چقدر به تجهیزات مدرن هواشناسی مجهز هستیم؟

چقدر به تجهیزات مدرن هواشناسی مجهز هستیم؟

با وجود عملکرد مثبت سازمان هواشناسی کشور در پیش‌بینی به موقع سامانه بارشی اخیر و اعلام هشدارهای لازم، این سازمان با کمبود شدید تجهیزات مدرن و پیشرفته مواجه است.

به گزارش سینا‌پرس، بارش برف شدید هفته گذشته در اکثر نقاط کشور، باعث مسدود شدن برخی از محور‌‌‌ها و لغو بسیاری از پرواز‌‌‌ها شد. اما برخلاف دفعات قبلی، این بار سازمان هواشناسی ورود این سامانه بارشی به کشور و کاهش قابل توجه دمای هوا را به موقع پیش‌بینی کرده بود؛ اما عدم آمادگی برخی دستگاه‌های مسؤول با وجود هشدارهای متعدد، مشکلات زیادی را برای مردم ایجاد کرد.

با وجود عملکرد مثبت سازمان هواشناسی کشور در پیش‌بینی به موقع این سامانه بارشی، نباید از این نکته غافل شد که این سازمان با کمبود تجهیزات مدرن و پیشرفته مواجه است.

به همین بهانه قصد داریم علم هواشناسی و تجهیزات یکی از پیشرفته‌‌‌‌ترین سازمان‌های هواشناسی جهان را مورد بررسی قرار دهیم.

هواشناسی (Meteorology) مطالعه علمی جو است که بر پیش‌بینی آب و هوا تمرکز دارد. پدیده‌های هواشناسی، رویدادهای آب و هوایی قابل مشاهده‌ای هستند که با علم هواشناسی قابل توضیح‌ هستند. رویدادهای آب و هوایی وابسته به متغیرهایی در جو زمین مانند دما، فشار، بخار آب هستند.

علم هواشناسی مدرن به‌شدت وابسته به مدل‌های رایانه‌ای برای پیش‌بینی شرایط جوی است؛ اما همچنان از روش‌ها و مدل‌های مفهومی که پیش از کاربردی شدن رایانه مورد استفاده قرار می‌گرفتند، برای ارایه پیش‌بینی دقیق‌تر یا کارآمدتر وضعیت آب و هوا استفاده می‌کند.

ابزار پیش‌بینی آب و هوا

متخصصان هواشناسی در سرویس ملی آب و هوا در اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا NOAA)) – به عنوان یکی از قدرتمند‌‌‌ترین سازمان‌های هواشناسی جهان – به صورت مداوم درحال بررسی و نظارت بر شرایط جو زمین هستند.

با پیشرفت فناوری، این مرکز به ابزار و تجهیزات بسیار پیشرفت‌های برای پیش‌بینی آب و هوا مجهز شده است که اقدام به جمع‌آوری و پردازش داده‌ها و در نهایت، ارایه پیش‌بینی‌های سریع‌تر و دقیق‌تر می‌کند:

رادار داپلر

رادار داپلر (Doppler radar) ابزاری برای مشاهده طوفان‌های شدید است. تعداد ۱۵۹برج رادار در سراسر ایالات متحده قرار دارد که قاره آمریکا و بخش‌هایی از آلاسکا، هاوایی، پورتوریکو و گوام را به‌طور کامل پوشش می‌دهد.

رادار داپلر قادر به تشخیص انواع بارش‌ها، چرخش ابرهای طوفان‌زا، گردبادها، تعیین قدرت و جهت وزش باد است.

داده‌های ماهواره‌ای

متخصصان هواشناسی با تجزیه و تحلیل داده‌های جمع‌آوری شده توسط ماهواره‌های آب و هوایی در مدار زمین، قادر به پیش‌بینی شرایط آب و هوایی هستند. اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا NOAA)) دارای ۳ نوع ماهواره آب و هوایی است.

ماهواره‌ها ‌در مدار قطبی (polar orbiting satellites)، ماهواره‌های ثابت زمین (geostationary satellites) و ماهواره‌های عمق فضا (deep space satellites) هستند. در عین حال، آمریکا از داده‌های ماهواره‌های کشورهای دیگر نیز برای ارایه پیش‌بینی دقیق‌تر استفاده می‌کند.

رادیو سوند

رادیو سوند (radiosondes) منبع اصلی داده‌های جو بالا upper-air)) است. حداقل دوبار در روز، بالن‌های آب و هوایی مجهز به رادیو سوند در ۹۲ نقطه از آمریکا به هوا فرستاده شده و در مدت دو ساعت مأموریت، اقدام به جمع‌آوری اطلاعات در مورد فشار هوا، دما، رطوبت، سرعت و جهت وزش باد و ارسال این داده‌ها به زمین می‌کنند.

در شرایط خاص آب و هوایی مانند زمان وقوع طوفان، معمولاً تعداد بالن بیش‌تری برای جمع‌آوری داده‌های تکمیلی به هوا فرستاده می‌شوند.

سیستم‌های خودکار دیده‌بانی سطح زمین

سیستم‌های خودکار دیده‌بانی سطح زمین (automated surface observing systems) که به اختصار ASOS نامیده می‌شوند، به‌طور مداوم شرایط آب و هوایی از سطح زمین را تحت نظارت دارند. بیش از ۹۰۰ ایستگاه ASOS در سراسر آمریکا اقدام به جمع‌آوری شرایط آسمان، دید در سطح، بارش، دما و سرعت وزش باد ۱۲ بار در هر ساعت می‌کنند.

همچنین ۱۰ هزار داوطلب در جمع‌آوری داده‌های تکمیلی دما، بارش باران و برف مشارکت دارند. مجموع داده‌های جمع‌آوری شده توسط ایستگاه‌های ASOS و جمعیت داوطلبان، به ارایه پیش‌بینی‌های دقیق و هشدارهای ضروری کمک می‌کند.

ابر رایانه‌ها

سیستم ابر رایانه عملیاتی اقلیم و آب و هوا (WCOSS) اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا، پایه و اساس پیش‌بینی مدرن آب و هوا محسوب می‌شود. ظرفیت ابررایانه‌های این مرکز ۵٫۷۸پتافلاپ است که تقریباً ۶میلیون برابر قدرتمندتر از رایانه‌های معمولی است.

داده‌های جمع‌آوری شده توسط رادار داپلر، رادیو سوندها، ماهواره‌های آب و هوایی و سایر ابزار و تجهیزات هواشناسی با ابر رایانه‌ها تجزیه و تحلیل شده و به مدل‌های عددی تبدیل می‌شوند. از این مدل‌‌‌ها و داده‌های آب و هوایی قدیم و جدید برای پیش‌بینی آب و هوا استفاده می‌شود.

سیستم پردازش اطلاعات هواشناسی پیشرفته

سیستم پردازش اطلاعات هواشناسی پیشرفته (AWIPS) اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا، یک سیستم پردازش رایانه‌ای است که داده‌های تمام ابزار قبلی را به رابط گرافیکی متصل می‌کند و متخصصان هواشناسی می‌توانند از آن برای تجزیه و تحلیل داده‌ها، ارایه پیش‌بینی و اعلام هشدار استفاده کنند.

 

این سیستم نیز از ابررایانه‌های NOAA برای پردازش داده‌های رادار داپلر، رادیو سوندها، ماهواره‌های آب و هوایی، ASOS و سایر مدل‌های آب و هوایی برای ارایه پیش‌بینی‌های بسیار دقیق و سریع‌تر استفاده می‌کند.