1.2. Групи аналізу змін клімату

Кліматичний моніторинг охоплює геофізичний (система спостережень за абіотичною частиною біосфери, а саме: кліматом, рельєфом, температурою, сонячною радіацією тощо) та біологічний ( система спостережень за станом біотичної складової біосфери та її реакцією на антропогенний вплив) моніторинги, для нього важливі як фактори дії, так і джерела забруднення. У його здійсненні важливу роль відіграють метеорологічні служби, які сформовані з наземних та супутникових підсистем, що дають змогу різнобічно відстежувати процеси і явища[3]. Усі основні кліматичні дані та інформацію, необхідні для аналізу змін клімату, поділяють на групи:

1. Вимірювання основних метеорологічних параметрів, вивчення та аналіз атмосферних явищ і процесів, які характеризують відповідний стан погоди. До цієї групи належать дані про температуру і вологість повітря, атмосферний тиск, швидкість та напрямок вітру, інтенсивність опадів, гідрологічні дані, а також дані про сніговий покрив, вологість і глибину промерзання грунту та інші, які отримують на метеорологічних і гідрологічних станціях і постах. На основі цієї інформації здійснюють моніторинг атмосферних явищ і процесів, отримують їх національні метеорологічні служби з відповідних станцій за допомогою технічних засобів.

На сучасному етапі у світі функціонує 40 000 кліматологічних і 140 000 дощомірних станцій, однакрозміщені вони нерівномірно. Міжнародний обмін основними погодніми даними забезпечують Всесвітня служба погоди (ВСП), Всесвітня метеорологічна організація (ВМО). ВСП формується з глобальних систем спостережень, телезв’язку й оброблені даних. Метою її роботи є збереження і надання користувачам необхідної інформації.

Глобальну систему спостереженя формують наземна й супутникова підсистеми. Наземна підсистема базується на опорній синоптичніймережі. Вона отримує Інформацію також з кораблів і літаків, матеорологічних радіолокаторів, різних систем зондуванняатмосфери. До наземної підсистемиспостережень належать станції вимірювання сонячної радіації, фонового забруднення атмосфери та інших складників атмосфери (діоксиду вуглецю(СО₂), озону(О₃), різноманітних газових домішок). Аерозольні частки природного та антропогенного походження, електромагнітне випромінювання, теплове забруднення також становлять інтерес для служб наземної глобальної системи спостережень, оскільки помітно позначаюьбся на кліматі.

Супутникову підсистему утворюють геостаціонарні і розташовані на навколополярних орбітах метеорологічні супутники. Вони відстежують вертикальні профілі теиператури і вологості, температуру поверхні моря, поверхні суші та верхнього шару хмар, сніговий покрив ,радіаційних баланс[3].

2. Моніторинг стану кліматичної системи (реакція кліматичної системита її елементів на природні й антропогенні зміни). Він охоплює всю біосферу, але зосереджується на ефектах (реакціях), які безпосередньо супроводжуються антропогенних змін клімату. Спостереження за станом клімату охоплює моніторингкліматоутворених факторів, а також величин, які характеризують реакцію кліматичної системита її елементів на різні дії, передусім антропогенні. Важливими є дані про стан підстилаючої поверхні, які характеризують її альбедо (частину падаючої променистої енергії, яку вона відбиває), моніторинг енерго і масообміну між атмосферою і підстилаючою поверхнею, відомості про водний баланс та його вплив на зміну клімату. Усі ці фактори є кліматворними, а змінюються вони внаслідок реакції елементі кліматичної системи на дію різних чинників.

Океан відіграє визначальну роль при формуванні клімату. Тому доцільно здійснювати моніторинг стану океану, який забезпечується вимірюваням температури його поверхні і верхнього шару, вмісту солі та хімічного складу води, хвилювання та течій на різних глибинах. Для отримання даних про взаємодію атмосфери й океану проводять регулярні морські кліматологічні вимірювання температури повітря і води, крапель роси, видимості, напрямку та сили вітру, атмосферного тиску[3].

3. Моніторинг внутрішніх та зовнішніх факторів (особливо антропогенних факторів та їх джерел), які впливають на клімат і стан кліматичної системи. До зовнішніх факторів належать вплив Сонця і космічного випромінювання. їх інтенсивність залежить від сонячної активності, параметрів орбіти і швидкості обертання Землі. Ефекти впливу зумовлюються інтенсивністю його факторів, властивостями і складом атмосфери Землі, властивостями земної поверхні (альбедо).

До внутрішніх факторів, які впливають на клімат і кліматичну систему, відносять теплові викиди та викиди речовин у біосферу, їх перерозподіл між різними середовищами. Він може бути природним (виверження вулканів) та антропогенним. Внутрішні фактори зумовлюють зміну властивостей кліматичної системи (змінюється альбедо підстилаючої поверхні й атмосфери, а також тепло- та газообмін підстилаючої поверхні з атмосферою).

Спостереження за змінами температури повітря, які проводять у великих містах і їх передмістях, засвідчили підвищення температури у межах 0,5°-1,0°С. Це зумовлено тепловими викидами та змінами альбедо у великих містах.

При оцінюванні коливань складу атмосфери, вивченні можливого їх впливу на клімат особлива роль належить спостереженням за вмістом і змінами концентрацій С0₂ в атмосфері, за процесами обміну його зі Світовим океаном та наземною біотою. Збільшення кількості вуглекислого газу в атмосфері пов’язане з антропогенною діяльністю — спаленням мінерального палива. На сучасному етапі цей антропогенний фактор найвідчутніше впливає на клімат. Тому особливо важливим є регулярне вимірювання концентрації С0₂ в атмосфері, вивчення балансу вуглецю в біосфері, обміну С0₂ з глибинними шарами океану, впливу нафтової плівки на газообмін між океаном та атмосферою.

Зворотний ефект (можливе похолодання через відбиття частини падаючого сонячного випромінювання) спричинює підвищення вмісту стратосферних аерозолів, що залежить від природних причин (виверження вулканів, піщані бурі) і антропогенної діяльності (викиди промислових підприємств).

Моніторинг обсягів основних складових атмосфери, забруднень та змін, що відбуваються з ними, здебільшого організований на державному рівні, є важливою частиною глобальної системи моніторингу[3].

4. Моніторинг можливих фізичних і екологічних перетворень у довкіллі, які відбуваються внаслідок кліматичних змін і коливань. Трансформації клімату, впливаючи на стан біосфери, позначаються і на господарській діяльності людини. Найчутливішими до коливань клімату є елементи біосфери, розташовані у полярних широтах, засушливих місцях, а також екосистеми пустельних зон, високогір’їв.

Параметри змін у біосфері називають непрямими показниками змін клімату. Цю групу показників утворюють зміни рівня морів, озер, розташування берегової лінії, річних шарів, донних відкладень озер, снігової лінії та ін. До неї також зараховують і такі екологічні ознаки, як зміна характеру рослинності, врожайності культур, морської мікрофлори і мікрофауни, популяцій комах, особливостей поширення хвороб тварин і рослин, передусім у зонах з найбільшою чутливістю до змін клімату[3].

Комплекс цих даних необхідний для проведення всебічного аналізу стану довкілля і моделювання клімату, на підставі яких виокремлюють критичні фактори впливу і найчутливіші елементи біосфери, що є передумовою оптимального функціонування системи кліматичного моніторингу.