Monitorování klimatického systému: účel, vlastnosti a úkoly

2024 Autor: Henry Conors | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-02-12 05:00

Podnebí naší planety je souhrn všech jevů počasí. Jeho hlavními ukazateli jsou atmosférický tlak, vlhkost vzduchu, oblačnost a srážky. Obrovský vliv na to, jaké bude klima v určité oblasti, má také to, kde se region nachází. V závislosti na poloze na zeměkouli pro různá podnebí se různé části světa vyznačují různým složením vzduchu a různými ukazateli atmosférické cirkulace. Země a moře, mořské proudy, atmosférické hmoty, gravitační vliv Měsíce, svítivost Slunce – to vše vytváří nejsložitější klimatický systém na Zemi. A v posledních letech se stále více pozornosti věnuje sledování klimatických parametrů. Proč tomu tak je, proč potřebujeme monitorování klimatu a jaké funkce plní – vše je popsáno v tomto článku.

Historie sledování počasí

Schopnost předpovídat počasí byla pro lidstvo vždy důležitá. Sklizeň závisela na deštích, které spadly na zem, asuchá léta by snadno mohla být příčinou skutečné katastrofy. Proto bylo neuvěřitelně důležité vědět, jak a proč se mění počasí. V dávných dobách se nikdo nezabýval klimatickým monitorováním počasí a klimatu, tento úkol spočíval na šamanech, prediktorech a prostě moudrých lidech, kteří se za léta svého života naučili vzorce jevů počasí. To je důvod, proč jsou přesvědčení a znamení, která předpovídají počasí, stále rozšířené mezi téměř všemi národy světa.

Aktuální čas

Ve XX. a XXI. století se situace samozřejmě dramaticky změnila. Monitorování klimatu dnes zahrnuje obrovský výpočetní výkon, sofistikované nástroje a vybavení. Nyní se čtou nejmenší změny parametrů, které jsou lidskému oku skryty. Například vědci, kteří sledují počasí a klima, sledují také pohyby desek, akumulaci magmatu a další. A přesto, v době, kdy jsme přestali tolik záviset na úrodě a déšť, který spadl ve špatnou dobu, se stává jen malou obtíží – proč sledujeme klima?

Monitorování klimatických parametrů

Přestože jsme přestali záviset na rozmarech počasí, v některých ohledech nás klima ovlivňuje ještě více než před tisíci lety. To je samozřejmě naše vlastní chyba. Vezměme si například ozónové díry – lidé žijící pod nimi jsou mnohonásobně více ohroženi rakovinou kůže. Nebo na nás má dopad i tání ledu, postupné zvyšování hladiny světových oceánů, které hrozí v blízké budoucnosti zatopit mnohá pobřežní města. A globální oteplování? vědciještě jsme se nerozhodli: je to opravdu naše chyba, nebo naše planeta jen prochází takovým přirozeným cyklem. Monitorování klimatického systému by nám mělo pomoci odpovědět na tuto otázku.

Sledování počasí je víceúrovňový systém. Začněme podrobným sledováním, které sleduje změnu doslova jednoho nebo dvou parametrů v rámci velmi malého ekosystému (například úroveň odvodnění bažiny). Local dělá totéž, ale ve větším měřítku. Regionální monitoring sleduje změny klimatu, počasí a environmentálních podmínek celého regionu, národní monitoruje celkový ekologický stav země a globální, jak už název napovídá, sleduje parametry celého světa.

Klasifikace

Klasifikace monitorovacích systémů je často založena na rozdílech ve způsobu pozorování klimatu. Prvním typem je chemický monitoring, který sleduje chemické složení a jeho změny v atmosféře, vodních masách, půdách, sedimentech, vegetaci, ale i zvířatech. Právě o něm slýcháme nejčastěji, když se řekne tristní stav životního prostředí a ovzduší.

Druhým je fyzické monitorování, které není tak viditelné jako chemické monitorování, protože sleduje parametry, které málokdy přímo ovlivňují naše životy, ale v budoucnu tak mohou učinit – jde o záření, elektromagnetické záření a hluk.

A poslední - biologický, sleduje stav přírody pomocí bioindikátorů, tedy živých organismů žijících v prostředí, odbakterií na velká zvířata.

Hlavní úkoly monitorování

Hlavním úkolem je samozřejmě identifikovat antropogenní změny v ekosystémech, tedy způsobené lidmi. Stejně důležité je však sledovat parametry, které pomohou identifikovat přírodní katastrofy v rané fázi. Například každá aktivní sopka je pečlivě sledována a okamžik její erupce lze předpovědět s téměř stoprocentní přesností. Zemětřesení zaznamenaná v oceánu umožňují dozvědět se o blížící se tsunami a evakuovat lidi z nebezpečné zóny. Hurikány, jejichž zrod a vznik jsou dnes monitorovány z vesmíru, byly dlouho dokonale předvídatelné a mnohem méně nebezpečné než dříve. Monitorování klimatu však není dokonalé a lidstvo má v této oblasti prostor k růstu.

Jak se shromažďují data?

Abyste mohli vypočítat vzorce počasí a klimatu pomocí monitorování klimatu, musíte znát historii. Vědci studují různé fyzické objekty, které vrhají světlo na to, jaké bylo počasí před tisíci a miliony let. Nánosy na dně moří a oceánů, letokruhy a mnohé další odrážejí výkyvy klimatu v průběhu mnoha tisíc let. Díky těmto objevům byla například vynalezena radiokarbonová analýza, která umožňuje přesně určit stáří nálezu. Srovnání minulého klimatu se současností umožňuje určit míru antropogenních vlivů. Do takto rozsáhlých projektů se přirozeně zapojují vědci z celého světa.země.

O počasí

Monitorování klimatu je také mezinárodní aktivitou. Data shromážděná umělými družicemi Země a také tisíci meteorologických pozorovacích stanic jsou odesílána do mezinárodních datových center, kde jsou zpracovávána a analyzována. Takto předpovězené počasí je dále distribuováno národními službami a dostává se do zpráv všech zemí. Vzhledem k tomu, že počasí je extrémně proměnlivý jev, jsou data z mezinárodního centra požadována několikrát denně a jsou neustále aktualizována. Počasí můžete víceméně přesně určit pouze na den nebo dva, ale přesnost takových předpovědí není stoprocentní, absolutně můžete znát počasí pouze 10-12 hodin dopředu. A pro dlouhodobé předpovědi se používá více statistických údajů o počasí z minulých let, které samozřejmě nemohou poskytnout záruky.

Mezinárodní monitoring

V roce 1975 vytvořila světová komunita spojením sil globální systém monitorování životního prostředí – GEMS. Od té doby se oblast mezinárodních vztahů rozvinula a od poloviny 2000 je ve světě realizován mezistátní projekt globálního systému pro studium Země, který je koordinován úsilím Skupiny pro pozorování Země. Více než 70 zemí, včetně Ruska, se účastní dlouhodobého projektu.

Hlavním cílem projektu je urychlit integraci většiny zdrojů environmentálních dat do jednoho informačního systému. Rozvoj výpočetní techniky již nyní umožňuje spojit obrovské množství dat do uceleného systému vhodného pro analýzu a snadného pro uživatele. Za úspěch projektu ve vzdálené budoucnosti lze považovat vytvoření systému, který automaticky a s velkou přesností předpovídá povětrnostní události a katastrofy.

Pozorovací stanice v Rusku

Monitorování klimatu v SNS je vysoce rozvinuté odvětví. V současnosti klima monitoruje asi 900 stanic. Některé z nich fungovaly již od dob Sovětského svazu, některé byly dokončeny a vybaveny až po rozpadu. Z toho asi 700 monitoruje teplotu atmosféry a asi 100 stanic monitoruje proudění vzduchu. Veškerá jimi přijatá data jsou měsíčně zaznamenávána a zpracovávána a každý archiv s daty prochází povinnou kontrolou odchylek, k těmto odchylkám může dojít z důvodu poruchy nebo nefunkčnosti zařízení. Přibližně 230 stanic odesílá data do mezinárodních center každý den.

Kromě parametrů potřebných k monitorování klimatu a počasí Rusko také shromažďuje globální data. Například údaje o změnách sněhové pokrývky v evropském Rusku, sezónní změny plovoucího ledu v Kaspickém moři. Shromažďují se údaje o rozsahu a objemu mořského ledu v Antarktidě a v západní Arktidě. Všechny tyto parametry jsou nesmírně důležité pro pochopení globálních atmosférických procesů.

Budoucnost monitorování životního prostředí

V tuto chvíli udělalo monitorování klimatu velký krok vpředoproti minulému století. Pro zlepšení a zpřesnění prognóz je však třeba udělat mnohem více. Například kvůli nedokonalosti techniky a matematických modelů je v současnosti extrémně obtížné plnohodnotně sledovat počasí nad světovými oceány. Monitorování počasí a klimatu se stále provádí za použití fyzicky a morálně zastaralých zařízení. Venkovní přístroje na meteorologických stanicích stále obsahují banální rtuťové teploměry a vědra k určení množství srážek. Některé země se neúčastní mezinárodních projektů monitorování klimatu, čímž se snižuje množství dat, která lidstvo dostává. Probíhá diskuse o ekonomické proveditelnosti zlepšení monitorovacích systémů. Zjištění o vlivu člověka na přírodu jsou často ignorována, ne všechny země přijímají alespoň některá opatření ke zlepšení situace.

Výsledkem je, že ačkoli lidstvo v problematice monitorování klimatu daleko pokročilo, je stále velmi daleko od vytvoření a implementace plnohodnotných matematických modelů, které budou s velkou přesností předpovídat alespoň počasí.