Ustadi na Utaalamu wa Kutabiri Hali ya Hewa

Na Mwandishi Wa Amkeni! Nchini Uingereza

MNAMO OKTOBA 15, 1987, MWANAMKE MMOJA ALIPIGIA SIMU KITUO KIMOJA CHA UELEVISHENI NCHINI UINGEREZA NA KURIPOTI KWAMBA ALISIKIA KUWA KIMBUNGA KILIKUWA KIKIJA. MTABIRI WA HALI YA HEWA ALIWAHAKIKISHIA HIVI WATAZAMAJI: “MSIHOFU. HAKUNA KIMBUNGA.” HATA HIVYO, USIKU HUO KIMBUNGA KIKALI KILIPIGA KUSINI MWA UINGEREZA NA KUHARIBU MITI MILIONI 15, KUSABABISHA VIFO 19, NA KUHARIBU MALI YENYE THAMANI YA ZAIDI YA DOLA BILIONI 1.4 ZA MAREKANI.

KILA asubuhi, wengi wetu hufungua redio na televisheni ili kusikia utabiri wa hali ya hewa. Je, mawingu yaliyotanda angani yatasababisha mvua? Je, jua la mapema litawaka kwa muda mrefu? Je, kupanda kwa halijoto kutayeyusha barafu na theluji? Mara tu baada ya kusikia utabiri wa hali ya hewa, sisi huchagua mavazi tutakayovalia na kuamua iwapo tutabeba mwavuli au la.

Hata hivyo, mara kwa mara utabiri wa hali ya hewa kwa wazi huwa si sahihi. Naam, ingawa utabiri wa hali ya hewa umekuwa sahihi zaidi katika miaka ya karibuni, kutabiri hali ya hewa ni kazi ya kuvutia inayohusisha ustadi na utaalamu nayo yaweza kukosea. Utabiri wa hali ya hewa huhusisha nini, na utabiri huo ni wenye kutegemeka kadiri gani? Ili kujibu maswali hayo, acheni kwanza tuchunguze jinsi utabiri wa hali ya hewa ulivyoanza.

Kupima Hali ya Hewa

Katika nyakati za Biblia utabiri wa hali ya hewa ulifanywa kwa kutazama kwa macho tu. (Mathayo 16:2, 3) Leo wapimaji wa hali ya hewa wana vifaa mbalimbali tata, baadhi yake hupima kanieneo, halijoto, unyevu, na upepo.

Mwaka wa 1643, mwanafizikia Mwitalia Evangelista Torricelli alibuni barometa—kifaa sahili kinachopima kanieneo ya hewa. Punde si punde iligunduliwa kwamba kanieneo ya hewa hupanda na kushuka kadiri hali ya hewa inavyobadilika, kushuka kwa kanieneo huashiria dhoruba. Haigrometa, ambayo hupima unyevu wa angahewa, ilibuniwa mwaka wa 1664. Kisha mwaka wa 1714, mwanafizikia Mjerumani Daniel Fahrenheit akabuni kipima-joto cha zebaki. Sasa ilikuwa rahisi kupima halijoto kwa usahihi zaidi.

Mwaka wa 1765 hivi, mwanasayansi Mfaransa Antoine-Laurent Lavoisier alipendekeza kwamba kanieneo ya hewa, unyevu, mwendo na mwelekeo wa upepo vipimwe kila siku. “Kukiwa na habari hizo zote,” akasema, “sikuzote itakuwa rahisi kutabiri hali ya hewa ya siku moja au mbili kwa usahihi zaidi.” Kwa kusikitisha, ilikuwa vigumu sana kufanya hivyo.

Kuchunguza Hali ya Hewa

Mnamo mwaka 1854 manowari ya Ufaransa na mashua 38 za kibiashara zilizama katika dhoruba kali karibu na bandari ya Balaklava huko Krimea. Mamlaka za Ufaransa zilimwomba Urbain-Jean-Joseph Leverrier, mkurugenzi wa kituo cha Paris Observatory, afanye uchunguzi. Kwa kuchunguza rekodi za upimaji wa hali ya hewa, aligundua kwamba dhoruba hiyo iliibuka siku mbili kabla ya msiba huo na ilienea Ulaya kutoka upande wa kaskazini-magharibi hadi kusini-mashariki. Kama utaratibu wa kuchunguza kusonga kwa dhoruba ungekuwapo, mashua hizo na manowari hiyo zingeonywa kimbele. Hivyo ndivyo huduma ya kuonya kuhusu dhoruba ilivyoanza nchini Ufaransa. Ulikuwa mwanzo wa upimaji wa kisasa wa hali ya hewa.

Hata hivyo, wanasayansi walihitaji kupokea habari za hali ya hewa kwa urahisi kutoka kwingineko. Simu ya upepo iliyokuwa imevumbuliwa karibuni na Samuel Morse ilifaa sana kwa kazi hiyo. Jambo hilo liliwezesha kituo cha Paris Observatory kuanza kuchapisha ramani za kwanza za kisasa za hali ya hewa mnamo mwaka wa 1863. Kufikia mwaka wa 1872, Idara ya Utabiri wa Hali ya Hewa ya Uingereza ilikuwa ikitumia mbinu hizo.

Kadiri wapimaji wa hali ya hewa walivyopata habari zaidi, ndivyo walivyogundua utata wake. Vifaa vipya vya kupiga picha viligunduliwa ili ramani za hali ya hewa ziweze kuonyesha habari zaidi. Kwa kielelezo, kuna mistari inayounganisha maeneo yenye kanieneo sawa ya angahewa. Mistari mingine huunganisha maeneo yenye halijoto sawa. Ramani za hali ya hewa hutumia pia ishara zinazoonyesha nguvu na mwelekeo wa upepo, pamoja na mistari inayoonyesha mahali hewa moto na baridi hukutana.

Vifaa vya hali ya juu vimebuniwa pia. Siku hizi mamia ya vituo vya utabiri wa hali ya hewa ulimwenguni pote hurusha hewani maputo yenye redio ndogo—ambazo hupima hali ya hewa na kuleta habari. Mfumo wa rada hutumiwa pia. Wapimaji wa hali ya hewa wanaweza kujua mwendo wa dhoruba kwa kuelekeza mawimbi ya redio kwa matone ya mvua na kwa vipande vya barafu vilivyo mawinguni.

Maendeleo makubwa katika uchunguzi sahihi wa hali ya hewa yaliibuka mwaka wa 1960 wakati TIROS I, setilaiti ya kwanza ulimwenguni ya kupima hali ya hewa, yenye kamera ya televisheni iliporushwa angani. Leo setilaiti za kupima hali ya hewa huzunguka dunia toka ncha moja hadi nyingine, ilhali setilaiti ziendazo sambamba na dunia hudumu mahali pake juu ya uso wa dunia na kuchunguza daima eneo la dunia lililo karibu. Setilaiti zote mbili hupiga picha za hali ya hewa kutoka juu.

Kutabiri Hali ya Hewa

Ingawa ni rahisi sana kujua hali ya hewa ilivyo sasa, ni vigumu kutabiri itakavyokuwa baada ya saa moja, siku moja, au juma moja. Muda mfupi baada ya Vita ya Kwanza ya Ulimwengu, mpimaji wa hali ya hewa Mwingereza Lewis Richardson alifikiri kwamba angeweza kutumia hesabu kutabiri hali ya hewa kwa sababu angahewa hufuata sheria za fizikia. Lakini fomyula zake zilikuwa tata mno na kupiga hesabu kulichukua muda mrefu sana kiasi cha kwamba hali ya hewa ilibadilika kabla ya watabiri kukamilisha hesabu zao. Mbali na hayo, Richardson alitumia vipimo vya hewa vilivyochukuliwa baada ya kila saa sita. “Utabiri sahihi zaidi hutaka vipimo vichukuliwe angalau baada ya kila dakika 30,” asema mpimaji wa hali ya hewa Mfaransa René Chaboud.

Hata hivyo, hesabu hizo ndefu ziliweza kufanywa haraka zaidi baada ya kubuniwa kwa kompyuta. Wapimaji wa hali ya hewa walitumia hesabu za Richardson kuanzisha njia tata za kuhesabia—utaratibu fulani wa hisabati unaotia ndani sheria zote za fizikia zinazoongoza hali ya hewa.

Ili kutumia utaratibu huo, wapimaji wa hali ya hewa huchora miraba kwenye ramani ya uso wa dunia. Hivi sasa, ramani ya ulimwenguni pote inayotumiwa na Idara ya Utabiri wa Hali ya Hewa ya Uingereza ina miraba iliyoachana kwa kilometa 80 hivi. Angahewa iliyo juu ya kila sehemu ya mraba huitwa sanduku, na uchunguzi wa upepo, kanieneo, joto, na unyevu wa angahewa hurekodiwa kwenye miinuko 20 iliyo tofauti. Kompyuta huchanganua habari zinazopokewa kutoka kwa vituo vya uchunguzi vilivyo kotekote ulimwenguni—zaidi ya vituo 3,500—kisha hutayarisha utabiri wa hali ya hewa ya ulimwengu utakaotukia katika muda wa dakika 15 zifuatazo. Mara tu hilo lifanywapo, utabiri wa hali ya hewa wa muda wa dakika 15 zifuatazo hutolewa mara moja. Kwa kurudia utaratibu huo tena na tena, kompyuta inaweza kutabiri kwa dakika 15 tu jinsi hali ya hewa itakavyokuwa ulimwenguni kwa muda wa siku sita.

Ili kuandaa utabiri wa hali ya hewa wenye habari nyingi na ulio sahihi zaidi, Idara ya Utabiri wa Hali ya Hewa ya Uingereza imetenga Eneo Maalum la Majaribio, kuanzia Atlantiki Kaskazini na maeneo ya Ulaya. Eneo hilo limegawanywa kwa miraba inayoachana kwa umbali wa kilometa 50. Pia kuna eneo jingine lililotengwa linalohusisha Visiwa vya Uingereza na maeneo yaliyo karibu tu. Eneo hilo lina alama 262,384 za mraba zilizoachana kwa umbali wa kilometa 15 na lina mistari wima 31!

Fungu la Mtabiri wa Hali ya Hewa

Hata hivyo, kutabiri hali ya hewa hakutegemei sayansi tu. Kama kichapo The World Book Encyclopedia kinavyosema, “fomyula zinazotumiwa na kompyuta hukadiria tu tabia ya angahewa.” Isitoshe, hata utabiri sahihi wa eneo fulani kubwa huenda usizingatie jinsi mandhari ya nchi inavyoathiri hali ya hewa ya eneo hilo. Kwa hiyo, ustadi fulani unahitajiwa pia. Hapa ndipo mtabiri wa hali ya hewa anapotimiza fungu muhimu. Yeye hutumia uzoefu wake na busara kuamua jinsi atakavyotumia habari anazopokea. Hilo humwezesha kutabiri kwa usahihi zaidi.

Kwa mfano, wakati hewa baridi ivumapo kutoka kwa Bahari ya Kaskazini na kusambaa kwenye anga la Ulaya, mara nyingi hilo hufanyiza wingu jembamba. Tofauti kidogo mno ya joto huamua iwapo wingu hilo litatokeza mvua katika bara la Ulaya au litavukizwa na joto la jua. Habari apatayo mtabiri pamoja na ujuzi wake wa awali, humwezesha kutoa mashauri yanayotegemeka. Kutumia ustadi na sayansi ni muhimu sana katika kutabiri hali ya hewa kwa usahihi.

Ni Wenye Kutegemeka Kadiri Gani?

Hivi sasa Idara ya Utabiri wa Hali ya Hewa ya Uingereza inadai kuwa matabiri yake ya saa 24 ni sahihi kwa asilimia 86. Makadirio ya siku tano kutoka Kituo cha Ulaya cha Utabiri wa Wastani wa Hali ya Hewa huwa na usahihi wa asilimia 80—ni sahihi zaidi kuliko utabiri wa siku mbili uliofanywa mapema miaka ya 1970. Ingawa ina dosari, hiyo ni rekodi yenye kuvutia. Kwa nini utabiri wa hali ya hewa hautegemeki sana?

Hautegemeki sana kwa sababu hali ya hewa ni tata sana. Na haiwezekani kuchukua vipimo vyote vinavyohitajiwa ili kutabiri bila kukosea. Maeneo makubwa ya bahari hayana boya za kupima hali ya hewa ili kuwasilisha habari kwenye vituo vilivyo barani kupitia setilaiti. Ni nadra kuona vituo vya kuchunguza hali ya hewa vikiwa penye mkutano wa miraba. Mbali na hivyo, wanasayansi bado hawajui hali zote za asili zinazoathiri hali yetu ya hewa.

Lakini maendeleo yanafanywa daima katika utabiri wa hali ya hewa. Kwa mfano, kufikia majuzi utabiri wa hali ya hewa ulitegemea hasa uchunguzi wa angahewa. Lakini kwa kuwa asilimia 71 ya uso wa dunia imefunikwa na bahari, watafiti sasa wanakazia uangalifu jinsi nishati inavyohifadhiwa kisha inavyotoka baharini na kuingia hewani. Kupitia mfumo wa boya, Mfumo wa Kuchunguza Bahari Ulimwenguni huandaa habari kuhusu mabadiliko madogo ya halijoto ya maji kwenye eneo moja yanayoweza kuathiri sana hali ya hewa ya eneo la mbali.a

Mzee wa ukoo Yobu aliulizwa hivi: “Mtu aweza kuelewa na matandazo ya mawingu, ngurumo za makao yake [Mungu]?” (Ayubu 36:29) Kufikia leo mwanadamu anajua machache mno kuhusu kubadilika kwa hali ya hewa. Hata hivyo, utabiri wa kisasa wa hali ya hewa ni sahihi vya kutosha kuzingatiwa. Yaani, pindi ijayo mtabiri wa hali ya hewa anapokuambia kwamba yaelekea kutanyesha, itakuwa vyema kubeba mwavuli!

[Maelezo ya Chini]

[Picha katika ukurasa wa 13]

Leverrier

Torricelli

Lavoisier akiwa katika maabara yake

Kipima-joto cha zebaki cha kale

[Hisani]

Picha ya Leverrier, Lavoisier, na Torricelli: Brown Brothers

Kipima-joto: © G. Tomsich, Science Source/Photo Researchers

[Picha katika ukurasa wa 15]

Setilaiti, maputo ya kupima hali ya hewa, na kompyuta ni baadhi ya vifaa vinavyotumiwa na watabiri wa hali ya hewa

[Hisani]

Ukurasa wa 2 na 15: Setilaiti: NOAA/Department of Commerce; kimbunga: NASA photo

Commander John Bortniak, NOAA Corps