ניטור מערכת האקלים: מטרה, תכונות ומשימות

2024 מְחַבֵּר: Henry Conors | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-02-12 07:17

האקלים של הפלנטה שלנו הוא המכלול של כל תופעות מזג האוויר. האינדיקטורים העיקריים שלו הם לחץ אטמוספרי, לחות אוויר, עננות ומשקעים. השפעה עצומה על האופן שבו יהיה האקלים באזור מסוים משפיעה גם על המקום בו נמצא האזור. בהתאם למיקום על פני כדור הארץ עבור אקלים שונים, חלקים שונים של העולם מאופיינים בהרכבי אוויר שונים ובאינדיקטורים שונים של זרימת אטמוספירה. יבשה וים, זרמי אוקיינוס, מסות אטמוספריות, השפעת הכבידה של הירח, בהירות השמש - כל זה יוצר את מערכת האקלים המורכבת ביותר על פני כדור הארץ. ובשנים האחרונות ניתנת יותר ויותר תשומת לב לניטור פרמטרי אקלים. למה זה כך, למה אנחנו צריכים ניטור אקלים, ואילו פונקציות הוא מבצע - הכל מתואר במאמר זה.

היסטוריה של מעקב אחר מזג האוויר

היכולת לחזות את מזג האוויר תמיד הייתה חשובה לאנושות. הקציר היה תלוי בגשמים שנשפכו על האדמה, ושנים יבשות יכולות בקלות להיות הגורם לאסון אמיתי. לכן לדעת איך ולמה משתנה מזג האוויר היה חשוב להפליא. בימי קדם איש לא עסק בניטור אקלים של מזג אוויר ואקלים, המשימה הזו הייתה מוטלת על שמאנים, מנבאים ופשוט חכמים שלמדו במהלך שנות חייהם את דפוסי תופעות מזג האוויר. לכן אמונות וסימנים המנבאים את מזג האוויר עדיין נפוצים בקרב כמעט כל עמי העולם.

שעה נוכחית

במאה ה-XX וה-XXI, המצב, כמובן, השתנה באופן דרמטי. ניטור האקלים כיום כרוך בכוח מחשוב עצום, מכשירים וציוד מתוחכמים. כעת קוראים את השינויים הקטנים ביותר בפרמטרים המוסתרים מהעין האנושית. לדוגמה, מדענים שעוקבים אחר מזג האוויר והאקלים עוקבים גם אחר תנועות הלוחות, הצטברות מאגמה ועוד. ובכל זאת, בתקופה שבה הפסקנו להיות תלויים כל כך בקציר, והגשם שירד בזמן הלא נכון הופך למטרד מינורי בלבד - למה אנחנו עוקבים אחר האקלים?

ניטור של פרמטרים אקלימיים

למרות שהפסקנו להיות תלויים בגחמות מזג האוויר, במובנים מסוימים האקלים משפיע עלינו אפילו יותר מאשר לפני אלפי שנים. זו, כמובן, אשמתנו. קחו, למשל, חורים באוזון - אנשים החיים מתחתיהם נמצאים בסיכון גבוה פי כמה לסרטן העור. או להמסת הקרח, העלאה בהדרגה את מפלס האוקיינוסים בעולם, המאיימת להציף ערי חוף רבות בעתיד הקרוב, גם היא משפיעה עלינו. והתחממות כדור הארץ? מדעניםעדיין לא החליטו: האם זו באמת אשמתנו, או שהכוכב שלנו פשוט עובר מחזור טבעי כזה. ניטור מערכת האקלים אמור לעזור לנו לענות על שאלה זו.

מעקב אחר מזג אוויר הוא מערכת מרובת רמות. נתחיל בניטור מפורט, שעוקב אחר השינוי בפרמטר אחד או שניים, פשוטו כמשמעו, בתוך מערכת אקולוגית קטנה מאוד (למשל, רמת הניקוז של ביצה). מקומי עושה את אותו הדבר, אבל בקנה מידה גדול יותר. ניטור אזורי עוקב אחר שינויים באקלים, מזג האוויר ותנאי הסביבה של האזור כולו, ארצי עוקב אחר המצב האקולוגי הכללי של המדינה, והעולמי, כשמו כן הוא, עוקב אחר הפרמטרים של העולם כולו.

סיווגים

הסיווג של מערכות ניטור מבוסס לרוב על הבדלים בשיטת התצפית באקלים. הסוג הראשון הוא ניטור כימי, העוקב אחר ההרכב הכימי ושינוייו באטמוספרה, במסות מים, בקרקעות, במשקעים, בצמחייה ואפילו בבעלי חיים. זה עליו שאנחנו שומעים לרוב כשמדובר במצב העצוב של הסביבה והאוויר.

השני הוא ניטור פיזי, שאינו גלוי לעין כמו ניטור כימי, מכיוון שהוא מנטר פרמטרים שלעתים רחוקות משפיעים ישירות על חיינו, אך יכולים לעשות זאת בעתיד - אלה הם קרינה, קרינה אלקטרומגנטית ורעש

והאחרון - ביולוגי, הוא מנטר את מצב הטבע על ידי ביואינדיקטורים, כלומר, אורגניזמים חיים החיים בסביבה, החל מ-חיידקים לבעלי חיים גדולים.

משימות ניטור עיקריות

המשימה העיקרית, כמובן, היא לזהות שינויים אנתרופוגניים במערכות אקולוגיות, כלומר, הנגרמים על ידי אנשים. עם זאת, חשוב לא פחות לעקוב אחר הפרמטרים שיסייעו לזהות אסונות טבע בשלב מוקדם. לדוגמה, כל הר געש פעיל נמצא במעקב צמוד וניתן לחזות את רגע ההתפרצות שלו בכמעט 100 אחוז דיוק. רעידות אדמה שתועדו באוקיינוס מאפשרות ללמוד על הצונאמי המתקרב ולפנות אנשים מאזור הסכנה. הוריקנים, שלידתם והיווצרותם מנוטרים כעת מהחלל, כבר מזמן היו צפויים לחלוטין והרבה פחות מסוכנות מבעבר. עם זאת, ניטור האקלים אינו מושלם, ולאנושות יש מקום לצמוח באזור זה.

איך נאספים נתונים?

כדי לחשב את דפוסי מזג האוויר והאקלים על ידי ניטור אקלים, עליך לדעת היסטוריה. מדענים חוקרים מגוון עצמים פיזיקליים השופכים אור על איך היה מזג האוויר לפני אלפי ומיליוני שנים. משקעים על קרקעית הים והאוקיינוסים, טבעות עצים ועוד הרבה יותר משקפים תנודות אקלים לאורך אלפי שנים. הודות לתגליות אלה, למשל, הומצא ניתוח פחמן רדיו, המאפשר לקבוע במדויק את גיל הממצא. השוואה בין אקלים העבר להווה מאפשרת לקבוע את רמת ההשפעות האנתרופוגניות. מטבע הדברים, מדענים מכל העולם מעורבים בפרויקטים כה גדולים.מדינות.

מידע על מזג האוויר

ניטור מזג האוויר באקלים הוא גם פעילות בינלאומית. נתונים שנאספים על ידי לווייני כדור הארץ מלאכותיים, כמו גם אלפי תחנות תצפית מטאורולוגיות, נשלחים למרכזי נתונים בינלאומיים, שם הם מעובדים ומנתחים. מזג האוויר החזוי בדרך זו מופץ עוד יותר על ידי השירותים הלאומיים ונכנס לדיווחי החדשות של כל המדינות. מכיוון שמזג האוויר הוא תופעה משתנה ביותר, נתוני המרכז הבינלאומי מתבקשים מספר פעמים ביום ומתעדכנים כל הזמן. אתה יכול לקבוע פחות או יותר את מזג האוויר רק ליום או יומיים, אבל הדיוק של תחזיות כאלה הוא לא 100 אחוז, אתה יכול לדעת את מזג האוויר רק 10-12 שעות קדימה. ולגבי תחזיות ארוכות טווח נעשה שימוש בנתונים סטטיסטיים נוספים על מזג האוויר של השנים האחרונות, שכמובן לא יכולים לתת ערבויות.

ניטור בינלאומי

בשנת 1975, על ידי איחוד כוחות, יצרה הקהילה העולמית מערכת ניטור סביבתית גלובלית - GEMS. מאז התפתח תחום היחסים הבינלאומיים, ומאמצע שנות ה-2000 מיושם בעולם פרויקט בין-מדינתי של המערכת העולמית לחקר כדור הארץ, המתואם על ידי מאמצי הקבוצה לתצפיות כדור הארץ. יותר מ-70 מדינות, כולל רוסיה, משתתפות בפרויקט ארוך הטווח.

המטרה העיקרית של הפרויקט היא להאיץ את השילוב של רוב מקורות הנתונים הסביבתיים לתוך מערכת מידע אחת.התפתחות טכנולוגיית המחשוב מאפשרת כבר כעת לשלב כמות עצומה של נתונים למערכת קוהרנטית המתאימה לניתוח וקלה למשתמש. הצלחת הפרויקט בעתיד הרחוק יכולה להיחשב כיצירת מערכת החוזה באופן אוטומטי ובדיוק רב אירועי מזג אוויר ואסון.

תחנות תצפית ברוסיה

ניטור האקלים ב-CIS הוא תעשייה מפותחת מאוד. נכון להיום, כ-900 תחנות עוקבות אחר האקלים. חלקם פעלו עוד מימי ברית המועצות, וחלקם הושלמו וצוידו לאחר הקריסה. מתוכם, כ-700 עוקבות אחר טמפרטורת האטמוספרה, וכ-100 תחנות עוקבות אחר זרימות האוויר. כל הנתונים המתקבלים אצלם מתועדים ומעובדים על בסיס חודשי, וכל ארכיון עם נתונים עובר בדיקת חובה לאיתור חריגות, חריגות אלו עלולות להתרחש עקב תקלה או תקלה במכשיר. כ-230 תחנות שולחות נתונים למרכזים בינלאומיים מדי יום.

בנוסף לפרמטרים הדרושים לניטור האקלים ומזג האוויר, רוסיה אוספת גם נתונים גלובליים. לדוגמה, נתונים על שינויים בכיסוי השלג ברוסיה האירופית, שינויים עונתיים בקרח צף בים הכספי. נאספים נתונים על היקף ונפח קרח הים באנטארקטיקה ובמערב הארקטי. כל הפרמטרים הללו חשובים ביותר להבנת תהליכים אטמוספריים גלובליים.

העתיד של ניטור סביבתי

כרגע, ניטור האקלים עשה צעד גדול קדימהבהשוואה למאה הקודמת. עם זאת, צריך לעשות הרבה יותר כדי לשפר ולחדד את התחזיות. לדוגמה, בשל חוסר השלמות של הטכנולוגיה והמודלים המתמטיים, קשה מאוד כיום לעקוב באופן מלא אחר מזג האוויר מעל האוקיינוסים בעולם. ניטור מזג האוויר והאקלים עדיין מתבצע תוך שימוש בציוד מיושן פיזית ומוסרית. מכשירים חיצוניים בתחנות מטאורולוגיות עדיין כוללים מדי חום כספית בנאליים ודליים כדי לקבוע את כמות המשקעים. חלק מהמדינות אינן משתתפות בפרויקטים בינלאומיים של ניטור אקלים, ובכך מפחיתות את כמות הנתונים המתקבלת על ידי האנושות. קיים ויכוח מתמשך לגבי ההיתכנות הכלכלית של שיפור מערכות הניטור. לעתים קרובות מתעלמים מהממצאים לגבי ההשפעה האנושית על הטבע, לא כל המדינות נוקטות לפחות כמה צעדים כדי לשפר את המצב.

כתוצאה מכך, למרות שהאנושות התקדמה רחוק בסוגיית ניטור האקלים, היא עדיין רחוקה מאוד מיצירה והטמעה של מודלים מתמטיים מלאים שיחזו לפחות את מזג האוויר בדיוק רב.