Serdecznie zapraszamy do zapoznania się z nową serią podkastów popularnonaukowych „GEOGADKA”, prowadzonych w ramach projektu „Geofizyka dla każdego”. W pierwszym odcinku prezentujemy wywiad z drem Dariuszem Baranowskim, fizykiem z Zakładu Fizyki Atmosfery IGF PAN. O tym, dlaczego polscy naukowcy prowadzą badania na odległej Indonezji i jaki to ma związek z prognozowaniem pogody w Polsce rozmawia Dagmara Bożek, specjalistka ds. komunikacji naukowej i edukacji.

Zapraszamy do słuchania. Wersja w formie wywiadu znajduje się poniżej.

                   

Dagmara Bożek: Na początek pytanie językowe – prognozowanie czy przewidywanie pogody? Czy któreś z tych określeń jest bardziej adekwatne?

Dariusz Baranowski: Szczerze mówiąc, nigdy się nad tym nie zastanawiałem. Prognozowanie wydaje się lepsze, bo sugeruje, że wykonujemy tę czynność w oparciu o dane. Przewidywanie bardziej kojarzy mi się z wróżeniem. Aczkolwiek oba słowa używa się zamiennie. Cała nomenklatura przedmiotu jest w języku angielskim, więc to są mniej lub bardziej wolne tłumaczenia. Choć w angielskim mamy „forecasting”, „prediction” i „projection”. 

D. Bożek: Pytam z perspektywy popularyzacji nauki – z jednej strony mamy terminy naukowe, a z drugiej określenia, jakich używamy, przekazując wiedzę ogółowi odbiorców.

D. Baranowski: To prawda. W meteorologii i oceanografii doświadczamy dziwnych kalek językowych, kiedy słyszymy o „huraganowych wiatrach”, które wieją z prędkością 50 kilometrów na godzinę. Wtedy dla mnie jako osoby zajmującej się zawodowo huraganami jest to trudne do przyjęcia. Ale takich rozbieżności jest wiele.

D. Bożek: Przenieśmy się w inną strefę klimatyczną – między Polską a Archipelagiem Malajskim jest niecałe 11 tysięcy kilometrów w linii prostej. Skąd u Ciebie takie odległe geograficznie zainteresowanie badawcze?

D. Baranowski: Archipelag Malajski to obszar pomiędzy Azją południowo-wschodnią a Australią, czyli, gdybyśmy chcieli to umiejscowić na mapie, Indonezja i okolice – Filipiny, część Malezji, półwysep Malajski, który czasem też się zalicza do tego obszaru. Dlaczego ten region? Zajmuję się meteorologią tropikalną i oddziaływaniem atmosfery i oceanu. Badam skale czasowe, które po angielsku nazywa się intraseasonal i to jest dość ścisłe pojęcie. Po polsku można to oddać jako „wewnątrzsezonowe”. Są to procesy, które zachodzą w skali od paru dni do kilku tygodni, coś pomiędzy pogodą a klimatem. W tych skalach czasowych występuje co najmniej kilka globalnych zjawisk, które są w taki czy inny sposób istotne dla cyrkulacji globalnej. Mówię o tej istotności ze względu na to, że one wpływają na inne procesy i powodują, że cyrkulacja na określonym obszarze się zmienia. Jednym z takich zjawisk są oscylacje Maddena-Juliana. To cykliczne zjawisko, które występuje w obszarze równikowym i jest najsilniejsze, czyli ma największą swoją własną amplitudę pomiędzy środkowym Oceanem Indyjskim a zachodnim Pacyfikiem. Co oznacza, że powstaje na Oceanie Indyjskim, porusza się na wschód, przechodzi przez Archipelag Malajski lub nie i w zależności od tego, gdzie występuje, to dochodzi do zmian w cyrkulacji globalnej. Pomijając fakt, że nie do końca wiemy, czym jest oscylacja Maddena-Juliana i skąd się bierze, nie wiemy również, jak ona oddziałuje na Archipelag Malajski. Może trochę przesadzam, bo posiadamy pewną wiedzę, większą niż pięć lat temu ze względu na prowadzone badania, ale jest to jeden z tematów współczesnych dociekań. Skąd pomysł na badanie Archipelagu Malajskiego? Szukamy odpowiedzi na pytanie, co się tam dzieje, że oscylacje Maddena-Juliana czasem przechodzą, a czasem nie, jakie procesy temu towarzyszą i dlaczego nasze modele prognostyczne pogody nie radzą sobie z reprezentacją tych zjawisk.

D. Bożek: Wiemy zatem, skąd taka a nie inna lokalizacja badań, które prowadziłeś. Interesuje mnie projekt , w którym byłeś kierownikiem zespołu badawczego, Equatorial Line Observations. Już teraz możemy mówić o wynikach, ponieważ pojawiły się publikacje. Co to była za inicjatywa i jaki był jej cel?

D. Baranowski: Equatorial Line Observations albo ELO, nie mylić z Electric Live Orchestra (śmiech), był projektem międzynarodowym, który był realizowany we współpracy z partnerami z USA, Wielkiej Brytanii, Indonezji i przez nasz zespół w Polsce. Miał na celu badanie oddziaływań pomiędzy propagującymi modami w cyrkulacji tropikalnej a lokalnym klimatem i pogodą w Indonezji. W szczególności koncentrowaliśmy się na Sumatrze, dlatego że jest najbardziej na zachód wysuniętą wyspą i leży dokładnie na równiku, a te propagujące mody, o których wspomniałem, to były przede wszystkim oscylacje Maddena-Juliana i fale Kelvina. Obydwa zjawiska są związane z równikiem. Stąd też umiejscowienie Sumatry powoduje, że nie tylko one centralnie uderzają w tę wyspę, ale jeszcze jest ona położona najbliżej otwartego oceanu, w związku z czym ich wpływ na nią jest największy.

D. Bożek: W opisie Waszych badań była informacja, że dane czerpaliście m.in. z mediów społecznościowych. Podaliście serwis Twitter jako jedno ze źródeł. Czy to jest częsta praktyka? Jakiego rodzaju są to materiały i jak wygląda ich opracowywanie?

D. Baranowski: Są to dane jak każde inne. Można oczywiście się zastanawiać, na ile są one wiarygodne. Pomysł narodził się dość spontanicznie jakiś czas temu. Parę lat wcześniej byłem na konferencji Amerykańskiego Towarzystwa Meteorologicznego w Seattle i tam ówczesny dyrektor FEMA, czyli Federal Emergency Management Agency, mówił o zarządzaniu kryzysowym i o źródłach danych, których FEMA używa, jak działa i co robi. Padło pytanie z sali, czy śledzą informacje na Twitterze. Mamy na przykład sytuację, że przyszło tornado, budynek się zawalił i czy wtedy obserwują informacje w tym serwisie, bo infrastruktura typu antena GSM gdzieś jeszcze przetrwała, ktoś żyje, ma kontakt ze światem zewnętrznym i tweetuje. Czy to jest coś, co ich interesuje. To, co odpowiedział, wtedy dla mnie trochę zabawnie zabrzmiało – to, że ktoś tweetuje, znaczy, że żyje, jest w bezpiecznym miejscu. Zgodnie z zasadą triażu nie jest osobą, która wymaga natychmiastowej pomocy. Tak więc wtedy ta organizacja nie korzystała specjalnie z tego typu informacji. Ale to mnie skłoniło do myślenia, że w Indonezji podczas ekstremalnych zjawisk, np. powodzi, ludzie mogą dzielić się gremialnie taką informacją, co i gdzie się dzieje. Pomyślałem, że może to być jakieś źródło informacji. Podstawowym powodem, dla którego sięgnęliśmy w ogóle po tweety było to, że statystyki rządowe w Indonezji były bardzo zmienne w czasie. Jak np. spojrzeliśmy na liczbę zgłoszeń dotyczących powodzi na Sumatrze, to ona w ciągu 10 lat wzrosła powiedzmy 50 razy. Co oczywiście zupełnie nie miało podstaw fizycznych, a wynikało ze zmienności raportowania i nawet nie było widać wysycenia tego trendu, co znaczy, że prawdopodobnie cały czas gdzieś jest więcej tych raportów. Jakość informacji, które pochodziły z tej bazy, nie była dla nas satysfakcjonująca. Każda powódź była zgłoszona raz. Czyli mieliśmy jeden wpis dla jednej powodzi. Z Twitterem jest trochę inaczej, dlatego że jesteśmy w stanie śledzić bardzo dużo wpisów, które pojawiają się w podobnym czasie z tego samego obszaru, a to można powiązać z konkretnym zjawiskiem meteorologicznym. To oczywiście nie zawsze musi działać, natomiast dla niektórych obszarów Indonezji to może być dodatkowe źródło informacji.

D. Bożek: Powiedziałeś „dodatkowe”. A czy w przyszłości tego typu praktyki będą naturalne w procesie prowadzenia badań naukowych, biorąc pod uwagę, jaki jest wpływ mediów społecznościowych na nasze życie?

D. Baranowski: Nie byliśmy ani jedyni, ani pierwsi. Korzystaliśmy z już istniejących algorytmów. To, co było naszym autorskim dodatkiem, to własne procesowanie tych informacji w oparciu o proste kryteria wyszukiwania oparte na słowach kluczowych. Indonezja jest dosyć szczególna, jeżeli chodzi o media społecznościowe. Dlatego że bardzo dużo ludzi korzysta z Twittera, jest to bardzo popularne medium, i stosunkowo duży obszar posługuje się jednym językiem, więc można śledzić mniejszą liczbę słów kluczowych. Tym niemniej jakość danych, które w ten sposób uzyskaliśmy, była silnie uzależniona od liczby mieszkańców, osób z dostępem do internetu, użytkowników Twittera. To wpływa na to, czy i na ile podobne metody badawcze mogą być stosowane w badaniach prowadzonych na innym obszarze. Choć nie ukrywam, że warto by było to sprawdzić.

D. Bożek: Przeciętnemu Polakowi Indonezja kojarzy się z atrakcyjnym kierunkiem turystycznym i słoneczną pogodą. Tymczasem Wy zajmujecie się zjawiskami pogodowymi zagrażającymi życiu tamtejszych mieszkańców. Jakie warunki klimatyczne i pogodowe panują w Indonezji?

D. Baranowski: Indonezja jest, jak wspominaliśmy, częścią Archipelagu Malajskiego, który jest położony na równiku, w związku z czym dominuje tam klimat głębokich tropików z temperaturami rzadko przekraczającymi 30 stopni Celsjusza, natomiast bardzo wysoką wilgotnością. Występuje tam zjawisko monsunu, przez co wyróżniamy porę deszczową i porę suchą. Przy czym pora sucha jest dość umowna, bo kolokwialnie rzecz ujmując, w porze deszczowej pada 28 dni w miesiącu, w porze suchej pada 24 dni w miesiącu. Ilość opadów zmienia się, czyli to, ile deszczu spadnie, zależy od sezonu czy od miesiąca w roku. Natomiast sam fakt, że wystąpi deszcz, już niekoniecznie. W zasadzie powinniśmy spodziewać się deszczu każdego dnia po południu. Indonezja to faktycznie destynacja turystyczna, zwłaszcza wyspy w południowej części, np. Bali, do której dociera monsun raz na rok, a nie dwa razy w roku jak na Sumatrze. To jest podstawowa różnica. Jeżeli chodzi o ilość deszczu, to średnia dobowa, o ile dobrze pamiętam, na Sumatrze wynosi 12 mm na dzień, czyli ponad 300 mm miesięcznie. W przypadku Warszawy to 500 mm rocznie. Przy tak intensywnych średnich opadach, ta woda musi być gdzieś odprowadzona. Populacja Indonezji liczy ponad 270 milionów i jest rozmieszczona nierównomiernie. Szczególnie istotna jest topografia zamieszkałych wysp – często bardziej zaludnione są obszary górzyste. W przypadku Sumatry bardziej jest zaludniona zachodnia część wyspy i tam niedaleko wybrzeża są góry. W związku z tym te efekty lokalne związane z cyrkulacją wokół gór, gdzie pada więcej deszczu, powodują, że zagrożenia związane z opadem są jeszcze większe. Inaczej wygląda to na Borneo, które jest właściwie płaskie i słabo zaludnione. Na Jawie, która jest najbardziej zaludnioną wyspą, również wzdłuż wybrzeża znajdują się góry, chociaż ma ona inną orientację – jest położona na południe od równika, więc tam cyrkulacja trochę inaczej wygląda.

D. Bożek: Czy wyniki Waszych badań pozwalają przewidzieć czas wystąpienia powodzi w tamtym rejonie? Byłoby to duże ułatwienie dla mieszkańców.

D. Baranowski: Wyniki naszych badań wskazują, że przynajmniej dla Sumatry jesteśmy w stanie zidentyfikować kilka detektorów, czyli zjawisk towarzyszących powodziom, co w konsekwencji prowadzi do tego, że możemy je zdiagnozować odpowiednio wcześnie i określić ryzyko wystąpienia powodzi na danym obszarze. Przy czym cały czas mówię o skali czasowej kilku – kilkunastu dni, co znaczy, że nie jesteśmy w stanie powiedzieć, gdzie konkretnie wystąpi powódź. Nie wskażemy, kiedy, gdzie i ile dokładnie spadnie opadów. Nie na tym polega to badanie. Chodzi o wskazanie obszarów, gdzie jest mniejsze lub większe ryzyko wystąpienia ekstremalnego opadu, który z kolei może się przełożyć na powódź. Kiedy analizowaliśmy Twitter, to zdaliśmy sobie sprawę, że użytkownicy nie rozróżniają, dlaczego zalewa im dom. Czy to był wynik tego, że 30 kilometrów dalej w górach spadło dużo deszczu, wystąpiła powódź błyskawiczna (ang. flash flood) i deszcz spłynął razem z rzeką, czy gdzieś przerwało zaporę i ta woda spłynęła, czy wybiło rurę 3 kilometry dalej i woda spłynęła ulicą. Dla nich efekt jest ten sam – ich dom został zalany. Jeżeli dotyczy to dzielnicy czy miasteczka, to więcej osób będzie o tym pisać. Dla nas bardzo istotne było to, żeby rozgraniczyć powodzie związane ze zjawiskami pogodowymi z takimi, które nazwaliśmy infrastrukturalnymi. Dlatego wolę się tutaj odnosić do zjawiska ekstremalnego, zwiększonego opadu i takimi powodziami staramy się zajmować. W Indonezji częstą praktyką jest spławianie drewna rzekami górskimi, w związku z czym czasem dojdzie do zablokowania nurtu, nagromadzenia wody i jej przelewania się, co powoduje lokalne podtopienia. To również nie są przypadki, które badamy.

D. Bożek: Czy modele, które opracowywaliście na podstawie Indonezji, możemy również wykorzystać w Polsce do prognozowania powodzi wywołanych nadmiernymi opadami? Czy jednak ich przydatność ma charakter geograficzny?

D. Baranowski: Nasze wyniki są ściśle związane z konkretną lokalizacją. Powiem więcej, te już opublikowane dotyczą Sumatry i nie jesteśmy w stanie ich zastosować nawet do wysp Archipelagu Malajskiego. Natomiast metodologia, którą przyjęliśmy, jak najbardziej może być wykorzystana w innych miejscach. Na pewno w tropikach czy nawet w średnich szerokościach geograficznych. Co warto podkreślić, tropiki są istotne, bo jest to silnik dla globalnej cyrkulacji. Cyrkulacja atmosferyczna jest napędzana wymianą energii pomiędzy oceanem a atmosferą, która się odbywa poprzez chmury. Czyli ta energia jest zabierana z oceanu w postaci parowania i oddawana do atmosfery w procesie skraplania. To wpływa na kształtowanie się globalnej cyrkulacji, ale nie jest jedynym czynnikiem. Im dalej jesteśmy od źródła, tym więcej innych zaburzeń będzie wpływało na tę cyrkulację. Jeśli weźmiemy jakieś zjawisko ekstremalne w Europie, np. powódź na Renie w zeszłym roku, i przeanalizujemy, co się wydarzyło w przeszłości przed tym wydarzeniem w tropikach, może się okazać, że była taka sytuacja, która sprzyjała powstaniu tej cyrkulacji nad Europą, która z kolei spowodowała tę powódź. Natomiast praktycznie niemożliwe jest, żeby to był jedyny czynnik. W tropikach jest to o tyle łatwiejsze, że te procesy oddziaływają bezpośrednio na lokalne środowisko.

D. Bożek: Czyli – tak już podsumowując naszą rozmowę i wracając do początkowego wątku odległości pomiędzy Polską a Indonezją – badania polskich naukowców, mimo że prowadzone w odległym zakątku świata, uświadamiają nam, że Ziemia jest jednym globalnym systemem. Oczywiście, wiele zjawisk nie ma przełożenia ze względu na odległości, ale daje nam to świadomość zagrożeń i poczucie, że to wszystko jest ze sobą połączone.

D. Baranowski: Jak najbardziej. Cyrkulacja globalna jest skomplikowana. A my w fizyce tworzymy modele i próbujemy coś uprościć. Używamy indeksów i jednym z ważniejszych dla Europy jest indeks Oscylacji Północnoatlantyckiej, NAO. Istnieje wiele publikacji, z których wynika, że to, co się dzieje w tropikach, wpływa na NAO. A to z kolei decyduje, czy będziemy mieli mokrą czy śnieżną zimę, a lato suche i słoneczne czy mokre i chłodne. W tej skali czasowej kilku tygodni tropiki są istotne, bo te procesy są powtarzalne. Często mówimy, że pogody nie da się przewidzieć na dłużej niż trzy dni. To nie zawsze jest prawda. Monsun w Indiach zaczyna się mniej więcej 1 czerwca i zasadniczo można powiedzieć, kiedy zacznie się monsun w 2030 roku. Zasięg lodu morskiego w Arktyce jest najmniejszy we wrześniu. Jaki on będzie za rok, dwa lata czy pięć, tego nie wiemy, ale spodziewamy się, że będzie najniższy właśnie w tym miesiącu. W systemie jest przewidywalność. Oscylacje, zjawiska, które się powtarzają cyklicznie, są źródłami tej przewidywalności. 

D. Bożek: Bardzo dziękuję za rozmowę.