Variabilitate și predictibilitate

Clima este o sinteza a vremii pe o perioada mare de timp si pentru un anumit spatiu geographic. Clima poate fi definitǎ prin distributii ale probabilităţilor asociate fenomenelor de vreme care caracterizează acel spatiu geografic. Pentru a putea calcula probabilităti de apariţie a unor valori ai parametrilor ce descriu fenomenele meteorologice, şi în general, pentru a calcula statistici, trebuie să dispunem de şiruri de observaţii cât mai indelungate şi de o perioada de referinţǎ. In prezent, Organizatia Mondialǎ a Meteorologiei recomandǎ calcularea normalelor climatice pe intervalul de referinţǎ 1961-1990, dar în practicǎ sunt folosite si alte intervale (1951-1980, 1971-2000). Stabilirea perioadei de 30 de ani ca perioadă climatică de referinţǎ este în mare măsură convenţională, dar adoptarea ei a ţinut cont de faptul că mediile lunare, calculate pentru variabilele meteorologice pe aceasta perioadă, au o stabilitate suficientă, inclusiv în cazul zonelor temperate.

Raportarea la normalele standard a valorilor diverşilor parametri meteorologici pune în evidenţă variabilitatea climaticǎ prin fluctuaţiile acestora situate de-o parte sau alta a mediilor calculate pe perioada de referinţǎ. Cauzele variabilităţii climatice sunt multiple, dar în esenţă ele sunt legate de o distribuţie neuniformǎ a energiei atât la scară mare cât şi la scară regionalǎ şi localǎ. Circulaţiile atmosferice şi oceanice asigurǎ transportul energiei între componentele sistemului climatic. Manifestǎrile acestui transport energetic sunt modurile naturale de variabilitate de tipul El Nino-Oscilatia Sudica (ENSO), oscilatia nord-atlanticǎ (Figura 1.1), oscilatia multidecenala a Atlabticului etc.

Figura 1.1 Reprezentrea schematica a fazei pozitive (a) şi negative (b) a oscilaţiei nord-atlantice.

Schimbarea climei însemnǎ mai mult decât fluctuaţiile climatice ce readuc mereu geosistemul aproape de starea medie. Ea presupune devierea sistematica de la starea medie ce defineste o clima spre o noua stare medie – o nouǎ climǎ. Schimbarea climei poate fi cauzatǎ atat de factori naturali interni (modificarile care apar in interiorul sistemului climatic sau datorita interactiunilor dintre componentele sale) cat si naturali externi (variatia energiei emisa de soare, eruptii vulcanice, variatia parametrilor orbitali ai Pamantului) sau externi antropogeni. Acestia din urma schimba compozitia atmosferei prin cresterea concentratiei gazelor cu efect de sera datoritǎ activitatilor umane (de exemplu, prin arderea combustibililor fosili). Creşterea continuǎ a concentraţiei gazelor cu efect de seră (de tipul dioxidului de carbon, metanului, etc) duce la acumulări energetice în geosistem care se exprimă nu doar prin creşterea temperaturii medii globale a aerului, dar şi prin modificǎri ale dinamicii atmosferei şi oceanului planetar, traduse prin modificǎri la nivel regional şi local ale carcteristicilor statistice asociate atât starii medii cât şi extremelor. Factorii enumerati mai sus actioneaza simultan iar separarea lor este foarte dificila si constituie un subiect actual în comunitatea stiintifica.

Figura 1.2 Modul I al analizei corelatiei canonice (CCA) dintre frecvenţa stratului de zapadǎ în Octombrie (a, in %) şi presiunea la nivelul marii în urmatoarea iarna (b, in hPa) pentru perioada 1966-2007.

Studiile româneşti au atribuit proiecţiei semnalului încǎlzirii globale tendinţele recente observate în cazul temperaturii aerului în România. Mecanismele fizice rǎspunzǎtoare au fost identificate. In cazul altor variabile climatice, cum e cazul precipitaţiilor, atribuirea este încǎ incertǎ, statistic vorbind şi numǎrul crescut de factori locali care moduleazǎ semnalul încǎlzirii globale implicǎ mecanisme fizice mai complexe. Cercetǎtorii români au identificat surse de predictabilitate care influenţeazǎ Europa (inclusiv România) şi le-au folosit pentru experimente de predicţie. Studiile au vizat interacţiunea ocean-atmosferǎ şi criosferǎ/atmosferǎ (figura 1.2) cu impact asupra predictabilitǎţii Oscilaţiei Nord-atlantice. La scara interanualǎ, multianualǎ şi decenalǎ, studiile cercetǎtorilor români au vizat mecanismele asociate evoluţiei unor fenomene ca Oscilaţia Multidecenalǎ a Atlanticului, Oscilaţia Nord-atlanticǎ şi influenţa temperaturii la suprafaţa apei oceanului/mǎrilor asupra predictabilitǎţii climatice a regimului termic şi al precipitaţiilor în Europa şi România.