پیش‌بینی حیات‌بخش

پیش‌بینی روزانه آب‌وهوا دستاوردی متکی به تلاش‌های علمی و سیاستی پیچیده و همکاری‌های فراملی است. در این پیش‌بینی آمارها از سراسر جهان به‌طور مستمر جمع‌آوری می‌شود، مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و در طول روز معمولاً به‌طور رایگان در اختیار مردم قرار می‌گیرد. به‌رغم فراگیری و تلاش‌های وافری که در راستای تولید این محصول صورت می‌گیرد، اما کمتر کسی با منافع آن برای عموم مردم آشنایی دارد. دانستن این منافع ارزشمند به دو دلیل اهمیت دارد. نخست، پیش‌بینی آب‌وهوا یک مداخله اطلاعاتی گسترده است که به‌خصوص می‌تواند در دستیابی به بینش تجربی چگونگی استفاده افراد از اطلاعات مفید باشد. در این رابطه می‌توان از گستردگی پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی در راستای ارزیابی چگونگی واکنش مردم به اطلاعات استفاده کرد، هرچند تاکنون اقتصاددانان به ندرت از این پیش‌بینی‌ها در مطالعه پرسش‌های اطلاعاتی بهره گرفته‌اند. دوم، به‌رغم هزینه‌بر بودن اما پیش‌بینی‌ها یک ابزار سیاستی مهم هستند. در سطح جهانی، بودجه عمومی برای نهادهای پیش‌بینی‌کننده آب‌وهوا سالانه بیش از 15 میلیارد دلار است. به عنوان مثال، سازمان ملی خدمات آب‌وهوایی آمریکا بودجه سالانه حدود یک میلیارددلاری دارد، سازمانی که هر سال حدود 76 میلیارد مشاهدات آب‌وهوایی جمع‌آوری و 5 /1 میلیون پیش‌بینی آب‌وهوایی منتشر می‌کند. بر این اساس تصمیم برای سرمایه‌گذاری‌های بیشتر آینده در این حوزه نیازمند دستیابی به اطلاعاتی از مفید بودن ارتقای پیش‌بینی‌هاست. از سال 1980 میلادی پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی به‌طور مستمر در حال بهبود هستند و برآوردها حاکی از آن است که در آینده نزدیک نیز با بهبود شبکه‌های جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل اطلاعات، ارتقای مهارت‌های پیش‌بینی ادامه خواهد یافت. در این باره گرچه تاکنون سودمندی هشدارهای آب‌وهوایی مورد مطالعه قرار گرفته است اما دانشمندان کمتر به جنبه منافع ناشی از بهبود پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی، توجه داشته‌اند. سه اقتصاددان به نام‌های جِفری شِریدر از دانشگاه کلمبیا، لورا بِکنسن و دِرک لِموین از دانشگاه آریزونا آمریکا در مقاله‌ای که به تازگی (ژوئن 2023) در تارنمای انجمن ملی تحقیقات اقتصادی این کشور منتشر شده است به ارزیابی منافع پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی پرداخته‌اند. در این مقاله نشان داده می‌شود که مردم چگونه به پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی واکنش نشان می‌دهند و ارتقای این پیش‌بینی‌ها تا چه حد می‌تواند ارزشمند باشد. به‌خصوص این موضوع مورد بررسی قرار می‌گیرد که دقیق‌تر شدن پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی چه کمکی به کاهش مرگ‌ومیر ناشی از گرمای هوا می‌کند. یافته‌ها حاکی از آن است که زلف این بررسی به رابطه میان خطر مرگ‌ومیر و خطاهای پیش‌بینی گره خورده است. بر این اساس اگر خطر مرگ‌ومیر نسبت به خطاهای پیش‌بینی محدب باشد، با دقیق‌تر شدن پیش‌بینی‌ها خطر مرگ‌ومیر کاهش می‌یابد. محدب بودن خطر مرگ‌ومیر هم بستگی به این دارد که افراد چگونه به اطلاع از پیش‌بینی‌ها واکنش نشان می‌دهند. برای مثال، خطر مرگ‌ومیر محدب است در صورتی که اقدامات افراد بیشتر به منظور هماهنگ شدن با شرایط آب‌وهوایی باشد تا اینکه اقداماتی در راستای کاهش خطر مرگ‌ومیر صورت گیرد. به منظور برآورد اثرگذاری پیش‌بینی آب‌وهوایی روی مرگ‌ومیر، آمارهای مرگ‌ومیر «مرکز کنترل و پیشگیری بیماری» آمریکا با داده‌های روزانه آب‌وهوایی و پیش‌بینی‌های سازمان ملی خدمات آب‌وهوایی این کشور ترکیب می‌شود. مطالعه هم روی آمریکا برای بازه زمانی سال‌های 2005 تا 2007 با محوریت پیش‌بینی روزانه دمای هواست. ادبیات گسترده میان‌رشته‌ای علوم اقتصادی، پزشکی و... بیانگر آن است که گرمای شدید هوا یکی از علل رایج مرگ‌ومیر است. سازمان ملی خدمات آب‌وهوایی اعلام کرده است یکی از دلایلی که پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی را منتشر می‌کند کاهش این نوع مرگ‌ومیر است. خانوارها نیز می‌گویند پیش‌بینی‌های هواشناسی کوتاه‌مدت یکی از مهم‌ترین اطلاعاتی است که در طول روز از آن استفاده می‌کنند. در الگوهای برآوردی مقاله عوامل اثرگذار مختص به مکان و زمان و همچنین اثرگذاری مستقیم دما و سایر شاخص‌های آب‌وهوایی روی مرگ‌ومیر نیز مدنظر قرار گرفته‌اند.

در مجموع، یافته‌های مقاله حاکی از آن است که خطر مرگ‌ومیر نسبت به خطاهای پیش‌بینی هواشناسی محدب است. بر این اساس با کاهش 50درصدی انحراف معیار خطای پیش‌بینی می‌توان سالانه دو هزار و 200 نفر را از خطر مرگ نجات داد. محدب بودن خطر مرگ‌ومیر در خطاهای مرگ‌ومیر به ویژه در روزهای بسیار گرم صادق است. این محدب بودن بیانگر آن است که هماهنگ شدن با گرمای شدید یا در واکنش به پیش‌بینی یا به خاطر مرگ‌ومیر ناشی از گرمای شدید است. بر اساس برآوردها، تغییرات آب‌وهوایی جهان در ادامه قرن جاری به تشدید بحران‌های اقلیمی (به‌خصوص افزایش دما و گرمای شدید) منجر خواهد شد. بنابراین تحت این سناریو، ارتقای پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی بیش از پیش به نجات جان انسان‌ها کمک خواهد کرد، سالانه حدود دو هزار و 400 نفر تا سال 2100. از طرفی پیش‌بینی کوتاه‌مدت آب‌وهوا، سازگاری با تغییرات آب‌وهوایی را تسهیل می‌کند.

در بخش دیگری از مقاله نشان داده می‌شود که چطور جامعه مشتاق به هزینه‌کرد به منظور دقیق‌تر شدن پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی است. طبق برآوردها، ارزش خالص 50 درصد دقیق‌تر شدن پیش‌بینی‌ها سالانه معادل 1 /2 میلیارد دلار، یا معادل 10 درصد منافع ناشی از کاهش مرگ‌ومیر است. با وجود تغییرات آب‌وهوایی، مبلغ فوق به 9 /2 میلیارد دلار در سال افزایش می‌یابد. با تبدیل این رقم به ارزش حال، بهبود 50درصدی در پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی در ادامه قرن جاری، ارزشی معادل 112 میلیارد دلار خواهد آفرید. در صورتی که مردم بر مبنای پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی اقدام کنند، این پیش‌بینی‌ها می‌تواند روی مرگ‌ومیر اثرگذار باشد. در این مقاله شواهدی مستقیم از اینکه مردم بر اساس پیش‌بینی‌ها تصمیم می‌گیرند ارائه شده است؛ شواهدی از جنس تغییر مصرف برق، زمان‌بندی فعالیت‌ها، پیش‌بینی‌ها، رفتار دانشجویان و... . این شواهد در کنار اعتبار نتایج تجربی به‌دست‌آمده بیانگر آن است که برآوردهایی که در مورد اثرگذاری روی مرگ‌ومیر ارائه ‌شده بازتابی از بهره‌مندی واقعی مردم از پیش‌بینی‌هاست. در این مقاله نشان داده می‌شود که یکی از فراگیرترین، برجسته‌ترین و پیچیده‌ترین مداخلات اطلاعاتی که از سوی دولت‌ها انجام می‌شود، برای بازیگران اقتصاد ارزش‌آفرینی عظیم به همراه دارد؛ یافته‌ای که پیش از این در تلاش‌های پژوهشی دیگر کمتر به چشم خورده است. برای دهه‌ها در حوزه‌های مختلف، دولت‌ها مداخلات اطلاعاتی گسترده داشته‌اند، اما طبق ارزیابی‌ها خروجی بسیاری از آنها مبهم است. طبق مطالعات پیشین، ارائه اطلاعات به مردم می‌تواند به جلوگیری از آلودگی هوا، مشارکت در برنامه‌های بازنشستگی و انتخاب مدارس کمک کند. همچنین دسترسی به اطلاعات موجب تخفیف اثرگذاری دما روی مرگ‌ومیر دوران رکود عظیم آمریکا شد. در این مقاله نشان داده می‌شود که اثرگذاری مداخلات اطلاعاتی (ارائه پیش‌بینی هواشناسی) روی مرگ‌ومیر کامل‌تر و سازگارتر از هر مورد دیگری است. مطالعات پیشین همچنین اثرگذاری پیش‌بینی حوادث شدید آب‌وهوایی را مورد دقت قرار داده‌اند. در این مقاله نیز برخی هشدارهای آب‌وهوایی شدید مورد توجه قرار می‌گیرند.

آمارها

به منظور برآورد اثرگذاری پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی روی خطر مرگ‌ومیر، الگو‌های مقاله از دو متغیر توضیح‌دهنده بهره می‌گیرند: دمای روزانه و دمای پیش‌بینی‌شده. مرکز خدمات ملی آب‌وهوایی آمریکا چندین‌بار در روز الگو‌های پیش‌بینی آب‌وهوایی خود را برآورد می‌کند که مهم‌ترین آنها در ظهر و میانه شب به وقت زمان هماهنگ جهانی (UTC) است. پیش‌بینی‌ها در هر ساعت از شبانه‌روز در تارنمای این مرکز در دسترس است. شروع آمارها به 13 آوریل 2005 و پایان آن به 6 جولای 2017 برمی‌گردد. به منظور واقعی‌سازی شرایط آب‌وهوایی، از معیار پریسم (PRISM) موسسه «گروه آب‌وهوایی» نیز استفاده شده است. این معیار، مشاهدات ایستگاه‌های آب‌وهوایی را با یک رویه افزوده ترکیب می‌کند تا ویژگی‌هایی از قبیل وارونگی آب‌وهوایی، نزدیکی به ساحل، نقطه کور بارندگی و... مدنظر قرار گیرد. خروجی این روش، معیارهای روزانه آب‌وهوایی سازگار با مقیاس جغرافیایی چهارکیلومتری در سراسر آمریکاست. همچنین با حداقل و حداکثر دمای تحقق‌یافته می‌توان میانگین دمای تحقق‌یافته هر روز را محاسبه کرد. خروجی اصلی و مورد مطالعه مقاله، مرگ‌ومیر است. آمارهای مرگ‌ومیر از پایگاه آماری «مرکز کنترل و پیشگیری بیماری» آمریکا جمع‌آوری شده است. این آمارها دربردارنده تمام رویدادهای حیاتی ایالات‌متحده برای سال‌های 2005 تا 2017 است. البته در مقاله نسخه محدودی از آمارها در دسترس قرار گرفت که شامل روزها و شهرهای رویدادهای مرگ‌ومیر است. بر این اساس با تقسیم جبری کل مرگ‌ومیر روزانه بر جمعیت هر شهر، نرخ مرگ‌ومیر شهرها در هر 100 هزار نفر محاسبه شد. طبق نمونه مورد بررسی، میانگین تعداد مرگ‌ومیر روزانه (همه علل مرگ‌ومیر) در آمریکا 3 /2 نفر در هر 100 هزار نفر است. در مجموع، نمونه اولیه مقاله شامل همه مشاهدات علل مرگ‌ومیر، میانگین دما، بارش روزانه، میانگین پیش‌بینی دمای یک روز پیش‌رو و... برای سال‌های 2005 تا 2017 است. به‌طور معمول پیش‌بینی‌های دما تا حد زیادی به واقعیت نزدیک هستند. تنها در دماهای خنک انحراف جزئی معادل منفی 04 /0 به چشم می‌خورد که نسبت به انحراف معیار خطاهای پیش‌بینی معادل یک درجه سانتی‌گراد ناچیز است. به‌طور کلی توزیع خطاهای پیش‌بینی هواشناسی را می‌توان در چهار طیف دمایی مورد بررسی قرار داد: سرد (کمتر از صفر درجه)، خنک (بین صفر تا 15 درجه)، گرم (بین 15 تا 30 درجه) و داغ (بالاتر از 30 درجه). در سراسر توزیع مورد انتظار دما، پیش‌بینی‌ها عاری از انحراف و حوالی دمای صفر درجه متقارن است و منحنی زنگوله‌شکل دارد. در دماهای سرد نمودار توزیع پهن، و در دماهای گرم باریک می‌شود. خطاهای پیش‌بینی طی سال‌ها کاهش یافته، جایی که در بازه 12ساله این مطالعه (2005 تا 2017) بهبود 27درصدی برای پیش‌بینی‌ها رخ داده است. این بهبود برای دماهای بالا چشم‌گیرتر بوده است: 56 درصد، که در حال حاضر پیش‌بینی آنها از دقت بالایی برخوردار است.

نتایج

در الگوی اصلی مقاله، نرخ مرگ‌ومیر روزانه شهرها به عنوان متغیر وابسته در سمت چپ معادله تابعی از متغیرهای توضیح‌دهنده دمای وقوع‌یافته و خطاهای پیش‌بینی (تفاوت دمای پیش‌بینی‌شده با دمای وقوع‌یافته) در نظر گرفته شده است. همچنین در الگو از متغیرهایی به منظور شناسایی رابطه غیرخطی دو طرف و متغیرهای کنترلی بهره گرفته شده است. بنابر برآوردها، در روزهایی که پیش‌بینی دما در بازه زیر صفر است، خطاهای پیش‌بینی منفی، تاثیر چندانی روی نرخ مرگ‌ومیر ندارد. به عبارتی زمانی که پیش‌بینی‌ها به خطا می‌گویند دمای هوا سردتر از آنچه در واقعیت اتفاق می‌افتد خواهد بود، افزایشی برای نرخ مرگ‌ومیر آن روز مشاهده نمی‌شود. در مقابل در صورتی که در روزهای سرد سال، پیش‌بینی‌ها دمای هوا را یک درجه گرم‌تر از واقعیت برآورد کنند (خطای پیش‌بینی مثبت یک درجه)، نرخ مرگ‌ومیر حدود 5 /0 درصد افزایش می‌یابد. در مجموع در روزهایی که هوا سرد است، زمانی که هر دو ضریب دمای تحقق‌یافته و دمای پیش‌بینی‌شده لحاظ می‌شود، خطاهای پیش‌بینی هواشناسی به افزایش 15 /0درصدی نرخ مرگ‌ومیر منجر می‌شود. تفاسیر مشابهی را در مورد سایر ضرایب می‌توان ارائه کرد. بر این اساس در زمان‌هایی که دمای هوا گرم است، خطاهای پیش‌بینی منفی (پیش‌بینی خنک‌تر دمای هوا) موجب افزایش متغیر مرگ‌ومیر می‌شود، در حالی که خطاهای پیش‌بینی مثبت (گرم‌تر پیش‌بینی کردن هوا) تاثیر چندانی روی نرخ مرگ‌ومیر ندارد. در دماهای معتدل نیز اثرگذاری خطاهای پیش‌بینی روی خطر مرگ‌ومیر ناچیز است. این یافته‌ها با فرضیه وجود رابطه غیرخطی میان متغیرها سازگار است. در پاسخ به این پرسش که ارتقای پیش‌بینی‌ها چه تاثیری روی مرگ‌ومیر دارد، موضوع حائز اهمیت این بود که آیا خطر مرگ‌ومیر در خطای پیش‌بینی محدب است یا خیر؟ به منظور آزمون اینکه رابطه میان خطای پیش‌بینی و مرگ‌ومیر محدب است باید دید که آیا مجموع اثرگذاری خطاهای مثبت و منفی بیشتر از صفر است یا خیر. بر این اساس برآوردها فرضیه صفر غیرمحدب بودن را در سطح اطمینان پنج درصد برای همه بازه‌های دمایی رد می‌کند. بنابراین می‌توان گفت هماهنگ شدن افراد با پیش‌بینی‌ها، مناسب است و بهبود در دقت پیش‌بینی‌ها، از نرخ مرگ‌ومیر می‌کاهد.

شواهدی از نظرسنجی

در تکمیل شواهد تجربی این مطالعه، اطلاعاتی نیز از یک نظرسنجی از 128 دانشجوی دانشگاه آریزونا آمریکا جمع‌آوری شده است. از آنجا که مشارکت‌کنندگان در نظرسنجی قشری هستند که اغلب به تغییرات دمایی حساس نیستند و نظرسنجی در زمان‌های معتدل سال انجام شده است، می‌توان گفت که آنها چندان فعالیت‌های خود را بر مبنای پیش‌بینی‌های هواشناسی تنظیم نمی‌کنند. بنابراین مطالعه این گروه می‌تواند دربردارنده اطلاعاتی مفید باشد. طبق نتایج، در مجموع مشارکت‌کنندگان در نظرسنجی به پیش‌بینی آب‌وهوا اهمیت می‌دهند: 90 درصد از آنها اظهار کردند که شرایط آب‌وهوایی روز آتی برایشان اهمیت دارد، در مقابل 10درصدی که گفتند این موضوع برایشان مهم نیست. به علاوه 82 درصد از مشارکت‌کنندگان اظهار داشتند که حداقل هفته‌ای یک‌بار سراغ پیش‌بینی هواشناسی می‌روند. 52 درصد هم هر روز از پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی اطلاع می‌یابند. پرسش دیگری که از مشارکت‌کنندگان پرسیده شده این است که «به زمان‌های تابستان فکر کنید که دمای هوا بسیار گرم است. اگر هواشناسی هشدار دهد که فردا هوا بسیار داغ است، آیا شما برای هماهنگی با این پیش‌بینی اقدام جدیدی انجام می‌دهید؟» در این باره 69 درصد از مشارکت‌کنندگان به این پرسش پاسخ «بله» دادند. سپس از آنهایی که پاسخ مثبت دادند پرسش شد که چه اقدامی انجام خواهید داد؟ پاسخ‌های باز جمع‌آوری‌شده به مواردی از قبیل خودداری از فعالیت بیرون از خانه، نوشیدن آب، پوشیدن لباس مناسب و انجام فعالیت‌های خنک‌کننده و... اشاره دارد. در نهایت 92 درصد از مشارکت‌کنندگان به این پرسش پاسخ مثبت دادند که «به نظر شما آیا هشدارهای گرمای شدید به مردم اطلاعاتی کمک‌کننده می‌دهد تا از زندگی‌شان حفاظت کنند؟» این پاسخ تا حدی مهر تایید بر یافته‌های تجربی مقاله است.

سخن پایانی

پیش‌بینی هواشناسی مرسوم، محصولی پیچیده است با کاربردی فراوان در زندگی روزمره مردم. به‌رغم گستردگی استفاده از این پیش‌بینی‌ها، وابستگی شمار بی‌شماری از مردم و تلاش‌های جهانی در تولید این محصول خدماتی، اما اندک هستند که به ارزش‌های اقتصادی آن اندیشیده‌اند. این مقاله جزو معدود مطالعاتی است که به ارزیابی ارزش پیش‌بینی‌های روزانه هواشناسی پرداخته است. در این مقاله با بهره‌گیری از داده‌های هواشناسی و بیماری‌شناسی جامعه آمریکا نشان داده شد که پیش‌بینی‌های هواشناسی به مردم در حفظ زندگی‌هایشان کمک می‌کند، به‌خصوص در زمان گرمای شدید هوا. بر این اساس ارزیابی‌ها حاکی از آن است که نهادها حاضرند میلیاردها دلار برای ارتقای پیش‌بینی‌های آب‌وهوایی هزینه کنند، چرا که بهبود پیش‌بینی‌ها می‌تواند منافع اجتماعی-اقتصادی فراوان جذاب به همراه داشته باشد.