Monitorowanie systemu klimatycznego: cel, funkcje i zadania

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-12 11:41

Klimat naszej planety to całość wszystkich zjawisk pogodowych. Jego głównymi wskaźnikami są ciśnienie atmosferyczne, wilgotność powietrza, zachmurzenie i opady. Ogromny wpływ na kształtowanie się klimatu na danym obszarze ma również położenie regionu. W zależności od położenia na kuli ziemskiej dla różnych klimatów, różne części świata charakteryzują się różnym składem powietrza i różnymi wskaźnikami cyrkulacji atmosferycznej. Ląd i morze, prądy oceaniczne, masy atmosferyczne, grawitacyjny wpływ Księżyca, jasność Słońca – wszystko to tworzy najbardziej złożony system klimatyczny na Ziemi. A w ostatnich latach coraz więcej uwagi poświęca się monitorowaniu parametrów klimatycznych. Dlaczego tak jest, po co nam monitorowanie klimatu i jakie funkcje spełnia – wszystko jest opisane w tym artykule.

Historia śledzenia pogody

Umiejętność przewidywania pogody zawsze była ważna dla ludzkości. Zbiory zależały od deszczów, które spadły na ziemię, i…suche lata mogą łatwo stać się przyczyną prawdziwej katastrofy. Dlatego niezwykle ważna była wiedza o tym, jak i dlaczego zmienia się pogoda. W starożytności nikt nie zajmował się monitorowaniem klimatu pogody i klimatu, zadanie to spoczywało na szamanach, predyktorach i po prostu mądrych ludziach, którzy przez lata swojego życia poznali schematy zjawisk pogodowych. Dlatego wierzenia i znaki przepowiadające pogodę są nadal rozpowszechnione wśród prawie wszystkich narodów świata.

Aktualny czas

W XX i XXI wieku sytuacja oczywiście zmieniła się diametralnie. Monitorowanie klimatu wymaga dziś ogromnej mocy obliczeniowej, zaawansowanych instrumentów i sprzętu. Teraz odczytywane są najmniejsze zmiany parametrów, które są ukryte przed ludzkim okiem. Na przykład naukowcy, którzy monitorują pogodę i klimat, monitorują również ruchy płyt, akumulację magmy i nie tylko. A jednak w czasach, gdy przestaliśmy tak bardzo zależeć od żniw, a deszcz, który spadł w niewłaściwym czasie, staje się tylko drobnym utrapieniem - dlaczego monitorujemy klimat?

Monitorowanie parametrów klimatycznych

Chociaż przestaliśmy polegać na kaprysach pogody, pod pewnymi względami klimat wpływa na nas nawet bardziej niż tysiące lat temu. To oczywiście nasza wina. Weźmy na przykład dziury ozonowe – ludzie żyjący pod nimi są wielokrotnie bardziej narażeni na raka skóry. Lub też ma na nas wpływ topnienie lodu, stopniowo podnoszące poziom oceanów na świecie, co grozi zalaniem w niedalekiej przyszłości wielu nadmorskich miast. A globalne ocieplenie? Naukowcyjeszcze nie zdecydowaliśmy: czy to naprawdę nasza wina, czy nasza planeta przechodzi właśnie taki naturalny cykl. Monitorowanie systemu klimatycznego powinno pomóc nam odpowiedzieć na to pytanie.

Śledzenie pogody to system wielopoziomowy. Zacznijmy od szczegółowego monitoringu, który śledzi zmianę dosłownie jednego lub dwóch parametrów w bardzo małym ekosystemie (na przykład poziom odwodnienia bagna). Local robi to samo, ale na większą skalę. Monitoring regionalny monitoruje zmiany klimatu, pogody i warunków środowiskowych całego regionu, krajowy monitoruje ogólny stan ekologiczny kraju, a globalny, jak sama nazwa wskazuje, monitoruje parametry całego świata.

Klasyfikacje

Klasyfikacja systemów monitoringu często opiera się na różnicach w sposobie prowadzenia obserwacji klimatu. Pierwszy rodzaj to monitoring chemiczny, który monitoruje skład chemiczny i jego zmiany w atmosferze, masach wodnych, glebach, osadach, roślinności, a nawet zwierzętach. To o nim najczęściej słyszymy, jeśli chodzi o smutny stan środowiska i powietrza.

Drugim jest monitoring fizyczny, który nie jest tak widoczny jak monitoring chemiczny, ponieważ monitoruje parametry, które rzadko mają bezpośredni wpływ na nasze życie, ale mogą to zrobić w przyszłości – są to promieniowanie, promieniowanie elektromagnetyczne i hałas.

I ostatni - biologiczny, monitoruje stan przyrody za pomocą bioindykatorów, czyli organizmów żywych żyjących w środowisku, począwszy odbakterie na duże zwierzęta.

Główne zadania monitorowania

Głównym zadaniem jest oczywiście identyfikacja antropogenicznych zmian w ekosystemach, czyli wywołanych przez ludzi. Równie ważne jest jednak monitorowanie parametrów, które pomogą zidentyfikować klęski żywiołowe na wczesnym etapie. Na przykład każdy aktywny wulkan jest ściśle monitorowany, a moment jego erupcji można przewidzieć z prawie stuprocentową dokładnością. Zarejestrowane w oceanie trzęsienia ziemi umożliwiają poznanie zbliżającego się tsunami i ewakuację ludzi ze strefy zagrożenia. Huragany, których narodziny i powstawanie są obecnie monitorowane z kosmosu, od dawna są doskonale przewidywalne i znacznie mniej niebezpieczne niż wcześniej. Jednak monitorowanie klimatu nie jest doskonałe, a ludzkość ma w tym obszarze miejsce na rozwój.

Jak zbierane są dane?

Aby obliczyć wzorce pogody i klimatu za pomocą monitorowania klimatu, musisz znać historię. Naukowcy badają różne obiekty fizyczne, które rzucają światło na to, jaka była pogoda tysiące i miliony lat temu. Osady na dnie mórz i oceanów, słoje drzew i wiele innych odzwierciedlają wahania klimatu na przestrzeni wielu tysięcy lat. Dzięki tym odkryciom wynaleziono na przykład analizę radiowęglową, która pozwala dokładnie określić wiek znaleziska. Porównanie klimatu minionego z teraźniejszością pozwala określić poziom skutków antropogenicznych. Oczywiście w projekty na tak dużą skalę zaangażowani są naukowcy z całego świata.kraje.

Informacje o pogodzie

Monitorowanie pogody jest również działalnością międzynarodową. Dane gromadzone przez sztuczne satelity Ziemi, a także tysiące meteorologicznych stacji obserwacyjnych są przesyłane do międzynarodowych centrów danych, gdzie są przetwarzane i analizowane. Przewidywana w ten sposób pogoda jest dalej rozpowszechniana przez służby krajowe i trafia do wiadomości wszystkich krajów. Ponieważ pogoda jest zjawiskiem niezwykle zmiennym, dane z międzynarodowego centrum są pobierane kilka razy dziennie i są stale aktualizowane. Możesz mniej lub bardziej dokładnie określić pogodę tylko na dzień lub dwa, ale dokładność takich prognoz nie wynosi 100 procent, absolutnie możesz poznać pogodę tylko 10-12 godzin do przodu. A do prognoz długoterminowych wykorzystuje się więcej danych statystycznych dotyczących pogody z ostatnich lat, co oczywiście nie daje gwarancji.

Międzynarodowy monitoring

W 1975 roku, łącząc siły, światowa społeczność stworzyła globalny system monitorowania środowiska - GEMS. Od tego czasu rozwinęła się sfera stosunków międzynarodowych, a od połowy lat 2000. realizowany jest na świecie międzypaństwowy projekt globalnego systemu badań Ziemi, koordynowany staraniami Grupy ds. Obserwacji Ziemi. W długoterminowym projekcie uczestniczy ponad 70 krajów, w tym Rosja.

Głównym celem projektu jest przyspieszenie integracji większości źródeł danych środowiskowych w jeden system informacyjny. Rozwój technologii komputerowej już teraz umożliwia łączenie ogromnej ilości danych w spójny system nadający się do analizy i łatwy dla użytkownika. Sukces projektu w odległej przyszłości można uznać za stworzenie systemu, który automatycznie i z dużą dokładnością przewiduje zdarzenia pogodowe i kataklizmy.

Stacje obserwacyjne w Rosji

Monitorowanie klimatu w WNP to wysoko rozwinięta branża. Obecnie około 900 stacji monitoruje klimat. Część z nich działa od czasów Związku Radzieckiego, część została ukończona i wyposażona po upadku. Spośród nich około 700 monitoruje temperaturę atmosfery, a około 100 stacji monitoruje przepływ powietrza. Wszystkie otrzymane przez nich dane są rejestrowane i przetwarzane w cyklach miesięcznych, a każde archiwum z danymi przechodzi obowiązkową kontrolę pod kątem odchyleń, odchylenia te mogą wystąpić na skutek awarii lub nieprawidłowego działania urządzenia. Około 230 stacji codziennie wysyła dane do międzynarodowych centrów.

Oprócz parametrów potrzebnych do monitorowania klimatu i pogody, Rosja zbiera również dane globalne. Na przykład dane o zmianach pokrywy śnieżnej w europejskiej Rosji, sezonowych zmianach w pływającym lodzie na Morzu Kaspijskim. Gromadzone są dane dotyczące zasięgu i objętości lodu morskiego na Antarktydzie iw zachodniej Arktyce. Wszystkie te parametry są niezwykle ważne dla zrozumienia globalnych procesów atmosferycznych.

Przyszłość monitoringu środowiska

W tej chwili monitorowanie klimatu zrobiło duży krok naprzódw porównaniu do poprzedniego stulecia. Należy jednak zrobić znacznie więcej, aby poprawić i udoskonalić prognozy. Na przykład, ze względu na niedoskonałość technologii i modeli matematycznych, obecnie niezwykle trudno jest w pełni monitorować pogodę nad oceanami świata. Monitor pogody i klimatu nadal prowadzony jest przy użyciu sprzętu przestarzałego fizycznie i moralnie. Przyrządy zewnętrzne na stacjach meteorologicznych nadal zawierają banalne termometry rtęciowe i wiadra do określania ilości opadów. Niektóre kraje nie uczestniczą w międzynarodowych projektach monitorowania klimatu, zmniejszając tym samym ilość danych otrzymywanych przez ludzkość. Trwa debata na temat ekonomicznej wykonalności ulepszenia systemów monitorowania. Ustalenia dotyczące wpływu człowieka na przyrodę są często ignorowane, nie wszystkie kraje podejmują przynajmniej pewne działania w celu poprawy sytuacji.

W rezultacie, chociaż ludzkość posunęła się daleko w kwestii monitorowania klimatu, wciąż jest bardzo daleko od stworzenia i wdrożenia pełnoprawnych modeli matematycznych, które będą przewidywać przynajmniej pogodę z dużą dokładnością.