Hava Şartlarına “Kelebek Etkisi”*
Hava Şartlarına “Kelebek Etkisi”*
Dr. Mikdat Kadıoğlu
Doğadaki karmaşa çok açık, şöyle gökyüzüne bir bakmak yeterli: Bulutlar, aslında doğadaki bir çok başka cisim gibi, karışık ve düzensiz bir yapıya sahip; sonsuz değişik şekiller alıyorlar, aralarından birinin tıpkısının aynısını tekrar gözlemek olası değil. Üstelik, bulutların biçimlerindeki bu karmaşa ve düzensizlik, doğadaki diğer sistemlerin karmaşa ve düzensizliklerinden çok farklı niteliklere sahip, öyle ki bu tür sistemlerin her birinin kendine has özellikleri var. Uzun zamandır “bu düzensizlikler tümüyle rastgele mi oluyor, yoksa bunların ardında bir düzen mi var sorusu ortalıkta dolaşmaktaydı.
Son on yılda fizikçiler, astronomlar, biyologlar, meteorologlar ve diğer bilim adamları, doğanın bu karmaşık, düzenli-düzensiz yapısının sırrını çözmek için yeni bir bakış açısı getirdiler ve geliştirdikleri bu yeni bilim dalını “kaos” (chaos) teorisi olarak adlandırdılar. Kaos teorisi, sadece bir görüş değil, aynı zamanda bir uygulamalı bilimsel çalışma yöntemi olarak ortaya çıkmıştır. Bu teori, çoğunlukla fiziksel sistemler tarafından ortaya konan düzensizliklerin matematiksel ifadelerini verip basit grafiklerle, şu ana kadar sadece bir rastlantı olarak kabul edilen düzensizliklerdeki mevcut hayrete verici düzenlilikleri görmemizi sağlamaya çalışır. Kaos teorisi, günümüzde sadece meteoroloji değil, çıkmazlar içinde çabalayıp duran tüm bilim adamlarına kurtarıcı melek gibi gelmiş ve bunun sonucu kaos teorisine her taraftan bir akın başlamıştır. Matematikçiler, biyologlar, kimyacılar hem kendi alanlarındaki değişik düzensizlikler arasında ilişki kurmaya çalışmaktadırlar. Psikologlar insan kalbinde gelişimi şu ana kadar açıklanması mümkün olamayan ani ölümlere (inmelere) kaosun hayret verici bir düzen içinde neden olduğu sonucuna vardılar bile.
Ayrıca şu ana kadar çözülemeyen, vahşi hayvanların nüfuslarındaki ani değişimlerin sırrı, politika ve modadaki umulmayan akımlar, kar kristalinin biçimi, şimşeklerin yolu, kan damarları ve galaksilerin yapılarını da kaos teorisi ile açıklama çalışmalarına başlanmıştır. Kaos teorisi üzerine düzenlenen uluslararası konferanslar ve bilimsel yayınların sayısı her geçen gün çığ gibi artmaktadır. Havayı anlamaya ve açıklamaya çalışan meteorologlar, onun korkunç karmaşasına rağmen, eninde sonunda onu tahmin edilebilir kılmak için sürekli çalışıyorlar. Şüphesiz Kaos teorisinin atmosferik bilimlere büyük bir katkısı olacağı beklentisi onu keşfedenin bir meteorolog olmasından çok, üç gün sonraki hava durumunu henüz tam olarak tahmin edemememizden kaynaklanmaktadır. Uzayın keşfine çıkılan yüzyılımızda hala ilkel çağlarda olduğu gibi iklimdeki beklenmedik değişimler sonucu açlıktan ölen milyonlarca insan manzaraları ile karşı karşıyıyız.
Dünyayı defalarca yok edebilecek süper teknolojinin hava tahmininde ulaşabildiği başarı oldukça düşüktür. Dünyanın en iyi hava tahminlerini yapan, bizim de üyesi olduğumuz (Türkiye’de verilen hava tahminlerindeki başarının sırrı) Avrupa Orta Vadeli Hava Tahminleri Merkezi’nin 2 veya 3 gün sonrası için yaptığı hava tahminleri güvenilmez. 6 ve 7 gün sonrası için olanlar da formalite icabı yapılmış değersiz tahminler olduğu uzmanlar tarafından da kabul edilmektedir. Hava tahminlerindeki bu başarısızlığa neden olarak sadece bir “kelebek” bulunmuştur. “
Kelebek etkisi” (The Butterfly Effet) bizim havayı; yani bulutların ve rüzgarın hareketlerini; bir kılmaktadır.
Yarı şaka olarak verilen bu ad; rüzgardaki küçücük bir gezegenin veya füzenin hareketinde olduğu gibi tahmin edebilmemizi imkansız esinti değişiminin belli bir zaman sonra korkunç bir fırtınaya neden olabileceğini, atmosferin en küçük bir fiziksel değişime karşı ne kadar aşırı derecede duyarlı olduğunu vurgulamaya çalışır.
Hava durumunu belirleyen kanunları anlamanın, evreni anlamak ile eşdeğer olduğu düşüncesi atmosferin bilgisayarlarla benzetim ve modelleme çalışmalarına çok önem verilmesine neden oluyor. Her ne kadar hava karmaşık bir sistem ise de, bilinen fiziksel kanunlara uyması gerektiğinden onu en gerçekçi bir şekilde modelleyebilmek bilim adamlarının uzun süredir üzerinde çalıştıkları konulardan biri olmuş. Öyle ki 1950’lerde Von Neumann ilk bilgisayarı özellikle havayı modellemek için inşa etti. 1950’li ve 60’lı yıllarda hava tahmininde ulaşılacak başarının hayali insanların kafasını döndürecek kadar büyüktü. Uluslararası araştırma projeleri insanoğlunun havanın acımasız diktatörlüğüne son vermesini amaçlıyordu.
Birleşmiş Milletlerde kurulacak merkezi bir meteoroloji örgütü gerektiğinde uçaklarını ve uydularını gönderecek, bulutları, tayfunları özel dumanlarla perdeleyerek veya tohumlayarak havayı istenilen şekle sokacaktı. Ancak sonuç, başlangıçta kurulan bu büyük hayallere göre bir fiyasko oldu. Belki de mevcut fiziksel kanunlar atmosfere uygulanamaz diye düşünenler dahi çıktı. Ama açıkça unutulan bir şey vardı, havanın davranışları bir sarkaç gibi sabit, periyodik bir özelliğe sahip değildi. Havanın her molekülünde bir başka kararsızlık, her tarafında bir başka karmaşa gizliydi, yani “kaos” göz ardı ediliyordu.
Kaos teorisinin gerçek kaşifi M.I.T.’nin günümüzün büyük meteoroloğu Edward Lorenz, 1960’ta atmosferin ilk basit modeli olan, bir “oyuncak havaya” sahip olmuştu. Lorenz bu bilgisayar dünyasının tek tanrısı olarak doğacığının kanunlarını serbestçe ve dilediğince değiştirerek, onun üzerinde yıllarca deneyler yaptı. Rüzgarların esintileri konusundaki çalışmaları hiç beklenmedik sonuçlar verdi. Gerçek tanrının gerçek dünyasına benzeyen bu modelin içinde Lorenz’in oluşturduğu bir siklon aynı hareketini büyük bir inat ile bir aha tekrar etmiyordu. Bilgisayar modelinin başlangıç anındaki sayısal değerlerin on binler hanesinde, küçücük bir değişiklik yapıp modeli her tekrar çalıştığında, sözü bile edilemeyecek bir ufacık farklılık onun dünyasında birbirinden çok değişik fırtınalara neden oluyordu. Bilgisayarlar nereden bilecek termometrenin 10 cm yakınında bir türbülansın sıcaklığın normalinden farklı olarak ölçülmesine neden olduğunu? Bolu dağında, rüzgarın şiddetini ölçen ve yönünü gösteren anemometrenin paslanmış olabileceğini de nasıl bilsinler? On santimetrelik bir boşlukta ortaya çıkan bir türbülanstan dolayı doğan küçük bir hatanın birkaç ay sonra bir ülkeyi kasıp kavuracak bir fırtınaya dönüşecek olması bilgisayar modeli ve onun hükümdarı olan meteorolog için bilinmeyen bir sırdır.
Normal yaşantımızda olduğu gibi bilimde de küçük bir şeyin zincirleme büyümesi büyük krizlere yol açmaktadır. Lorenz bunu şüphesi bilmektedir Fakat onun çözümleyebildiği, ilk yarattığı 12 denklemli, gerçekte çok basit olan sisteminden böylesine zengin ve sonsuz bir kaosun nasıl meydana geldiğidir. Yarım milyonluk denklem ve ileri teknolojinin büyük hizmetine rağmen alınan sonuç 12 denkleminki ile temelde aynı idi; ve evrenin sırrı hala çözülememiş hava yine insanların canını yakmaya devam etmekte.
Kaos teorisi bazı bilim adamları tarafından 20. Yüzyılın en büyük gelişmelerinden biri olarak, izafiyet teorisi, kuantum mekaniği ile birlikte anılmaktadır. Daha önce rastlantısal olarak kabul edilen olaylar arasında ilişkiler kurup şu ana kadar çözülemeyen olayların çözümüne yeni bir yaklaşım getirmiş, bilimde yeni ufuklar açmıştır. Bu yeni teori bizi nereye götürür bilinmez ama, bu yazıyı okuduktan sonra havaya daha başka bir gözle bakacak ve biçare meteorologların hatalarına karşı da daha hoşgörülü olacağınızdan eminim.
* Kadıoğlu, M., 1992: Bir Kelebek Darbesi İle Kaos. Cumhuriyet Bilim-Teknik, 275, 8-9 s.
Yorumlarınızı Bizimle Paylaşın
Sadece üyelerimiz yorum yapabilir, hemen ücretsiz üye olmak için Tıklayın