Giám sát hệ thống khí hậu: mục đích, tính năng và nhiệm vụ

2024 Tác giả: Henry Conors | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-02-12 14:31

Khí hậu của hành tinh chúng ta là tổng thể của tất cả các hiện tượng thời tiết. Các chỉ số chính của nó là áp suất khí quyển, độ ẩm không khí, mây và lượng mưa. Ảnh hưởng rất lớn đến cách thức khí hậu ở một khu vực nhất định cũng được tạo ra bởi vị trí của khu vực đó. Tùy thuộc vào vị trí trên địa cầu đối với các vùng khí hậu khác nhau, các khu vực khác nhau trên thế giới được đặc trưng bởi các thành phần không khí khác nhau và các chỉ số khác nhau về hoàn lưu khí quyển. Đất và biển, các dòng hải lưu, khối lượng khí quyển, ảnh hưởng hấp dẫn của Mặt trăng, độ chói của Mặt trời - tất cả những điều này tạo nên hệ thống khí hậu phức tạp nhất trên Trái đất. Và trong những năm gần đây, việc theo dõi các thông số khí hậu ngày càng được chú ý nhiều hơn. Tại sao lại như vậy, tại sao chúng ta cần giám sát khí hậu và nó thực hiện những chức năng gì - mọi thứ được mô tả trong bài viết này.

Lịch sử theo dõi thời tiết

Khả năng dự đoán thời tiết luôn có ý nghĩa quan trọng đối với loài người. Việc thu hoạch phụ thuộc vào những cơn mưa rơi trên trái đất, vànhững năm khô hạn có thể dễ dàng là nguyên nhân của một thảm họa thực sự. Đó là lý do tại sao biết làm thế nào và tại sao thời tiết thay đổi là vô cùng quan trọng. Vào thời cổ đại, không ai tham gia vào việc giám sát khí hậu thời tiết và khí hậu, nhiệm vụ này nằm ở các pháp sư, nhà dự đoán và đơn giản là những người thông thái, những người qua nhiều năm trong cuộc đời của họ, đã học được các mô hình của hiện tượng thời tiết. Đó là lý do tại sao niềm tin và các dấu hiệu dự đoán thời tiết vẫn còn phổ biến ở hầu hết các dân tộc trên thế giới.

Giờ hiện tại

Trong thế kỷ XX và XXI, tình hình tất nhiên đã thay đổi đáng kể. Giám sát khí hậu ngày nay liên quan đến khả năng tính toán khổng lồ, các công cụ và thiết bị tinh vi. Giờ đây, những thay đổi nhỏ nhất trong các thông số bị ẩn khỏi mắt người đang được đọc. Ví dụ, các nhà khoa học theo dõi thời tiết và khí hậu cũng theo dõi chuyển động của mảng, sự tích tụ magma, v.v. Chưa hết, trong thời kỳ mà chúng ta không còn phụ thuộc quá nhiều vào mùa màng, và mưa rơi không đúng lúc chỉ trở thành một phiền toái nhỏ - tại sao chúng ta lại theo dõi khí hậu?

Giám sát các thông số khí hậu

Mặc dù chúng ta đã không còn phụ thuộc vào sự thay đổi của thời tiết, nhưng theo một số cách, khí hậu còn ảnh hưởng đến chúng ta nhiều hơn so với hàng ngàn năm trước. Tất nhiên, đây là lỗi của chúng tôi. Lấy ví dụ như lỗ thủng ôzôn - những người sống dưới lỗ thủng đó có nguy cơ mắc bệnh ung thư da cao gấp nhiều lần. Hay sự tan chảy của băng, dần dần nâng cao mực nước của các đại dương trên thế giới, có nguy cơ gây ngập lụt nhiều thành phố ven biển trong tương lai gần, cũng có tác động đến chúng ta. Và sự nóng lên toàn cầu? Các nhà khoa họcvẫn chưa quyết định được: đó thực sự là lỗi của chúng ta, hay là hành tinh của chúng ta chỉ trải qua một chu kỳ tự nhiên như vậy. Giám sát hệ thống khí hậu sẽ giúp chúng tôi trả lời câu hỏi này.

Theo dõi thời tiết là một hệ thống đa cấp. Hãy bắt đầu với việc giám sát chi tiết, theo dõi sự thay đổi theo nghĩa đen của một hoặc hai thông số trong một hệ sinh thái rất nhỏ (ví dụ: mức độ thoát nước của một đầm lầy). Địa phương cũng làm như vậy, nhưng ở quy mô lớn hơn. Giám sát khu vực giám sát những thay đổi trong điều kiện khí hậu, thời tiết và môi trường của toàn bộ khu vực, quốc gia giám sát trạng thái sinh thái chung của đất nước và toàn cầu, như tên của nó, giám sát các thông số của toàn thế giới.

Phân loại

Việc phân loại các hệ thống giám sát thường dựa trên sự khác biệt trong phương pháp quan sát khí hậu. Loại đầu tiên là giám sát hóa học, theo dõi thành phần hóa học và những thay đổi của nó trong khí quyển, khối lượng nước, đất, trầm tích, thảm thực vật và thậm chí cả động vật. Đó là về anh ấy mà chúng ta thường nghe nhất khi nói đến tình trạng đáng buồn của môi trường và không khí.

Thứ hai là giám sát vật lý, không thể nhìn thấy được như giám sát hóa học, vì nó giám sát các thông số hiếm khi ảnh hưởng trực tiếp đến cuộc sống của chúng ta, nhưng có thể làm như vậy trong tương lai - đó là bức xạ, bức xạ điện từ và tiếng ồn.

Và cuối cùng - sinh học, nó giám sát trạng thái tự nhiên bằng các bộ điều chỉnh sinh học, tức là các sinh vật sống trong môi trường, từvi khuẩn đối với động vật lớn.

Nhiệm vụ giám sát chính

Tất nhiên, nhiệm vụ chính là xác định những thay đổi do con người gây ra trong hệ sinh thái, nghĩa là do con người gây ra. Tuy nhiên, việc theo dõi các thông số sẽ giúp xác định thiên tai ở giai đoạn sớm cũng quan trọng không kém. Ví dụ, mỗi ngọn núi lửa đang hoạt động đều được theo dõi chặt chẽ và thời điểm phun trào của nó có thể được dự đoán với độ chính xác gần như 100%. Các trận động đất được ghi lại trên đại dương giúp chúng ta có thể tìm hiểu về trận sóng thần đang đến gần và sơ tán mọi người khỏi vùng nguy hiểm. Các cơn bão, sự ra đời và hình thành của chúng hiện được theo dõi từ không gian, từ lâu đã hoàn toàn có thể dự đoán được và ít nguy hiểm hơn nhiều so với trước đây. Tuy nhiên, việc giám sát khí hậu không hoàn hảo và nhân loại vẫn có thể phát triển trong lĩnh vực này.

Dữ liệu được thu thập như thế nào?

Để tính toán các kiểu thời tiết và khí hậu bằng cách theo dõi khí hậu, bạn cần phải biết lịch sử. Các nhà khoa học nghiên cứu nhiều loại vật thể khác nhau làm sáng tỏ thời tiết như thế nào từ hàng nghìn triệu năm trước. Các trầm tích dưới đáy biển và đại dương, các vành đai cây và nhiều thứ khác phản ánh những biến động của khí hậu trong nhiều nghìn năm. Nhờ những khám phá này, ví dụ, phân tích cacbon phóng xạ đã được phát minh, cho phép bạn xác định chính xác tuổi của tìm thấy. So sánh khí hậu trong quá khứ với hiện tại giúp xác định mức độ ảnh hưởng của con người. Đương nhiên, các nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới đều tham gia vào các dự án quy mô lớn như vậy.quốc gia.

Về thời tiết

Giám sát thời tiết khí hậu cũng là một hoạt động quốc tế. Dữ liệu được thu thập bởi các vệ tinh Trái đất nhân tạo, cũng như hàng nghìn trạm quan sát khí tượng, được gửi đến các trung tâm dữ liệu quốc tế, nơi chúng được xử lý và phân tích. Thời tiết được dự đoán theo cách này được các dịch vụ quốc gia phân phối sâu hơn và được đưa vào các bản tin thời sự của tất cả các quốc gia. Vì thời tiết là một hiện tượng cực kỳ thay đổi, dữ liệu từ trung tâm quốc tế được yêu cầu nhiều lần trong ngày và được cập nhật liên tục. Bạn ít nhiều có thể xác định chính xác thời tiết chỉ trong một hoặc hai ngày, nhưng độ chính xác của những dự đoán đó không phải 100 phần trăm, bạn hoàn toàn có thể biết trước thời tiết chỉ 10-12 tiếng. Và đối với các dự báo dài hạn, dữ liệu thống kê nhiều hơn về thời tiết của những năm trước được sử dụng, tất nhiên, không thể đưa ra đảm bảo.

Giám sát quốc tế

Trở lại năm 1975, bằng cách hợp lực, cộng đồng thế giới đã tạo ra một hệ thống giám sát môi trường toàn cầu - GEMS. Kể từ đó, lĩnh vực quan hệ quốc tế đã phát triển, và từ giữa những năm 2000, một dự án giữa các tiểu bang của hệ thống toàn cầu để nghiên cứu Trái đất đã được thực hiện trên thế giới, được điều phối bởi nỗ lực của Nhóm các quan sát Trái đất. Hơn 70 quốc gia, bao gồm cả Nga, đang tham gia vào dự án dài hạn.

Mục tiêu chính của dự án là đẩy nhanh quá trình tích hợp hầu hết các nguồn dữ liệu môi trường vào một hệ thống thông tin duy nhất. Sự phát triển của công nghệ máy tính hiện nay cho phép kết hợp một lượng lớn dữ liệu thành một hệ thống mạch lạc, phù hợp cho việc phân tích và dễ dàng cho người sử dụng. Sự thành công của dự án trong tương lai xa có thể được coi là việc tạo ra một hệ thống tự động và có độ chính xác cao dự đoán các sự kiện thời tiết và các trận đại hồng thủy.

Trạm quan sát ở Nga

Giám sát khí hậu trong CIS là một ngành rất phát triển. Hiện tại, khoảng 900 trạm đang theo dõi khí hậu. Một số trong số chúng đã hoạt động từ thời Liên Xô, và một số được hoàn thiện và trang bị sau khi sụp đổ. Trong số này, khoảng 700 trạm theo dõi nhiệt độ của khí quyển và khoảng 100 trạm theo dõi luồng không khí. Tất cả dữ liệu mà họ nhận được đều được ghi lại và xử lý hàng tháng, và mỗi kho lưu trữ có dữ liệu đều phải trải qua một đợt kiểm tra bắt buộc để tìm sai lệch, những sai lệch này có thể xảy ra do sự cố hoặc trục trặc của thiết bị. Khoảng 230 trạm gửi dữ liệu đến các trung tâm quốc tế mỗi ngày.

Ngoài các thông số cần thiết để theo dõi khí hậu và thời tiết, Nga còn thu thập dữ liệu toàn cầu. Ví dụ, dữ liệu về sự thay đổi của tuyết phủ ở châu Âu Nga, sự thay đổi theo mùa của băng trôi ở Biển Caspi. Dữ liệu được thu thập về quy mô và khối lượng băng biển ở Nam Cực và phía Tây Bắc Cực. Tất cả các thông số này đều cực kỳ quan trọng để hiểu các quá trình khí quyển toàn cầu.

Tương lai của giám sát môi trường

Hiện tại, giám sát khí hậu đã có một bước tiến lớnso với thế kỷ trước. Tuy nhiên, cần phải làm nhiều việc hơn nữa để cải thiện và hoàn thiện các dự báo. Ví dụ, do sự không hoàn hảo của công nghệ và các mô hình toán học, hiện nay rất khó để theo dõi đầy đủ thời tiết trên các đại dương trên thế giới. Việc theo dõi thời tiết và khí hậu vẫn được thực hiện với việc sử dụng các thiết bị lỗi thời về mặt vật lý và đạo đức. Dụng cụ ngoài trời tại các trạm khí tượng vẫn bao gồm nhiệt kế thủy ngân thông thường và xô để xác định lượng mưa. Một số quốc gia không tham gia vào các dự án quan trắc khí hậu quốc tế, do đó làm giảm lượng dữ liệu mà nhân loại nhận được. Hiện đang có cuộc tranh luận về tính khả thi kinh tế của việc cải thiện hệ thống giám sát. Các phát hiện về tác động của con người đối với thiên nhiên thường bị bỏ qua, không phải tất cả các quốc gia đều thực hiện ít nhất một số biện pháp để cải thiện tình hình.

Kết quả là, mặc dù nhân loại đã tiến xa trong vấn đề giám sát khí hậu, nhưng vẫn còn rất xa mới có thể tạo ra và triển khai các mô hình toán học chính thức có thể dự đoán thời tiết với độ chính xác cao.