Tako poznat, a opet često pogrešno shvaćen, efekt leptira (eng. butterfly effect), zanimljiv je pojam povezan s meteorologijom i teorijom kaosa, no što je u svojoj biti? Može li doista jedan maleni, nevin i lijep leptir, mašući krilima u Brazilu, uzrokovati tornado u Teksasu? Jesu li leptiri u stvari zla, bešćutna bića koja žele istrijebiti čovjeka?
The butterfly effect
Logično je zapitati se onda može li svako živo biće, osobito ono veće, čim malo poremeti strujanje zraka, uzrokovati tornado? Što tek onda napravi čovjek šećući do dućana? Kako to da tornada nisu poharala svijet?
Odgovore na ova pitanja znao je EdwardNortonLorenz, američki matematičar i meteorolog, rođen 1917. u West Hartfordu, državi Connecticut. Lorenz je 1940. diplomirao matematiku na Harvardu, a tijekom Drugoga svjetskog rata za američku je vojsku radio vremensku prognozu koja ga je toliko zainteresirala da je po povratku iz rata odlučio studirati i meteorologiju.
Edward Norton Lorenz
Fascinantno je koliki je radoholičar i zaljubljenik u znanost bio! Do samog je kraja života, i profesionalno i privatno, bio vrlo aktivan. Tako je dva tjedna prije smrti dovršio jedan znanstveni rad, a svakodnevno se bavio i aktivnostima poput šetanja i planinarenja. Umro je 2008. u Cambridgeu, državi Massachusetts, SAD.
Teorija kaosa, iako već ranije pretpostavljana, otkrivena je i razrađena 60-ih godina 20. stoljeća, i to gotovo slučajno, tijekom Lorenzova rada na računalnom modelu vremenske prognoze.
Naime, svaki model koji se koristi za izradu vremenske prognoze ima tzv. početne uvjete. To su podaci poput temperature, tlaka, vlažnosti itd. koji uzlaze u model i govore mu kakvo je stanje atmosfere u početnom trenutku te na temelju njih model računa kakvo će biti stanje atmosfere u nekom kasnijem trenutku – tj. radi prognozu.
Lorenz je primijetio da pri vrlo maloj promjeni početnih uvjeta, model daje potpuno različite rezultate, tj., sasvim različitu vremensku prognozu, ne za prvi ili drugi dan, nego tek za neki kasniji dan! Dakle, i vrlo mala promjena na ulazu u model može generirati golemu promjenu na izlazu. Iz toga je zaključio da vremenska prognoza nikada neće biti savršena i nikad nećemo moći predviđati vrijeme beskonačno u budućnost! Zašto? Jer nikad nećemo moći apsolutno točno izmjeriti temperaturu, tlak i ostale meteorološke varijable! Naime, uvijek će postojati barem mala pogreška u mjerenjima, a ta mala pogreška na ulazu generira veliku pogrešku u našoj prognozi. I zato se nemojte ljutiti na nas kad pogriješimo… :)
U teoriji kaosa često se spominje fraza deterministički kaos. S obzirom na to da determinizam znači nešto predvidljivo, nešto što je povezano uzročno-posljedičnim vezama, tj. nema slučajnosti, a kaos povlači posve drugo značenje, onda nam ova fraza zvuči vrlo oksimoronski. Ipak, sasvim je opravdana. Naime, rezultati modela koji su dobiveni uz male promjene početnih uvjeta nisu baš posve slučajno i kaotično „razbacani“, već imaju tendenciju okupljanja unutar nekih određenih područja. Takva područja nazivaju se atraktori, a samo je unutar atraktora ponašanje kaotično i nepredvidljivo.
Jedan takav, Lorenzov atraktor, prikazan je na slici ispod. Podsjeća li vas možda na neku malu, nevinu životinju? Jasno nam je odakle njemu i njegovim kolegama inspiracija…
Lorenzov atraktor
I zato, upamtite! Naziv efekt leptira samo je metafora. Ne može leptirić uzrokovati tornado. Lorenz to nikada nije niti mislio. On je samo htio dočarati kako jedan maleni događaj, jedna malena promjena, mogu putem domino efekta uzrokovati golemu promjenu.
Inače, upravo su efekt leptira i problem početnih uvjeta doveli i do razvijanja prognoze pomoću ansambla ili skupao kojima sam već pisao, a koje se koriste za srednjoročne i one dugoročne, sezonske prognoze.
Za kraj, znajte:
„Atmosfera nije kontrolirani laboratorijski eksperiment. Ako je uznemirimo i promatramo što se događa, nikad nećemo znati što bi se dogodilo da je nismo uznemirili. Naš krajnji cilj nije napraviti točnu vremensku prognozu, nego najbolju, koliko nam atmosfera to dopušta.“
U tome je, nekako, i čar meteorologije…
Što nam leptiri donose sutra, te u idućih pet dana, možete doznati u našoj emisiji RTL Vrijeme, svaki dan u 19.10! Vidimo se!
