Predstavte si, že jar už konečne dorazila a plánujete víkend. Predpoveď počasia vyzerá skvele. Mohli by ste ísť na pláž - ale čo keď je zatvorená kvôli rozkvetu rias? Možno by ste sa mohli vydať na túru - budú listy ešte mimo? Čo môže byť v kvete? Vrátia sa sťahovavé vtáky? Jo, a vy ste už počuli, že minulý rok bol na kliešte zlý - bude táto jar lepšia alebo horšia?
Všetci berieme predpovede počasia za samozrejmé, tak prečo neexistuje „prírodná predpoveď“ na zodpovedanie týchto otázok? Vstúpte do novej vedeckej oblasti ekologického predpovedania. Ekológovia sa už dlho snažia porozumieť prírodnému svetu, ale len nedávno začali systematicky uvažovať o predpovedaní.
Väčšina súčasného výskumu v oblasti ekologického predpovedania sa zameriava na dlhodobé prognózy. Zaoberá sa otázkami, ktoré sa odohrávajú po celé desaťročia až storočia, ako napríklad to, ako môžu druhy v dôsledku zmeny klímy zmeniť svoj rozsah, alebo či budú lesy naďalej prijímať oxid uhličitý z atmosféry.
V novom článku, ktorý som spoluautorkoval s 18 ďalšími vedcami z univerzít, súkromných výskumných ústavov a amerického geologického prieskumu, však tvrdíme, že zameranie sa na krátkodobé predpovede v priebehu dní, ročných období a rokov nám pomôže lepšie porozumieť, riadiť a chrániť ekosystémy. Rozvoj tejto schopnosti by bol prospešný pre vedu aj pre spoločnosť.
Kvet červeného odlivu Karenia brevis, toxický mikroorganizmus, ktorý môže spôsobiť zabíjanie rýb a otrávenie ľudí, ktorí jedia kontaminované mäkkýše. Vedci používajú satelitné snímky a odber vzoriek vody na predpovedanie škodlivých kvetov rias a iných krátkodobých ekologických fenoménov. (Chase Fountain / Texas Parks & Wildlife) **********
Okrem pomoci ľuďom pri plánovaní víkendov zlepšia ekologické prognózy rozhodovanie v poľnohospodárstve, lesníctve, rybolove a ďalších odvetviach. Pomôžu súkromným vlastníkom pôdy, miestnym vládam a štátnym a federálnym agentúram lepšie spravovať a chrániť našu pôdu, vodu a pobrežie, napríklad varovaním pred udalosťami, ako sú ohniská škodcov a škodlivé kvitnutia rias. Zlepšia verejné zdravie prostredníctvom lepších predpovedí prepuknutia infekčných chorôb a lepšieho plánovania v očakávaní hladomoru, požiaru a iných prírodných katastrof.
Ekologické predpovede tiež prehĺbia naše chápanie sveta okolo nás a toho, ako ho menia ľudské činnosti. Prognóza formalizuje cyklus medzi predikciou a testovaním, ktorý je jadrom vedeckej metódy, a opakuje ho v oveľa rýchlejšom cykle. Môže urýchliť tempo objavovania v environmentálnych vedách v tomto kritickom čase rýchlych zmien v životnom prostredí.
Schopnosť predpovede počasia v Národnej správe pre oceán a atmosféru sa od začiatku numerickej predpovede počasia v 50. rokoch 20. storočia neustále a dramaticky zlepšovala (100 = perfektné skóre, 0 = náhodné). Zvyšujúca sa presnosť v priebehu času sa pripisuje viacerým údajom, rýchlejším počítačom a lepším nástrojom na každodenné prenášanie údajov do modelov. Synergia týchto faktorov neustále zlepšovala naše chápanie atmosféry a vylepšené modely počasia. (Prispôsobené NOAA, CC BY-ND) **********
Veľké údaje vedú k mnohým pokrokom v ekologickom predpovedaní. Ekológovia dnes majú v porovnaní s desiatimi rokmi rádovo viac údajov, vďaka trvalému verejnému financovaniu základného vedeckého a environmentálneho monitorovania. Táto investícia nám poskytla lepšie senzory, satelity a organizácie, ako je napríklad Národná sieť ekologického observatória, ktorá zhromažďuje vysokokvalitné údaje z 81 poľných lokalít v Spojených štátoch a Portoriku. Kultúrne zmeny naprieč financujúcimi agentúrami, výskumnými sieťami a časopismi zároveň sprístupnili a sprístupnili tieto údaje.
Digitálne technológie umožňujú prístup k týmto informáciám rýchlejšie ako v minulosti. Polné notebooky ustúpili tabliet a celulárnym sieťam, ktoré môžu v reálnom čase prenášať nové údaje do superpočítačov. Pokroky v výpočte nám umožňujú vytvárať lepšie modely a používať sofistikovanejšie štatistické metódy na tvorbu predpovedí.
**********
Ekologické predpovede však zatiaľ držali krok s pokrokom v údajoch a technológiách. V našom článku navrhujeme cestovnú mapu na zrýchlenie poľa riešením prekážok, ktoré nás spomaľujú.
Niektoré z týchto prekážok sú technické, napríklad lepšia integrácia tokov údajov, ktoré sú teraz k dispozícii z mnohých rôznych zdrojov, napríklad z terénnych štúdií, sietí snímačov a satelitných pozorovaní.
Ďalšie výzvy zahŕňajú ľudské rozhodnutia. Ekológovia musia venovať viac času zapojeniu sa do obojsmernej komunikácie so zúčastnenými stranami, a nielen presadzovať najnovší výskum rozhodnutiam. Potrebujeme lepšie spôsoby, ako preniesť najmodernejší výskum z univerzít do agentúr a súkromného priemyslu.
Snáď najviac obmedzujúce je, že ekológovia sa tradične nevyučujú predpovedať koncepty a metódy. Ale ako som napísal, táto situácia sa mení. V súčasnosti existujú letné workshopy a rastúci počet univerzitných kurzov v oblasti ekologického predpovedania. Predpoveď vedie k novým teóriám, ktorých cieľom je zjednotiť rôzne časti ekológie.
**********
Na začiatku numerickej predpovede počasia v 50. rokoch 20. storočia čelili vedci z Národnej meteorologickej služby výberu. Mohli by buď počkať, kým začnú predpovedať, kým sa nezlepší základný výskum, modely a nástroje, alebo okamžite pokračujú vo vytváraní predpovedí a učia sa tým, čo robia. Vybrali si druhú cestu. Ukázalo sa to ťažšie, ako sa očakávalo - ak by však čakali, pravdepodobne by zlyhali, pretože by premeškali kritické okno, keď boli odborníci a agentúry ochotní do tohto úsilia urobiť veľké investície.
Ekológovia sa doteraz držali prvej konzervatívnejšej cesty. V tomto období rýchlych environmentálnych zmien však spoločenská potreba a technologická kapacita na predpovedanie neboli nikdy väčšie. Prognózy nie sú vždy správne, najmä keď sa pole vyvíja, ale neúspech je súčasťou učenia. Teraz je čas, aby ekológovia začali predpovedať.
Tento článok bol pôvodne publikovaný na stránke The Conversation.
Michael Dietze, docent na Zemi a životné prostredie, Bostonská univerzita
