Στην εποχή της κλιματικής αλλαγής και των συχνών ακραίων καιρικών φαινομένων, είναι σημαντικό να μπορούμε να προβλέπουμε εγκαίρως τις μέγιστες θερμοκρασίες και πιέσεις στην ατμόσφαιρα. Οι πληροφορίες αυτές είναι πολύτιμες για την υγεία μας, την προστασία του περιβάλλοντος, την ασφάλεια των πόλεων και τη σωστή λειτουργία των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.
Αντί να χρησιμοποιήσουμε τεράστια και περίπλοκα προγράμματα πρόγνωσης καιρού που απαιτούν πανίσχυρους υπολογιστές και πολλές ώρες λειτουργίας, δημιουργήσαμε ένα απλό εμπειρικό μοντέλο. Τι σημαίνει αυτό; Ότι στηριζόμαστε σε δεδομένα που ήδη υπάρχουν, όπως η μέση τιμή, η τυπική απόκλιση και οι διακυμάνσεις της πίεσης ή της θερμοκρασίας, για να υπολογίσουμε πού μπορεί να φτάσει το ακραίο φαινόμενο.
Η «καρδιά» του μοντέλου είναι μια παράμετρος που ονομάζουμε b, η οποία λειτουργεί σαν «διορθωτικό στοιχείο» που λαμβάνει υπόψη τις τοπικές συνθήκες. Αυτή η παράμετρος διαφέρει από περιοχή σε περιοχή – γι’ αυτό και το μοντέλο μας προσαρμόζεται στις ιδιαιτερότητες κάθε τόπου.
Πού το δοκιμάσαμε;
Χρησιμοποιήσαμε το μοντέλο μας σε δύο περιπτώσεις:
Ατμοσφαιρική πίεση: Συλλέξαμε δεδομένα από 29 σταθμούς παρακολούθησης σε όλο τον κόσμο, από την Ανταρκτική μέχρι την Ταϊλάνδη, και διαπιστώσαμε ότι το μοντέλο προβλέπει με ακρίβεια τις μέγιστες τιμές πίεσης.
Θερμοκρασία: Εφαρμόσαμε το μοντέλο σε μια προσομοίωση ροής αέρα γύρω από ένα κτήριο, χρησιμοποιώντας εξελιγμένα στοιχεία από εικονικά «πειράματα» προσομοίωσης. Και πάλι, τα αποτελέσματα ήταν εντυπωσιακά κοντά στην πραγματικότητα.
Γιατί είναι σημαντικό;
Βοηθάει στην αντιμετώπιση του καύσωνα στις πόλεις: Με καλύτερη πρόβλεψη, μπορούμε να σχεδιάσουμε δρόμους και κτήρια πιο σωστά και να αποφύγουμε φαινόμενα όπως το «αστικό θερμικό νησί».
Υποστηρίζει την πράσινη ενέργεια: Οι ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις επηρεάζουν την παραγωγή ενέργειας από τον ήλιο και τον άνεμο. Η έγκαιρη πρόβλεψη βοηθά στον καλύτερο σχεδιασμό του ενεργειακού μας συστήματος.
Προστατεύει το περιβάλλον και τον άνθρωπο: Μια ξαφνική άνοδος θερμοκρασίας ή μια πτώση πίεσης μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στην υγεία ή στη γεωργία. Αν ξέρουμε από πριν τι θα γίνει, μπορούμε να προλάβουμε τα χειρότερα.
Είναι υπολογιστικά οικονομικό: Σε αντίθεση με τα μεγάλα προγράμματα πρόγνωσης, το δικό μας μοντέλο χρειάζεται ελάχιστους υπολογιστικούς πόρους. Αυτό σημαίνει λιγότερη κατανάλωση ρεύματος και μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Τι θα κάνουμε στη συνέχεια;
Το επόμενο βήμα είναι να ενσωματώσουμε το μοντέλο σε πιο σύνθετα συστήματα πρόγνωσης καιρού, ή ακόμη και σε εφαρμογές κινητών τηλεφώνων που θα προβλέπουν τις μέγιστες τιμές θερμοκρασίας ή πίεσης με το πάτημα ενός κουμπιού.
Παράλληλα, μπορούμε να συνεργαστούμε με φορείς όπως δήμους, νοσοκομεία ή αγροτικούς συνεταιρισμούς, ώστε να αξιοποιήσουν αυτή την τεχνολογία για την προστασία της υγείας, της παραγωγής και του περιβάλλοντος.
Ένα μοντέλο… made in Greece
Το μοντέλο αυτό σχεδιάστηκε και αναπτύχθηκε στο Εθνικό Κέντρο Έρευνας και Τεχνολογικής Ανάπτυξης (ΕΚΕΤΑ), στη Θεσσαλονίκη. Δείχνει πώς η ελληνική επιστήμη μπορεί να προσφέρει λύσεις σε παγκόσμια προβλήματα, με απλότητα, εξυπνάδα και σεβασμό στο περιβάλλον.
Εικόνα: Μετρήσεις θερμοκρασίας και πίεσης από μετεωρολογικούς σταθμούς μπορούν να “κρύβουν” πολύτιμες πληροφορίες για τα ακραία φαινόμενα του αύριο. Πηγή: https://eur.vevor.com/weather-station-c_12074/vevor-7-in-1-wi-fi-weather-station-7-5-in-color-display-home-weather-station-indoor-outdoor-with-solar-wireless-outdoor-sensor-alarm-alerts-for-temperature-humidity-wind-speed-direction-rain-p_010713421113?lang=el¤cy=eur&adp=gmc&country=GR&utm_source=google&utm_medium=cpc&utm_id=14577870388&ad_group=127133867979&ad_id=544497382057&utm_term=&gad_source=1&gclid=EAIaIQobChMItbjP_O2kjAMVMKiDBx153gCIEAQYASABEgL-pPD_BwE.
Η πρόβλεψη των ακραίων φαινομένων δεν είναι πια προνόμιο των μεγάλων κέντρων πρόγνωσης. Είναι ένα εργαλείο που μπορεί να βρίσκεται στα χέρια όλων μας. Και αυτό είναι μόνο η αρχή.
Ρωτάμε – Απαντάμε:
Τι σημαίνει «εμπειρικό μοντέλο»;
Είναι ένα μοντέλο που βασίζεται σε δεδομένα και όχι σε περίπλοκες εξισώσεις. Σκέψου το σαν μια “συνταγή” που βγαίνει από την εμπειρία και τη στατιστική.
Πόσο γρήγορα βγάζει αποτέλεσμα;
Μπορεί να υπολογίσει τη μέγιστη θερμοκρασία ή πίεση σε λίγα δευτερόλεπτα, ακόμα και σε έναν απλό υπολογιστή.
Μπορεί να βοηθήσει και αγρότες;
Ναι! Μια έγκαιρη πρόβλεψη υψηλής θερμοκρασίας ή χαμηλής πίεσης μπορεί να προστατέψει την παραγωγή τους.
Αναφορές
Efthimiou, G. Predicting Extreme Atmospheric Conditions: An Empirical Approach to Maximum Pressure and Temperature, Sustainability 2025, 17(7), 2852; https://doi.org/10.3390/su17072852.
*Γιώργος Ευθυμίου
Μηχανολόγος Μηχανικός, Ινστιτούτο Χημικών Διεργασιών και Ενεργειακών Πόρων, ΕΚΕΤΑ
