Klimata sistēmas uzraudzība: mērķis, funkcijas un uzdevumi

2024 Autors: Henry Conors | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-12 10:37

Mūsu planētas klimats ir visu laikapstākļu parādību kopums. Tās galvenie rādītāji ir atmosfēras spiediens, gaisa mitrums, mākoņainība un nokrišņi. Milzīgu ietekmi uz to, kā klimats būs noteiktā apgabalā, atstāj arī reģiona atrašanās vieta. Atkarībā no atrašanās vietas uz zemeslodes dažādiem klimatiskajiem apstākļiem, dažādām pasaules daļām ir raksturīgs atšķirīgs gaisa sastāvs un dažādi atmosfēras cirkulācijas rādītāji. Zeme un jūra, okeāna straumes, atmosfēras masas, Mēness gravitācijas ietekme, Saules spožums – tas viss rada vissarežģītāko klimata sistēmu uz Zemes. Un pēdējos gados arvien lielāka uzmanība tiek pievērsta klimata parametru monitoringam. Kāpēc tas tā ir, kāpēc mums ir nepieciešams klimata monitorings un kādas funkcijas tas veic - viss ir aprakstīts šajā rakstā.

Laikapstākļu izsekošanas vēsture

Spēja paredzēt laikapstākļus cilvēcei vienmēr ir bijusi svarīga. Raža bija atkarīga no lietusgāzēm, kas lija uz zemes, unsausie gadi var viegli izraisīt reālu katastrofu. Tāpēc zināt, kā un kāpēc laikapstākļi mainās, bija neticami svarīgi. Senos laikos neviens nenodarbojās ar laikapstākļu un klimata klimata monitoringu, šis uzdevums bija šamaņiem, pareģotājiem un vienkārši gudriem cilvēkiem, kuri savas dzīves gadu laikā ir apguvuši laikapstākļu parādību modeļus. Tāpēc ticējumi un zīmes, kas pareģo laikapstākļus, joprojām ir plaši izplatītas gandrīz visās pasaules tautās.

Pašreizējais laiks

XX un XXI gadsimtā situācija, protams, ir krasi mainījusies. Klimata monitorings mūsdienās ietver milzīgu skaitļošanas jaudu, sarežģītus instrumentus un aprīkojumu. Tagad tiek nolasītas mazākās parametru izmaiņas, kas cilvēka acij ir apslēptas. Piemēram, zinātnieki, kas uzrauga laikapstākļus un klimatu, uzrauga arī plākšņu kustības, magmas uzkrāšanos un daudz ko citu. Un tomēr laikā, kad mēs vairs neesam tik ļoti atkarīgi no ražas un lietus, kas nolija nepareizā laikā, kļūst tikai par nelielu traucēkli - kāpēc mēs uzraugām klimatu?

Klimatisko parametru uzraudzība

Lai gan esam pārstājuši būt atkarīgi no laikapstākļiem, dažos veidos klimats mūs ietekmē pat vairāk nekā pirms tūkstošiem gadu. Tā, protams, esam mūsu pašu vaina. Ņemiet, piemēram, ozona caurumus – cilvēkiem, kas dzīvo zem tiem, ir daudzkārt lielāks risks saslimt ar ādas vēzi. Vai arī ledus kušana, pamazām paaugstinot pasaules okeāna līmeni, kas tuvākajā laikā draud appludināt daudzas piekrastes pilsētas, atstāj iespaidu arī uz mums. Un globālā sasilšana? Zinātniekivēl nav izlēmuši: vai tā tiešām ir mūsu vaina, vai arī mūsu planēta tikai iziet cauri tik dabiskam ciklam. Klimata sistēmas uzraudzībai vajadzētu palīdzēt mums atbildēt uz šo jautājumu.

Laikapstākļu izsekošana ir daudzlīmeņu sistēma. Sāksim ar detalizētu monitoringu, kas izseko burtiski viena vai divu parametru izmaiņām ļoti mazā ekosistēmā (piemēram, purva nosusināšanas līmenis). Vietējais dara to pašu, bet plašākā mērogā. Reģionālais monitorings uzrauga klimata, laika un vides apstākļu izmaiņas visā reģionā, nacionālais uzrauga vispārējo valsts ekoloģisko stāvokli, un globālais, kā norāda nosaukums, uzrauga visas pasaules parametrus.

Klasifikācijas

Uzraudzības sistēmu klasifikācijas pamatā bieži vien ir atšķirības klimata novērošanas metodēs. Pirmais veids ir ķīmiskais monitorings, kas uzrauga ķīmisko sastāvu un tā izmaiņas atmosfērā, ūdens masās, augsnēs, nogulumos, veģetācijā un pat dzīvniekos. Tieši par viņu mēs visbiežāk dzirdam, kad runa ir par bēdīgo vides un gaisa stāvokli.

Otrais ir fiziskais monitorings, kas nav tik pamanāms kā ķīmiskais monitorings, jo uzrauga parametrus, kas reti kad tieši ietekmē mūsu dzīvi, bet var to darīt nākotnē – tie ir starojums, elektromagnētiskais starojums un troksnis.

Un pēdējais - bioloģiskais, tas uzrauga dabas stāvokli pēc bioindikatoriem, tas ir, dzīvajiem organismiem, kas dzīvo vidē, sākot nobaktērijas lieliem dzīvniekiem.

Galvenie uzraudzības uzdevumi

Galvenais uzdevums, protams, ir identificēt antropogēnas izmaiņas ekosistēmās, tas ir, cilvēku izraisītas. Tomēr vienlīdz svarīgi ir uzraudzīt parametrus, kas palīdzēs noteikt dabas katastrofas agrīnā stadijā. Piemēram, katrs aktīvais vulkāns tiek rūpīgi uzraudzīts un tā izvirduma brīdi var paredzēt ar gandrīz 100 procentu precizitāti. Okeānā fiksētās zemestrīces ļauj uzzināt par cunami tuvošanos un evakuēt cilvēkus no bīstamās zonas. Viesuļvētras, kuru rašanos un veidošanos tagad uzrauga no kosmosa, jau sen ir bijušas lieliski paredzamas un daudz mazāk bīstamas nekā agrāk. Tomēr klimata monitorings nav ideāls, un cilvēcei šajā jomā ir kur augt.

Kā tiek vākti dati?

Lai aprēķinātu laikapstākļu un klimata modeļus, izmantojot klimata monitoringu, jums jāzina vēsture. Zinātnieki pēta dažādus fiziskus objektus, kas atklāj laika apstākļus pirms tūkstošiem un miljoniem gadu. Nosēdumi jūru un okeānu dibenā, koku gredzeni un daudz kas cits atspoguļo klimata svārstības daudzu tūkstošu gadu garumā. Pateicoties šiem atklājumiem, piemēram, tika izgudrota radiooglekļa analīze, kas ļauj precīzi noteikt atraduma vecumu. Pagātnes klimata salīdzinājums ar tagadni ļauj noteikt antropogēnās ietekmes līmeni. Dabiski, ka šādos liela mēroga projektos ir iesaistīti zinātnieki no visas pasaules.valstis.

Par laikapstākļiem

Klimata laikapstākļu monitorings ir arī starptautiska darbība. Mākslīgo Zemes pavadoņu, kā arī tūkstošiem meteoroloģisko novērojumu staciju savāktie dati tiek nosūtīti uz starptautiskajiem datu centriem, kur tie tiek apstrādāti un analizēti. Šādi prognozētos laikapstākļus tālāk izplata nacionālie dienesti un tie nonāk visu valstu ziņās. Tā kā laikapstākļi ir ārkārtīgi mainīga parādība, dati no starptautiskā centra tiek pieprasīti vairākas reizes dienā un tiek pastāvīgi atjaunināti. Vairāk vai mazāk precīzi laikapstākļus var noteikt tikai dienai vai divām, taču šādu prognožu precizitāte nav 100 procentu, laikapstākļus absolūti var zināt tikai 10-12 stundas uz priekšu. Un ilgtermiņa prognozēm tiek izmantoti vairāk statistikas dati par iepriekšējo gadu laikapstākļiem, kas, protams, nevar dot garantijas.

Starptautiskā uzraudzība

1975. gadā, apvienojot spēkus, pasaules sabiedrība izveidoja globālu vides monitoringa sistēmu - GEMS. Kopš tā laika ir attīstījusies starptautisko attiecību sfēra, un kopš 2000. gadu vidus pasaulē tiek īstenots globālās Zemes izpētes sistēmas starpvalstu projekts, ko koordinē Zemes novērošanas grupas pūles. Ilgtermiņa projektā piedalās vairāk nekā 70 valstis, tostarp Krievija.

Projekta galvenais mērķis ir paātrināt lielākās daļas vides datu avotu integrāciju vienotā informācijas sistēmā. Datortehnoloģiju attīstība jau šobrīd ļauj apvienot milzīgu datu apjomu saskaņotā, analīzei piemērotā un lietotājam ērtā sistēmā. Par projekta panākumiem tālā nākotnē var uzskatīt tādas sistēmas izveidi, kas automātiski un ar lielu precizitāti prognozē laika apstākļus un kataklizmas.

Novērošanas stacijas Krievijā

Klimata monitorings NVS ir augsti attīstīta nozare. Pašlaik klimata monitoringu veic aptuveni 900 stacijas. Daļa no tiem darbojas jau no Padomju Savienības laikiem, daļa tika pabeigta un aprīkota pēc sabrukuma. No tiem aptuveni 700 uzrauga atmosfēras temperatūru, bet aptuveni 100 stacijas uzrauga gaisa plūsmas. Visi viņu saņemtie dati tiek reģistrēti un apstrādāti katru mēnesi, un katram arhīvam ar datiem tiek veikta obligāta noviržu pārbaude, šīs novirzes var rasties ierīces bojājuma vai nepareizas darbības dēļ. Katru dienu aptuveni 230 stacijas nosūta datus uz starptautiskajiem centriem.

Papildus parametriem, kas nepieciešami klimata un laikapstākļu uzraudzībai, Krievija vāc arī globālos datus. Piemēram, dati par sniega segas izmaiņām Eiropas Krievijā, peldošā ledus sezonālās izmaiņas Kaspijas jūrā. Tiek vākti dati par jūras ledus apjomu un apjomu Antarktīdā un Arktikas rietumos. Visi šie parametri ir ārkārtīgi svarīgi, lai izprastu globālos atmosfēras procesus.

Vides monitoringa nākotne

Šobrīd klimata monitorings ir spēris lielu soli uz priekšusalīdzinot ar iepriekšējo gadsimtu. Tomēr daudz vairāk ir jādara, lai uzlabotu un precizētu prognozes. Piemēram, tehnoloģiju un matemātisko modeļu nepilnību dēļ šobrīd ir ārkārtīgi grūti pilnībā uzraudzīt laikapstākļus virs pasaules okeāna. Laikapstākļu un klimata monitorings joprojām tiek veikts, izmantojot fiziski un morāli novecojušu aprīkojumu. Meteoroloģisko staciju āra instrumentos joprojām ir banāli dzīvsudraba termometri un spaiņi nokrišņu daudzuma noteikšanai. Dažas valstis nepiedalās starptautiskos klimata monitoringa projektos, tādējādi samazinot cilvēces saņemto datu apjomu. Notiek diskusijas par uzraudzības sistēmu uzlabošanas ekonomisko iespējamību. Secinājumi par cilvēka ietekmi uz dabu bieži tiek ignorēti, ne visas valstis veic vismaz dažus pasākumus situācijas uzlabošanai.

Līdz ar to, lai gan cilvēce klimata monitoringa jautājumā ir pavirzījusies tālu, tā joprojām ir ļoti tālu no pilnvērtīgu matemātisko modeļu izveides un ieviešanas, kas ar lielu precizitāti prognozēs vismaz laikapstākļus.