Bayangkan musim bunga yang akhirnya tiba dan anda merancang hujung minggu anda. Ramalan cuaca kelihatan hebat. Anda boleh pergi ke pantai - tetapi bagaimana jika ia ditutup kerana mekar alga? Mungkin anda boleh pergi untuk mendaki - adakah daun-daun keluar lagi? Apa yang ada dalam bunga? Akankah burung-burung migrasi kembali? Oh, dan anda pernah mendengar tahun lalu tidak baik untuk kutu - akan musim bunga ini menjadi lebih baik atau lebih buruk?
Kita semua mengambil ramalan cuaca untuk diberikan, jadi mengapa tidak ada 'ramalan alam' untuk menjawab soalan-soalan ini? Masukkan bidang saintifik ekologi ramalan ekologi. Ahli ekologi telah lama berusaha memahami alam semula jadi, tetapi baru-baru ini mereka mula berfikir secara sistematik mengenai ramalan.
Kebanyakan kajian semasa dalam ramalan ekologi difokuskan pada unjuran jangka panjang. Ia menimbangkan soalan-soalan yang bermain selama beberapa dekad hingga berabad-abad, seperti bagaimana spesies boleh mengalihkan julat mereka sebagai tindak balas terhadap perubahan iklim, atau sama ada hutan akan terus mengambil karbon dioksida dari atmosfera.
Walau bagaimanapun, dalam satu artikel baru yang saya tulis bersama 18 saintis lain dari universiti, institut penyelidikan swasta dan US Geological Survey, kami berhujah bahawa memberi tumpuan kepada ramalan jangka pendek sepanjang jangkamasa hari, musim dan tahun akan membantu kita memahami dengan lebih baik, mengurus dan memelihara ekosistem. Membangunkan keupayaan ini akan menjadi kemenangan bagi sains dan masyarakat.
A 'red tide' mekar dari Karenia brevis, mikroorganisma toksik yang boleh menyebabkan ikan membunuh dan racun manusia yang makan kerang yang terkontaminasi. Para saintis menggunakan imejan satelit dan pensampelan air untuk meramal mekar alga yang berbahaya dan fenomena ekologi jangka pendek yang lain. (Chase Fountain / Texas Parks & Wildlife) **********
Selain membantu orang merancang hujung minggu mereka, ramalan ekologi akan meningkatkan keputusan dalam bidang pertanian, perhutanan, perikanan dan industri lain. Mereka akan membantu pemilik tanah persendirian, kerajaan tempatan dan agensi kerajaan negeri dan persekutuan dengan lebih baik mengurus dan memulihara tanah, air dan pantai, contohnya dengan memberi amaran kepada peristiwa seperti wabak perosak dan mekar alga yang berbahaya. Mereka akan meningkatkan kesihatan awam melalui ramalan yang lebih baik mengenai wabak penyakit berjangkit dan perancangan yang lebih baik dalam menjangkakan kebuluran, kebakaran hutan dan bencana alam yang lain.
Ramalan ekologi juga akan memperdalam pemahaman kita tentang dunia di sekeliling kita, dan bagaimana aktiviti manusia mengubahnya. Peramalan menormalkan kitaran antara ramalan dan ujian yang berada di tengah-tengah kaedah saintifik, dan mengulanginya pada kitaran yang lebih cepat. Ia dapat mempercepatkan penemuan dalam sains alam sekitar pada masa kritikal perubahan persekitaran yang pesat ini.
Kemahiran ramalan cuaca di Pentadbiran Oseanik dan Atmosfera Negara telah bertambah baik secara berterusan dan dramatik sejak awal ramalan cuaca berangka pada tahun 1950-an (100 = skor sempurna, 0 = rawak). Ketepatan yang meningkat dari masa ke masa telah dikaitkan dengan lebih banyak data, komputer lebih cepat dan alat yang lebih baik untuk membawa data ke dalam model setiap hari. Sinergi faktor-faktor ini telah meningkatkan pemahaman kita terhadap atmosfera dan memperbaiki model cuaca. (Diadaptasi dari NOAA, CC BY-ND) **********
Data besar memacu banyak kemajuan dalam ramalan ekologi. Ahli ekologi hari ini mempunyai pesanan magnitud lebih banyak data berbanding hanya sedekad yang lalu, berkat pendanaan awam yang mampan untuk pemantauan asas sains dan alam sekitar. Pelaburan ini memberi kami sensor, satelit dan organisasi yang lebih baik seperti Rangkaian Observatori Ekologi Kebangsaan, yang mengumpul data berkualiti tinggi dari 81 tapak lapangan di seluruh Amerika Syarikat dan Puerto Rico. Pada masa yang sama, peralihan budaya merentas agensi pembiayaan, rangkaian penyelidikan dan jurnal telah menjadikan data lebih terbuka dan tersedia.
Teknologi digital memungkinkan untuk mengakses maklumat ini lebih cepat daripada pada masa lalu. Buku nota medan telah memberi laluan kepada tablet dan rangkaian sel yang boleh mengalirkan data baru ke dalam superkomputer dalam masa nyata. Kemajuan pengkomputeran membolehkan kami membina model yang lebih baik dan menggunakan kaedah statistik yang lebih canggih untuk menghasilkan ramalan.
**********
Setakat ini, ramalan ekologi tidak dapat dipertahankan dengan kemajuan data dan teknologi. Dalam artikel kami, kami meletakkan peta jalan untuk mempercepatkan bidang dengan mengatasi hambatan yang memperlahankan kami.
Beberapa kesesakan ini adalah teknikal, seperti menyepadukan lagi aliran data yang kini boleh didapati dari pelbagai sumber, seperti kajian lapangan, rangkaian sensor dan pemerhatian satelit.
Cabaran lain melibatkan pilihan manusia. Ahli ekologi perlu menghabiskan lebih banyak masa terlibat dalam komunikasi dua hala dengan pihak berkepentingan, bukan sekadar menolak penyelidikan terkini kepada pengambil keputusan. Dan kita memerlukan cara yang lebih baik untuk memindahkan kajian terkini dari universiti kepada agensi dan industri swasta.
Mungkin yang paling mengehadkan adalah bahawa ahli-ahli ekologi secara tradisinya tidak diajar konsep dan kaedah ramalan. Tetapi seperti yang saya tulis, keadaan ini berubah. Kini terdapat bengkel musim panas dan semakin banyak kursus universiti dalam ramalan ekologi. Ramalan membawa kepada teori-teori baru yang bertujuan untuk menyatukan bahagian-bahagian ekologi yang berlainan.
**********
Pada awal ramalan cuaca berangka pada tahun 1950-an, para saintis di Perkhidmatan Cuaca Kebangsaan menghadapi pilihan. Mereka boleh menunggu untuk memulakan peramalan sehingga penyelidikan, model dan alat asasnya bertambah baik, atau teruskan dengan ramalan dan belajar dengan melakukan. Mereka memilih laluan kedua. Ia terbukti lebih keras daripada yang dijangka - tetapi jika mereka menunggu, mereka mungkin akan gagal kerana mereka akan terlepas tetingkap kritikal apabila pakar dan agensi bersedia membuat pelaburan besar dalam usaha ini.
Sampai sekarang, ahli ekologi secara amnya berpegang pada jalan pertama, lebih konservatif. Tetapi pada masa ini perubahan persekitaran yang pesat, keperluan masyarakat dan keupayaan teknologi untuk peramalan tidak pernah lebih besar. Ramalan tidak selalunya tepat, terutamanya apabila bidang berkembang, tetapi kegagalan adalah sebahagian daripada pembelajaran. Masa untuk ahli ekologi untuk memulakan ramalan sekarang.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Michael Dietze, Profesor Madya Bumi dan Alam Sekitar, Universiti Boston
