Homogenost i homogenizacija klimatoloških podataka

homogenosti klimatskog niza govorimo u slučaju kada je očigledno da neki klimatski niz ima sačuvane (zadržane, neizmenjene), odnosno, identične uslove merenja tokom celokupnog vremenskog perioda na koji se taj niz odnosi. Pod identičnim uslovima možemo podrazumevati stalnost u sledećim osobinama:
– regulativa merenja (termini osmatranja, postavljanje instrumenata…),
– lokacija mernog mesta, meteorološke stanice (ekspozicija, položaj, okolina i promene okoline…),
– merni instrumenti (princip rada instrumenata, fizičke osobine, ispravnost, kalibracija…),
– osmatrači (pravilnost u radu, ostvareni kvalitet…)
Ako smo primetili da bilo šta od ovde navedenog nije ispunjeno – tada govorimo o nehomogenosti klimatskog niza.

Obezbediti dugačak klimatski niz nije nimalo lak zadatak. Ali ako treba ispuniti i ove uslove, i to za recimo najmanje 30 godina, to je praktično nemoguće! Da razmotrimo malo navedene mogućnosti:

Regulativa merenja je ustanovljavana raznim međunarodnim konvencijama, počev od Bečke konferencije 1848. godine do postojećih pravila i preporuka koje propisuje Svetska meteorološka organizacija (WMO). Međutim, postoje razni uslovi rada neke meteorološke stanice, i oni se mogu menjati kroz istoriju. Promena neke regulative je administrativni uzrok nehomogenosti, i on je sada sveden na minimum, o čemu se brine WMO. Ali u istoriji se sreću brojni primeri kako je neka meteorološka stanica promenila države koje su nadležne, a samim tim i nacionalne regulative. Termini osmatranja su jedan tipičan problem, jer jedna stanica radi samo danju, druga 24 sata dnevno, ili se u istoriji prelazilo sa recimo izračunavanja srednje temperature iz Tmax i Tmin na izračunavanje iz tri klimatološka termina, ili osam sinoptičkih, ili čak iz svih 24 termina.

Lokacija mernog mesta nije uvek ista. Stanice se ponekad premeštaju sa jedne lokacije na drugu iz tehničkih, praktičnih, pa čak i vlasničkih razloga. Prava su retkost stanice koje nisu menjale lokaciju duži niz godina. Međutim, tu dolazimo do drugog problema. Okolina stanice se menja, počev od banalnih uzroka u rastu i posecanju drveća i drugog rastinja, preko ogoljavanja ili zatravljivanja tla, izgradnje ili rušenja nekog objekta u blizini stanice, pa do urbanizacije čitavog mesta. Pritom je gotovo nemoguće parametrisati i proceniti uticaj bilo kog od uzroka promene okoline.

Merni instrumenti se menjaju paralelno sa razvojem tehnologije. Počev od „storazdelnih toplotopisa“, preko (ne)standardnih živinih ili alkoholnih termometara, pa do današnjih elektronskih mernih sondi, princip rada instrumenata se menja, a samim tim i rezultati. Kalibracija mernih instrumenata nije uvek moguća, čak i kada instrument napusti laboratoriju za baždarenje, jer su moguće promene na samom instrumentu (promena elektronskih karakteristika, recimo električnog otpora, ili sužavanje kapilare u termometru, trenje u ležištu anemometra…), koje je ponekad nemoguće uhvatiti.

Osmatrači dođu kao „šlag na tortu“. Počeci osmatranja su uglavnom praćeni entuzijazmom, da bi to postajalo manje kvalitetno protokom vremena, ne samo zbog eventualnog splašnjavanja elana za rad (ima i toga, itekako!), već čovek biva stariji, slabi vid, sluh… Postoje osmatrači koji ne poznaju dovoljno dobro sam postupak osmatranja nekog elementa, pa čak i „slobodna volja“ u čitanju merenih vrednosti instrumenata (tipičan primer je zaokruživanje vrednosti). Ne može se sve prepustiti ni automatskim instrumentima, jer još uvek postoje elementi za koje ne postoji automatika.

Da bi se ovo što manje dešavalo, moraju se voditi beleške i o promenama na samoj stanici (metapodaci). Vođenje tih beleški je propisano, pa ipak u praksi ne postoji meteorološka služba koja se može podičiti kvalitetnim zapisima o stanici. Nije to samo do aljkavosti službe ili osmatrača, već je uzrok ponekad u tome što se ne zna tačno šta sve utiče na merenja. Dakle, navedeni spisak uzroka nije konačan ni izbliza. To su samo tipični uzroci od kojih boluju sva meteorološka merenja.
Ponekad se uzroci nehomogenosti mogu videti ili odrediti iz samih podataka. Naime, podaci mogu da sadrže razne „skrivene informacije“ o radu stanice. Sve se to prećutno zna, ali malo se na tome radi.

Da bismo došli do kakve-takve kvalitetne predstave o klimi, neophodno je imati u vidu i uslove nastajanja nekog klimatskog niza. To nije nimalo lak zadatak, ako se traži što potpunija informacija. Razne klimatologije su napisane bez ikakvog razmatranja homogenosti nizova, što je štetno za samu klimatologiju!

Homogenizacija je postupak pokušaja korigovanja ovih vrednosti, procenjujući moguće tipske promene u nastajanju nekog klimatskog niza. Homogenizacija se do sada predstavljala gotovo isključivo kao matematički problem. Postoje brojni metodi za otkrivanje i korigovanje klimatskih nizova, a izlazi su ponekad različiti do smeha. Otkrivanje uzroka nehomogenosti se tako svodi na traženje iole suvisle koincidencije između matematički detektovanih promena i eventualnih promena u vrednostima unutar razmatranog klimatskog niza.

Da bi se tome stalo na put, pokrenuta je akcija za utvrđivanje jedinstvenog ili preporučenog metoda otkrivanja i/ili korigovanja klimatskih nizova. To je rezultat šest seminara za homogenizaciju i kontrolu kvaliteta podataka, koji se od 1996. godine održavaju u Budimpešti. Akcija se vodi pod okriljem COST unutar European Science Foundation. Više informacija o ovoj Akciji možete naći na http://www.homogenisation.org/ ili na stranici COST http://www.cost.esf.org/index.php?id=205&action_number=ES0601.

 

Autor teksta: Predrag Petrović (RHMZ)