Мониторинг на климатичната система: предназначение, характеристики и задачи

2024 Автор: Henry Conors | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-12 04:00

Климатът на нашата планета е съвкупността от всички метеорологични явления. Основните му показатели са атмосферно налягане, влажност на въздуха, облачност и валежи. Огромно влияние върху това как ще бъде климатът в определен район оказва и къде се намира регионът. В зависимост от положението на земното кълбо за различните климатични условия, различните части на света се характеризират с различен състав на въздуха и различни показатели за атмосферна циркулация. Суша и море, океански течения, атмосферни маси, гравитационното влияние на Луната, яркостта на Слънцето - всичко това създава най-сложната климатична система на Земята. А през последните години все повече внимание се обръща на мониторинга на климатичните параметри. Защо е така, защо се нуждаем от мониторинг на климата и какви функции изпълнява - всичко е описано в тази статия.

История на проследяването на времето

Способността да се предскаже времето винаги е била важна за човечеството. Реколтата зависеше от дъждовете, проляни върху земята, исухите години лесно биха могли да бъдат причина за истинско бедствие. Ето защо да знаеш как и защо времето се променя беше изключително важно. В древни времена никой не се е занимавал с мониторинг на времето и климата, тази задача е била на шамани, предсказатели и просто мъдри хора, които през годините на живота си са научили моделите на метеорологичните явления. Ето защо вярванията и знаците, които предсказват времето, все още са широко разпространени сред почти всички народи по света.

Текущо време

През XX и XXI век ситуацията, разбира се, се промени драстично. Мониторингът на климата днес включва огромна изчислителна мощност, сложни инструменти и оборудване. Сега се четат най-малките промени в параметрите, които са скрити от човешкото око. Например учените, които наблюдават времето и климата, също наблюдават движенията на плочите, натрупването на магма и др. И все пак, във време, когато сме престанали да зависим толкова много от реколтата, а дъждът, който падна в неподходящо време, се превръща само в незначителна неприятност - защо следим климата?

Мониторинг на климатичните параметри

Въпреки че сме престанали да зависим от капризите на времето, по някакъв начин климатът ни влияе дори повече, отколкото преди хиляди години. Това, разбира се, е наша собствена вина. Да вземем например озоновите дупки – хората, живеещи под тях, са в пъти по-застрашени от рак на кожата. Или пък топенето на ледовете, постепенно повишаващо нивото на световния океан, което заплашва да наводни много крайбрежни градове в близко бъдеще, също оказва влияние върху нас. А глобалното затопляне? ученитевсе още не сме решили: наистина ли е наша вина, или нашата планета просто преминава през такъв естествен цикъл. Наблюдението на климатичната система трябва да ни помогне да отговорим на този въпрос.

Проследяването на времето е система на много нива. Нека започнем с подробен мониторинг, който проследява промяната в буквално един или два параметъра в рамките на много малка екосистема (например нивото на дренаж на блато). Local прави същото, но в по-голям мащаб. Регионалният мониторинг следи промените в климата, времето и условията на околната среда в целия регион, националният следи общото екологично състояние на страната, а глобалният, както подсказва името, следи параметрите на целия свят.

Класификации

Класификацията на системите за наблюдение често се основава на различията в метода за наблюдение на климата. Първият вид е химически мониторинг, който следи химичния състав и неговите промени в атмосферата, водните маси, почвите, седиментите, растителността и дори животните. Именно за него най-често чуваме, когато става въпрос за тъжното състояние на околната среда и въздуха.

Вторият е физическото наблюдение, което не е толкова видимо, колкото химическото наблюдение, защото следи параметри, които рядко влияят пряко на живота ни, но могат да го направят в бъдеще - това са радиация, електромагнитно излъчване и шум.

И последното - биологично, то следи състоянието на природата чрез биоиндикатори, тоест живи организми, живеещи в околната среда, вариращи отбактерии за големи животни.

Основни задачи за наблюдение

Основната задача, разбира се, е да се идентифицират антропогенните промени в екосистемите, тоест причинени от хората. Въпреки това е също толкова важно да се наблюдават параметрите, които ще помогнат за идентифицирането на природни бедствия на ранен етап. Например всеки активен вулкан се следи отблизо и моментът на неговото изригване може да се предвиди с почти 100 процента точност. Земетресенията, регистрирани в океана, позволяват да се научи за наближаващото цунами и да се евакуират хората от опасната зона. Ураганите, чието раждане и образуване сега се наблюдават от космоса, отдавна са напълно предвидими и много по-малко опасни от преди. Мониторингът на климата обаче не е съвършен и човечеството има какво да расте в тази област.

Как се събират данните?

За да изчислите моделите на времето и климата чрез мониторинг на климата, трябва да знаете историята. Учените изучават различни физически обекти, които хвърлят светлина върху това какво е било времето преди хиляди и милиони години. Отлаганията на дъното на моретата и океаните, пръстените на дърветата и много други отразяват колебанията на климата в продължение на много хиляди години. Благодарение на тези открития например беше изобретен радиовъглероден анализ, който ви позволява да определите точно възрастта на находката. Сравнението на миналия климат с настоящето дава възможност да се определи нивото на антропогенното въздействие. Естествено, учени от цял свят участват в такива мащабни проекти.държави.

Относно времето

Мониторингът на климата също е международна дейност. Данните, събрани от изкуствени спътници на Земята, както и от хиляди метеорологични станции за наблюдение, се изпращат до международни центрове за данни, където се обработват и анализират. Така прогнозираното време се разпространява допълнително от националните служби и попада в репортажите на всички страни. Тъй като времето е изключително променливо явление, данните от международния център се изискват няколко пъти на ден и постоянно се актуализират. Можете повече или по-малко точно да определите времето само за ден-два, но точността на такива прогнози не е 100 процента, можете абсолютно да знаете времето само 10-12 часа напред. А за дългосрочни прогнози се използват повече статистически данни за времето от минали години, които, разбира се, не могат да дадат гаранции.

Международен мониторинг

През 1975 г., обединявайки усилията, световната общност създаде глобална система за мониторинг на околната среда - GEMS. Оттогава се развива сферата на международните отношения, а от средата на 2000-те години в света се реализира междудържавен проект на глобалната система за изследване на Земята, който се координира с усилията на Групата за наблюдение на Земята. Повече от 70 държави, включително Русия, участват в дългосрочния проект.

Основната цел на проекта е да ускори интегрирането на повечето източници на данни за околната среда в единна информационна система. Развитието на компютърните технологии вече прави възможно комбинирането на огромно количество данни в кохерентна система, подходяща за анализ и лесна за потребителя. Успехът на проекта в далечното бъдеще може да се счита за създаването на система, която автоматично и с голяма точност предсказва метеорологични събития и катаклизми.

Станции за наблюдение в Русия

Мониторингът на климата в ОНД е силно развита индустрия. В момента около 900 станции следят климата. Някои от тях са действали още от времето на Съветския съюз, а някои са завършени и оборудвани след разпадането. От тях около 700 следят температурата на атмосферата, а около 100 станции следят въздушните потоци. Всички получени от тях данни се записват и обработват ежемесечно, като всеки архив с данни се подлага на задължителна проверка за отклонения, тези отклонения могат да възникнат поради повреда или неизправност на устройството. Около 230 станции изпращат данни до международни центрове всеки ден.

В допълнение към параметрите, необходими за наблюдение на климата и времето, Русия събира и глобални данни. Например данни за промените в снежната покривка в Европейска Русия, сезонните промени в плаващия лед в Каспийско море. Събрани са данни за размера и обема на морския лед в Антарктида и в западната част на Арктика. Всички тези параметри са изключително важни за разбирането на глобалните атмосферни процеси.

Бъдещето на мониторинга на околната среда

В момента мониторингът на климата направи голяма крачка напредв сравнение с предходния век. Въпреки това трябва да се направи много повече за подобряване и прецизиране на прогнозите. Например, поради несъвършенството на технологиите и математическите модели, в момента е изключително трудно да се следи напълно времето над световния океан. Мониторингът на времето и климата все още се извършва с използването на физически и морално остаряло оборудване. Външните инструменти на метеорологичните станции все още включват банални живачни термометри и кофи за определяне на количеството на валежите. Някои държави не участват в международни проекти за мониторинг на климата, като по този начин намаляват количеството данни, получени от човечеството. Продължава дебатът относно икономическата осъществимост на подобряването на системите за наблюдение. Констатациите за човешкото въздействие върху природата често се игнорират, не всички страни предприемат поне някои мерки за подобряване на ситуацията.

В резултат на това, въпреки че човечеството е напреднало далеч по въпроса за мониторинга на климата, то все още е много далеч от създаването и прилагането на пълноценни математически модели, които ще предсказват поне времето с голяма точност.