Kuvittele, että kevät on vihdoin saapunut ja suunnittelet viikonloppusi. Sääennuste näyttää hyvältä. Voisit mennä rannalle - mutta entä jos se on suljettu leväkukinnan takia? Ehkä voit mennä retkelle - ovatko lehdet vielä ulkona? Mitä kukassa voi olla? Palaako muuttolintu takaisin? Voi, ja kuulit viime vuonna olevan haittaa punkkeille - onko tämä kevät parempi vai huonompi?
Me kaikki pidämme sääennusteita itsestäänselvyytenä, joten miksi ei ole 'luontoennustetta' vastaamaan näihin kysymyksiin? Liity uuteen ekologisen ennusteen tieteelliseen kenttään. Ekologit ovat pitkään pyrkineet ymmärtämään luonnon maailmaa, mutta vasta äskettäin he ovat alkaneet ajatella systemaattisesti ennustamista.
Suuri osa ekologisen ennusteen nykyisestä tutkimuksesta on keskittynyt pitkän aikavälin ennusteisiin. Siinä tarkastellaan kysymyksiä, jotka leviävät vuosikymmenien ajan vuosisatojen ajan, kuten miten lajit voivat muuttaa alueitaan ilmastonmuutoksen johdosta tai jatkavatko metsät hiilidioksidin talteenottoa ilmakehästä.
Uudessa artikkelissa, jonka olen kirjoittanut yhdessä 18 muun tutkijan kanssa yliopistoista, yksityisistä tutkimuslaitoksista ja Yhdysvaltain geologian tutkimuskeskuksesta, väitämme kuitenkin, että keskittyminen lähiajan ennusteisiin päivien, vuodenaikojen ja vuosien välillä auttaa meitä ymmärtämään paremmin, hallita ja suojella ekosysteemejä. Tämän kyvyn kehittäminen olisi hyötyä sekä tieteelle että yhteiskunnalle.
Karenia brevisin, punaisen vuoroveden kukinta, myrkyllinen mikro-organismi, joka voi aiheuttaa kalan tappaa ja myrkyttää ihmisiä, jotka syövät saastuneita äyriäisiä. Tutkijat käyttävät satelliittikuvia ja vesinäytteitä ennustaakseen haitalliset leväkukinnat ja muut lyhytaikaiset ekologiset ilmiöt. (Chase-suihkulähde / Texasin puistot ja villieläimet) **********
Ekologiset ennusteet parantavat päätöksentekoa maatalous-, metsätalous-, kalatalous- ja muilla aloilla sen lisäksi, että autamme ihmisiä suunnittelemaan viikonloppujaan. Ne auttavat yksityisiä maanomistajia, paikallisia hallituksia sekä osavaltioiden ja liittovaltion virastoja hallitsemaan ja suojelemaan paremmin maamme, vesistöämme ja rannikkomme esimerkiksi varoittamalla tuholaisten puhkeamisesta ja haitallisista leväkukinnoista. Ne parantavat kansanterveyttä paremmin ennustamalla tartuntataudinpurkauksia ja suunnitellemalla paremmin nälänhätä, tulipaloja ja muita luonnonkatastrofeja.
Ekologiset ennusteet syventävät myös ymmärrystämme ympärillämme olevasta maailmasta ja siitä, kuinka ihmisen toiminta muuttaa sitä. Ennustaminen virallistaa ennusteen ja testauksen välisen jakson, joka on tieteellisen menetelmän ydin, ja toistaa sen paljon nopeammalla jaksolla. Se voi kiihdyttää löytön vauhtia ympäristötieteissä tällä kriittisellä hetkellä, kun ympäristö muuttuu nopeasti.
Sääennustetaito kansallisessa valtameri- ja ilmakehän hallinnossa on parantunut jatkuvasti ja dramaattisesti numeerisen sääennusteen alkamisen jälkeen 1950-luvulla (100 = täydellinen pistemäärä, 0 = satunnainen). Ajan myötä kasvava tarkkuus on katsottu johtuvan lisää datasta, nopeammista tietokoneista ja paremmista työkaluista, joiden avulla tietoja voidaan tuoda malleihin päivittäin. Näiden tekijöiden synergia on tasaisesti edistänyt ymmärrystämme ilmakehästä ja parantuneita säämalleja. (Mukautettu NOAA: sta, CC BY-ND) **********
Suuret tiedot ohjaavat monia ekologisen ennusteen etenemistä. Nykyään ekologilla on suuruusluokkaa enemmän tietoja verrattuna vain kymmeneen vuoteen sitten perustieteen ja ympäristön seurannan jatkuvan julkisen rahoituksen ansiosta. Tämä sijoitus on antanut meille parempia antureita, satelliitteja ja organisaatioita, kuten National Ecological Observatory Network, joka kerää korkealaatuista tietoa 81 kenttäpaikasta Yhdysvalloissa ja Puerto Ricossa. Samanaikaisesti kulttuurimuutokset rahoituslaitosten, tutkimusverkostojen ja lehtien välillä ovat tehneet kyseisestä tiedosta avoimemman ja saatavamman.
Digitaalitekniikka mahdollistaa pääsyn näihin tietoihin entistä nopeammin. Kenttäkannettavat ovat antaneet tien tableteille ja soluverkoille, jotka voivat suoratoistaa uutta tietoa supertietokoneisiin reaaliajassa. Laskennallisen kehityksen ansiosta voimme rakentaa parempia malleja ja käyttää kehittyneempiä tilastollisia menetelmiä ennusteiden tuottamiseen.
**********
Toistaiseksi ekologinen ennustaminen ei ole kuitenkaan pysynyt mukana tiedon ja tekniikan kehityksessä. Asetamme artikkelissamme etenemissuunnitelman kentän kiihdyttämiseksi torjumalla pullonkauloja, jotka hidastavat meitä.
Jotkut näistä pullonkauloista ovat teknisiä, kuten nykyistä monista eri lähteistä saatavien tietovirtojen integroiminen paremmin, kuten kenttätutkimukset, anturiverkot ja satelliittihavainnot.
Muihin haasteisiin liittyy ihmisen valintoja. Ekologien on vietettävä enemmän aikaa kahdenväliseen viestintään sidosryhmien kanssa sen sijaan, että työnnetään uusinta tutkimusta päätöksentekijöille. Ja tarvitsemme parempia tapoja siirtää huipputeknistä tutkimusta yliopistoista virastoille ja yksityiselle teollisuudelle.
Ehkä rajoittavimpana on se, että ekologille ei perinteisesti ole opetettu ennustekonsepteja ja -menetelmiä. Mutta kuten olen kirjoittanut, tämä tilanne on muuttumassa. Nyt järjestetään kesätyöpajoja ja kasvava määrä ekologisen ennusteen yliopistokursseja. Ennustaminen johtaa uusiin teorioihin, joiden tavoitteena on yhdistää ekologian eri osat.
**********
1950-luvun numeerisen sääennusteen alkaessa kansallisen sääpalvelun tutkijat kohtasivat valintaa. He voivat joko odottaa alkavansa ennustaa, kunnes taustalla oleva tutkimus, mallit ja työkalut ovat parantuneet, tai he voivat jatkaa heti ennusteiden laatimista ja oppia tekemällä. He valitsivat toisen polun. Se osoittautui odotettua vaikeammaksi - mutta jos he olisivat odottaneet, he todennäköisesti olisivat epäonnistuneet, koska he olisivat menettäneet kriittisen ikkunan, kun asiantuntijat ja virastot olivat halukkaita tekemään suuria investointeja tähän pyrkimykseen.
Tähän asti ekologit ovat yleensä noudattaneet ensimmäistä, konservatiivisempaa polkua. Mutta tällä nopean ympäristömuutoksen aikana yhteiskunnallinen tarve ja teknologinen ennustekyky eivät ole koskaan olleet suurempia. Ennusteet eivät aina ole oikein, etenkin kentän kehittyessä, mutta epäonnistuminen on osa oppimista. Ekologien on aika aloittaa ennustaminen.
Tämä artikkeli on alun perin julkaistu keskustelussa.
Michael Dietze, apulaisprofessori maasta ja ympäristöstä, Boston University
