Polární meteorologie - Polar meteorology

Viz také: Polární klima

Polární meteorologie je studium atmosféry Země polární oblasti. Povrch teplotní inverze je typický pro polární prostředí a vede k katabatický vítr jev. Vertikální teplotní struktura polárního prostředí má tendenci být složitější než ve střední šířce nebo tropický podnebí.

Dějiny

Začátky

Sběr dat polární meteorologie začal v roce 1893 s Fridtjof Nansen během jeho Expedice na severní pól. Jedním z cílů expedice bylo provést podrobná meteorologická a raná oceánografická měření. Měření provedená z Nansenovy lodi, která se jmenovala Fram, použila Vagn Walfrid Ekman vyvinout teorii otáčení povrchového toku třením ( Ekman spirála ).[1]

Studená válka

The Studená válka působil jako katalyzátor pokroku v polární meteorologii. Byly použity balónové nástroje podél severních hranic USA a Kanady atmosférické profilování. Severoamerická protivzdušná obrana často k profilování Arktidy používala nástroje nesené na balónech. Jaderné ponorky, které USA používaly jako obranný mechanismus, byly vybaveny směrem vzhůru sonar. Data byla později odtajněna a v letech 1958–1979 se stala základní linií pro hodnocení ztenčování ledu od 80. let do současnosti.[1] Rusko také přispělo vysoce přesnými údaji v letech 1937 až 1991.

Současnost

Dnes bylo mapování a měření ponorek drasticky omezeno. Jedním z klasických způsobů měření tloušťky ledu je vyvrtání díry do ledu a analýza získaného ledu. Existuje také mnoho složitějších metod a zařízení určených k měření a sledování povětrnostních podmínek v polárních oblastech. Patří mezi ně bóje pro vyvážení ledové hmoty, vzhůru vypadající sonar z bójí pod ledem a satelity. Globální oteplování zvýšilo zájem o polární meteorologii. Je to proto, že většina sněhu a ledu Země je v polárních oblastech a očekává se, že tyto oblasti budou nejvíce zasaženy povrchem sněhu / ledu albeda efekt zpětné vazby. Pokud tedy zvýšená koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře způsobí globální oteplování, pak by se polární oblasti měly ohřívat rychleji než jiná místa na Zemi.[2]

Témata zájmu

Atmosféra interakce mořského ledu a oceánu

Interakce mezi atmosférou, ledem a oceánem se omezuje na atmosférická mezní vrstva, což je ovlivněno hlavně vlastnostmi povrchu. V polárních oblastech to jsou drsnost mořského ledu a koncentrace mořského ledu, které významně ovlivňují rozložení povrchové teploty. Rychlost a směr větru, teplota vzduchu a umístění kontaktu s větrem jsou další faktory.[3] Mořský led i vítr mají velký vliv na mezní vrstvu atmosféry, která se často používá k měření podmínek v polárních oblastech.

Polární mraky a srážky

Atmosférická část hydrologického cyklu v polárních oblastech hraje důležitou roli v tom, že:[3]

  • bilance polárních mas ledu je neoddělitelně spjata se srážkami,
  • mraky upravují přenos záření,
  • vydání latentní teplo upravuje teplotu vzduchu, tedy cirkulace.

Oxid uhličitý a metan

Oxid uhličitý (CO2) je v polární meteorologii obzvláště zajímavý, protože ovlivňuje tání mořského ledu. Lidská činnost uvolňuje oxid uhličitý do atmosféry spalováním ropy, uhlí a zemního plynu. Deset kilogramů arktického mořského ledu zmizí za každou libru uvolněného oxidu uhličitého. To zdůrazňuje topnou sílu oxidu uhličitého, který do našeho klimatu pumpuje stotisíckrát více energie, než kolik bylo vydáno při spalování ropy, uhlí nebo zemního plynu.[4] Bílý arktický led, který je v současné době na nejnižší úrovni v nedávné historii, způsobuje větší absorpci. Profesor Wadhams v nedávném článku BBC vypočítává, že tato absorpce slunečních paprsků má efekt „ekvivalent přibližně 20 let dalšího CO2 přidaného člověkem“. Expert z Cambridgeské univerzity říká, že arktická ledová čepička „míří do zapomnění“.[5]

Metan, silný skleníkový plyn, představuje významný Pozitivní zpětná vazba protože globální oteplování vede k ústupu obrovských permafrost regiony na severní polokouli. Jak permafrost ustupuje, více oblastí se stává emitenty metanu. Odhady emise metanu ze severních bažin se silně liší kvůli (1) rozsáhlé variabilitě emisí metanu mezi různými bažinatými oblastmi a v rámci nich, (2) velmi omezeným znalostem těchto toků pro různé typy půd a (3) nedostatku reprezentativních údajů pro obrovské oblasti jako obrovské bažiny, např. na Sibiři.[6] Nedávné pokroky nyní umožňují senzorům přímo měřit turbulentní toky metanu z přirozeně emitujících povrchů. Senzor metanu s rychlou odezvou lze také nainstalovat do výzkumných letadel, jako je letoun Polar 5 Alfred Wegener Institute.

Reference

  1. ^ A b Weatherly, John W. „Polární meteorologie a podnebí“ (PDF). Věda a technika studených regionů. Encyclopedia of Life Support Systems.
  2. ^ Host, Peter (2005). „Změna klimatu - úvod“. Naval Postgraduate School - Department of Meteorology. Archivovány od originál dne 08-05-2005. Citováno 01-10-2013. Zkontrolujte hodnoty data v: | accessdate = a | archivovat = (Pomoc)
  3. ^ A b Wacker, U. „Polární meteorologie“. Alfred Wegener Institute. Archivovány od originál dne 2007-02-20. Citováno 01-10-2013. Zkontrolujte hodnoty data v: | accessdate = (Pomoc)
  4. ^ "Arktická" spirála smrti "nechává vědce v oblasti klimatu šokované a znepokojené". Vancouver Observer. 19. 9. 2012. Citováno 2014-04-06.
  5. ^ Watts, Susan (06.09.2012). „BBC News - Arktický led se taje jako přidání 20 let emisí CO2'". Bbc.co.uk. Citováno 2014-04-06.
  6. ^ „Institut Alfreda Wegenera Methan“. Široký. Archivovány od originál dne 2014-04-07. Citováno 2014-04-06.

externí odkazy