Метеозонды являются важной частью глобальной системы наблюдений

depositphotos.com © greenearthcadet@gmail.com

В связи с произошедшими событиями, связанными с уничтожением различных шаров в атмосфере, Всемирная метеорологическая организация (ВМО) напоминает о важности наблюдений за состоянием атмосферы с помощью метеорологических радиозондов. Метеозонды являются важной частью глобальной системы наблюдений, которая лежит в основе прогнозов погоды и мониторинга климата.

Ежедневно по всему миру собираются миллионы данных наблюдений: из космоса с помощью более чем 50 спутников; из океана – с помощью 400 пришвартованных буёв, 1250 дрейфующих буев и 7300 судов; с помощью 4000 самолётов примерно 40 коммерческих авиакомпаний и примерно 10000 автоматизированных и наземных станций наблюдения, а также с помощью метеорологических радиозондов.

Радиозонды, которые действуют как станции наблюдения метеорологическими параметрами, прикреплены к свободно поднимающимся воздушным шарам и выпускаются одновременно почти из 900 точек по всему миру. Более двух третей из этих станций сообщают о наблюдениях дважды в сутки в полночь и в полдень по гринвичскому времени, а от 100 до 200 станций проводят наблюдения один раз в день.

Полёты метеорологического радиозонда длится около 2 часов, при этом проводятся непрерывные измерения давления, скорости ветра, температуры и влажности от уровня земли до высот в 30–35 км. Они могут пролететь много километров, прежде чем шар, поднимающий радиозонд, лопнет и он упадёт обратно на землю.

Метеорологические радиозонды являются очень важной частью глобальной сети наблюдений уже на протяжении десятилетий, поскольку они являются основным источником данных о параметрах атмосферы. Они предоставляют получать данные практически в режиме реального времени для компьютерных моделей прогнозирования и для метеорологов, в целях разработки прогнозов погоды и штормовых предупреждений, а также для мониторинг климата и его изменений.

Сами шары изготовлены из натурального каучукового латекса или синтетического латекса на основе полихлоропрена. Оболочки из синтетического латекса разлагаются гораздо медленнее, чем изготовленные из натурального каучукового латекса, и поэтому предпочтительно использовать последний. Воздушные шары наполняются либо водородом, либо гелием. Толщина стенок перед выпуском составляет около 0,051 мм, а при типичной высоте разрыва она составит всего 0,0025 мм! Вес оболочки в зависимости от её размера может варьироваться от 10 г до 3000 г, в то время как их полезная нагрузка составляет до 1000 г. При запуске оболочка шара имеет размер менее 2 метров, но во время подъёма давление воздуха вокруг шара уменьшается, позволяя газу в оболочке расширяться, и тогда она достигает размера до 6 метров в диаметре!

Радиозонд, прикрепленный к оболочке, сохраняет работоспособности при температуре до −95°, относительной влажности от 0% до 100%, давлении воздуха всего в несколько тысячных от того, которое наблюдается на поверхности Земли, при дожде, снегопаде, грозах и сильных ветрах.

Передатчик на радиозонде отправляет данные на станцию слежения, расположенную на земле, каждые одну-две секунды. Отслеживая положение радиозонда, можно рассчитать скорость и направление ветра. Питание радиозонда осуществляется от небольшой батарейки.

В районах океана радиозондовые наблюдения проводятся примерно 15 судами, которые в основном курсируют в Северной Атлантике.

Постоянно проводятся исследования по совершенствованию радиозондов, чтобы гарантировать, что они могут проводить точные и последовательные измерения. Предпринимаются постоянные усилия по производству экологически чистых радиозондов и оболочек для них, которые отвечают функциональным требованиям и поддаются быстрому биологическому разложению.

19 февраля – День рождения синоптической карты

Каждый день мы смотрим или слушаем прогноз погоды, чтобы сориентироваться в обстановке, при этом совершенно не задумываемся, что за доступной на любом ресурсе сводкой стоит колоссальный труд специалистов – от наблюдателей-метеорологов до синоптиков, от операторов до математиков. С помощью грамотно выстроенных разнообразных моделей специалистами создается прогноз погоды. Но в основе основ лежат наблюдения (во всем мире осуществляются одновременно через каждые 3 часа), которые потом специальными значками наносятся на карты. То есть, синоптическая карта («обозреваемая одновременно») — это географическая карта, на которой условными знаками нанесены результаты фактических наблюдений метеостанций. Такая картина дает наглядное представление о состоянии погоды в данный конкретный момент. При последовательном составлении карт выясняются направления движения воздушных масс, их трансформация, развитие антициклонов и циклонов, активизация фронтов и их перемещение, и т.д. И уже на основе фактического материала строятся любые прогностические модели.

Днём рождения синоптической карты принято считать 19 февраля 1855 года. Рождению предшествовало катастрофическое событие. Штормовой циклон, разыгравшийся в Чёрном море в середине ноября 1854 года, стал причиной гибели неподалеку от Балаклавы 53 кораблей англо-французской эскадры (шла Крымская война). Эта ситуация сподвигла создать первые метеорологические службы в Англии и Франции. И уже спустя всего три месяца после жёсткого шторма , 19 февраля 1855 года, директор Парижской обсерватории Урбен Леверье представил первую синоптическую карту. Двумя годами позднее, в 1857 году, Франция начала обмен метеорологическими данными с Россией. В 1865 году благодаря академику А.Я.Купферу, основателю Главной геофизической обсерватории в Санкт-Петербурге, прогнозами погоды стали обмениваться уже все европейские страны.

На первой карте были нарисованы линии равного давления – изобары, которые имеют замкнутую форму и очерчивают области высокого и низкого давления, а именно они и формируют погоду. Современная синоптическая карта сильно отличается от своей прародительницы по насыщенности и наглядности, но суть её осталась прежней. Так, например, сегодня есть карты, демонстрирующие обледенение дорожной сети, есть свои специфические карты погоды в авиации, где указываются зоны турбулентности или районы, где обледенение может сделать полёт опасным. Но, несмотря на различные вариации синоптических карт, одной из наиболее популярной остаётся карта с приземным анализом.

Нынешние карты погоды обрабатывают с помощью математических моделей и компьютерных систем, которые позволяют в считанные минуты производить сложные расчеты. Раньше синоптики на обработку и анализ тратили часы: десятилетиями полученные данные с метеорологических станций наносились на карты вручную, а далее проводилось сопоставление и анализ карт – от приземных полей до высотных.

Потепление климата ускоряют самоподдерживающиеся климатические процессы

Фото: Darwin Laganzon / Pixabay

Международный коллектив исследователей выявил 27 самоподдерживающихся климатических процессов, которые в ближайшем будущем будут усиливаться в результате роста температур и дополнительно ускорять глобальное потепление. Об этом сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу университета штата Орегон (OSU).

Почти все климатологи сегодня не сомневаются в том, что глобальное потепление существует и что оно радикально изменит облик планеты, если рост температуры не удастся сдержать на отметке в 1,5°. Об этом говорят не только сотни компьютерных моделей климата планеты, но и тысячи замеров, полученных при помощи различных климатических спутников, сухопутных метеорологических станций и океанических буйков.

Быстрое потепление климата, как предполагают учёные, потенциально может запустить большое число климатических процессов, которые дополнительно ускорят глобальное потепление. К примеру, таяние вечной мерзлоты может привести к выбросу в атмосферу огромного количества метана и других парниковых газов в результате разложения оттаявшей органики. Это ускорит рост температур на Земле, что повысит скорость таяния вечной мерзлоты и дополнительно усилит её вклад в глобальное потепление.

Исследователи из OSU провели первую масштабную проверку того, как на темпы глобального потепления влияют четыре десятка различных климатических процессов, которые могут потенциально усилиться в результате роста температур. Помимо таяния вечной мерзлоты, в этот список вошли лесные и торфяные пожары, различные экстремальные погодные явления, засухи, массовая гибель растений в результате атак вредителей, а также многие другие природные факторы.

Учёные детально изучили все эти природные процессы и просчитали то, как много дополнительного тепла будет получать или терять каждый квадратный метр поверхности Земли в результате их усиления под действием глобального потепления. Проведенные исследователями расчеты указали на то, что сразу 27 изученных климатических феноменов будут усиливать глобальное потепление, ещё семь будут нейтрально влиять на него, а остальные семь будут не ускорять, а замедлять рост температур.

В число последних, в частности, вошло сокращение площади морских льдов, мешающих теплу покидать Мировой океан, а также увеличение уровня осадков в пустыне Сахара и появление лесов на её территории. В свою очередь, глобальное потепление будет ускоряться не только из-за таяния вечной мерзлоты, но и из-за пожаров на торфяниках, роста активности метаногенных микробов на болотах, уменьшения площади облаков и многих других факторов.

Многие из этих факторов, как отмечают исследователи, сейчас не учитываются климатическими моделями, которые используются для прогнозирования глобального потепления. В результате этого подобные расчеты сильно недооценивают то, с какой скоростью будет меняться средняя температура на Земле в ближайшие десятилетия, подытожили учёные.

Таяние ледников влияет на сейсмическую и вулканическую активность

Фото: Наталья Коллегова / Pixabay

Исследователи из Исландского метеорологического управления (IMO) осуществят новый проект по изучению влияния таяния ледников, вызванного изменением климата, на сейсмическую и вулканическую активность. Ледники в Исландии отступают с 1890 года, и моделирование изменения климата предсказывает, что большинство из них может исчезнуть в течение нескольких ближайших сотен лет. Отступающие ледяные шапки оказывают большое влияние на земную кору и вызывают подъём грунта – так называемый эффект отскока, возникающий в результате разгрузки ледников из-за потери льда.

Больше всего этот процесс влияет на покрытые ледниками вулканические системы. Активность извержений может возрасти, как это произошло во время плейстоценовой дегляциации – процесса освобождения суши и морских акваторий от покрова налегающих и плавучих ледников.

Большая международная команда учёных проведёт исследования по влиянию на земную кору современных изменений ледников в четырёх вулканических системах и двух сейсмических зонах в Исландии. Проект будет использовать данные об изменений ледников в Исландии в течение прошлого столетия и сценарии продолжения отступления ледников в будущем, для оценки влияния отступления ледников на движения земной коры.

Отступление ледников уже сейчас вызывает ежегодное поднятие более чем на 20 мм больших площадей вблизи ледяной шапки Ватнайокудль и влияет на всю Исландию. Влияние этих процессов на вулканическую активность и землетрясения в Исландии будет оценено для улучшения понимания данных природных опасностей.

Почему природные катастрофы так трудно предсказать?

depositphotos.com © Route55

6 февраля в Турции и Сирии случилось несколько сильных землетрясений, которые застали людей врасплох – почему же современные технологии по-прежнему не позволяют спрогнозировать многие стихийные бедствия?

Как сообщает ТАСС, климатических рисков становится больше. Только в первом полугодии 2021 года Гидрометцентр зафиксировал 574 опасных гидрометеорологических явления – это на 18% превышает объем 2020 года. Со многими из них человечество имело дело на протяжении многих веков. Возможности мониторинга и оценки рисков постоянно растут. Кажется, что технологии вот-вот позволят взять стихию под контроль. Но на деле не всё так просто.

Например, землетрясения происходят около границ тектонических плит, когда участки земной коры скользят или сталкиваются между собой. Поскольку они огромного размера, возмущение от этих событий затрагивает огромные площади. Мелкие толчки случаются очень часто – до 30 раз в день, но большинство не приносят вреда. Однако самые сильные из них уносят десятки тысяч жизней и причиняют миллиардный ущерб.

Главные процессы, вызывающие землетрясение, происходят на большой глубине, где взаимодействуют разные природные материалы. Земная кора очень неоднородна, она состоит из разных материалов: например, песок может прессоваться и сжиматься в объёме, а вода – наоборот. Есть граниты, они тоже ведут себя по-своему. В каждом случае возникают уникальные условия, и сейсмологи пока не могут сказать достоверно, что происходит в конкретном месте.

Сегодня исследователям известно очень много предвестников землетрясений. Например, выход определённых газов на поверхность земли, подъём уровня подземных вод, изменение магнитного поля и проводимости земной коры, нагрев определенных областей поверхности. Все эти процессы могут происходить за несколько недель или месяцев до самого землетрясения. Но ни один из них не может служить точным индикатором, на который могли бы опереться службы оповещения. Иногда животные чувствуют приближение толчка лучше, чем люди.

Но единого показателя, на который бы можно было положиться, по-прежнему нет. Сегодня эту проблему пытаются решить с помощью анализа больших данных. Современные программы используют разные типы данных, чтобы уловить опасность. Например, американская компания Terra Seismic использует американские, европейские и азиатские спутниковые системы для обнаружения различных аномалий.

Системы оповещения достаточно консервативны в плане использования новых технологий. Самые распространенные системы раннего предупреждения опираются на данные о распространении сейсмических волн. Но их горизонт – 20–30 секунд до толчка. За это время люди успевают только выбежать из зданий. Подобные системы сейчас есть в прибрежных зонах Мексики и ещё примерно в 11 странах. Например, в Японии, когда получают сигнал, все службы реагируют мгновенно и синхронно, останавливаются поезда и другие производства. Но такой слаженностью могут похвастаться не все.

Лучше обстоит ситуация c прогнозированием, и соответственно, с реакцией на наводнения и лесные пожары. Эти процессы развиваются не столь стремительно и дают больше временного пространства для реагирования и принятия решений, а вот при извержениях вулканов ситуация складывается немногим лучше, чем при землетрясениях.

Материал из интернет-источников