De ben segur que més d’un cop heu pensat que els meteoròlegs ens equivoquem en dir el temps o que, de vegades, ens mullem poc quan ens sentiu dir que “cal anar seguint la previsió”, o bé que és incerta o que queden molt dies. Ha arribat el moment d’explicar-vos amb tots els ets i uts el funcionament de la predicció. Acompanya’ns en aquesta breu ullada a la història més recent de la meteorologia!

Des de temps immemorials, els fenòmens meteorològics com la pluja, els núvols i els llamps han fascinat la humanitat. Modelen i caracteritzen la societat d’un indret del planeta, tot esdevenint un pilar cabdal del dia a dia, així com un protagonista actiu en la confecció de mitologies o creences.

Malauradament, mai no hi havia hagut un interès en saber predir-lo, més enllà que la gent pogués fer una predicció a molt curt termini gràcies a la saviesa popular fruit de l’observació que atorguen el pas dels anys a les persones. De fet, la meteorologia sempre havia estat una ciència de tipus empírica de suport a altres camps, com per exemple a l’agricultura o la medicina.

Ara bé, el pas dels segles van dur la física i les matemàtiques en un àmbit tècnic molt elevat. Aquest fet va fer pensar que, tal vegada, les partícules d’aire de l’atmosfera podien preveure’s, de la mateixa manera que es podia predir i calcular la velocitat d’un determinat objecte.

Qui va tenir la idea?

Amb aquesta idea al cap, a inicis del segle XX, el físic noruec Vilhelm Bjerknes va desenvolupar les equacions físiques que regien l’atmosfera i va proposar tractar-ho com un problema matemàtic de valors inicials, és a dir, que ateses unes dades inicials com la temperatura, la humitat o la pressió podem “engegar” la maquinària de la predicció. I, precisament, aquest és el punt clau de tot plegat.

La teoria del caos

A la dècada del 1960, l’estatunidenc Edward Lorenz va formular la teoria del caos en desenvolupar un model matemàtic simplificat per estudiar la convecció atmosfèrica. Aquest model pretenia simular el comportament de l’atmosfera i ajudar en la predicció meteorològica. Durant la seva investigació va observar una cosa molt sorprenent: petites variacions en les condicions inicials (temperatura, humitat, pressió, etc.) produïen resultats de pronòstic dràsticament diferents, fins i tot, totalment oposats.

A través de la seva tasca, va demostrar que els sistemes meteorològics són extremadament sensibles a les condicions inicials, la qual cosa implica que mesures mínimes i imprecises poden portar a prediccions significativament errònies. En altres paraules, fer una predicció depèn (i molt!) dels valors numèrics inicials que hi introduïm.

Aquest descobriment va fer palès que la predicció està inherentment limitada per aquestes dades de partida i va qüestionar la possibilitat de fer prediccions a llarg termini, ja que qualsevol error, per petit que fos, s’amplificaria amb el temps.

Precisament, d’aquest fet prové la famosa frase atribuïda a Lorenz: l’aleteig d’una papallona al Brasil pot generar un tornado a Texas.

Com es tracta la incertesa?

Paradoxalment, malgrat que la meteorologia és una ciència determinista físicament parlant, és gràcies a la probabilitat que arriben les millores en la predicció del temps.

Els grans centres meteorològics que hi ha al món pertorben moltes vegades les condicions inicials, però dins de rangs que siguin plausibles. D’aquesta manera, podríem parlar de veure com evoluciona una massa d’aire a 15,1 graus i 51 per cent d’humitat, i després comparar-la amb l’evolució que tindria una altra massa d’aire a 15,2 graus i 52 per cent d’humitat. Si bé això és un exemple força simplista, dona una idea molt clara del que realment s’intenta fer.

D’aquesta manera, amb variacions mínimes s’obtenen diferents evolucions per tenir diversos escenaris finals, tantes com vulguem, si bé cal tenir en compte que com més evolucions realitzem més temps trigarà un ordinador a fer-les.

Els “ensembles”, una eina importantíssima

Un dels productes que ens ajuden més en un pronòstic són els denominats “ensembles”, que més d’una vegada us mostrem i que teniu just a sota.

Aquesta imatge sol mostrar una evolució comuna per als primers dies per a cadascun dels escenaris, però tendeix a divergir amb el pas dels dies. Per aquest motiu, veieu un difuminat blau estret a l’inici i, en canvi, molt més ample a mesura que avancen els dies, precisament per assenyalar aquesta disparitat d’escenaris finals.

Aquesta característica és comuna a tots els mapes que mirem i ensenyem per televisió: el de precipitació, el de nuvolositat, el de temperatura, etc.

L’horitzó de pronòstic, la clau de tot plegat

L’horitzó de pronòstic és el límit pel qual podem dir quin temps farà, que en el cas de les prediccions meteorològiques és de 14 dies. No es pot anar més enllà a causa de la teoria del caos. Una predicció a més dies vista seria equiparable a llançar una moneda i veure si surt cara o creu.

Ara bé, si en lloc de parlar de prediccions meteorològiques parlem de projeccions climatològiques, la cosa ja canvia. Per poder “saltar-nos” aquest límit, es fan servir uns models molt semblants als meteorològics, que s’anomenen climatològics, en què, a banda de resoldre equacions físiques molt complicades, s’inclouen tot un seguit d’elements, les propietats físiques dels quals canvien de forma molt lenta. Un exemple d’això seria la variació lenta de la temperatura del mar o la variació de la capa superficial de gel al planeta.

A la imatge que teniu a damunt podeu veure la capacitat de predicció en funció del temps. Una previsió estàndard del temps és molt bona a curt termini, però la seva qualitat decau molt ràpidament amb el pas dels dies. Les previsions estacionals, com les que de vegades us mostrem per saber com serà l’estiu o l’hivern, tenen una fiabilitat més aviat normal, mentre que les projeccions climàtiques, que parlen de com serà el clima a 30 anys vista a causa del canvi climàtic, solen tenir una fiabilitat bona i decauen en allargar l’horitzó de pronòstic.

Però, com va començar tot això de la predicció?

Cal que ens remuntem a l’any 1922, moment en què Lewis Fry Richardson va publicar l’obra ‘Predicció del temps per processos numèrics’. Fent servir la idea de Bjerknes va aconseguir fer la primera predicció del temps… a mà! Per fer una predicció a 24 hores vista, va trigar diversos dies.

De fet, ell pensava que caldrien unes 64.000 persones per fer una predicció abans no canviés el temps. Per aquest motiu va caldre esperar fins a l’aparició dels primers ordinadors d’ús no militar per resoldre les equacions i obtenir així la primera predicció del temps de la història gràcies a l’ús de l’ENIAC l’any 1950.

Llavors, ens equivoquem o no?

Com podem veure, és impossible predir el temps sense l’ajuda de la computació. I quan els models no encerten, els professionals de la meteorologia tampoc!

Nosaltres ens encarreguem d’interpretar els mapes que creen els models i hi afegim la nostra experiència i coneixement per tal d’afinar la predicció, però això no sempre ens assegura l’èxit en la predicció. Ara ja sabeu qui és el culpable de tot plegat: la teoria del caos.