Monitorovanie klimatického systému: účel, vlastnosti a úlohy

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-02-12 12:17

Klíma našej planéty je súhrnom všetkých javov počasia. Jeho hlavnými ukazovateľmi sú atmosférický tlak, vlhkosť vzduchu, oblačnosť a zrážky. Obrovský vplyv na to, aká bude klíma v určitej oblasti, má aj to, kde sa región nachádza. V závislosti od polohy na zemeguli pre rôzne podnebie sa rôzne časti sveta vyznačujú rôznym zložením vzduchu a rôznymi ukazovateľmi atmosférickej cirkulácie. Zem a more, oceánske prúdy, atmosférické hmoty, gravitačný vplyv Mesiaca, svietivosť Slnka – to všetko vytvára najzložitejší klimatický systém na Zemi. A v posledných rokoch sa stále viac pozornosti venuje sledovaniu klimatických parametrov. Prečo je to tak, prečo potrebujeme monitorovanie klímy a aké funkcie vykonáva – všetko je popísané v tomto článku.

História sledovania počasia

Schopnosť predpovedať počasie bola pre ľudstvo vždy dôležitá. Úroda závisela od dažďov, ktoré sa sypali na zem, asuché roky môžu byť ľahko príčinou skutočnej katastrofy. Preto bolo nesmierne dôležité vedieť, ako a prečo sa menia počasie. V dávnych dobách sa nikto nezaoberal klimatickým monitorovaním počasia a klímy, táto úloha spočívala na šamanoch, prediktoroch a jednoducho múdrych ľuďoch, ktorí sa v priebehu rokov svojho života naučili vzorce javov počasia. To je dôvod, prečo sú presvedčenia a znamenia, ktoré predpovedajú počasie, stále rozšírené medzi takmer všetkými ľuďmi na svete.

Aktuálny čas

V XX. a XXI. storočí sa situácia, samozrejme, dramaticky zmenila. Monitorovanie klímy dnes zahŕňa obrovský výpočtový výkon, sofistikované nástroje a vybavenie. Teraz sa čítajú najmenšie zmeny parametrov, ktoré sú ľudskému oku skryté. Napríklad vedci, ktorí sledujú počasie a klímu, sledujú aj pohyby platní, akumuláciu magmy a iné. A predsa, v čase, keď sme prestali byť tak závislí na úrode a dážď, ktorý spadol v nesprávny čas, sa stáva len malou nepríjemnosťou – prečo sledujeme klímu?

Monitorovanie klimatických parametrov

Hoci sme prestali závisieť od rozmarov počasia, v niektorých smeroch nás klíma ovplyvňuje ešte viac ako pred tisíckami rokov. Je to, samozrejme, naša vlastná chyba. Vezmime si napríklad ozónové diery – ľudia žijúci pod nimi sú mnohonásobne viac ohrození rakovinou kože. Alebo na nás má dopad aj topenie ľadu, postupné zvyšovanie hladiny svetových oceánov, ktoré v blízkej budúcnosti hrozí zaplavením mnohých pobrežných miest. A globálne otepľovanie? Vedciešte sme sa nerozhodli: je to naozaj naša chyba, alebo naša planéta len prechádza takýmto prirodzeným kolobehom. Monitorovanie klimatického systému by nám malo pomôcť zodpovedať túto otázku.

Sledovanie počasia je viacúrovňový systém. Začnime podrobným monitorovaním, ktoré sleduje zmenu doslova jedného alebo dvoch parametrov v rámci veľmi malého ekosystému (napríklad úroveň odvodnenia močiara). Local robí to isté, ale vo väčšom meradle. Regionálny monitoring sleduje zmeny klímy, počasia a environmentálnych podmienok celého regiónu, národný monitoruje všeobecný ekologický stav krajiny a globálny, ako už názov napovedá, sleduje parametre celého sveta.

Klasifikácia

Klasifikácia monitorovacích systémov je často založená na rozdieloch v spôsobe pozorovania klímy. Prvým typom je chemický monitoring, ktorý sleduje chemické zloženie a jeho zmeny v atmosfére, vodnej hmote, pôde, sedimentoch, vegetácii, ba aj živočíchoch. Práve o ňom počujeme najčastejšie, keď sa povie smutný stav životného prostredia a ovzdušia.

Druhým je fyzikálne monitorovanie, ktoré nie je také viditeľné ako chemické, pretože sleduje parametre, ktoré málokedy priamo ovplyvnia naše životy, no v budúcnosti môžu ovplyvniť – ide o žiarenie, elektromagnetické žiarenie a hluk.

A posledná - biologická, stav prírody sleduje pomocou bioindikátorov, teda živých organizmov žijúcich v prostredí, odbaktérie na veľké zvieratá.

Hlavné monitorovacie úlohy

Hlavnou úlohou je samozrejme identifikovať antropogénne zmeny v ekosystémoch, teda spôsobené ľuďmi. Rovnako dôležité je však sledovať parametre, ktoré pomôžu identifikovať prírodné katastrofy v počiatočnom štádiu. Napríklad každá aktívna sopka je dôkladne sledovaná a moment jej výbuchu sa dá predpovedať s takmer 100-percentnou presnosťou. Zemetrasenia zaznamenané v oceáne umožňujú dozvedieť sa o blížiacej sa cunami a evakuovať ľudí z nebezpečnej zóny. Hurikány, ktorých zrod a vznik sú dnes monitorované z vesmíru, sú už dlho dokonale predvídateľné a oveľa menej nebezpečné ako predtým. Monitorovanie klímy však nie je dokonalé a ľudstvo má v tejto oblasti priestor na rast.

Ako sa zhromažďujú údaje?

Na výpočet vzorcov počasia a klímy pomocou monitorovania klímy potrebujete poznať históriu. Vedci študujú rôzne fyzické objekty, ktoré vrhajú svetlo na to, aké bolo počasie pred tisíckami a miliónmi rokov. Nánosy na dne morí a oceánov, letokruhy stromov a mnohé ďalšie odrážajú klimatické výkyvy počas mnohých tisícok rokov. Vďaka týmto objavom bola napríklad vynájdená rádiouhlíková analýza, ktorá umožňuje presne určiť vek nálezu. Porovnanie minulej klímy so súčasnosťou umožňuje určiť úroveň antropogénnych vplyvov. Prirodzene, do takýchto rozsiahlych projektov sú zapojení vedci z celého sveta.krajiny.

O počasí

Monitorovanie počasia je tiež medzinárodná aktivita. Údaje zozbierané umelými družicami Zeme, ako aj tisíckami meteorologických pozorovacích staníc, sa posielajú do medzinárodných dátových centier, kde sa spracúvajú a analyzujú. Takto predpovedané počasie je ďalej distribuované národnými službami a dostáva sa do správ všetkých krajín. Keďže počasie je mimoriadne premenlivý jav, údaje z medzinárodného centra sú vyžiadané niekoľkokrát denne a sú neustále aktualizované. Viac-menej presne viete určiť počasie len na deň či dva, no presnosť takýchto predpovedí nie je stopercentná, počasie môžete absolútne poznať len na 10-12 hodín dopredu. A pre dlhodobé predpovede sa používa viac štatistických údajov o počasí z minulých rokov, ktoré, samozrejme, nemôžu poskytnúť záruky.

Medzinárodné monitorovanie

V roku 1975 vytvorilo svetové spoločenstvo spojením síl globálny systém monitorovania životného prostredia – GEMS. Odvtedy sa rozvinula sféra medzinárodných vzťahov a od polovice roku 2000 sa vo svete realizuje medzištátny projekt globálneho systému štúdia Zeme, ktorý je koordinovaný úsilím Skupiny pre pozorovania Zeme. Na dlhodobom projekte sa zúčastňuje viac ako 70 krajín vrátane Ruska.

Hlavným cieľom projektu je urýchliť integráciu väčšiny zdrojov environmentálnych údajov do jedného informačného systému. Vývoj výpočtovej techniky už teraz umožňuje spojiť obrovské množstvo údajov do uceleného systému vhodného na analýzu a jednoduchého pre používateľa. Za úspech projektu v ďalekej budúcnosti možno považovať vytvorenie systému, ktorý automaticky a s veľkou presnosťou predpovedá poveternostné udalosti a kataklizmy.

Vyhliadkové stanice v Rusku

Monitorovanie klímy v SNŠ je vysoko rozvinutým odvetvím. V súčasnosti klímu monitoruje asi 900 staníc. Časť z nich funguje už od čias Sovietskeho zväzu a časť bola dobudovaná a vybavená po rozpade. Z toho asi 700 monitoruje teplotu atmosféry a asi 100 staníc monitoruje prúdenie vzduchu. Všetky nimi prijaté údaje sú mesačne zaznamenávané a spracovávané a každý archív s údajmi prechádza povinnou kontrolou odchýlok, tieto odchýlky môžu nastať v dôsledku poruchy alebo nefunkčnosti zariadenia. Približne 230 staníc posiela každý deň údaje do medzinárodných centier.

Okrem parametrov potrebných na monitorovanie klímy a počasia Rusko zhromažďuje aj globálne údaje. Napríklad údaje o zmenách snehovej pokrývky v európskom Rusku, sezónne zmeny plávajúceho ľadu v Kaspickom mori. Zhromažďujú sa údaje o rozsahu a objeme morského ľadu v Antarktíde a v západnej Arktíde. Všetky tieto parametre sú mimoriadne dôležité pre pochopenie globálnych atmosférických procesov.

Budúcnosť monitorovania životného prostredia

Momentálne urobilo monitorovanie klímy veľký krok vpredv porovnaní s predchádzajúcim storočím. Na zlepšenie a spresnenie prognóz je však potrebné urobiť oveľa viac. Napríklad pre nedokonalosť techniky a matematických modelov je v súčasnosti mimoriadne náročné plnohodnotne sledovať počasie nad svetovými oceánmi. Monitorovanie počasia a klímy sa stále vykonáva s použitím fyzicky a morálne zastaraných zariadení. Vonkajšie prístroje na meteorologických staniciach stále obsahujú banálne ortuťové teplomery a vedrá na určenie množstva zrážok. Niektoré krajiny sa nezúčastňujú na medzinárodných projektoch monitorovania klímy, čím sa znižuje množstvo údajov, ktoré ľudstvo dostáva. Prebieha diskusia o ekonomickej realizovateľnosti zlepšenia monitorovacích systémov. Zistenia o vplyve človeka na prírodu sú často ignorované, nie všetky krajiny prijímajú aspoň nejaké opatrenia na zlepšenie situácie.

Výsledkom je, že hoci ľudstvo v problematike monitorovania klímy ďaleko pokročilo, stále je veľmi ďaleko od vytvorenia a implementácie plnohodnotných matematických modelov, ktoré budú s veľkou presnosťou predpovedať aspoň počasie.