Meteorologia polarna

Meteorologia polarna to nauka zajmująca się badaniem atmosfery regionów polarnych Ziemi . Inwersja temperatury powierzchni jest typowa dla środowisk polarnych i prowadzi do zjawiska wiatru katabatycznego . Pionowa struktura temperatury w środowiskach polarnych jest bardziej złożona niż w klimacie umiarkowanych szerokości geograficznych lub tropikalnych .

Historia

Początki

Zbieranie polarnych danych meteorologicznych rozpoczęło się w 1893 roku od Fridtjofa Nansena podczas jego wyprawy na biegun północny . Jednym z celów wyprawy było wykonanie szczegółowych pomiarów meteorologicznych i wczesnych pomiarów oceanograficznych. Pomiary wykonane ze statku Nansena, który nazwano Fram, posłużyły Vagnowi Walfridowi Ekmanowi do opracowania teorii obracania się przepływu powierzchniowego z tarciem ( spirala Ekmana ).

Zimna wojna

Zimna wojna zadziałała jak katalizator postępu w meteorologii polarnej. Do profilowania atmosfery wykorzystano instrumenty balonowe wzdłuż północnych granic Stanów Zjednoczonych i Kanady . Obrona powietrzna Ameryki Północnej często wykorzystywała instrumenty przenoszone na balonach do profilowania Arktyki. Atomowe okręty podwodne , których Stany Zjednoczone używały jako mechanizmu obronnego, były wyposażone w sonar skierowany w górę . Dane zostały później odtajnione iw latach 1958-1979 stały się podstawą do oceny przerzedzania lodu od lat 80. XX wieku do dnia dzisiejszego. Rosja przekazała również bardzo dokładne dane między 1937 a 1991 rokiem.

Dzień dzisiejszy

Obecnie mapowanie i pomiary okrętów podwodnych zostały drastycznie ograniczone. Klasycznym sposobem pomiaru grubości lodu jest wywiercenie otworu w lodzie i analiza otrzymanego lodu. Istnieje również wiele bardziej skomplikowanych metod i urządzeń służących do pomiaru i śledzenia warunków pogodowych na obszarach polarnych. Należą do nich boje równoważące masę lodową, sonar skierowany w górę z boi podlodowych i satelity. Globalne ocieplenie wzrosło zainteresowanie meteorologią polarną. Wynika to z faktu, że większość śniegu i lodu na Ziemi znajduje się w regionach polarnych i oczekuje się, że obszary te będą najbardziej dotknięte albedo powierzchni śniegu / lodu efekt sprzężenia zwrotnego. Dlatego jeśli zwiększone stężenie dwutlenku węgla w atmosferze powoduje globalne ocieplenie, to regiony polarne powinny ocieplać się szybciej niż inne miejsca na Ziemi.

Zainteresowane tematy

Interakcja atmosfery lód morski/ocean

Interakcja między atmosferą, lodem i oceanem ogranicza się do atmosferycznej warstwy granicznej , na którą wpływają głównie właściwości powierzchni. W regionach polarnych są to chropowatość lodu morskiego i koncentracja lodu morskiego, które znacznie wpływają na rozkład temperatury powierzchni. Prędkość i kierunek wiatru, temperatura powietrza i miejsce kontaktu z wiatrem to inne czynniki. Zarówno lód morski, jak i wiatr mają ogromny wpływ na warstwę graniczną atmosfery, która jest często wykorzystywana do pomiaru warunków na obszarach polarnych.

Chmury i opady polarne

Atmosferyczna część cyklu hydrologicznego w regionach polarnych odgrywa ważną rolę w tym, że:

bilans polarnych mas lodowych jest nierozerwalnie związany z opadami atmosferycznymi,
chmury modyfikują transfer promieniowania,
uwalnianie ciepła utajonego modyfikuje temperaturę powietrza, stąd cyrkulację.

Dwutlenek węgla i metan

Dwutlenek węgla ( _CO2 ) ma szczególne znaczenie w meteorologii polarnej, ponieważ wpływa na topnienie lodu morskiego. Działalność człowieka uwalnia dwutlenek węgla do atmosfery ze spalania ropy naftowej, węgla i gazu ziemnego. Na każdy funt uwolnionego dwutlenku węgla znika kilkanaście funtów arktycznego lodu morskiego. Podkreśla to moc grzewczą dwutlenku węgla, który wpompowuje do naszego klimatu 100 000 razy więcej energii niż zostało wyemitowane podczas spalania ropy, węgla lub gazu ziemnego. Biały lód arktyczny, obecnie na najniższym poziomie w najnowszej historii, powoduje większą absorpcję. Profesor Wadhams w niedawnym artykule BBC oblicza, że ta absorpcja promieni słonecznych ma efekt „odpowiednik około 20 lat dodatkowego CO ₂ dodaje człowiek”. Ekspert z Uniwersytetu Cambridge twierdzi, że pokrywa lodowa Arktyki „zmierza w zapomnienie”.

Metan , silny gaz cieplarniany, wprowadza znaczące pozytywne sprzężenie zwrotne , ponieważ globalne ocieplenie prowadzi do cofania się rozległych obszarów ciągłej i nieciągłej wiecznej zmarzliny na półkuli północnej. W miarę cofania się wiecznej zmarzliny coraz więcej obszarów staje się emitorami metanu. Szacunki emisji metanu z północnych bagien różnią się znacznie ze względu na

duża zmienność emisji metanu między różnymi obszarami bagiennymi iw ich obrębie
bardzo ograniczonej znajomości tych strumieni dla różnych typów gleb, oraz
brak reprezentatywnych danych dla rozległych obszarów, takich jak ogromne bagna, np. na Syberii.

Ostatnie postępy pozwalają teraz czujnikom bezpośrednio mierzyć turbulentne strumienie metanu z naturalnie emitujących powierzchni. Szybko reagujący czujnik metanu można również zainstalować w samolotach badawczych, takich jak samolot Polar 5 Instytutu Alfreda Wegenera .

Linki zewnętrzne