Képzelje el, hogy végre megérkezett a tavasz, és a hétvégét tervezi. Az időjárás-előrejelzés nagyon jó. Mehetne a tengerpartra - de mi van, ha bezárják az algavirágzás miatt? Lehet, hogy kirándulni megy - vajon a levelek még kifogynak? Mi lehet a virágban? Visszajönnek a vándorló madarak? Ó, és hallotta, hogy a tavalyi káros volt a kullancsok számára - jobb vagy rosszabb lesz ez a tavasz?
Mindannyian magától értetődőnek tekintjük az időjárás-előrejelzést, miért nem áll rendelkezésre „természeti előrejelzés” ezekre a kérdésekre? Írja be az ökológiai előrejelzés új tudományos területét. Az ökológusok már régóta megpróbálták megérteni a természeti világot, de csak a közelmúltban kezdtek szisztematikusan gondolkodni az előrejelzésről.
Az ökológiai előrejelzésekkel kapcsolatos jelenlegi kutatások nagy része a hosszú távú előrejelzésekre összpontosít. Megvizsgálja azokat a kérdéseket, amelyek évtizedek óta évszázadokig játszanak szerepet, például arról, hogy a fajok miként változtathatják meg tartományukat az éghajlatváltozás hatására, vagy hogy az erdők továbbra is felveszik a szén-dioxidot a légkörből.
Ugyanakkor egy új cikkben, amelyet 18 másik egyetem, magánkutató intézet és az USA Geológiai Szolgálatának tudósítójával közösen írtunk, azzal érvelünk, hogy a rövid távú előrejelzésekre való összpontosítás napok, évszakok és évek alapján segít jobban megérteni, az ökoszisztémák kezelése és megőrzése. Ennek a képességnek a fejlesztése mind a tudomány, mind a társadalom számára hasznos lehet.
A Karenia brevis, a „vörös árapály” virágzása egy mérgező mikroorganizmus, amely halakat okozhat és megmérgezheti az embereket, akik szennyezett kagylókat esznek. A tudósok műholdas képeket és vízmintavételeket használnak a káros algavirágzások és más rövid távú ökológiai jelenségek előrejelzésére. (Chase-kút / Texas-parkok és vadvilág) **********
A hétvégi hétvégék megtervezésén túl az ökológiai előrejelzések javítják a döntéshozatalt a mezőgazdaságban, az erdőgazdálkodásban, a halászatban és más iparágakban. Segítik a magántulajdonosokat, az önkormányzatokat, valamint az állami és szövetségi ügynökségeket a föld, a víz és a partvidék jobb kezelésében és megőrzésében, például figyelmeztetve az olyan eseményeket, mint a kártevők kitörése és az ártalmas algavirágzás. Javítani fogják a közegészségügyet a fertőző betegségek kitörésének jobb előrejelzése, valamint az éhínség, a tűzoltás és más természeti katasztrófák előrejelzése révén történő jobb tervezés révén.
Az ökológiai előrejelzések szintén elmélyítik a körülöttünk lévő világ megértését és azt, hogy az emberi tevékenységek hogyan változtatják meg. Az előrejelzés formalizálja a predikció és a tesztelés közötti ciklust, amely a tudományos módszer középpontjában áll, és egy sokkal gyorsabb cikluson megismétli azt. Felgyorsíthatja a felfedezés ütemét a környezettudományokban a gyors környezeti változás kritikus idején.
Az Időjárás-előrejelzési készség a Nemzeti Óceáni és Légköri Hatóságnál az numerikus időjárás-előrejelzés hajnalának az 1950-es évek óta folyamatosan és drámai módon javult (100 = tökéletes pontszám, 0 = véletlenszerű). A növekvő pontosságot az idő múlásával több adatnak, gyorsabb számítógépnek és jobb eszköznek tulajdonítják az adatok modellezéséhez minden nap. Ezen tényezők szinergiája folyamatosan továbbfejlesztette a légkör megértését és a jobb időjárási modelleket. (Átalakítva a NOAA-ból, CC BY-ND) **********
A nagy mennyiségű adat vezet az ökológiai előrejelzés sok előrelépéséhez. Manapság az ökológusok nagyságrenddel több adattal rendelkeznek, összehasonlítva mindössze egy évtizeddel ezelőtt, az alaptudomány és a környezeti monitoring folyamatos állami támogatásának köszönhetően. Ez a beruházás jobb érzékelőket, műholdakat és szervezeteket adott nekünk, például a Nemzeti Ökológiai Megfigyelő Hálózatnak, amely kiváló minőségű adatokat gyűjt az Egyesült Államok és Puerto Rico 81 terepi helyszínéről. Ugyanakkor a finanszírozási ügynökségek, a kutatási hálózatok és a folyóiratok közötti kulturális elmozdulások az adatok nyitottabbá és hozzáférhetőbbé tették.
A digitális technológiák lehetővé teszik ezen információkhoz való gyorsabb hozzáférést, mint a múltban. A helyszíni notebookok helyet adtak a táblagépeknek és a cellás hálózatoknak, amelyek valós időben képesek az új adatok szuperszámítógépekre történő továbbítására. A számítástechnikai haladás jobb modelleket építhet fel, és kifinomultabb statisztikai módszereket használhat az előrejelzések készítéséhez.
**********
Eddig azonban az ökológiai előrejelzés nem tartott lépést az adatok és a technológia fejlődésével. Cikkünkben ütemtervet készítünk a mező felgyorsításához azáltal, hogy megszüntetjük a szűk keresztmetszeteket.
Ezen szűk keresztmetszetek némelyike technikai jellegű, például a sokféle forrásból, például terepi tanulmányokból, érzékelőhálózatokból és műholdas megfigyelésekből elérhető adatfolyamok jobb integrálása.
Más kihívások az emberi választásokkal járnak. Az ökológusoknak több időt kell tölteniük az érdekeltekkel folytatott kétirányú kommunikációban, ahelyett, hogy a legfrissebb kutatásokat a döntéshozók elé állítanák. És jobb módszerekre van szükség a legmodernebb kutatások átadására az egyetemektől az ügynökségekhez és a magániparhoz.
Talán a legkorlátozóbb az, hogy az ökológusokat hagyományosan nem tanították meg az előrejelzési koncepciókat és módszereket. De amint írtam, ez a helyzet változik. Jelenleg nyári műhelyek és egyre több egyetemi tanfolyam zajlik az ökológiai előrejelzés területén. Az előrejelzés új elméletekhez vezet, amelyek célja az ökológia különböző részeinek egyesítése.
**********
A numerikus időjárás-előrejelzés hajnalán az 1950-es években a Nemzeti Időjárási Szolgálat tudósai választottak. Várhattak az előrejelzés megkezdéséig, amíg az alapul szolgáló kutatás, modellek és eszközök tovább nem javulnak, vagy azonnal előrejelzések készítésével és tanulással cselekedhetnek. A második utat választották. A vártnál nehezebbnek bizonyult - de ha megvárták, akkor valószínűleg kudarcot valltak volna, mert elmulasztottak volna egy kritikus ablakot, amikor a szakértők és az ügynökségek hajlandóak voltak jelentős beruházásokat végezni ebben az erőfeszítésben.
Eddig az ökológusok általában az első, konzervatívabb utat követték. De a gyors környezeti változás idején az előrejelzés társadalmi igénye és technológiai kapacitása soha nem volt nagyobb. Az előrejelzések nem mindig lesznek helyesek, különösen a terület fejlődésével, de a kudarc a tanulás része. Az ideje, hogy az ökológusok megkezdjék a előrejelzéseket.
Ezt a cikket eredetileg a The Conversation kiadta.
Michael Dietze, a Bostoni Egyetem föld- és környezetvédelmi egyetemi docens
