Slovenski vremenoslovci in znanost napovedovanja vremena. Kdo so meteorologi, kaj počnejo in zakaj ne morejo brez Aladina?
Sredi zelo oblačnega in vetrovnega popoldneva smo se z meteorologom Agencije RS za okolje (Arso) Blažem Šterom odpravili na smledniški grad. Srednjeveška utrdba, zgrajena v romanskem slogu, je nekoč služila kot razgledni stolp pred osvajalci, danes pa pogled z njenega vrha ponuja lepe razglede. Od tu se namreč razprostira čudovita panorama: okoliška pokrajina, predvsem pa slovenske Alpe in Triglav.
Med kratko hojo po vzpetini do grajskega obzidja smo izvedeli, da je to ena Šterovih ljubših točk za opazovanje vremenskih pojavov in da je lokacijo obiskoval že v mladosti. Še kot otrok je namreč začel opazovati vreme, zapisovati podatke in jih arhivirati. Ko si je pozneje postavil lastno, sicer preprosto meteorološko postajo, je vedel, kaj želi početi v življenju. Vreme je postalo njegov poklic.
Pogled z gradu Smlednik, kjer smo z meteorologom Blažem Šterom opazovali vremenske pojave. (Irma Musić/N1)
Ob prihodu na grad nas je najprej pozdravilo spokojno vzdušje, saj zaradi zgodnje popoldanske ure, pa tudi turobnosti vremena, sprehajalcev, ki se v njegovi okolici radi rekreirajo, ni bilo. Pogled smo usmerili v nebo, kjer so se v vsej svoji težki sivini bohotili kopasti oblaki. In medtem ko je ekipa N1 občudovala premikanje oblakov, ki so s svojimi zanimivimi oblikami zakrivali sonce, je Šter iz svojega nahrbtnika vzel profesionalni fotoaparat, se podal do grajskega obzidja in naredil nekaj fotografij, ki se bodo (ali so se že) pridružile njegovi bogati fotografski zbirki vremenskih opazovanj (nekatere od njegovih fascinantnih fotografij z opisi vremenskih pojavov si lahko ogledate v članku Dih jemajoče fotografije našega lovca na nevihte).
“Tu sem v preteklosti najraje spremljal nevihte, kajti lokacija je res super. Vidljivost je dobra z vseh strani. Nevihte, ki običajno nastanejo na zahodu in se pomikajo proti vzhodu, se tu pogosto krepijo nad ravnino,” pripoveduje. Razkrije tudi, da je prav na smledniškem gradu doživel Elijev ogenj – pojav, ko zaradi naelektrenosti ozračja nastaja iskrenje. “Obute sem imel kolesarske čevlje, ki so dobro ozemljeni. Nekaj sekund me je tresla elektrika. Takšne lokacije so lahko ob nevihtah tudi nevarne, zato se je treba umakniti. Sam sem moral večkrat bežati in iskati zavetje.”
Meteorolog Blaž Šter. Z njim smo šli na teren pred dnevom meteorologije, ki je 23. marca. (Egon Parteli/N1)
Česa večina ljudi še vedno ne razume?
Čeprav je Šter meteorolog, se službeno poredko odpravi na teren. Oksimoron njegovega poklica, bi rekli nekateri. A ne povsem. Resda začetki meteorologije (o tem pišemo danes v članku Od črnila, ki razžira papir, do Morsejeve abecede in teleprinterjev) v zgodovino segajo z vremenskimi opazovanji in merjenji vremenskih pojavov na terenu, vendar to ni naloga meteorologov. Z vremenskimi opazovanji se namreč ukvarjajo vremenski opazovalci, meteorologi pa so strokovnjaki, ki s pomočjo že zbranih podatkov, pridobljenih z meteorološkimi modeli, satelitskimi in radarskimi slikami, razlagajo, opisujejo in napovedujejo vremenske pojave.
Po Šterovih besedah je prav tako zmotno prepričanje, da meteorologi še danes rišejo meteorološke karte. Pa tudi, da že iz samih podatkov, ki jih pridobijo z merilnih postaj, znajo napovedati vreme. “Večina ljudi še vedno ne razume, da se vremena ne more natančno napovedati, in potem krivijo nas, da slabo opravljamo svoje delo.”
Kako pa poteka delo meteorologa? Delovni dan ob dežurstvih Šter začne že ob peti uri zjutraj. Prve ure dela so zanj najbolj živahne, čas pa ob nabitem delovnem tempu hitro mine. Ob prihodu na delo tako najprej opravi analizo trenutnega stanja, zato da se prepriča, kakšne so vremenske razmere. To vključuje pregled svežih podatkov merilnih postaj, satelitskih, in – če dežuje – tudi radarskih slik. Preveri tudi natančnost meteorološkega modela. Večja kot je njegova natančnost na začetku, bolj zanesljiva je vremenska napoved.
“S pregledom vseh podatkov meteorologi poskušamo razumeti današnjo vremensko napoved in kako se bo razvijala vnaprej,” pravi. Nato pregleda osnutek vremenske napovedi, ki jo je dan prej pripravil dežurni. Napoved, ki je sicer objavljena na uradnih straneh agencije za okolje, čez dan večkrat po potrebi dopolni. Zgodaj zjutraj sledijo tudi prvi klici na radijske postaje, v naslednjih urah pa včasih še klici novinarjev, ki delajo za druge medije. Pogosto se na dežurnega prognostika obrnejo tudi kakšni kmetovalci, ki jih zanima natančnejša vremenska napoved. Zjutraj se Šter posveti tudi posebnim uporabnikom, kot sta Luka Koper in Dars, pozimi pa cestnim službam.
Meteorolog Blaž Šter med delom. (Denis Sadiković/N1)
Kako meteorologi napovedujejo vreme?
Kot osnova za napovedovanje vremena meteorologom služijo meteorološki modeli. Za vremenske napovedi kratkoročnega časovnega (tridnevnega) obdobja na Arsu uporabljajo numerični model za omejeno območje – Aladin. Gre za model, ki vreme računa s pomočjo matematičnih in fizikalnih enačb. Rezultate, ki jih ponudi v obliki številk in grafičnih prikazov, meteorologi nato interpretirajo v besedi. Aladin velja za natančen model, sploh ker vremenoslovcem ponuja podrobnejšo sliko krajevno omejenih pojavov, kot so nevihtni sistemi, regionalni vetrovi, burja, nevihtni piši in podobno.
Ker preračunavanje po meteorološkem modelu zahteva izjemno veliko število računskih operacij, meteorološke agencije uporabljajo najzmogljivejše računalnike. Na Arsu informacijska infrastruktura trenutno zajema dve gruči s tremi omarami računalnikov. “Ta nam omogoča, da vreme izračunamo v sorazmerno dobri prostorski ločljivosti, ki je pomembna za dober opis terena,” nam v prostorih Arsa pojasni Jure Jerman, namestnik direktorice urada za meteorologijo.
Tehnološki napredek na področju računalništva poteka razmeroma hitro, tem spremembam pa naj bi sledili tudi meteorološki centri, saj zmogljivejši računalniki lahko izvedejo več računskih operacij in s tem ponudijo natančnejšo vremensko napoved. “Napoved za šesti dan je danes tako dobra, kot je bila pred desetimi leti napoved za peti dan,” pravi Jerman. Zato je na vsake štiri do pet let smiselno zamenjati računalniško infrastrukturo oziroma jo posodobiti. A si tega na agenciji za okolje finančno ne morejo privoščiti. Letos so sicer v investicijskem ciklusu, zato upajo, da bodo do konca leta dobili nov računalnik, ki bo vsaj delno prevetril staro infrastrukturo.
Računalniške gruče so na Agenciji RS za okolje v posebnih prostorih (v videu). Porabijo res veliko električne energije, zaradi česar nastaja toplota, ki jo na Arsu odvajajo in uravnavajo s pomočjo podtalnice, ki ima okoli 13 stopinj Celzija. Poleg tega, da si na tak način ogrevajo vodo, si na Arsu znižujejo tudi strošek hlajenja računalniškega prostora.
Slovenski vremenoslovci so model Aladin začeli uporabljati v 90. letih, ko je meteorološka služba delovala še pod okriljem Hidrometeorološkega zavoda. Najprej so leta 1994 vzpostavili internetno omrežje, leto pozneje pa so na zavodu začeli uporabljati računalnik z operacijskim sistemom Linux, ki je kmalu postal tudi spletni strežnik. “Leta 1998 smo izdelali prvo lastno gručo Linux Incus. Tako smo bili prva meteorološka služba na svetu, ki je uporabljala gručo Linux za izračun numeričnih modelov za napovedovanje vremena,” nam razvoj predstavi Jerman.
Poleg modela Aladin je pri delu meteorologov ključno tudi spremljanje tujih meteoroloških modelov, kot so ameriški, nemški … V veliko pomoč pri napovedovanju večdnevne vremenske napovedi pa jim je model Evropskega centra za srednjeročno napoved (ECMWF), ki vreme računa na globalni ravni. Ob vseh modelih za napovedovanje vremena so vremenoslovcem na voljo še meteorološke slike geostacionarnih satelitov, ki pokrivajo območje polovice Zemljein so na voljo vsakih 15 minut. Pri svojem delu pa uporabljajo tudi podatke z merilnih postaj, s katerimi je Slovenija gosto pokrita. Več o tem pa ob koncu članka.
Z modelskimi prognozami, satelitskimi in radarskimi slikami, podatki merilnih postaj in računalniškimi analizami vremenskih kart meteorologi na agenciji za okolje tako razpolagajo z res nepredstavljivo količino podatkov, zato večino svojega delovnega časa preživijo za računalniškimi ekrani.
Agencijo RS za okolje smo obiskali pred dnevom meteorologije, ki je 23. marca. (Denis Sadiković/N1)
Dinamično delo, kot je dinamično vreme
Šter o delu meteorologov pravi, da je dinamično, kot je dinamično vreme. So pa tudi dnevi, ko je lahko delo zaradi vremenskih razmer dolgočasno in monotono. “Zgodi se, da je več dni zapored sončno, megleno ali oblačno, potem tudi naš delovnik posledično ni tako zanimiv. Zelo je odvisno od vremena. Ob intenzivnejših vremenskih pojavih, kot so padavine ali sneg, delo postane težavnejše, dobimo več klicev, napovedi so daljše, se bolj spreminjajo …”
V Sloveniji smo sicer v zadnjih letih priča vse intenzivnejšim vremenskim pojavom. Po poletju 2022, ko nas je zajelo več vročinskih valov, so ob koncu leta padali še temperaturni rekordi. Šter ob tem prizna, da je ekstremne vremenske pojave težje napovedovati. “Napoved je vprašljiva, kajti ne vemo, kaj pričakovati, če se vremenski pojav še nikoli ni zgodil. Ob žledu leta 2014 nismo niti slutili, da bo nastalo toliko ledu.”
Kdaj je vreme ekstremno?
Ekstremni oziroma izjemni vremenski dogodek je tisti, ki je redek. Pogosto lahko povzroči škodo. Ob daljšem nizu opazovanj in meritev lahko pogostost ekstremnega dogodka s pomočjo statistike meteorologi opišejo s povratno dobo. Pojavi, ki jih zaznajo prvič, so zagotovo ekstremni.
S preučevanjem ekstremnih vremenskih pojavov in njihovih dolgoročnih posledic se sicer podrobneje ukvarja klimatologija. To je veda o statističnih značilnostih vremena. V nasprotju z meteorologi, ki se posvečajo trenutni vremenski napovedi, se klimatologi ukvarjajo z vremenom na daljše časovno obdobje oz. preučujejo podnebje.
Eno ključnih področij za klimatologe je vpliv podnebnih sprememb na vreme. V Sloveniji so podnebne spremembe v primerjavi z nekaterimi preostalimi deli sveta, po besedah klimatologa z Arsa Gregorja Vertačnika, kar izrazite. V zadnjih štirih desetletjih opažamo dvig povprečne temperature za 0,5 stopinje Celzija na desetletje. Ta dvig je nekoliko večji poleti, manjši je jeseni in pozimi.
Dvig povprečnih temperatur je zlasti v poletnih mesecih povezan z večjim številom intenzivnejših vročinskih valov. “Praktično ni več poletja, ko po nižinah v notranjosti države ne bi imeli vsaj nekaj dni nad 30 stopinj Celzija. Še pred petdesetimi leti smo kakšno poletje v nižinah preživeli celo brez vročih dni,” razloži Vertačnik. In če nas zadnja poletja pestijo visoke poletne temperature, nas vreme v času božično-novoletnih praznikov večinoma povsem razočara. Količina zapadlega snega se z leti manjša, pa tudi snežne odeje, ki bi pričarala zimsko idilo, je vse manj. To smo lepo videli v zadnjih nekaj zimah in trend se bo še nadaljeval, opozarja Arsov klimatolog.
Podnebnih sprememb ne občutimo zgolj ljudje, temveč vplivajo na celoten ekosistem. Nanje se že odzivata rastlinstvo in živalstvo. Težave se pojavljajo tudi v nekaterih gospodarskih panogah, zlasti v turizmu, kmetijstvu in energetiki. Na agenciji za okolje trenutno izvajajo projekt OPS21 (Ocene podnebnih sprememb in njihovih vplivov v Sloveniji do konca 21. stoletja). Vključeni pa so tudi v nekatere mednarodne evropske projekte v zvezi z vremenom in podnebjem.
Prihodnost meteorologije
Podnebne spremembe bodo tako ali drugače vplivale tudi na razvoj meteorologije kot znanosti, katere kolesje poganjajo razvoj in inovacije na področju računalništva. Ena bolj vročih tem ta trenutek je umetna inteligenca. Bo ta lahko nadomestila trenutne meteorološke modele?
“Ne ve se povsem dobro, kakšen bo doseg umetne inteligence v prihodnje in ali lahko ta nadomesti klasično modeliranje. Trendi umetne inteligence na področju meteorologije sicer kažejo na to, da bi se lahko z njo pridobila hitrost izvajanja računskih operacij. Vendar bi še kakšno desetletje ali dve raje stavil na klasične meteorološke modele. Bo pa umetna inteligenca zagotovo našla pot v nišno meteorologijo,” pravi Jerman.
Jan Gregorc/N1
Jan Gregorc/N1
Jan Gregorc/N1
Jan Gregorc/N1
Jan Gregorc/N1
Jan Gregorc/N1
Meteorološka postaja na Arsu.
Dolgoročne vremenske napovedi – “napovedi za privabljanje klikov”
Ker pa je vreme vedno zanimiva tema in o njem zelo radi beremo, so v zadnjih letih v porastu spletne strani, ki med drugim pripravljajo dolgoročne vremenske napovedi. Najbolj priljubljene so napovedi za poletje. Ena takšnih strani, ki objavlja dolgoročne napovedi, je tudi ameriški meteorološki portal Accuweather, ki so ga nekateri slovenski mediji v preteklosti povzemali pri člankih o tem, kakšno poletje nas čaka. Strokovnjaki na agenciji za okolje svarijo, naj javnost takšnih napovedi ne jemlje preveč resno. “Gre za napovedi za privabljanje klikov,” pravi Šter.
Meteorologi namreč nenehno opozarjajo, da se vreme ne more povsem natančno napovedati. Kako zanesljiva je napoved, je odvisno predvsem od širše vremenske situacije. Bolj se zračni tokovi nad Evropo spreminjajo, manj zanesljiva je napoved. Ob zelo dinamičnem vremenu je lahko napoved za tri dni vnaprej pravi izziv. “Ob stacionarni vremenski situaciji lahko vreme dokaj natančno napovemo tudi za teden dni,” pravi Šter.
Zanimiv pa je podatek, da so sezonske vremenske napovedi najbolj zanesljive na območjih bližje ekvatorju. “Bližje smo ekvatorju, bolj so napovedi točne. Bolj se oddaljujemo, bolj vremenska napoved postaja netočna.”
(Vir: ECMWF)
Slika prikazuje korelacijski koeficient med napovedjo in izmerjenimi vrednostmi odklona višine pritiskove ploskve 500 hPa. Zanesljivost napovedi se je v zadnjih desetletjih močno izboljšala. 5-dnevna napoved za severno poloblo je danes približno tako zanesljiva kot 3-dnevna v 80. letih prejšnjega stoletja, še večji pa je bil napredek za južno poloblo.
A bolj kot spletne strani z dolgoročnimi napovedmi so točne aplikacije za kazanje trenutnega vremenskega stanja. Čeprav so lahko tudi te informacije zgolj vzete od računalniških napovedi meteoroloških modelov in niso potrjene ali verificirane. Kljub poplavi spletnih in vremenskih aplikacij pa ni bojazni, da bi lahko te v prihodnosti nadomestile delo vremenoslovcev.
Kot pojasnjuje Šter, so vse informacije na aplikacijah na voljo zato, ker jih je nekdo zapisal. “Za temi podatki so meteorologi. Načelno velja, da je moral nekdo spisati program za aplikacijo, izmeriti temperaturo, napisati vremenska opozorila … Zagotovo bomo meteorologi tudi v prihodnje ostali pomembni, saj nas vreme vse zanima.” Ob podnebnih spremembah pa Šter prepoznava izzive, ki bodo v prihodnje pestili njegov poklic. To bodo zagotovo ekstremni vremenski pojavi. “Ob takih dogodkih je zato boljše zaupati človeku kot aplikaciji, ki razen tega, da ponuja podatek o trenutnih vremenskih razmerah, ne pozna vremenskih posledic,” poudarja.
53 meteorologov, ob njih pa fiziki, matematiki, elektroinženirji, geografi, agronomi
Slovenska agencija za okolje velja za eno manjših v Evropi, vendar pa v primerjavi z nekaterimi tujimi izstopa, saj je pod krovno agencijo združeno tako področje meteorologije kot hidrologije. Na Arsu se z meteorološkimi vsebinami ukvarjajo 104 zaposleni, od tega je 53 meteorologov. Drugi zaposleni poleg meteorologov nudijo podporo pri nastajanju meteoroloških vsebin (merjenja, interdisciplinarna področja, kot je agrometeorologija, modeliranje …).
To so predvsem fiziki, matematiki, elektroinženirji, geografi in agronomi. Glede na obsežnost vsebin, ki jih pokrivajo, in v primerjavi z drugimi evropskimi meteorološkimi službami pa bi na agenciji za okolje potrebovali vsaj še 12 meteorologov in vsaj 8 fizikov, računalniških inženirjev ali elektroinženirjev.
Kadrovska stiska, kot kaže, v bližnji prihodnosti še ne bo rešena. Generacija diplomantov, ki doštudirajo na smeri meteorologija na Fakulteti za matematiko in fiziko, je namreč vsako leto razmeroma majhna. Se pa zanimanje za ta študij povečuje. Študij meteorologije na Fakulteti za matematiko in fiziko sicer poteka na prvi in drugi stopnji. Za meteorološko izobrazbo je merodajna zadnja, na njej študenti in študentke dosežejo naziv magister oziroma magistra meteorologije.
Pomanjkanje zanimanja za študij meteorologije
“V zadnjih letih se na drugostopenjski študij vpisujejo tudi študenti, ki so prvostopenjskega zaključili na nemeteorološki smeri ali v tujini. V tem smislu se zanimanje za študij meteorologije povečuje, in to je pomembno. Število vpisanih na smer meteorologija prvostopenjskega programa fizika je v zadnjih letih res upadlo, a se je zdaj ustalilo. Pričakujemo pa, da bodo zaradi podnebnih sprememb in zaradi vse večje rabe obnovljivih energijskih virov potrebe družbe po meteorologih še rasle in da bo meteorologija kot veda igrala še pomembnejšo vlogo kot doslej,” pojasnjujeta predstojnik oddelka za fiziko prof. dr. Primož Ziherl in izr. prof. Gregor Skok s katedre za meteorologijo Fakultete za matematiko in fiziko.
V zadnjih petih letih je na ljubljanski fakulteti za matematiko in fiziko iz meteorologije magistriralo 10 študentov in študentk, doktorirali so trije. Doslej pa se je na študij meteorologije največ študentov v prvi letnik vpisalo v študijskih letih 2009/2010 in 2010/11, in sicer več kot 30. Največ diplomantov na prvi stopnji pa je bilo v letu 2016/2017 – osem.
Majhno zanimanje za študij meteorologije Šter pripisuje temu, da si marsikdo mogoče niti ne predstavlja, kaj točno počnejo meteorologi, gotovo pa ima vpliv tudi težavnost študija, katerega osnovi sta dobro znanje matematike in fizike. Z njim se strinja tudi meteorologinja Tanja Cegnar, ki jo zaradi vremenske napovedi na javni televiziji pozna skoraj vsakdo v Sloveniji.
Delo na televiziji je zgolj pet odstotkov dela
A kot poudarja, delo na televiziji zajema zgolj pet odstotkov njenega dela, saj se je kot meteorologinja specializirala na vpliv vremena in podnebja na ljudi. Sama pravi, da si veliko kolegov izbere drugo, bolj plačano službo. Ker je izobrazba široka, so med njimi tudi programerji. “Iz moje generacije meteorologov jih je denimo veliko odšlo v informatiko,” razlaga.
In prav zato, ker je v Sloveniji poklicnih meteorologov malo, velja pohvaliti angažiranost zaposlenih na Arsu, saj redno in hitro obveščajo javnost ne samo o vremenu, temveč tudi o opozorilih, nevarnostih … Pri tem pa zelo radi postrežejo tudi z zanimivostmi in fotografijami. Aktivni so praktično na vseh kanalih družbenih omrežij, že šesto leto pa Arsov podkast ustvarja meteorolog Matija Klančar.
Meteorologija je geofizikalna veda, ki obravnava procese in pojave v ozračju. Primeri takšnih procesov: vetrovi, cikloni in anticikloni, vremenske fronte, nevihte, oblaki, megla, padavine, toča, turbulenca, dogajanje v prizemni plasti ozračja, medsebojni vplivi ozračja in tal, planetarna atmosferska cirkulacija, energetika Zemljinega ozračja in sevalna bilanca, ekstremni vremenski dogodki, neurja in vročinski valovi ter podnebne spremembe.
Pomembno področje delovanja Arsa je tudi mreža merilnih meteoroloških postaj. Osnova vsakršnega napovedovanja vremena je namreč opazovanje oziroma merjenje vremenskih spremenljivk. Prva meteorološka postaja je bila vzpostavljena leta 1849 v Postojni, leto pozneje v Ljubljani. Arso ima danes 13 glavnih meteoroloških postaj ali postaj prvega reda (med temi so tudi letališča), poleg tega pa še 15 honorarnih meteoroloških postaj in 140 osnovnih padavinskih postaj. Vzporedno Arso razvija tudi mrežo avtomatskih meteoroloških postaj. Te so trenutno 104.
Na glavnih meteoroloških postajah potekajo meritve zračnega tlaka, meteorološke vidnosti, temperature zraka in vlažnosti zraka, količine padavin, njihove vrste, časa trajanja in jakosti, višine snežne odeje, smeri in hitrosti vetra, gostote toka globalnega in difuznega sončnega sevanja, višine baze oblakov, količine oblačnosti, trenutnih vremenskih pojavov in ponekod tudi ultravijoličnega sončnega sevanja. Podatke s klasičnih meteoroloških postaj, kjer še vedno poteka ročno merjenje, zapisujejo tudi v dnevnike, ki jih nato enkrat mesečno pošljejo na Arso, kjer jih tudi arhivirajo.
Na avtomatskih merilnih postajah elektronske naprave opravljajo meritve samodejno. Nabor meritev je podoben kot na drugih postajah, nekatere samodejne postaje pa imajo še dodatne merilnike za merjenje gostote toka globalnega in difuznega sončnega sevanja, vidnosti, sedanjega vremena, višine baze oblakov … Merilni interval na samodejnih postajah je nastavljen na 5, 10 ali 30 minut. Podatki s samodejnih meteoroloških postaj so meteorologom na voljo sproti in samodejno tečejo v zbirni center, kjer se zapisujejo v arhiv.
V mrežo so vključene tudi padavinske merilne postaje, na katerih potekajo meritve višine padavin in snežne odeje ter opazovanja meteoroloških pojavov. Opazovanja in merjenja opravlja priučen honorarni opazovalec, ki enkrat dnevno ob 7. uri (8. uri v poletnem času) zjutraj izmeri višino padavin, višino snežne odeje in višino novozapadlega snega. Čez dan opazuje in beleži atmosferske pojave (megla, rosa, nevihta), vrsto padavin (dež, toča, sneg) ter čas začetka in konca vseh vrst padavin in pomembnejših atmosferskih pojavov. Pri napovedovanju padavin pa meteorologom kot ključen instrument služijo radarske meritve. V Sloveniji imamo dva padavinska radarja. Prvega smo na Lisci postavili pred več kot tridesetimi leti, pred slabimi desetimi leti pa ga je dopolnil še radar na Pasji ravni.
