Η κλιματική αβεβαιότητα, το φαινόμενο Ιωσήφ και η διαχείριση των υδατικών πόρων

Δ. Κουτσογιάννης, Η κλιματική αβεβαιότητα, το φαινόμενο Ιωσήφ και η διαχείριση των υδατικών πόρων, Άνθρωπος και Περιβάλλον στον 21ο αιώνα - Τα κρίσιμα προβλήματα - Ατμόσφαιρα και κλίμα, Αθήνα, doi:10.13140/RG.2.2.22533.76008, Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Γουλανδρή, 2005.

[doc_id=662]

[Ελληνικά]

Η μεταβλητότητα και η συνεπακόλουθη αβεβαιότητα είναι από τα κυρίαρχα χαρακτηριστικά των φυσικών διεργασιών. Η μείωσή τους αποτελεί ένα από τα πρώτιστα καθήκοντα των μηχανικών, επιτυγχάνεται με κατάλληλα μελετημένα, μεγάλης συνήθως κλίμακας, έργα και διαχειριστικά μέτρα και αποσκοπεί στο μερικό έλεγχο των φυσικών διεργασιών τόσο για την κάλυψη των αναγκών σε φυσικούς πόρους όσο και για την προστασία από τους φυσικούς κινδύνους. Η αβεβαιότητα σε σχέση με τους υδατικούς πόρους, τις πλημμύρες και τις ξηρασίες σχετίζεται άμεσα με το κλίμα και τον καιρό. Παραδοσιακά, η ποσοτικοποίηση της αβεβαιότητας και, βάσει αυτής, ο σχεδιασμός έργων και μέτρων για τον έλεγχό της στηριζόταν σε μεθόδους της κλασικής στατιστικής. Ωστόσο, στις κλασικές μεθόδους ενυπάρχει η σιωπηρή παραδοχή ενός σταθερού κλίματος, κάτι που οι σύγχρονες παλαιοκλιματικές έρευνες αποκλείουν, δείχνοντας ότι ποτέ το κλίμα δεν υπήρξε σταθερό στον πλανήτη, αλλά άλλαζε και αλλάζει σε όλες τις χρονικές κλίμακες. Εξ άλλου, οι αλλαγές του κλίματος μπορούν μόνο μερικώς να περιγραφούν με χρήση προσδιοριστικών (ντετερμινιστικών) προσεγγίσεων, ενώ η πολυπλοκότητα του κλιματικού συστήματος επιτρέπει (ή και επιβάλλει) τη χρήση πιθανοτικών μεθόδων περιγραφής. Από την πλευρά τους, οι πιθανοτικές μέθοδοι μπορούν να περιγράψουν και να εξηγήσουν την αέναη μεταβολή του κλίματος ανάγοντάς τη στην αρχή της μέγιστης εντροπίας. Παράλληλα, οι πιο πρόσφατες εξελίξεις (θεωρίες των ημι-ευσταθών - semi-stable - αυτο-όμοιων - self-similar - ή ομοιοθετικών - scaling - ανελίξεων) μπορούν να δώσουν τις κατάλληλες τροποποιήσεις της κλασικής στατιστικής, ώστε να ανταποκρίνονται στην έννοια του μεταβλητού κλίματος. Το όλο σύγχρονο μεθοδολογικό πιθανοτικό πλέγμα ουσιαστικώς στηρίζεται και επιβεβαιώνει τις εμπειρικές αναλύσεις του άγγλου Μηχανικού Hurst, ο οποίος στα 1950 πρώτος παρατήρησε το φερώνυμο κλιματικό φαινόμενο, που αργότερα ο πολωνο-γάλλος μαθηματικός-μηχανικός Mandebrot ονόμασε "φαινόμενο Ιωσήφ", συνδέοντάς το με τη γνωστή βιβλική ιστορία για τις επτά παχιές και επτά ισχνές αγελάδες. Τι σημαίνουν όλα αυτά για την τεχνολογία και τη διαχείριση των υδατικών πόρων; Πρώτο, ότι έμμονα υδροκλιματικά φαινόμενα, όπως η παρατεταμένη ξηρασία που βιώσαμε στις αρχές της δεκαετίας του 1990, είναι στην πραγματικότητα πολύ πιο συχνά απ' όσο νομίζαμε παλιότερα. Δεύτερο, ότι διαθέτουμε εργαλεία για την εκτίμηση της αβεβαιότητας σε συνθήκες φυσικώς μεταβαλλόμενου κλίματος, με βάση τα οποία, η αβεβαιότητα προκύπτει αισθητά μεγαλύτερη από αυτή των κλασικών εκτιμήσεων. Τρίτο, ότι τα έργα και μέτρα που έχουν σχεδιαστεί με βάση τις κλασικές εκτιμήσεις είναι ανεπαρκή, αν ληφθούν υπόψη οι νεότερες εξελίξεις. Τέταρτο, ο σχεδιασμός των μελλοντικών έργων και διαχειριστικών μέτρων θα πρέπει να γίνει με τις νέες μεθοδολογίες και αναγκαστικά το κόστος θα είναι αυξημένο. Πέμπτο, σε κάθε προσπάθεια ανίχνευσης απότομων ή βαθμιαίων αλλαγών στο κλίμα και την υδρολογική δίαιτα πρέπει να εφαρμόζονται οι νέες μέθοδοι, οι οποίες καθιστούν αισθητά πιο δύσκολη την ανίχνευση αλλαγών. Το τελευταίο ισχύει πρωτίστως για την ανίχνευση και επιβεβαίωση των ανθρωπογενών επιδράσεων στο κλίμα (που κυρίως σχετίζονται με την αύξηση της συγκέντρωσης των αερίων θερμοκηπίου). Οι επιδράσεις αυτές, αναμφίβολα, αποτελούν παράγοντα μεγαλύτερης αβεβαιότητας, η ποσοτικοποίηση της οποίας δεν έχει ακόμη επιτευχθεί σε επαρκή βαθμό, τουλάχιστον σε ότι αφορά τις υδρολογικές συνθήκες.

PDF Πλήρες κείμενο:

Βλέπε επίσης: http://dx.doi.org/10.13140/RG.2.2.22533.76008

Κατηγορίες: Δυναμική Hurst-Kolmogorov, Βιβλιογραφία μαθήματος: Υδρομετεωρολογία, Κλίμα και στοχαστική, Αβεβαιότητα