനത്തിൽ ചുഴലിക്കാറ്റ് ഉണ്ടാവുന്നത് ഒക്ടോബർ ​1​ന് ആണോ അതോ ഒക്ടോബർ 30 ആണോ എന്നതൊന്നും പ്രസക്തമല്ല.

ഏറെ ലളിതവൽക്കരിച്ചാണ് ഈ പറഞ്ഞതെങ്കിലും ഏറെക്കുറെ ഇങ്ങനെയാണ് climate prediction നടത്തുന്നത്. ദിവസം തോറും മാറിവരുന്ന weather predict ചെയ്യുന്നതുപോലെയല്ല ദീർഘകാല കാലാവസ്ഥ (climate) പ്രവചിക്കുന്നത്. ​ഓരോ മോഡലുകളും അതാത് പ്രതിഭാസങ്ങളെ കൃത്യമായി simulate ചെയ്യുന്നുണ്ട് എന്ന് ഉറപ്പുവരുത്തിയതിന് ശേഷമേ ഭാവി പ്രവചനങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗിക്കാറുള്ളൂ.

NB: Climate prediction ​എന്നാണ് ഇവിടെ ഉപയോഗിച്ചത് എങ്കിലും climate projection എന്നതാണ് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമായത്.
(കാലാവസ്ഥ ശാസ്ത്രജ്ഞനും ഗവേഷകനും ആണ് ലേഖകൻ)