Read Time:13 Minute

ഡോ. ശ്രീജിത്ത് ഒ.പി

Scientist & Head, Climate Monitoring and Prediction Group , CRS,

India Meteorological Department, Pune

ഡോ.സബീറലി സി.ടി

Scientist,

India Meteorological Department, Pune

2024 മാർച്ച് ലക്കം ശാസ്ത്രഗതിയിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച ലേഖനം.

കാലാവസ്ഥാ ഗവേഷണത്തിലും പ്രവചനത്തിലും സുപ്രധാന നാഴികക്കല്ലുകളാൽ അടയാളപ്പെടുത്തിയ സമ്പന്നമായ ചരിത്രത്തിനു ഇന്ത്യൻ കാലാവസ്ഥാ വകുപ്പ് (IMD) 1875-ൽ തുടക്കം കുറിച്ചു. 1877-1878 ലെ കടുത്ത വരൾച്ചയ്ക്കും ക്ഷാമത്തിനും ശേഷം, അന്നത്തെ ബ്രിട്ടീഷ് ഗവൺമെന്റ് കാലാനുസൃതമായ മഴയുടെ ദീർഘകാല പ്രവചനങ്ങൾ നടത്താൻ ചിട്ടയായ ശ്രമങ്ങൾ ആരംഭിച്ചു. കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനത്തെക്കുറിച്ചുള്ള ആധുനിക ഗവേഷണത്തിന്റെ തുടക്കത്തിലേക്ക് നയിച്ച, സമയോചിതമായ മൺസൂൺ വിവരങ്ങളുടെ നിർണ്ണായക ആവശ്യം IMD തിരിച്ചറിഞ്ഞു. ഇന്ത്യൻ തെക്കു പടിഞ്ഞാറൻ മൺസൂൺ മഴയുടെ (ISMR) വ്യതിയാനങ്ങൾ കൃഷി, ജലസ്രോതസ്സുകൾ, ഊർജ വിതരണം, എല്ലാറ്റിനുമുപരിയായി സാമൂഹിക-സാമ്പത്തിക മേഖലകളിൽ നിർണ്ണായകമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു. ഇന്ത്യയുടെ കാർഷിക മേഖല മൺസൂണിനെ ആശ്രയിച്ചാണ് നിലനിൽക്കുന്നത്. ഇതിലെ വലിയ വ്യതിയാനങ്ങൾ കാർഷികോൽപദാനത്തെ വളരെ ഗുരുതരമായി ബാധിക്കുന്നു.

1880-കളുടെ തുടക്കത്തിൽ, സർ എച്ച് എഫ് ബ്ലാൻഫോർഡ് ഹിമാലയൻ ഹിമപാത സൂചകങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി ഇന്ത്യൻ വേനൽക്കാല മൺസൂൺ മഴയുടെ (ഐ എസ് എം ആർ) താൽക്കാലിക പ്രവചനങ്ങൾ പുറത്തുവിട്ടിരുന്നു. 1920-കളിൽ, ഇന്ത്യൻ കാലാവസ്ഥാ വകുപ്പിന്റെ (IMD) ഡയറക്ടർ ജനറലായിരുന്ന സർ ഗിൽബർട്ട് വാക്കറാണ് ഒബ്ജക്ടീവ് സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മാതൃകകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് സാങ്കേതികമായ മൺസൂൺ പ്രവചനത്തിനു തുടക്കം കുറിച്ചത്. അതിനുശേഷം, ഐ എം ഡി യുടെ ദീർഘശ്രേണി പ്രവചനത്തിന്റെ പ്രവർത്തന സംവിധാനം കാലാകാലങ്ങളിൽ അതിന്റെ സമീപനത്തിലും വ്യാപ്തിയിലും മാറ്റം വരുത്തി. തെക്കുപടിഞ്ഞാറൻ മൺസൂൺ മഴ പ്രവചിക്കാൻ മൺസൂൺ മഴയെ സ്വാധീനിക്കുന്ന 16-പാരാമീറ്റർ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മോഡൽ വികസിപ്പിച്ചെടുത്തത് 1988-ലാണ്. എന്നാൽ, നിർണ്ണായകമായ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്ന പ്രവചന വേരിയയബലുകൾ മാത്രം ഉൾക്കൊള്ളിച്ചുകൊണ്ട് 2003-ൽ, എട്ട്-പാരാമീറ്റർ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മോഡൽ ഉപയോഗിച്ചുള്ള രണ്ട് ഘട്ട ദീർഘകാല പ്രവചന തന്ത്രം (എൽ ആർ എഫ്) അവതരിപ്പിച്ചു. 2004-ൽ രാജ്യത്തെ നാല് ഉപ-ഭൂമിശാസ്ത്ര മേഖലകളായി പുനർവർഗീകരണം നടന്നു. ഇവിടെ ഇന്ത്യൻ വേനൽക്കാല മൺസൂൺ മഴയുമായി കാര്യമായ ബന്ധമുള്ള പാരാമീറ്ററുകൾ അവയുടെ മുൻകാല ചരിത്ര ഡാറ്റയും മൺസൂൺ പ്രവചനത്തിൽ മോഡലുകളുടെ പ്രകടനവും സഹിതം പരിഗണിക്കപ്പെട്ടു. ഐ എം ഡി തദ്ദേശീയമായി വികസിപ്പിച്ച സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മോഡലുകൾ പതിവായി അപ്ഡേറ്റുകളും മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾക്കും വിധേയമായിട്ടുണ്ട്. 2002-ലും 2004-ലും മൺസൂൺ പ്രവചനത്തിലുണ്ടായ പിഴവുകൾ പരിഗണിച്ച് നിർണ്ണായക മാതൃകയോടൊപ്പം (deterministic forecast), സാധ്യതയിലധിഷ്ഠിതമായ (probability forecast) രണ്ട്-ഘട്ട പ്രവചന സംവിധാനത്തെ പിന്തുണയ്ക്കുന്നതിനായി 2007-ൽ ഒരു പുതിയ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ എൻസെംബിൾ പ്രഡിക്ഷൻ സിസ്റ്റം (SEPS) അവതരിപ്പിക്കാൻ IMD യെ പ്രേരിപ്പിച്ചു.

മുൻകാല സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മോഡലുകളെ അപേക്ഷിച്ച് ഇന്ത്യൻ വേനൽക്കാല മൺസൂൺ മഴയുടെ പ്രവർത്തന പ്രവചനത്തിൽ സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ എൻസെംബിൾ ഫോർകാസ്റ്റ് സിസ്റ്റം (SEFS) മെച്ചപ്പെട്ട വൈദഗ്ധ്യം പ്രകടിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, SEFS ചെറിയ പ്രദേശങ്ങളിലെ ശരാശരി മഴ പ്രവചിക്കുന്നതിനും ഉപയോക്താക്കൾക്കാവശ്യമായ മഴയുടെ സ്ഥല കാല വിതരണം പ്രവചിക്കുന്നതിനും ശേഷിയില്ല എന്നതാണ് ഒരു പ്രധാന പരിമിതി.

മൺസൂൺ പ്രകടനത്തെ ആത്യന്തികമായി നിർണ്ണയിക്കുന്ന വായു-ജലം-കര മണ്ഡലങ്ങൾ തമ്മിലുള്ള സങ്കീർണ്ണമായ പ്രവർത്തനങ്ങൾ ഉൾകൊള്ളുന്ന കപ്പിൾഡ് ക്ലൈമറ്റ് സിസ്റ്റത്തിലെ നോൺ-ലീനിയർ ഫീഡ്ബാക്കുകളും ഇടപെടലുകളും പരിഹരിക്കുന്നതിന് സ്റ്റാറ്റിസ്റ്റിക്കൽ മോഡലുകൾക്ക് അന്തർലീനമായ പരിമിതികളുണ്ട്.

2017-ൽ മൺസൂൺ മിഷന്റെ ഭാഗമായി, കാലാവസ്ഥാ മാതൃകയെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള ഒരു പ്രവചന സംവിധാനം പ്രവർത്തനക്ഷമമാക്കി. മൺസൂൺ മിഷന്റെ (എം എം സി എഫ് എസ്) കീഴിൽ വികസിപ്പിച്ച സീസണൽ പ്രവചന സംവിധാനത്തിന് ഇന്ത്യൻ വേനൽക്കാല മൺസൂൺ മഴ പ്രവചിക്കുന്നതിൽ SEFSനേക്കാൾ മികച്ച വൈദഗ്ധ്യമുണ്ട്. എന്നാൽ, ചെറിയ പ്രദേശങ്ങളിൽ മൺസൂൺ പ്രവചനത്തിന് കാര്യക്ഷമമായ പ്രവചനങ്ങൾ നടത്താൻ ഇത് കൂടുതൽ മെച്ചപ്പെടുത്തേണ്ടതുണ്ട്. ഇതുകൂടാതെ, 2021-ൽ പ്രതിമാസ, സീസണൽ പ്രവചനങ്ങൾക്കായി കപ്പിൾഡ് ഗ്ലോബൽ ക്ലൈമറ്റ് മോഡൽ (സി ജി സി എം) അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള മൾട്ടി മോഡൽ എൻസെംബിൾ (എം എം ഇ) പ്രവചന സംവിധാനം IMD നടപ്പിലാക്കി. ഒരൊറ്റ മോഡൽ അധിഷ്ഠിത സമീപനവുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ പ്രവചന വൈദഗ്ധ്യം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും പ്രവചന പിശകുകൾ കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്ന സാർവ്രതികമായി അംഗീകരിക്കപ്പെട്ട ഒരു സാങ്കേതികതയാണ് മൾട്ടി മോഡൽ എൻസെംബിൾ പ്രവചന സംവിധാനം. പുതുതായി നടപ്പിലാക്കിയ മൾട്ടിമോഡൽ സമീപനത്തിന് ഇന്ത്യയിൽ മൺസൂൺ മഴ പ്രവചിക്കുന്നതിൽ മികച്ച വൈദഗ്ധ്യമുണ്ട്. ചെറിയ പ്രദേശങ്ങളിൽ സീസണൽ പ്രവചന ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഈ മോഡലിന് കൂടുതൽ സാധ്യതയുണ്ട്. കൂടാതെ, എം എം ഇ ഉപയോഗിച്ച് ഹീറ്റ് വേവ്, കോൾഡ് വേവ് ഔട്ട്ലുക്കുകൾ പുറപ്പെടുവിക്കുന്നതുവഴി സമഗ്രമായ കാലാവസ്ഥാ സേവനങ്ങൾ നൽകാനുള്ള IMD യുടെ ഉത്തരവാദിത്വമാണ് നിറവേറ്റുന്നത്.

ഇതുകൂടാതെ, വിശാലമായ വടക്കൻ ഇന്ത്യൻ മഹാസമുദ്രത്തിന്റെ ചുറ്റുമുള്ള RAII മേഖലയ്ക്കുള്ള ഒരു പ്രാദേശിക കാലാവസ്ഥാ കേന്ദ്രമായി (RCC) IMDയെ വേൾഡ് മെറ്റീരിയോളജിക്കൽ ഓർഗനൈസേഷൻ (WMO) അംഗീകരിച്ചു. റീജിയണൽ ക്ലൈമറ്റ് സെന്ററിന് കീഴിൽ ഐ എം ഡി, എൽനിനോ സതേൺ ഓസിലേഷന്റെയും ഇന്ത്യൻ മഹാസമുദ്രത്തിന്റെ ദ്വിധ്രുവ (IOD) അവസ്ഥകളുടെയും പ്രതിമാസ ബുള്ളറ്റിനുകൾ പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നു. കൂടാതെ, ദക്ഷിണേഷ്യൻ രാജ്യങ്ങൾക്കായുള്ള സീസണൽ കാലാവസ്ഥാ പ്രവചന ഔട്ട്ലുക്കും പ്രസിദ്ധീകരിക്കുന്നു. ദക്ഷിണേഷ്യൻ രാജ്യങ്ങളിലെ സീസണൽ ക്ലൈമറ്റ് ഔട്ട്ലുക്ക് ഫോറങ്ങളിൽ IMD-RCC ഒരു പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു. കൂടാതെ, 2023-ൽ, IMD-RCC പൂനെയെ WMO ഒരു ഗ്ലോബൽ പ്രൊഡക്ഷൻ സെന്ററായി (GPC) അംഗീകരിച്ചത് ദീർഘ ശ്രേണി പ്രവചനത്തിന് ഐ എം ഡി യുടെ ആഗോള പ്രാധാന്യം എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.

ചിട്ടയായതും സ്ഥിരതയുള്ളതുമായ ഗവേഷണ ശ്രമങ്ങൾ കാരണം, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ ഇന്ത്യൻ കാലാവസ്ഥാ വകുപ്പിന്റെ പ്രവചനങ്ങൾ മെച്ചപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, നിലവിലെ സീസണൽ പ്രവചന മോഡലുകളുടെ വൈദഗ്ധ്യം ഇപ്പോഴും കൈവരിക്കാവുന്ന പരമാവധി കഴിവിന് താഴെയാണ്. കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനംകൊണ്ട് മൺസൂൺ കൂടുതൽ ക്രമരഹിതമാകുന്നതാണ് ഇതിനു കാരണം. മോഡലുകളുടെ കൃത്യത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് കാലാവസ്ഥാ വ്യതിയാനങ്ങളുടെ ഭൗതിക പ്രക്രിയകൾ നന്നായി മനസ്സിലാക്കാൻ വിപുലമായ ഗവേഷണം ആവശ്യമാണ്. ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസിന് കാലാവസ്ഥാ പ്രവചനത്തിൽ ഒരു മാതൃകാപരമായ മാറ്റം കൊണ്ടുവരാനും മൺസൂൺ പ്രവചനത്തിന്റെ കൃത്യത വർധിപ്പിക്കാനും സാധിക്കും എന്ന് കരുതാം.

കർഷകരുടെ ദൈനംദിന പ്രവർത്തനങ്ങൾക്ക്, ഹ്രസ്വവും ഇടത്തരവുമായ പ്രവചനങ്ങളും (110 ദിവസം) വിപുലീകൃത പ്രവചനങ്ങളും (4 ആഴ്ച വരെ) കൂടുതൽ ഉപയോഗപ്രദമാണ്. IMD ഹ്രസ്വവും ഇടത്തരവുമായ പ്രവചനങ്ങൾക്കായി (110 ദിവസം) അത്യാധുനികവും ഉയർന്ന വ്യക്തതയുള്ളതുമായ (12 km resolution) കാലാവസ്ഥാ പ്രവചന മോഡലുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. പ്രതിദിന പ്രവചനങ്ങൾ മൺസൂൺ കാലത്ത് 3-4 ദിവസം വരെ കൃത്യവും വിശ്വസനീയവുമാണ്. എന്നിരുന്നാലും, അതിശക്തമായ മഴയെക്കുറിച്ചുള്ള മുൻകൂർ മുന്നറിയിപ്പ് ഒരു വലിയ വെല്ലുവിളിയാണ്.

ഉപയോക്തൃ സൗഹൃദമായ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ വികസിപ്പിച്ചുകൊണ്ട് സേവനത്തിന്റെ പുതിയ മേഖലകളിലേക്ക് IMD കടന്നുചെല്ലുകയും 150 വർഷത്തെ ചരിത്രത്തിലുടനീളം അതിന്റെ അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങൾ തുടർച്ചയായി നിർമ്മിക്കുകയും പ്രവർത്തന മാതൃകകൾ നവീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്തു. ഇത് ഒരേസമയം ഇന്ത്യയിലെ കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും അന്തരീക്ഷ ശാസ്ത്രത്തിന്റെയും വികാസത്തെ പ്രോത്സാഹിപ്പിച്ചു. ഇന്ന്, ഇന്ത്യയിലെ കാലാവസ്ഥാ ശാസ്ത്രം ഒരു ആവേശകരമായ ഭാവിയുടെ പടിവാതിൽക്കൽ എത്തിനിൽക്കുന്നു.