Ψύχραιμη ματιά στη διακινδύνευση — Μέρος 1: Τι είναι κλίμα;

Γιορτάζοντας την τέταρτη έκδοση του βιβλίου μου

[Υπάρχει και αγγλική έκδοση της ανάρτησης—There is also an English version of the post]

Χθες δημοσίευσα την τέταρτη έκδοση του βιβλίου μου Stochastics of Hydroclimatic Extremes - A Cool Look at Risk [Στοχαστική των Ακραίων Υδροκλιματικών Φαινομένων - Μια Ψύχραιμη Ματιά στη Διακινδύνευση]. Είχα προγραμματίσει να το έχω έτοιμο μέχρι το τέλος του 2024, αλλά το καθυστέρησα ένα μήνα για λόγους που εύκολα θα μαντέψουν όσοι έχουν παρακολουθήσει τις προηγούμενες αναρτήσεις μου.

Παρήγαγα την έκδοση 0 του βιβλίου το 2020 και νέα έκδοση σε καθένα απ’ τα επόμενα τέσσερα χρόνια. Όλη η παραγωγή είναι δική μου, συμπεριλαμβανομένης της μαθηματικής ανάλυσης, του σχεδιασμού του βιβλίου, της συγγραφής, της στοιχειοθέτησης, της σελιδοποίησης κτλ. Συνάδελφοι και φίλοι μου με βοήθησαν με διάφορους τρόπους, όπως φαίνεται στις Αναγνωρίσεις.

Το βιβλίο είναι σε ανοιχτή πρόσβαση και όποιος ενδιαφέρεται μπορεί να το κατεβάσει δωρεάν από την ιστοσελίδα μου (με κλικ στο σύνδεσμο «Πλήρες κείμενο»). Δεν υπάρχουν περιορισμοί στη λήψη και δεν απαιτούνται στοιχεία χρήστη (ούτε login, ούτε email κτλ.).

Το μεγαλύτερο μέρος του περιεχομένου του βιβλίου δεν μπορεί να βρεθεί πουθενά αλλού, καθώς είναι ως επί το πλείστον πρωτότυπο και καινούργιο. (Από αυτή την άποψη, μπορώ να προκαλέσω εκείνους τους «φίλους» που γκρινιάζουν ότι συχνά κάνω αναφορές στις δικές μου εργασίες να προτείνουν εναλλακτικές παραπομπές).

Είναι περιττό να επαναλάβω εδώ το περιεχόμενο του βιβλίου. Άλλωστε, αυτό θα ήταν αδύνατο, καθώς έχει έκταση 400 σελίδων και περιέχει πολλά μαθηματικά. Ωστόσο, το πρώτο και το τελευταίο κεφάλαιο πιστεύω ότι διαβάζονται εύκολα. Επίσης, και τα υπόλοιπα κεφάλαια περιέχουν Παρεκβάσεις (Digressions ) ορισμένες απ’ τις οποίες αποτελούν μη μαθηματικό υλικό, επεξηγήσεις ή εφαρμογές σε προβλήματα του πραγματικού κόσμου. Για να διευκολύνω την ανάγνωση, έχω βάλει τις περισσότερες μαθηματικές αποδείξεις σε Παραρτήματα (Appendices) στο τέλος κάθε κεφαλαίου.

Σε αυτή και στις επόμενες δύο αναρτήσεις του Κλιμάθ θα επισημάνω μερικά θέματα ενδεικτικά. Για λόγους απλότητας, τα θέματα που έχω επιλέξει για τις αναρτήσεις δεν περιέχουν μαθηματικό υλικό. Ωστόσο, θα ήθελα να προσκαλέσω τους ενδιαφερόμενους αναγνώστες να δουν το μαθηματικό υλικό και να μου γνωστοποιήσουν τα σχόλια, τις προτάσεις ή τα πιθανά λάθη που θα βρουν.

Εδώ μεταφράζω στα ελληνικά την Παρέκβαση 1.C: Τι είναι το κλίμα (Digression 1.C: What is climate? ); Ίσως κάποιοι να θεωρήσουν ότι το θέμα που επισημαίνω είναι ασήμαντο, αλλά, σύμφωνα με τη δική μου προσέγγιση (που είναι αυτή που διδάσκει ο Αριστοτέλης)¹, δεν μπορεί να υπάρξει επιστήμη χωρίς σωστούς ορισμούς των σχετικών εννοιών. Ακολουθεί λοιπόν η άποψή μου σχετικά με τον ορισμό του κλίματος. (Οι σύχρονοι ορισμοί από διάφορους οργανισμούς που παραθέτω είναι στα αγγλικά και τους έχω μεταφράσει στα ελληνικά.)

---

Όπως συμβαίνει και με τη στοχαστική (Παρέκβαση 1.Α), η έννοια του κλίματος είναι παλιά. Ο Αριστοτέλης στα Μετεωρολογικά του περιγράφει τα κλίματα στη Γη σε σχέση με το γεωγραφικό πλάτος, αλλά χρησιμοποιεί έναν διαφορετικό όρο, τον όρο κράση (κρᾶσις,² που κυριολεκτικά σημαίνει ανάμιξη πραγμάτων που σχηματίζουν ένα μείγμα ή και ιδιοσυγκρασία).³ Ο όρος κλίμα (πληθυντικός κλίματα) επινοήθηκε ως γεωγραφικός όρος από τον αστρονόμο Ίππαρχο⁴ (190 -120 π.Χ.). Υπήρξε ο θεμελιωτής της τριγωνομετρίας, αλλά είναι πιο ξακουστός για την ανακάλυψη και τον υπολογισμό της μετάπτωσης των ισημεριών μελετώντας μετρήσεις σε διάφορους αστέρες. Τον 20ό αιώνα, η μετάπτωση αυτή θα βρεθεί ότι σχετίζεται με το κλίμα της Γης και αποτελεί έναν από τους λεγόμενους κύκλους Milankovitch. Ο όρος κλίμα προέρχεται από το ρήμα κλίνειν, και αρχικά δήλωνε τη γωνία κλίσης της ουράνιας σφαίρας και το γήινο γεωγραφικό πλάτος που χαρακτηρίζεται από τη γωνία αυτή (Shcheglov, 2007)⁵.

Ο κατάλογος κλιμάτων του Ιππάρχου περιγράφεται από τον Στράβωνα τον Γεωγράφο (63 π.Χ. - 24 μ.Χ.), από τον οποίο γίνεται σαφές ότι τα εν λόγω κλίματα είναι απλώς τα γεωγραφικά πλάτη διαφόρων πόλεων, από 16° έως 58° Β (βλ. Shcheglov, 2007, για μια ανακατασκευή του καταλόγου). Ωστόσο, ο ίδιος ο Στράβων χρησιμοποιεί τον όρο κλίμα με έννοια κοντά στη σύγχρονη.⁶ Επιπλέον, ο Στράβων, όρισε τις πέντε κλιματικές ζώνες, δύο κατεψυγμένες, δύο εὔκρατες και μία διακεκαυμένη, όπως τις χρησιμοποιούμε μέχρι σήμερα.⁷

Ο όρος κλίμα είχε την αρχαία ελληνική γεωγραφική σημασία μέχρι τουλάχιστον το 1700, όπως αποτυπώνεται σε ένα λεξικό της εποχής εκείνης.⁸ Μια αναζήτηση σε παλιά βιβλία⁹ αποκαλύπτει ότι ο όρος κλιματολογία εμφανίζεται μετά το 1800. Με την αυξανόμενη συλλογή μετεωρολογικών μετρήσεων, ο όρος κλίμα αποκτά στατιστικό χαρακτήρα ως ο μέσος καιρός. Πράγματι, ο γεωγράφος A.J. Herbertson (1907)¹⁰ στο βιβλίο του με τίτλο «Outlines of Physiography, an Introduction to the Study of the Earth» [Περίγραμμα της Φυσιογραφίας, μια εισαγωγή στη μελέτη της Γης], δίνει τον ακόλουθο ορισμό του κλίματος, βασιζόμενος στον καιρό αλλά και διακρίνοντάς το απ’ αυτόν:

Με τον όρο κλίμα εννοούμε τον μέσο όρο του καιρού, όπως αυτός διαπιστώνεται από παρατηρήσεις πολλών ετών. Το κλίμα λαμβάνει επίσης υπόψη τα ακραία καιρικά φαινόμενα που παρατηρούνται κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Το κλίμα είναι αυτό που κατά μέσο όρο μπορούμε να περιμένουμε, ενώ ο καιρός είναι αυτό που πραγματικά έχουμε.¹¹

Ο Herbertson όρισε επίσης τις κλιματικές περιοχές της Γης με βάση στατιστικά στοιχεία της κατανομής της θερμοκρασίας και της βροχόπτωσης, ένα έργο που άσκησε επιρροή στη διάσημη και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενη κλιματική κατάταξη του Köppen (1918)¹² , η οποία περιλαμβάνει έξι κύριες ζώνες και έντεκα κλίματα που βρίσκονται στην ίδια γενική κλίμακα με εκείνη του Herbertson (Stamp, 1957)¹³. Ο ορισμός του Herbertson έχει διατηρηθεί χωρίς σημαντικές αλλαγές μέχρι σήμερα. Για παράδειγμα, ο Lamb (1972)¹⁴ αναφέρει:

Το κλίμα είναι το άθροισμα των καιρικών συνθηκών που επικρατούν σε έναν τόπο κατά τη διάρκεια του έτους στο πέρασμα των ετών. Περιλαμβάνει όχι μόνο τις συνθήκες που προφανώς είναι «κοντά στο μέσο όρο» ή «φυσιολογικές», αλλά και τις ακραίες συνθήκες και όλες τις διακυμάνσεις.

Τα σύγχρονα επιστημονικά γλωσσάρια παρέχουν επίσης παρόμοιους ορισμούς για το κλίμα. Παραθέτουμε μερικούς:

• Από την Εθνική Μετεωρολογική Υπηρεσία (National Weather Service) των ΗΠΑ:¹⁵

Κλίμα — Οι συνδυασμένες ή γενικά επικρατούσες καιρικές συνθήκες μιας περιοχής, καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους, που προκύπτουν ως μέσος όρος για μια σειρά ετών.

• Απ’ το Κέντρο Κλίματικών Προγνώσεων (Climate Prediction Center) του ίδιου οργανισμού:¹⁶

Κλίμα — Ο μέσος όρος των καιρικών συνθηκών για μια περίοδο τουλάχιστον 30 ετών. Ας σημειωθεί ότι το κλίμα που λαμβάνεται για διαφορετικές χρονικές περιόδους (30 χρόνια, 1000 χρόνια) μπορεί να είναι διαφορετικό. Το παλιό ρητό λέει ότι το κλίμα είναι αυτό που περιμένουμε και ο καιρός είναι αυτό που έχουμε.

• Απ’ την Αμερικανική Μετεωρολογική Εταιρεία (American Meteorological Society):¹⁷

Κλίμα — Οι βραδέως μεταβαλλόμενες όψεις του συστήματος ατμόσφαιρας-υδρόσφαιρας-επιφάνειας εδάφους. Χαρακτηρίζεται συνήθως σε όρους κατάλληλων μέσων όρων του κλιματικού συστήματος για περιόδους ενός μήνα ή περισσότερο, λαμβάνοντας υπόψη τη χρονική μεταβλητότητα αυτών των μέσων όρων. Οι κλιματικές κατατάξεις περιλαμβάνουν τη χωρική μεταβολή αυτών των χρονικά μέσων μεγεθών. Ξεκινώντας από την έννοια του τοπικού κλίματος ως κάτι περισσότερο από την ετήσια πορεία των μακροχρόνιων μέσων όρων της επιφανειακής θερμοκρασίας και της βροχόπτωσης, η έννοια του κλίματος διευρύνθηκε και εξελίχθηκε τις τελευταίες δεκαετίες ως απάντηση στην αυξανόμενη κατανόηση των υποκείμενων διεργασιών που καθορίζουν το κλίμα και τη μεταβλητότητά του.

Επιπλέον, το κλιματικό σύστημα ορίζεται ως εξής:

Το σύστημα που αποτελείται από την ατμόσφαιρα, την υδρόσφαιρα, τη λιθόσφαιρα και τη βιόσφαιρα και καθορίζει το κλίμα της γης ως αποτέλεσμα αμοιβαίων αλληλεπιδράσεων και αντιδράσεων σε εξωτερικές επιδράσεις (forcing). Φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες εμπλέκονται στις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των συνιστωσών του κλιματικού συστήματος.

• Απ’ τον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό (WMO, 1992):¹⁸

C0850 κλίμα– Σύνθεση των καιρικών συνθηκών σε μια δεδομένη περιοχή, η οποία χαρακτηρίζεται από μακροχρόνια στατιστικά χαρακτηριστικά (μέσες τιμές, διασπορές, πιθανότητες ακραίων τιμών κτλ.) των μετεωρολογικών στοιχείων στην εν λόγω περιοχή.

C0900 κλιματικό σύστημα — Σύστημα που αποτελείται από την ατμόσφαιρα, την υδρόσφαιρα (που περιλαμβάνει το υγρό νερό που κατανέμεται στην επιφάνεια της Γης και κάτω από αυτήν, καθώς και την κρυόσφαιρα, δηλαδή το χιόνι και τον πάγο στην επιφάνεια και κάτω από αυτήν), την επιφανειακή λιθόσφαιρα (που περιλαμβάνει τα πετρώματα, το έδαφος και τα ιζήματα της επιφάνειας της Γης) και τη βιόσφαιρα (που περιλαμβάνει τη φυτική και ζωική ζωή της Γης και τον άνθρωπο), τα οποία, υπό την επίδραση της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται η Γη, καθορίζουν το κλίμα της Γης. Αν και το κλίμα αφορά ουσιαστικά μόνο τις μεταβαλλόμενες καταστάσεις της ατμόσφαιρας, τα άλλα μέρη του κλιματικού συστήματος έχουν επίσης σημαντικό ρόλο στη διαμόρφωση του κλίματος, μέσω των αλληλεπιδράσεών τους με την ατμόσφαιρα.

• Απ’ το IPCC (2013):¹⁹

Κλίμα - Το κλίμα με τη στενή έννοια ορίζεται συνήθως ως ο μέσος καιρός ή, πιο αυστηρά, ως η στατιστική περιγραφή από την άποψη της μέσης τιμής και της μεταβλητότητας των σχετικών μεγεθών για μια χρονική περίοδο που κυμαίνεται από μήνες έως χιλιάδες ή εκατομμύρια χρόνια. Η κλασική περίοδος για τη μέση τιμή αυτών των μεταβλητών είναι τα 30 έτη, όπως ορίζεται από τον Παγκόσμιο Μετεωρολογικό Οργανισμό. Οι σχετικές ποσότητες είναι συνήθως επιφανειακές μεταβλητές όπως η θερμοκρασία, η βροχόπτωση και ο άνεμος. Το κλίμα με την ευρύτερη έννοια είναι η κατάσταση, συμπεριλαμβανομένης της στατιστικής περιγραφής, του κλιματικού συστήματος.

Μια χρήσιμη παρατήρηση είναι ότι όλοι οι ορισμοί χρησιμοποιούν τον όρο «μέσος όρος» (εξαίρεση αποτελεί ο ορισμός του Lamb, ο οποίος χρησιμοποιεί με χαλαρότητα τον όρο «άθροισμα» με το ίδιο νόημα). Έτσι, σύμφωνα με τον ορισμό του, το κλίμα είναι μια στατιστική έννοια. Και επειδή το κλίμα δεν είναι στατικό αλλά δυναμικό, είναι προτιμότερο να το θεωρούμε ως στοχαστική έννοια.

Με ενδελεχή εξέταση αυτών των ορισμών, μπορούν να προκύψουν διάφορα ερωτήματα. Ένα πρώτο θα μπορούσε να είναι: Γιατί «τουλάχιστον μια περίοδο 30 ετών»; Υπάρχει κάτι το ιδιαίτερο με τα 30 χρόνια; Πιθανώς αυτό αντανακλά την ιστορική πεποίθηση ότι 30 χρόνια είναι αρκετά για να εξομαλυνθούν οι «τυχαίες» συνιστώσες του καιρού και να εδραιωθεί μια σταθερή μέση τιμή. Με τη σειρά του, αυτό αντανακλά την αντίληψη ενός σταθερού κλίματος —και την ελπίδα ότι 30 χρόνια θα ήταν αρκετά για να σταθεροποιηθεί ένα κλιματικό μέγεθος σε μια σταθερή τιμή. Μπορεί να υποτεθεί ότι ο αριθμός 30 προέρχεται από το κεντρικό οριακό θεώρημα (βλ. ενότητα 2.17) και ειδικότερα από την κοινή (αλλά όχι εντελώς σωστή) πεποίθηση ότι η δειγματοληπτική κατανομή του μέσου όρου είναι κανονική για μεγέθη δείγματος άνω των 30 (π.χ. Hoffman, 2015)²⁰. Μια τέτοια αντίληψη εναρμονίζεται περίπου με την κλασική στατιστική των ανεξάρτητων γεγονότων. Η αντίληψη αυτή αντικατοπτρίζεται περαιτέρω στον όρο ανωμαλία (anomaly), ο οποίος χρησιμοποιείται συνήθως στη σύγχρονη κλιματολογία για να εκφράσει τη διαφορά από τον μέσο όρο. Έτσι, η κυρίαρχη ιδέα είναι ότι ένα σταθερό κλίμα θα ήταν ο κανόνας και η απόκλιση από τον κανόνα θα ήταν ανωμαλία, που ίσως προκαλείται από έναν εξωτερικό παράγοντα (forcing). Ωστόσο, μια τέτοια πεποίθηση είναι λανθασμένη. Τα παραδείγματα που δίνονται σε αυτό το κεφάλαιο υποστηρίζουν την ιδέα ενός διαρκώς μεταβαλλόμενου κλίματος.

Στην πραγματικότητα, αυτό επισημάνθηκε πριν από σχεδόν 50 χρόνια απ’ τον Lamb (1977):²¹

η αντίληψη που θεωρείται επιστημονική, η οποία διδασκόταν ευρέως στις αρχές αυτού του αιώνα, ότι το κλίμα ήταν ουσιαστικά σταθερό, εκτός από τις τυχαίες διακυμάνσεις από έτος σε έτος, ήταν αντίθετη με τις πεποιθήσεις και την εμπειρία των περισσότερων προηγούμενων γενεών. Έπρεπε επίσης να είχε εγκαταλειφθεί λόγω των σημαντικών αλλαγών που συνέβησαν μεταξύ 1900 και 1950 σε πολλά μέρη του κόσμου καθώς και των μετέπειτα αλλαγών.

Είναι σαφές, ωστόσο, ότι ακόμη και οι μεταγενέστερες γενιές δεν μπόρεσαν να απαλλαγούν από αυτή την «αντίληψη που θεωρείται επιστημονική», η οποία παραμένει κυρίαρχη, όπως εκδηλώνεται από τη δημοτικότητα του όρου κλιματική αλλαγή (σαν να μην ήταν σύμφυτη με το κλίμα η αλλαγή) και αντικατοπτρίζεται στους παραπάνω ορισμούς. Σημειώνεται, ωστόσο, ότι ο μεταβαλλόμενος χαρακτήρας του κλίματος αναγνωρίζεται στον ορισμό της Αμερικανικής Μετεωρολογικής Εταιρείας, η οποία τονίζει τις «βραδέως μεταβαλλόμενες όψεις του συστήματος ατμόσφαιρας-υδρόσφαιρας-επιφάνειας εδάφους».

Ένα δεύτερο ερώτημα που απορρέει απ’ τον ορισμό του Κέντρου Κλίματικών Προγνώσεων είναι: Γιατί το κλίμα που λαμβάνεται σε διάστημα 30 ή 1000 ετών να είναι διαφορετικό; Η προφανής απάντηση είναι η εξής: Επειδή διαφορετικές περίοδοι 30 ετών έχουν διαφορετικό κλίμα. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τη σιωπηρή υπόθεση της σταθερότητας και εναρμονίζεται με την αντίληψη ενός διαρκώς μεταβαλλόμενου κλίματος. Με την τελευταία αντίληψη, η ιδέα του Herbertson (την προέλευση της οποίας το Κέντρο Κλίματικών Προγνώσεων φαίνεται να αγνοεί, αναφερόμενο σε «παλιό ρητό») ότι «κλίμα είναι αυτό που περιμένουμε, καιρός είναι αυτό που έχουμε» μπορεί να αναδιατυπωθεί ως εξής: «καιρός είναι αυτό που έχουμε άμεσα, κλίμα είναι αυτό που έχουμε αν συνεχίσουμε να περιμένουμε για μεγάλο χρονικό διάστημα» (Κουτσογιάννης, 2011)²².

Καθώς πολλοί από τους παραπάνω ορισμούς αναφέρονται στον καιρό, είναι χρήσιμο να αποσαφηνιστεί η έννοιά του, σημειώνοντας ότι αντιπροσωπεύει μια γενική έννοια, που χρησιμοποιείται συχνά σε σχέση με τις επιπτώσεις του στη ζωή και τις ανθρώπινες δραστηριότητες, παρά μια αυστηρά επιστημονική έννοια. Είναι ενδιαφέρον ότι στην καθομιλουμένη χρήση του στην ελληνική και στις λατινογενείς γλώσσες, ο καιρός είναι σχεδόν δυσδιάκριτος από τον χρόνο (ελληνικά: καιρός, ιταλικά: tempo, γαλλικά: temps, ισπανικά: tiempo, πορτογαλικά: tempo). Από την άλλη πλευρά, στην αγγλική και την ελληνική γλώσσα, ο καιρός αναφέρεται σε βραχυπρόθεσμες μεταβολές της ατμόσφαιρας και διακρίνεται από το κλίμα. Ας σημειωθεί ωστόσο ότι στην ισπανική και στην πορτογαλική καθομιλουμένη δεν υπάρχει τέτοια διάκριση (ο όρος clima χρησιμοποιείται εναλλακτικά με τους όρους tiempo και tempo, αντίστοιχα). Σε επιστημονικούς όρους, ο ορισμός που δίνεται από τον WMO (1992, υποσημείωση 18) είναι ο εξής:

W0410 καιρός — Η κατάσταση της ατμόσφαιρας σε συγκεκριμένο χρόνο, όπως ορίζεται από τα διάφορα μετεωρολογικά στοιχεία.

Με βάση την παραπάνω συζήτηση, εδώ επιχειρούμε να δώσουμε έναν ορισμό του κλίματος, ο οποίος χρησιμοποιείται σε αυτό το βιβλίο, με ιεραρχικό τρόπο (αποφεύγοντας την κυκλική λογική) ξεκινώντας από την έννοια του κλιματικού συστήματος, ως εξής:

• Κλιματικό σύστημα είναι το σύστημα που αποτελείται από την ατμόσφαιρα, την υδρόσφαιρα (συμπεριλαμβανομένης της στερεάς φάσης της — της κρυόσφαιρας), τη λιθόσφαιρα και τη βιόσφαιρα, τα οποία αλληλεπιδρούν αμοιβαία και ανταποκρίνονται σε εξωτερικές επιδράσεις (“εισόδους” του συστήματος) και ιδίως σε εκείνες που καθορίζουν την ηλιακή ακτινοβολία που φθάνει στη Γη, όπως είναι η ηλιακή δραστηριότητα, η κίνηση της Γης και η ηφαιστειακή δραστηριότητα.

• Κλιματικές διεργασίες είναι οι φυσικές, χημικές και βιολογικές διεργασίες, οι οποίες παράγονται από τις αλληλεπιδράσεις και τις αποκρίσεις των συνιστωσών του κλιματικού συστήματος μέσω ροών ενέργειας και μάζας, καθώς και χημικών και βιολογικών αντιδράσεων.

• Κλίμα είναι μια συλλογή κλιματικών διεργασιών σε μια συγκεκριμένη περιοχή, που προσδιορίζονται στοχαστικά για ένα εύρος χρονικών κλιμάκων.

Σύμφωνα με τον τελευταίο αυτό ορισμό —και δεδομένου ότι ο όρος διεργασία (process) σημαίνει αλλαγή (Kolmogorov, 1931)²³— το κλίμα αλλάζει εξ ορισμού. Συνεπώς, δεν υπάρχει ανάγκη ορισμού ή χρήσης του όρου κλιματική αλλαγή. Στην πραγματικότητα, ο τελευταίος όρος, ο οποίος εμφανίστηκε στη βιβλιογραφία μόλις μετά τη δεκαετία του 1970, εξυπηρετεί μη επιστημονικούς σκοπούς (Koutsoyiannis, 2020a,b, 2021)²⁴. Η αλλαγή λαμβάνει χώρα σε όλες τις κλίμακες (Koutsoyiannis, 2013)²⁵ και δεν υπάρχει τίποτα το ιδιαίτερο για κάποια συγκεκριμένη κλίμακα, όπως η κοινώς θεωρούμενη κλίμακα των 30 ετών. Μελετώντας μακροχρόνιες σειρές παρατηρήσεων ατμοσφαιρικών και υδρολογικών διεργασιών, διαπιστώνει κανείς ότι η μόνη χαρακτηριστική κλίμακα με σαφές φυσικό νόημα είναι η ετήσια. Από εκεί και πέρα δεν υπάρχει καμία αντικειμενική «οριακή κλίμακα» που θα υποστήριζε έναν διαφορετικό ορισμό του κλίματος. Ο παραπάνω ορισμός περιλαμβάνει όλες τις κλίμακες πέραν της ετήσιας, αφήνοντας έτσι εκτός τις μικρότερες κλίμακες (π.χ. μερικών λεπτών ή ημερών) που σχετίζονται με τον καιρό.

Ο στοχαστικός προσδιορισμός που εμφανίζεται στον ορισμό που δώσαμε για το κλίμα, περιλαμβάνει όλα τα στατιστικά χαρακτηριστικά που χρησιμοποιούνται σε άλλους ορισμούς, όπως μέσους όρους, μεταβλητότητα, ακραίες τιμές κτλ., και συλλογικά περιλαμβάνει όλες τις συναφείς έννοιες των επιστημονικών πεδίων των πιθανοτήτων, της στατιστικής και των στοχαστικών ανελίξεων (Koutsoyiannis, 2021; υποσημείωση 24).

Η κύρια διάκριση μεταξύ καιρού και κλίματος είναι η εξής. Ενώ ο καιρός, σύμφωνα με τον ορισμό του WMO (1992, υποσημείωση 18), ο οποίος διατηρείται αμετάβλητος εδώ, αναφέρεται σε ένα συγκεκριμένο χρόνο, το κλίμα αναφέρεται σε ολόκληρη την κλιματική διεργασία, σε όλους τους χρόνους.

Όπως αναφέρεται στον προαναφερθέντα ορισμό του κλίματος από τον WMO (1992, υποσημείωση 18), η τυπική χρήση του όρου κλίμα αφορά μόνο την ατμόσφαιρα, παραλείποντας τα άλλα μέρη του κλιματικού συστήματος. Ωστόσο, δεδομένου ότι το κλιματικό σύστημα περιλαμβάνει την υδρόσφαιρα, δεν υπάρχει λόγος να αποκλείονται οι υδρολογικές διεργασίες από τις κλιματικές διεργασίες. Επομένως, ο ορισμός μας τις περιλαμβάνει και αυτές, και για να τονιστεί η συμπερίληψή τους, ο όρος υδροκλιματικός έχει χρησιμοποιηθεί ακόμη και στον τίτλο του βιβλίου. Αυτός παρέχει πρόσθετη σαφήνεια, αλλά κατ’ ουσία είναι πλεονασμός, δεδομένου ότι η υδρόσφαιρα περιλαμβάνεται ήδη στο κλιματικό σύστημα και το νερό είναι, στην πραγματικότητα, ο σημαντικότερος ρυθμιστής του κλίματος (Koutsoyiannis, 2021; υποσημείωση 24).

ΥΓ: Επειδή έλαβα σχόλια από συναδέλφους ότι τα antivirus τους μπλοκάρουν τον σύνδεσμο προς το Substack ή/και προς την ιστοσελίδα μου, δίνω παρακάτω και εναλλακτικούς συνδέσμους:

• Στο ResearchGate.

• Στο Internet Archive.

• Στην επίσημη ιστοσελίδα του εκδότη (Κάλλιπος, doi: 10.57713/kallipos-1) [Προς το παρόν περιέχει την έκδοση 3 και μπορεί να χρειαστούν μήνες μέχρι να ενημερωθεί με την έκδοση 4.]

Όσοι προτιμούν ένα έντυπο αντίγραφο μπορούν να εκτυπώσουν το αρχείο pdf ή εναλλακτικά να παραγγείλουν ένα έγχρωμο αντίγραφο μέσω της ιστοσελίδας μου, αν μπορούν να αντέξουν το κόστος της έγχρωμης εκτύπωσης.

1. Για λεπτομέρειες δείτε στο βιβλίο την Παρέκβαση 2.Α: Τι είναι η σαφήνεια; (Digression 2.A: What is sapheneia? ).

2. Την ίδια ρίζα έχει τη νεοελληνική λέξη κρασί. Ο όρος χρησιμοποιείται και σήμερα στα ελληνικά για παράγωγα ονόματα που σχετίζονται με το κλίμα, όπως εύκρατος και ευκρασία.

3. [Αριστ. Μετεωρολογικά 362b.17] «…ὅ τε γὰρ λόγος δείκνυσιν ὅτι ἐπὶ πλάτος μὲν [τὴν οἰκουμένην] ὥρισται, τὸ δὲ κύκλῳ συνάπτειν ἐνδέχεται διὰ τὴν κρᾶσιν, —οὐ γὰρ ὑπερβάλλει τὰ καύματα καὶ τὸ ψῦχος κατὰ μῆκος, ἀλλ’ ἐπὶ πλάτος, ὥστ’ εἰ μή που κωλύει θαλάττης πλῆθος, ἅπαν εἶναι πορεύσιμον, —καὶ κατὰ τὰ φαινόμενα περί τε τοὺς πλοῦς καὶ τὰς πορείας·»

4. Ιππάρχου των Αράτου και Ευδόξου φαινομένων εξηγήσεως (βλ. Shcheglov, 2007).

5. Shcheglov, D., 2007. Hipparchus’ table of climata and Ptolemy’s geography. Orbis Terrarum, 9.

6. [Στράβων 1.1] «πάντες, ὅσοι τόπων ἰδιότητας λέγειν ἐπιχειροῦσιν, οἰκείως προσάπτονται καὶ τῶν οὐρανίων καὶ γεωμετρίας, σχήματα καὶ μεγέθη καὶ ἀποστήματα καὶ κλίματα δηλοῦντες καὶ θάλπη καὶ ψύχη καὶ ἁπλῶς τὴν τοῦ περιέχοντος φύσιν.»

7. [Στράβων 2.3] «αὕτη δὲ τῷ εἰς τὰς [πέντε] ζώνας μερισμῷ λαμβάνει τὴν οἰκείαν διάκρισιν: αἵ τε γὰρ κατεψυγμέναι δύο τὴν ἔλλειψιν τοῦ θάλπους ὑπαγορεύουσιν εἰς μίαν τοῦ περιέχοντος φύσιν συναγόμεναι, αἵ τε εὔκρατοι παραπλησίως εἰς μίαν τὴν μεσότητα ἄγονται, εἰς δὲ τὴν λοιπὴν ἡ λοιπὴ μία καὶ διακεκαυμένη.»

8. Ο ακόλουθος ορισμός δίνεται απ’ τον Moxon (1700)*: «Κλίμα, απ’ την ίδια ελληνική λέξη: είναι ένα τμήμα της Γης ή του Ουρανού που περιέχεται μεταξύ δύο παραλλήλων. Και για τη διάκριση των τόπων, και τη διαφορετική θερμοκρασία του αέρα, ανάλογα με την κατάστασή τους. Ολόκληρη η σφαίρα της Γης χωρίζεται σε 24 Βόρεια και 24 Νότια Κλίματα, ανάλογα με την ανά μισή ώρα αύξηση των μεγαλύτερων ημερών· γιατί με βάση τον Ισημερινό ονομάζουμε ως πρώτο κλίμα από εκεί μέχρι το πλάτος στο οποίο η μεγαλύτερη ημέρα είναι μισή ώρα περισσότερο από ό,τι στον Ισημερινό, δηλ. 12 ώρες και μισή· το δεύτερο Κλίμα είναι εκεί όπου αυξάνεται κατά μία ολόκληρη ώρα, το τρίτο Κλίμα παρομοίως, και κάθε βόρειο και νότιο Κλίμα αντίστοιχα έχει τη μεγαλύτερη ημέρα του μισή ώρα περισσότερο από το προηγούμενο Κλίμα, μέχρις ότου στο τελευταίο βόρειο και νότιο Κλίμα, ο Ήλιος δεν δύει καθόλου για μισό έτος, αλλά κινείται κυκλικά πάνω από τον ορίζοντα».

*Moxon, J., 1700. Mathematicks Made Easie: Or, a Mathematical Dictionary: Explaining the Terms of Art, and Difficult Phrases Used in Arithmetick, Geometry, Astronomy, Astrology, and Other Mathematical Sciences … J. Moxon, at the sign of Atlas in Warwick Lane.

9. https://books.google.com/ngrams/graph?content=climatology.

10. Herbertson, A.J., 1907. Outlines of Physiography, an Introduction to the Study of the Earth, Arnold, London, UK.

11. Έτσι, ο Herbertson φαίνεται να είναι ο πατέρας της διάσημης φράσης «κλίμα είναι αυτό που περιμένουμε, καιρός είναι αυτό που έχουμε», που συχνά αποδίδεται στον Mark Twain. Αυτό που στην πραγματικότητα έγραψε ο Twain, αποδίδοντάς το σε έναν ανώνυμο μαθητή, είναι «Το κλίμα διαρκεί όλη την ώρα και ο καιρός μόνο λίγες μέρες»- βλέπε https://quoteinvestigator.com/2012/06/24/climate-vs-weather/.

12. Köppen, W., 1918. Klassifikation der Klimate nach Temperatur, Niederschlag und Jahreslauf, Petermanns Geogr. Mitteilungen, 64, 103-203.

13. Stamp, L.D., 1957. Major natural regions: Herbertson after fifty years. Geography, 42(4), 201-216.

14. Lamb, H.H., 1972. Climate: Past, Present, and Future, Vol. 1: Fundamentals and Climate Now. Methuen, London, UK.

15. https://w1.weather.gov/glossary/index.php?letter=c

16. https://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/outreach/glossary.shtml#C

17. http://glossary.ametsoc.org/wiki/Climate

18. WMO (World Meteorological Organization), 1992. International Meteorological Vocabulary. WMO, No. 182, Geneva, Switzerland, https://library.wmo.int/doc_num.php?explnum_id=4712.

19. IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), 2013: Annex III: Glossary [Planton, S. (ed.)]. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [ed. by Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley]. Cambridge University Press, Cambridge, UK, and New York, NY, USA.

20. Hoffman, J.I., 2015. Biostatistics for medical and biomedical practitioners. Academic Press, London, UK.

21. Lamb, H.H., 1977. Climate: Past, Present, and Future, Vol. 2: Climatic History and the Future. Methuen, London, UK.

22. Koutsoyiannis, D., 2011. Hurst-Kolmogorov dynamics and uncertainty, Journal of the American Water Resources Association, 47 (3), 481–495, doi: 10.1111/j.1752-1688.2011.00543.x.

23. Kolmogorov, A.N., 1931. Über die analytischen Methoden in der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Math. Ann., 104, 415-458. (English translation: On analytical methods in probability theory, In: Kolmogorov, A.N., Selected Works of A. N. Kolmogorov - Volume 2, Probability Theory and Mathematical Statistics, ed. by A.N. Shiryayev, Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 62-108, 1992).

24. Koutsoyiannis, D., 2020a. Revisiting the global hydrological cycle: is it intensifying?. Hydrology and Earth System Sciences. 24, 3899–3932, doi: 10.5194/hess-24-3899-2020.

Koutsoyiannis, D., 2020b: Rebuttal to review comments on “Revisiting global hydrological cycle: Is it intensifying?” (Interactive comment on “Revisiting global hydrological cycle: Is it intensifying?” by Demetris Koutsoyiannis). Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., doi: 10.5194/hess-2020-120-AC1.

Koutsoyiannis, D., 2021. Rethinking climate, climate change, and their relationship with water. Water, 13 (6), 849, doi: 10.3390/w13060849.

25. Koutsoyiannis, D., 2013. Hydrology and Change. Hydrological Sciences Journal, 58 (6), 1177–1197, doi: 10.1080/02626667.2013.804626.