Ieskatās dabā, lai prognozētu klimata tendences

Šā gada 23. martā Latvijas Vides un meteoroloģijas centrā atzīmēja Pasaules meteoroloģijas dienu, šoreiz ar diskusiju: «Novērojam šodien, lai aizsargātu rītdienu». Nozares eksperti diskutēja par meteoroloģijas attīstību no vēsturiskajiem novērojumiem līdz mūsdienu satelītiem, datu analīzei un mākslīgajam intelektam. Diskusija pulcēja meteorologus, hidrologus, novērojumu staciju speciālistus, uzsverot, ka līdzās gudrajām tehnoloģijām arvien vēl būtiska bija un būs cilvēka pieredze un spēja profesionāli interpretēt novērojumu datus. Diskusijas galvenais secinājumus: precīzi novērojumi un sadarbība ir pamats savlaicīgiem brīdinājumiem un sabiedrības drošībai.

LVĢMC mājas lapā ikvienam interesentam ir brīvi pieejama plaša un detalizēta informācija par to, kur, kā un kādās jomās Latvijā notiek novērojumi. Meteoroloģiskajā tīklā tie notiek 33 automātiskajās novērojumu stacijās, Hidroloģiskajā tīklā 83 novērojumu stacijās, Gaisa kvalitātes tīklā – Rīgā, Ventspilī, Liepājā, Rēzeknē, Rucavā un arī Zosēnos, Virszemes ūdeņu novērojumu tīklā ir iekļautas 580 novērojumu stacijas no kurām 321 atrodas uz upēm un ezeriem, ne mazāk nozīmīgs ir arī plaši izvērstais Pazemes ūdeņu novērojumu tīkls. Pie kam novērojumu stacijas optimāli izvietotas visā Latvijas teritorijā, lai pietiekami detalizēti raksturotu Latvijas laika apstākļus un klimatu.

Zinot, ka meteoroloģiskā tīkla 33 automātiskajās novērojumu stacijās visā Latvijā darbs rit nepārtrauktā diennakts režīmā, kādas mūsdienu tehnoloģijas ir liktas lietā? Ko, ar ko un kā tur pēta? Kā tiek galā ar milzīgo datu apjomu, lai ar to nonāktu līdz novērojumu secinājumiem un prognozēm, un kāda loma LVĢMC darbā uzticēta mākslīgajam intelektam? Meteoroloģija ir piedzīvojusi ļoti strauju attīstību no atsevišķiem manuāliem novērojumiem un sinoptiķu pierakstiem līdz automatizētām novērojumu sistēmām, superdatoriem un skaitliskajiem laikapstākļu prognožu un klimata modeļiem. Taču būtība nav mainījusies – lai prognozētu atmosfēras procesus, vispirms ir precīzi jānovēro daba.

Šodien profesionāla «dabas lasīšana» notiek ar plaša meteoroloģisko novērojumu tīkla palīdzību. LVĢMC automātiskajās meteoroloģisko novērojumu stacijās nepārtraukti tiek iegūti novērojumu dati ar augstas precizitātes sensoriem un automātiski nosūtīti uz datu apstrādes sistēmām. Papildus staciju novērojumiem tiek izmantoti arī radaru, satelītu, zibens sensoru un citu valstu novērojumu tīklu dati.

Mūsdienu meteoroloģijā īpaši svarīgi ir skaitliskie laikapstākļu prognožu modeļi, ko savā ikdienā izmanto sinoptiķi. Skaitliskie modeļi, balstoties uz fizikālajiem likumiem, aprēķina atmosfēras attīstību vairākām dienām uz priekšu, bet meteorologi izvērtē rezultātus, salīdzina dažādu modeļu scenārijus un interpretē tos Latvijas apstākļiem. Šo modeļu ļoti svarīga komponente ir novērojumu datu asimilācijas process. Tas ir process, kurā novērojumi tiek apvienoti ar skaitlisko laika prognožu modeļu sākotnējiem aprēķiniem, lai iegūtu iespējami precīzu atmosfēras aktuālā stāvokļa aprakstu. Var teikt, ka novērojumi palīdz «pieskaņot» modeli reālajai situācijai dabā. Jo kvalitatīvāki un blīvāki ir novērojumi, jo precīzāk modelis spēj aprēķināt turpmāko atmosfēras attīstību. Tas ir īpaši svarīgi strauji mainīgos laikapstākļos, piemēram, negaisu, stipru nokrišņu, miglas vai vētras situācijās. Pat nelielas novirzes sākotnējos datos var būtiski ietekmēt prognozes rezultātu, tādēļ nepārtraukti un uzticami novērojumi ir kritiski.

Arvien lielāka loma meteoroloģijā ir arī mākslīgajam intelektam (MI). MI risinājumi palīdz ātrāk apstrādāt lielus datu apjomus, identificēt likumsakarības, uzlabot prognožu pēcapstrādi un automatizēt atsevišķus procesus, piemēram, bīstamu laikapstākļu noteikšanu vai datu kvalitātes kontroli. Tomēr meteoroloģijā MI neaizstāj novērojumus un fizikālos modeļus – tas papildina esošās sistēmas. Precīzu prognožu pamatā joprojām ir kvalitatīvi meteoroloģiskie novērojumi un to veiksmīga integrācija datu asimilācijas procesā. Tāpēc var teikt, ka arī mūsdienās meteoroloģija sākas ar spēju «lasīt dabu» – tikai tagad to palīdz darīt sensori, satelīti, radari, datu centri un moderni skaitliskie modeļi.

Vai līdzās mūsdienu tehnoloģijām joprojām atrodas vieta arī cilvēka zināšanām un pieredzei? Kādi speciālisti un kādās jomās viņi ir neaizvietojami LVĢMC darbībā?

MI tehnoloģijas spēj ļoti ātri apstrādāt milzīgus datu apjomus un automatizēt dažādus procesus, kas ievērojami ietaupa laiku un resursus, kā arī tiek attīstīti uz MI tehnoloģijām balstīti laikapstākļu modeļi. Sinoptiķu uzdevums ir šos datus interpretēt, izvērtēt modeļu rezultātus un pieņemt datos balstītus eksperta lēmumus, īpaši sarežģītās un strauji mainīgās sinoptiskās situācijās, kad ir ekstremālu laikapstākļu risks.

LVĢMC darbībā būtiska loma ir ļoti plašam speciālistu lokam, tostarp meteorologiem, sinoptiķiem, hidrologiem, vides speciālistiem, IT un datu analītiķiem. Tieši cilvēku kompetence nodrošina, ka novērojumi ir kvalitatīvi, automatizētie procesi funkcionē pareizi un nepārtraukti, skaitliskie modeļi tiek pareizi interpretēti un prognozes pielāgotas Latvijas apstākļiem.

Arī mūsdienās meteoroloģija nav tikai tehnoloģiju darbs – tā ir cieša sadarbība starp novērojumiem, datiem, skaitļošanas jaudu un speciālistu profesionālo pieredzi, kur MI tehnoloģijas palīdz efektivizēt jau dažādus šīs sadarbības posmus.

Izpētot pieejamo informāciju par centra novērojumiem meteoroloģiskā tīkla un hidroloģiskā tīkla stacijās, redzams, ka Valmieras novadā joprojām automātiskā režīmā novērojumi notiek Rūjienas stacijā, kā arī hidroloģiskie novērojumi notiek Rūjā Vilnīšos, Sedā Oleros, Burtnieku ezerā Burtniekos, Salacā Mazsalacā un Gaujā Valmierā. Cik nozīmīgi ir mūsu novada novērojumu dati un analīzes kopējos klimata pārmaiņu projekciju modeļos?

Valmieras novada novērojumu datiem ir stratēģiska nozīme gan Latvijas, gan pasaules mērogā. Klimata modeļi nedarbojas teorētiskā vakuumā – gan lai šos modeļus sākotnēji aprēķinātu, gan arī lai aprēķiniem pārbaudītu precizitāti, datorprogrammām ir nepieciešami reāli, dabā veikti mērījumi. Rūjienas un citu Vidzemes meteoroloģisko novērojumu staciju ilggadīgā un nepārtrauktā novērojumu vēsture ir zelta vērta. Tā kalpo kā bāzes līnija reģionālo klimata tendenču noteikšanai. Šie dati par temperatūru, nokrišņiem un citiem meteoroloģiskajiem parametriem ļauj pielāgot globālos un Eiropas, kā arī Skandināvijas un Baltijas valstu reģionālos modeļus tieši Ziemeļvidzemes mikroklimata īpatnībām. Bez šīs lokālās informācijas nebūtu iespējams precīzi prognozēt, cik bieži Valmieras pusē nākotnē gaidāmas, piemēram, ekstremālas lietavas vai karstuma viļņi.

No LVĢMC speciālistu publikācijām medijos uzzinājām, ka 2025. gadā sasniegti vairāk nekā 400 jauni meteoroloģiskie rekordi – karstumā, aukstumā, lietū un vējā, kas kārtējo reizi apliecina: klimats mainās. Populārais meteorologs Andris Vīksna ir teicis, ka klimats nav slēgta sistēma, ko ietekmē tikai dabiskie faktori, jo pastāv taču arī cilvēka un tā apzinātas vai neapzinātas darbības faktors. Ko, novērojot un lasot dabu šodien, lai aizsargātu rītdienu, LVĢMC speciālisti mums ikvienam vēlreiz piekodinātu?

Vairāk nekā 400 gaisa temperatūras rekordi 2025. gadā uzskatāmi parāda laikapstākļu ekstrēmu biežuma un intensitātes pieaugumu. Šie dati ir viens no apliecinājumiem tam, ka Latvijā aizvien izteiktākas kļūst krasas meteoroloģisko apstākļu maiņas un kontrasti – piemēram, ilgstošus sausuma un karstuma periodus strauji nomaina intensīvas lietavas vai spēcīgi vēji. Tāpēc viens no mūsu galvenajiem ieteikumiem ir mērķtiecīga un savlaicīga pielāgošanās jaunajai realitātei, vairs nepaļaujoties tikai un vienīgi uz vēsturiskajiem vidējiem rādītājiem. Par adaptācijas pasākumiem ir nopietni jādomā visām tautsaimniecības jomām. Tāpat arī ikvienam iedzīvotājam ikdienā jāapsver savu paradumu maiņa, regulāri jāseko līdzi laikapstākļu prognozēm un brīdinājumiem, kā arī jau šodien jāpieņem tālredzīgi lēmumi savas drošības un īpašuma pasargāšanai.

Projektu finansē Mediju atbalsta fonds no Latvijas valsts budžeta līdzekļiem. Par projekta «Videi saudzīgi — klimatam draudzīgi» saturu atbild projekta īstenotāja SIA «Imanta info».Projekta Nr. 2026.LV/RMA/1.6.1/007