Niels Hoffmeyer: Ο πατέρας της reanalysis – Ένας μεγάλος αλλά “ξεχασμένος” μετεωρολόγος

Η επανεξέταση (reanalysis) των μετεωρολογικών δεδομένων (κυρίως χαρτών) είναι μία διαδικασία συστηματικής προσέγγισης και παραγωγής συνόλων μετεωρολογικών δεδομένων που στόχο έχει την παρακολούθηση και έρευνα του κλίματος, καθώς και της ατμοσφαιρικής κατάστασης σε μια περιοχή, Με αυτή την διαδικασία οι μετεωρολόγοι  αναθεωρούν τους μετεωρολογικούς χάρτες προσθέτοντας νέα δεδομένα (με παρατηρήσεις από πλοία, αεροπλάνα κτλ) και επανεξετάζουν την ατμοσφαιρική κατάσταση που επικρατούσε στο παρελθόν. Όταν ερωτηθεί ένας σύγχρονος μετεωρολόγος για αυτή τη διαδικασία, η πρώτη σκέψη του θα πάει στο έργο που παράγουν εδώ και χρόνια τα δύο Παγκόσμια Μετεωρολογικά κέντρα του ECMWF και του NCEP που πλέον με σύγχρονους ηλεκτρονικούς υπολογιστές εκτελούν τις σχετικές αναλύσεις. Πόσοι όμως από τους μετεωρολόγους γνωρίζουν, οτι ο Δανός μετεωρολόγος Niels-H-C-Hoffmeyer ήταν αυτός που ξεκίνησε πρώτος αυτή την διαδικασία στα τέλη του 19ου αιώνα; Και πόσοι ακόμη άραγε γνωρίζουν πόσο σημαντική ήταν αυτή η δουλειά του, η οποία έθεσε τις βάσεις για την διατύπωσης της Θεωρίας του Πολικού Μετώπου από τους Νορβηγούς;

Μία ημέρα που ήθελα να εξετάσω την συνοπτική κατάσταση στον Ελληνικό χώρο πήγα στην βιβλιοθήκη της ΕΜΥ και βρήκα έναν παλαιό χάρτη που περιέγραφε την κατάσταση της ατμόσφαιρας στις 5 Νοεμβρίου 1961 , όταν συνέβη η μεγάλη πλημμύρα στην Αθήνα με 47 θύματα! Με αφορμή αυτό το γεγονός, αναρωτήθηκα, ποιος να ήταν άραγε αυτός που πρωτοσκέφτηκε να ξεκινήσει την reanalysis των χαρτών.

O πρώτος άνθρωπος που ξεκίνησε αυτή τη διαδικασία ανακάλυψα ότι ήταν ο Niels Hoffmeyer ο οποίος δεν ήταν μετεωρολόγος αλλά μετείχε ως αξιωματικός του πυροβολικού στον Δεύτερο Πόλεμο του Σλέσβιχ του 1864. Κατά την διάρκεια της μάχης τραυματίστηκε και πήγε σπίτι του. Για ιατρικούς λόγους έπρεπε να δει ειδικούς γιατρούς στο Παρίσι. Έτσι κατά τη διάρκεια της παραμονής του εκεί το 1865-66, όχι μόνο έμαθε άπταιστα γαλλικά αλλά και ενδιαφέρθηκε για την πρακτική και θεωρητική μετεωρολογία. Δεν έχουμε λεπτομέρειες σχετικά με την παραμονή του στο Παρίσι, αλλά το γεγονός ότι τον είχε πιάσει ο ενθουσιασμός των μετεωρολογικών διαγραμμάτων δεν είναι σύμπτωση.

Μετά την καταστροφή του Γαλλικού Στόλου το 1854 κατά τη διάρκεια του πολέμου της Κριμαίας, ο Γάλλος αστρονόμος Urbain Leverrier (1811-77), τέθηκε επικεφαλής του Αστεροσκοπείου των Παρισίων  και είχε ξεκινήσει  τη μετεωρολογική δραστηριότητα στη Γαλλία λίγο πριν φτάσει ο Hoffmeyer.

Το 1863 παρουσιάστηκαν στα Γαλλικά λιμάνια οι πρώτοι δημόσιοι χάρτες καιρού. Μέσα από την Μετεωρολογική Υπηρεσία της Γαλλίας γινόταν  καθημερινή ανάλυση για τον Βόρειο Ατλαντικό και την Ευρώπη. Η διαδικασία αυτή γίνεται πλέον από όλες τις Μετεωρολογικές Υπηρεσίες.

Όταν ο Hoffmeyer επέστρεψε στην πατρίδα του, πρότεινε να δοθεί από τη δανική κυβέρνηση η δυνατότητα να δημιουργηθεί μια μετεωρολογική υπηρεσία παρόμοια με αυτή που είχε δει στο Παρίσι. To αίτημά του έγινε δεκτό και έτσι την 1η Απριλίου 1872 εγκαινιάστηκε το «Μετεωρολογικό Ινστιτούτο Δανίας » που ανήκε στο υπουργείο Ναυτιλίας.

Ξεκινώντας από το 1876, ο Hoffmeyer άρχισε να συλλέγει όλες τις διαθέσιμες παρατηρήσεις από τον Βόρειο Ατλαντικό (από Ισλανδία, Φερόες Νήσους, Γροιλανδία και από πλοία) για τα τρία προηγούμενα χρόνια (1873-75). Όλες αυτές τις παρατηρήσεις τις κατέγραφε στους χάρτες τους οποίους αργότερα ανέλυε με ισοβαρείς. Αυτοί οι χάρτες δημοσιεύθηκαν στη συνέχεια σε ετήσια βάση.Πέντε χρόνια αργότερα, όταν η εκτύπωση των χαρτών έγινε υπερβολικά ακριβή για το δανικό κράτος, η «Deutsche Seewarte» (Γερμανική υπηρεσία θαλάσσιων καιρικών συνθηκών) στο Αμβούργο ανέλαβε το έργο μέχρι τον πρώτο παγκόσμιο πόλεμο. Οι αναλύσεις συνέχισαν, όπως και πριν, στην Κοπεγχάγη. Οι “χάρτες Hoffmeyer” αποτέλεσαν ένα ακόμη καλό παράδειγμα Ευρωπαϊκής επιστημονικής συνεργασίας !  Στα χρόνια που ακολούθησαν οι χάρτες αυτοί εκτιμήθηκαν ιδιαίτερα από τους σύγχρονους ερευνητές, ιδιαίτερα τον Wladimir Köppen (1846-1940) και τον Wilhelm van Bebber (1841-1909) στο έργο τους τους.

Όταν ο Vilhelm Bjerknes και η ομάδα του στο Μπέργκεν της Νορβηγίας άρχισαν να αναπτύσσουν το σύστημα ανάλυσης των αερίων μαζών με την σύγχρονη θεωρία των μετώπων γύρω στο 1919, βρήκαν υποστήριξη μέσα από τους χάρτες του Hoffmeyer. Η ισοβαρική ανάλυση ήταν αρκετά ακριβής, διότι ο Hoffmeyer ήταν πολύ τυπικός με τις αναλύσεις και λάμβανε με πολλή προσοχή τους κανόνες και ιδιαίτερα τον νόμο των Buys Ballot, αυτό που αποκαλούμε τώρα γεωστροφική προσέγγιση. Έτσι, οι μετεωρολόγοι του Μπέργκεν συμβουλευόμενοι τους χάρτες του, μπορούσαν να εισάγουν τα μέτωπα με μεγάλη βεβαιότητα ακόμη και σε πολλές περιπτώσεις ασυνέχειας των ισοβάρων. Στη μετεωρολογική κοινότητα λέγεται συχνά, ότι η Σχολή του Μπέργκεν στηρίχτηκε σε μια μικρή αλλά πολύ πυκνή περιοχή παρατηρήσεων στη Σκανδιναβία. Αυτό όμως δεν είναι απόλυτα ακριβές ,διότι δεν εξηγείται πώς ανακάλυψαν τις «οικογένειες των χαμηλών», δηλαδή τον τρόπο ανάπτυξης των συστημάτων,  όταν είχαν περιορισμένη περιοχή, κάτι που όπως πλέον γνωρίζουμε απαιτεί αναλύσεις σε σαφώς μεγαλύτερες περιοχές. Ναι, εδώ μπήκαν οι χάρτες Hoffmeyer!

Η σύγχρονη reanalysis βασισμένη στα νέα εργαλεία της επιστήμης, επιβεβαιώνει την ορθότητα των προβλέψεων του Solberg για τους  ίδιους χάρτες την ίδια μέρα 4/1/1907.      

Με τις σύγχρονες τεχνικές υπολογιστών που χρησιμοποιούν αυτήν την αποκαλούμενη “παραλλακτική ανάλυση” πλέον δεν είναι μόνο δυνατή η ακριβέστερη ανάλυση πάνω σε περιοχές αραιών δεδομένων, αλλά μπορούμε και να εξαγάγουμε  τη ροή σε υψηλότερα επίπεδα της ατμόσφαιρας. Είναι ενδιαφέρον όμως να σημειώσουμε ότι εκεί στις περιοχές που υπάρχουν δεδομένα,  εξακολουθούν να υπάρχουν ακόμη διαφορές στις αναλύσεις των χαρτών. Την θέση του μόνιμου χαμηλού της Ισλανδίας την προσεγγίζει καλύτερα η ανάλυση των χαρτών από τους ίδιους τους μετεωρολόγους και όχι από τους υπολογιστές και για τον λόγο αυτόν οι χάρτες εξακολουθούν να αναλύονται από μετεωρολόγους.

Πάντως η reanalysis του NOAA φαίνεται να συμβαδίζει περισσότερο με την προσεκτική ανάλυση του Hoffmeyer πριν από 130 χρόνια.  Ας ελπίσουμε ότι οι περισσότερες παρατηρήσεις από τα ιστορικά αρχεία και η βελτίωση στα προηγμένα συστήματα ανάλυσης θα περιορίσουν το χάσμα ανάμεσα στην πραγματικότητα και τις εκτιμήσεις των αναλύσεων στο μέλλον.