ST: U čemu je suština numeričkog modeliranja atmosfere?

- Fizički zakoni i procesi koji vladaju u atmo-sferi opisuju se jednim veoma komplikovanim sistemom nelinearnih parcijalnih diferen-cijalnih jednačina. Da bismo proučavali taj sistem ili da bismo za neke praktične potrebe napravili prognozu vremena, što je jedan od osnovnih zadataka meteorologije, potrebno je da sistem jednačina na neki način rešimo. Međutim, on je toliko komplikovan da ga je nemoguće u celini rešiti na neki analitički način. Prvo, fizički model koji mi rešavamo nije identičan stvarnoj atmosefri zbog toga što u jednačine već unosimo neke aproksimacije, a drugo, čak ni te pojednostavljene jednačine fizičkog modela nije moguće rešti analitički. Zbog toga za potrebe prognoze vremena, proučavanja klime i druga istraživanja koristimo približna numerička rešenja do kojih dolazimo pomoću numeričkih modela atmosfere. To zahteva da najpre definišemo fizički model (fizički model se sastoji od takozvane "dinamike", tj. osnovnih jednačina termodinamike i hidrodinamike, kao i takozvane "fizike" - jednačina koje opisuju procese na površini podloge, turbulenciju i njeno prenošenje, vlažnu konvekciju, slojaste padavine, sunčevo i dugotalasno zračenje, kretanje kontaminanata itd.), tj. da izaberemo jednačine koje treba rešavati, da razvijemo numerički model za njihovo rešavanje i, najzad, da izradimo softverski paket za primenu modela. Za to se koriste danas najmoćniji računari na svetu.

ST: Pomenuli ste prognoziranje vremena i klime. Do koje mere je uopšte moguće prognozirati klimatske promene koje se odvijaju na vrlo širokoj skali vremena ?

- Modeli su praktično jedini način na koji možemo da pokušamo da prognoziramo klimu. Oni koje danas koristimo za prognozu klime još uvek nisu dovoljno savršeni, tako da greške koje ti modeli prave utiču na pouzda-nost rezultata. Međutim, u nekim slučajevima signal je dovoljno jak da se rezultati numerič-kog modela mogu smatrati pouzdanim. Možemo da kalibriramo modele tako što ćemo ih, recimo, koristiti za simuliranje klime u periodu u kome mi poznajemo klimu. Klimu ne poznajemo u dugom periodu dovoljno precizno; ima posrednih dokaza o tome kako je klima izgledala u davnoj prošlosti, ali nemamo dovoljno detalja. Mi uspevamo, iako to nije lako, da simuliramo klimu, promene klime koje su prirodne ili fluktuacije koje pokazuju neke trajnije trendove.

ST: Vaši modeli se koriste u celom svetu. Po čemu se najnoviji, koji je ocenjen kao veliki pomak, razlikuje od drugih modela?

- Čovek stalno uči kako bolje da uradi stvari. Ja ovo radim više od 30 godina, celog života, tako da je sve ono što sam naučio na prethodnim modelima ugrađeno u novi model. On ima jednu novu osobinu u odnosu na prethodne modele jer je nehidrostatički. Šta to znači? To znači da je jedan momenat koji je odmagao da se pojednostavi sistem jednačina koji je rešavan prethodnim modelima, a to je hidrostatička aproksimacija, otklonjen, tako da je model nehidrostatički, i na taj način pogodan za primenu u nekim novim režimima strujanja u atmosferi. A ti novi režimi su upravo procesi malih razmera, razmera vremena koje vidimo kroz prozor, iznenadnih nepogoda, na primer. Prognostički modeli atmosfere dostigli su, ili će uskoro dostići, tzv. horizontalna razlaganja koja dopuštaju sumuliranje procesa za koje hidrostatička aproksimacija prestaje da važi. Zbog toga se u vodećim meteorološkim centrima kao pitanje sa visokim prioritetom postavlja razvoj i primena nehidrostatičkih modela za numeričku prognozu vremena.

Ove godine u SAD je napravljen jedan program u saradnji Centra za prognozu nepogoda i Nacionalne laboratorije za jake nepogode koji je trebalo da pokaže da li mi pomoću ovakvih modela možemo da dopri-nesemo da se prognoze opasnih vremenskih pojava, rađene na osnovu ranijih modela, poboljšaju i u kolikoj meri. Takvih pokušaja bilo je i ranije, ali rezultati su bili pomešani, tako da nije bilo jasno da li je to moguće ili ne. Jedan od glavnih rezultata tog programa ove godine bio je da je upravo sa mojim novim modelom prvi put ostvaren značajan napredak u prognozi malih razmera, znači u razmerama nepogode. Iz ocena koje su napravljene u Centru za prognozu nepogoda i Nacionalnoj laboratoriji za jake nepogode poređenjem tri modela (ovog novog, mog ranijeg Eta operativnog modela i modela Nacionalnog centra za atmosefrska istraži-vanja) vidi se da moj novi model NMM u sve tri poređene kategorije ima ubedljivo bolje rezultate (treća kategorija, kakav oblik te konvektivne nepogode imaju, izuzetno je značajna za ljude koji se bave prognozom jakih nepogoda da bi procenili koja vrsta nepogoda će se dogoditi). To predstavlja prekretnicu u tom smilsu što nijedan drugi model, čak ni oni upravo predviđeni za manje razmere, nisu pomogli da se prognoza popravi. Prvi put je ove godine pokazano da se prognoza može popraviti pomoću ovih modela koji direktno simuliraju upravo te najmanje procese. Zahvaljujući prednostima u dizajnu, NMM je dao značajno poboljšanje i otvorio nove perspektive.

ST: Koje su mu najvažnije namene?

- Najvažnija namena mu je da, direktno pomo-ću numeričkih metoda i rešavanja jednačina koje opisuju atmosferu, pokušamo da progno-ziramo pojave koje su već bliske čoveku, kao što su pojedinačne nepogode. Tradicionalna meteorologija je prognozirala procese razmera nekoliko hiljada kilometara i onda na osnovu te prognoze interpretirala faktičko vreme. Sad se situacija menja, pokušavamo da na objektivan način, pomoću modela, prelazimo na sve manje i manje razmere, kao što je jaka nepogoda koja se približava. Velike nepogode su, kao što znate, veliki problem u SAD. Pored toga, specijalno se primenjuje za prognozu atmosferskih uslova u slučaju velikih šumskih požara, ozbiljan problem u zapadnim delovima SAD, a po potrebi i za specijalne akcidentne situacije, ekološke katastrofe. Naravno, koristi se i za svakodnevnu prognozu procesa na što manjim razmerama.

Model je vrlo efikasan jer je za prethodne bio potreban mnogo veći računski napor, a dobijate lošiji rezultat. On je i mnogo brži, što je izuzetno važno kad imate u vidu ogromnu količinu proračuna.

ST: Mnogo smo slušali o snažnim tropskim ciklonima koji su prošle godine pogađali jugoistočne delove SAD. Da li je korišćen vaš model za prognozu ovih pojava?

- Postoji jedna grupa naučnika koja se bavi time da specijalno pripremi jednu verziju NMM koja bi se operativno koristila u budućnosti za prognozu tropskih ciklona. Oni su već uveliko odmakli sa radom. Za tropski ciklon Izabel, koji je prošle godine pogodio SAD, imao sam prognozu padavina i ta prognoza je bila jako uspešna.

Vi znate da ovi cikloni nanose veliku šetu, stradaju i ljudi i imovina. Moram da kažem da je vrlo teško prognozirati te ciklone, jer se zbog njihove opasnosti evakuišu čitave oblasti, što je v skupo. Čovek mora da bude vrlo oprezan, ako napravite lažnu uzbunu, to takođe proizvede veliku štetu. Ipak, te progn-oze se stalno poboljšavaju, iako nisu savršene, napredak je uočljiv.

ST: Ako vaš model tako dobro prognozira tropske ciklone, kakve su šanse da se prognozira dolazak tornada?

- Tornado je daleko manjih razmera i još uvek nismo usavršili jednačine po kojima bi se ponašala atmosfera u razmerama tornada. Međutim, možemo indirektno da poboljšamo prognozu na taj način što ćemo poboljšati prognozu uslova za stvaranje tornada, prognozu nekih drugih fenomena kada se tornado pojavljuje i u tome imamo odlične rezultate.U tom pravcu napravljena je prekretnica novim modelom, jer je za ljude koji se bave prognozom opasnih vremenskih pojava, tornado jedna od glavnih opasnosti na koju obraćaju pažnju. U SAD nekoliko desetina ljudi svake godine pogine od tornada. Što je viši nivo organizacije društva, to je i osetljivost na meteorološke pojave veća. Zato istraživanja u meteorologiji spadaju u strateška istraživanja.

ST: Američka stručna javnost je očigledno prepoznala vrednost vaših modela koji se koriste, kao model Eta, za kratkoročnu prognozu u meteorološkoj službi SAD. Koliko je značajno što iza vas stoji takva institucija kakav je Nacionalni centar za modeliranje životne sredine?

- To je jedan od vodećih takvih centara u svetu tako da je i privilegija raditi tamo, jer vam se pružaju mogućnosti da stalno budete na idealnoj granici nauke i prakse. Ja sam vrlo srećan što mi se pružila prilika da tamo radim i mislim da su uslovi koje imam optimalni za naučno istraživanje i dalji razvoj modela. Takođe, postoji saradnja između takvih centara, tako da sam u okviru te saradnje već nekoliko puta posećivao nemačku meteoro-lošku službu.

ST: Da li se Vaš novi model koristi u Evropi ?

- Nekoliko naučnih grupa je preuzelo da radi s njim. Najveći napredak napravljen je na univerzitetu u Bazelu.

Profesor dr Zaviša Janjić

Prof. dr Zaviša Janjić diplomirao je meteorologiju i magistrirao na Prirodno-matematičkom fakultetu u Beogradu, a doktorirao na Univerzitetu u Zagrebu. Radio je u centru za atmosferske nauke na PMF-u, u Saveznom i Republičkom hidrometeo-rloškom zavodu. Bio je redovni profesor na Fizičkom fakultetu. Sredinom sedamdesetih radi u Evropskom centru za srednjoročnu prognozu vremena u Velikoj Britaniji, neko vreme provodi na Univerzitetu u Hamburgu, a zatim u Nacionalnom meteorološkom centru u Vašingtonu. Od 1999. radi kao naučni saradnik po pozivu u Nacionalnom centru za prognozu životne sredine u Vašingtonu. U nekoliko navrata pozivan je da poseti nemačku meteorološku službu i pomogao u razvoju njihovog regionalnog prognostičkog modela.

Janjićev naučni rad posvećen je proble-mima numeričkog modeliranja atmosfere i razvoju numeričkih modela za prognozu vremena. Krajem 70-tih godina napravio je jedan od prvih operativnih savremenih prognostičkih sistema. Njegovi doprinosi čine teorijsku osnovu regionalnih modela atmosfere koji se koriste širom sveta. Jedan od njih (Eta) već se duže vreme koristi za kratkoročnu prognozu u meteo-rološkoj službi SAD i više drugih zemalja. Njegov novi nehidrostatički model (NMM) nedavno je takođe postao operativan u meteorološkoj službi SAD. Većina brojnih Janjićevih radova objavljena je u vodećim naučnim časopisima i često se citira u naučnoj literaturi.

ST: Neke vaše metode koristili su i drugi autori kao osnovu teorijskih istraživanja, čak neke metode nose i vaše ime.

- Mada sam se bavio skoro svim aspektima modeliranja, čini mi se da su moji najznačaj-niji rezltati u oblasti vlažne konvekcije, i tu jedan postupak nosi u nazivu i moje ime (Betts-Miller-Janjic Convection). Ako odete na Gugl, naći ćete desetak strana o tome. Druga stvar sa mojim imenom je Mellor-Yamada-Janjic Turbulence.

ST: Da li ima nešto na šta ste, kad razmišljate o svom radu, posebno posnosni?

- Ponosan sam na nekoliko stvari, međutim poslednja stvar koju sam uradio je sinteza svega što sam radio celog života i rezultati koje je je NMM model pokazao su krajnje impresivni, tako da je taj poslednji model, što je i očigledno, nešto čime se najviše ponosim.

ST: Da li sarađujete sa našim naučnicima?

- U SANU se radi na jednom projektu takođe numeričkog prognoziranja atmosfere koji je posvećen manjim razmerama kao i moj model. Tu imam nekoliko dobrih saradnika, objavljeno je nekoliko naučnih radova i rezultati su dobri.

ST: Da li se posle ovih uspeha odmarate ili radite na nečem novom?

- Sada imam priliku da radim na nečemu što me fasciniralo još kao studenta, a to su globalni modeli, sa kojima sam se posebno "zbližio" za vreme mog boravka u Evropskom centru. To sada mogu da radim sam, onako kako ja to volim. Dakle, sa namanjih razmera spektra prelazim na najveće i sada sam time preokupiran.