Het klimaat en het weer voorspellen blijkt nog weer moeilijker

Weer en klimaat zijn lastig te voorspellen. De atmosfeer en de oceanen zijn complexe dynamische systemen die uit talloze deeltjes bestaan. En zelfs met de krachtigste computers krijgen meteorologen zulke systemen niet helemaal in hun greep. Wiskundige Svetlana Dubinkina van het Centrum Wiskunde en Informatica wijst in haar proefschrift op nóg een bron van onzekerheid. De numerieke methoden die de wiskundige beschrijvingen van de atmosfeer hanteerbaar moeten maken voor computers, kunnen tot vertekeningen in de resultaten leiden. Dat geeft extra statistische onzekerheid, waarmee onderzoekers bij de interpretatie van hun resultaten rekening moeten houden (Statistical Mechanics and Numerical Modelling of Geophysical Fluid Dynamics, 28 mei 2010).

Groot probleem bij weersvoorspellingen is dat meteorologen nooit exact de begintoestand van de atmosfeer kennen. Het vertrekpunt zeg maar, vanaf waar zij kunnen gaan rekenen met hulp van de natuurkundige wetten die het gedrag van de deeltjes in de atmosfeer beschrijven. Zij kennen die begintoestand slechts globaal. Tegelijk kunnen kleine variaties in de begintoestand grote verschillen in het eindresultaat geven. Volgens de befaamde metafoor: een vlinderslag in Brazilïë kan tot een tornado in Texas leiden.

In lange termijn klimaatberekeningen middelen kortstondige en lokale variaties uit. Maar ook dan geven de berekeningen een palet aan oplossingen, waaruit slechts een gemiddelde is af te leiden en spreiding eromheen. Bovendien, ontdekte Dubinkina, hangen de uitkomsten van de statistische analyse van atmosfeerbewegingen dus soms af van de rekenmethode. Dat hangt samen met het talloze malen herhalen van kleine stapjes. Zo leidde (in gesimplificeerde modellen) de ene rekenmethode tot een voorspelling van windstilte, terwijl een andere gemiddeld zwakke wind vond. De door klimatologen meest gebruikte methode kwam overigens als goed uit de bus.

Margriet van der Heijden