Predstavljajte si, da je končno prišla pomlad in načrtujete svoj vikend. Vremenska napoved izgleda odlično. Lahko bi šli na plažo - a kaj, če je zaprta zaradi cvetenja alg? Mogoče bi lahko šli na pohod - bodo listi že ven? Kaj bi lahko bilo v roži? Se bodo ptice selivke spet vrnile? Oh, in slišali ste, da je bilo lani slabo za klope - bo to pomlad boljše ali slabše?
Vremenske napovedi vsi jemljemo za samoumevne, zakaj torej ni odgovorov na naravo, da bi odgovorili na ta vprašanja? Vnesite novo znanstveno področje ekološkega napovedovanja. Ekologi so si dolgo prizadevali razumeti naravni svet, šele pred kratkim pa so začeli sistematično razmišljati o napovedovanju.
Velik del sedanjih raziskav v zvezi z ekološkim napovedovanjem je usmerjen v dolgoročne projekcije. Obravnava vprašanja, ki se pojavljajo skozi desetletja na stoletja, na primer, kako vrste lahko spreminjajo svoj razpon kot odgovor na podnebne spremembe ali ali bodo gozdovi še naprej prenašali ogljikov dioksid iz ozračja.
Vendar pa v novem članku, ki sem ga napisal skupaj z 18 drugimi znanstveniki z univerz, zasebnih raziskovalnih inštitutov in ameriškega geološkega zavoda, trdimo, da nam bo osredotočanje na kratkoročne napovedi za obdobje dni, letnih časov in let pomagalo, da bomo bolje razumeli, upravljanje in ohranjanje ekosistemov. Razvijanje te sposobnosti bi bilo koristno za znanost in družbo.
'Rdeča plimovina' cveti Karenia brevis, strupeni mikroorganizem, ki lahko povzroči ubijanje rib in zastruplja ljudi, ki jedo kontaminirane školjke. Znanstveniki uporabljajo satelitske posnetke in vzorčenje vode, da napovedujejo škodljivo cvetenje alg in druge kratkoročne ekološke pojave. (Chaseov vodnjak / teksaški parki in divjad) **********
Poleg tega, da bodo ljudem pomagali načrtovati vikende, bodo ekološke napovedi izboljšale odločanje v kmetijstvu, gozdarstvu, ribištvu in drugih panogah. Pomagali bodo zasebnim lastnikom zemljišč, lokalnim oblastem ter državnim in zveznim agencijam bolje upravljati in ohranjati našo zemljo, vode in obalne črte, na primer z opozorilom na dogodke, kot so izbruhi škodljivcev in škodljivo cvetenje alg. Izboljšali bodo javno zdravje z boljšimi napovedmi izbruhov nalezljivih bolezni in boljšim načrtovanjem v pričakovanju lakote, divjih požarov in drugih naravnih nesreč.
Ekološke napovedi bodo tudi poglobile naše razumevanje sveta okoli nas in tega, kako ga človeške dejavnosti spreminjajo. Napovedovanje formalizira cikel med napovedjo in testiranjem, ki je v središču znanstvene metode, in ga ponavlja na veliko hitrejši cikel. V tem kritičnem času hitrih okoljskih sprememb lahko pospeši odkrivanje znanosti o okolju.
Spretnost vremenske napovedi na nacionalni upravi za oceano in atmosfero se je od začetka številčne napovedi vremena v petdesetih letih neprestano in dramatično izboljševala (100 = popolna ocena, 0 = naključna). Čedalje večja natančnost je bila pripisana več podatkov, hitrejšim računalnikom in boljšim orodjem za vnašanje podatkov v modele vsak dan. Sinergija teh dejavnikov nenehno napreduje v našem razumevanju ozračja in izboljšanih vremenskih modelov. (Prirejeno iz NOAA, CC BY-ND) **********
Veliki podatki vodijo veliko napredka v ekološkem napovedovanju. Danes imajo ekologi veliko več podatkov v primerjavi z le desetletjem nazaj, zahvaljujoč trajnemu javnemu financiranju osnovne znanosti in spremljanja okolja. Ta naložba nam je dala boljše senzorje, satelite in organizacije, kot je Nacionalna mreža za ekološki observatorij, ki zbira kakovostne podatke z 81 terenskih lokacij po ZDA in Portoriku. Obenem so kulturni premiki med agencijami za financiranje, raziskovalnimi mrežami in revijami omogočili, da so podatki bolj odprti in dostopni.
Digitalne tehnologije omogočajo hitrejši dostop do teh informacij kot prej. Terenski prenosniki so ustoličili tablične računalnike in mobilna omrežja, ki lahko v realnem času pretakajo nove podatke v superračunalnike. Napredek pri računanju nam omogoča, da zgradimo boljše modele in uporabimo bolj izpopolnjene statistične metode za pripravo napovedi.
**********
Do zdaj pa ekološko napovedovanje ni bilo v koraku z napredkom na področju podatkov in tehnologije. V našem članku oblikujemo načrt za pospeševanje polja z reševanjem ozkih grl, ki nas upočasnjujejo.
Nekatera od teh ozkih grl so tehnična, na primer boljša integracija tokov podatkov, ki so zdaj na voljo iz različnih virov, kot so terenske študije, senzorske mreže in satelitske opazovanja.
Drugi izzivi vključujejo človekove odločitve. Ekologi morajo več časa posvetiti dvosmerni komunikaciji z zainteresiranimi stranmi, namesto da le najti najnovejše raziskave nosilcem odločanja. Potrebujemo boljše načine za prenos najsodobnejših raziskav z univerz na agencije in zasebno industrijo.
Morda je najbolj omejujoče to, da se ekologi tradicionalno niso učili napovedovati konceptov in metod. A kot sem že napisal, se ta situacija spreminja. Zdaj potekajo poletne delavnice in vse več univerzitetnih tečajev ekološkega napovedovanja. Napoved vodi k novim teorijam, katerih cilj je poenotiti različne dele ekologije.
**********
Na zori številčne napovedi vremena v petdesetih letih prejšnjega stoletja so se znanstveniki Nacionalne vremenske službe soočili z izbiro. Lahko so počakali, da začnejo napovedovati, dokler se izboljšajo osnovne raziskave, modeli in orodja, ali pa takoj nadaljujejo z izdelavo napovedi in se učijo s tem. Izbrali so drugo pot. Izkazalo se je težje, kot so pričakovali - a če bi čakali, verjetno ne bi uspeli, ker bi zamudili kritično obdobje, ko bi strokovnjaki in agencije bili pripravljeni vložiti velike naložbe v ta trud.
Do zdaj so se ekologi na splošno držali prve, bolj konservativne poti. Toda v času hitrih okoljskih sprememb družbene potrebe in tehnološke zmogljivosti za napovedovanje niso bile nikoli večje. Napovedi ne bodo vedno prave, še posebej, če se področje razvija, toda odpoved je del učenja. Čas za začetek napovedi ekologov je zdaj.
Ta članek je bil prvotno objavljen na pogovoru.
Michael Dietze, izredni profesor za zemljo in okolje, univerza v Bostonu
