Forestil dig, at foråret endelig er ankommet, og du planlægger din weekend. Vejrudsigten ser godt ud. Du kunne gå til stranden - men hvad nu hvis den er lukket på grund af en algeopblomstring? Måske kan du tage en vandretur - vil bladene være ude endnu? Hvad kan der være i blomster? Kommer de trækende fugle tilbage? Åh, og du hørte, at sidste år var dårligt for kryds - vil dette forår være bedre eller værre?
Vi tager alle vejrprognoser for givet, så hvorfor er der ikke en 'naturprognose' til at besvare disse spørgsmål? Gå ind i det nye videnskabelige felt for økologisk prognose. Økologer har længe søgt at forstå den naturlige verden, men først for nylig er de begyndt at tænke systematisk på prognoser.
Meget af den aktuelle forskning inden for økologisk prognose er fokuseret på langtidsfremskrivninger. Den overvejer spørgsmål, der afspilles over årtier til århundreder, såsom hvordan arter kan ændre deres rækkevidde som svar på klimaændringer, eller om skove fortsat vil optage kuldioxid fra atmosfæren.
I en ny artikel, som jeg medforfatter til 18 andre forskere fra universiteter, private forskningsinstitutter og den amerikanske geologiske undersøgelse, argumenterer vi imidlertid for, at hvis vi fokuserer på nærtidssprognoser over spændinger af dage, årstider og år vil hjælpe os med at forstå bedre, styre og bevare økosystemer. At udvikle denne evne ville være en win-win for både videnskab og samfund.
En 'rød tidevand' blomstrer af Karenia brevis, en giftig mikroorganisme, der kan forårsage fiskedrab og forgifte mennesker, der spiser forurenet skaldyr. Forskere bruger satellitbilleder og prøveudtagning af vand til at forudsige skadelige algeopblomstringer og andre kortsigtede økologiske fænomener. (Chase Fountain / Texas Parks & Wildlife) **********
Ud over at hjælpe folk med at planlægge deres weekender vil økologiske prognoser forbedre beslutningstagningen inden for landbrug, skovbrug, fiskeri og andre industrier. De vil hjælpe private grundejere, lokale regeringer og statslige og føderale agenturer med at styre og bevare vores jord, vand og kystlinjer bedre, for eksempel ved at advare om begivenheder som skadedyrsudbrud og skadelige algeopblomstringer. De vil forbedre folkesundheden gennem bedre prognoser for udbrud af smitsomme sygdomme og bedre planlægning i forventning om hungersnød, vilde ild og andre naturkatastrofer.
Økologiske prognoser vil også uddybe vores forståelse af verden omkring os og hvordan menneskelige aktiviteter ændrer den. Prognoser formaliserer cyklussen mellem forudsigelse og testning, der er kernen i den videnskabelige metode, og gentager det på en meget hurtigere cyklus. Det kan fremskynde opdagelsestakten inden for miljøvidenskab på dette kritiske tidspunkt med hurtig miljøændring.
Vejrprognoseevner hos National Oceanic and Atmospheric Administration er forbedret kontinuerligt og dramatisk siden daggryet for numerisk vejrforudsigelse i 1950'erne (100 = perfekt score, 0 = tilfældig). Den stigende nøjagtighed over tid er blevet tilskrevet flere data, hurtigere computere og bedre værktøjer til at bringe data ind i modeller hver dag. Synergien mellem disse faktorer har støt fremmet vores forståelse af atmosfæren og forbedrede vejrmodeller. (Tilpasset fra NOAA, CC BY-ND) **********
Big data driver mange af fremskridtene inden for økologisk prognoser. I dag har økologer flere størrelsesordrer sammenlignet med for blot et årti siden takket være vedvarende offentlig finansiering til grundlæggende videnskab og miljøovervågning. Denne investering har givet os bedre sensorer, satellitter og organisationer som National Ecological Observatory Network, som indsamler data af høj kvalitet fra 81 feltsteder i USA og Puerto Rico. Samtidig har kulturelle forskydninger på tværs af finansieringsbureauer, forskningsnetværk og tidsskrifter gjort disse data mere åbne og tilgængelige.
Digitale teknologier gør det muligt at få adgang til disse oplysninger hurtigere end tidligere. Feltnotatbøger har givet plads til tablets og cellenetværk, der kan streame nye data til supercomputere i realtid. Beregningsfremskridt giver os mulighed for at opbygge bedre modeller og bruge mere sofistikerede statistiske metoder til at producere prognoser.
**********
Indtil videre har økologisk prognose ikke holdt trit med udviklingen inden for data og teknologi. I vores artikel lægger vi en køreplan til at accelerere marken ved at tackle flaskehalse, der bremser os ned.
Nogle af disse flaskehalse er tekniske, såsom bedre at integrere strømme af data, der nu er tilgængelige fra mange forskellige kilder, såsom feltundersøgelser, sensornetværk og satellitobservationer.
Andre udfordringer involverer menneskelige valg. Økologer skal bruge mere tid på tovejskommunikation med interessenter i stedet for blot at skubbe den seneste forskning ud til beslutningstagere. Og vi har brug for bedre måder at overføre avanceret forskning fra universiteter til agenturer og privat industri.
Mest begrænsende er måske, at økologer traditionelt ikke har fået undervist i at forudsige koncepter og metoder. Men som jeg har skrevet, denne situation ændrer sig. Der er nu sommerværksteder og et stigende antal universitetskurser i økologisk prognoser. Forudsigelse fører til nye teorier, der sigter mod at forene forskellige dele af økologi.
**********
I morgenen med numerisk vejrforudsigelse i 1950'erne stod forskere ved National Weather Service over for et valg. De kunne enten vente med at starte prognosen, indtil den underliggende forskning, modeller og værktøjer blev forbedret, eller fortsætte med det samme med at lave prognoser og lære ved at gøre. De valgte den anden vej. Det viste sig sværere end forventet - men havde de ventet, ville de sandsynligvis have slået fejl, fordi de ville have savnet et kritisk vindue, når eksperter og agenturer var villige til at foretage store investeringer i denne indsats.
Indtil nu har økologer generelt holdt sig til den første, mere konservative vej. Men i denne tid med hurtige miljøændringer har samfundets behov og teknologiske kapacitet til prognoser aldrig været større. Prognoserne vil ikke altid være rigtige, især når feltet udvikler sig, men fiasko er en del af læringen. Tiden for økologer til at starte prognoser er nu.
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation.
Michael Dietze, lektor i jord og miljø, Boston University
