Майбутнє погоди, клімату та води - погляд крізь покоління

     Всесвітній метеорологічний день 2023 року відбувається під час  відзначення 150-ої річниці заснування ВМО. У ньому висвітлюються минулі досягнення, нинішній прогрес і майбутній потенціал - від телеграфів кінця 19 століття і прогнозів судноплавства до суперкомп'ютерів і космічних технологій.

    Протягом усього часу Національні метеорологічні та гідрологічні служби цілодобово працювали над збором та стандартизацією даних, які лежать в основі прогнозів погоди. Історія обміну даними ВМО – це чудова історія наукового бачення, технологічного розвитку і, перш за все, унікальної системи співпраці для обслуговування суспільства.

Також ювілей нагадує  про зміну клімату нащої планети. Міжнародна метеорологічна організація – попередниця Всесвітньої метеорологічної організації – була створена в 1873 році в епоху, коли забруднення навколишнього середовища тільки почало виникати внаслідок промислової і людської діяльності.

  В результаті теплоуловлюючих парникових газів  сьогодні  середня глобальна температура на 1° за Цельсієм вища, ніж 150 років тому. Наша погода стала більш екстремальною, наш океан, завдяки природнім процесам, став теплішим та окислився, рівень моря піднявся, а льодовики і лід тануть. Швидкість кліматичних змін прискорюється. Зараз  ми маємо зробити все можливе, щоб скоротити кількість викидів і зробити так, щоб майбутні покоління могли не тільки зберегти своє життя, але і процвітати на нашій планеті.

    Хороша новина полягає в тому, що швидкі науково-технічні досягнення значно підвищили точність прогнозів погоди та ранніх попередженнь стихійним лихам, які рятують тисячі життів по всій планеті. Обмін великими даними здійснюється більш вільно серед широкої  метеорологічної спільноти спільноти, ніж у попередні часи, і з'являються нові інструменти, включаючи машинне навчання та штучний інтелект.

    Відбувся значний прогрес у моніторингу, моделюванні та проєктуванні глобального клімату для підтримки прийняття рішень, які важливі у  метеорологічної галузі.

     Наша погода, клімат і кругообіг води в майбутньому відрізнятимуться в майбутньому. Послуги метеорологої, кліматології та гідрології допоможуть нам вирішити пов'язані  з цим проблеми та скористатися усіма можливостями.

19 століття

    Історія спільноти ВМО захоплююча. Прогнозування погоди виникло зі стандартизації морських даних і метеорологічних спостережень на морі. Лейтенант ВМС США Метью Фонтен Маурі був однією з рушійних сил прогнозування, як і адмірал Фіцрой, який в 1860 році розпочав видавати штормові попередження для моряків біля берегів Сполученого Королівства а згодом, через рік, загальні прогнози погоди.

    Електричний телеграф, розроблений Семюелем Морзе в 1830-х роках, вперше був використаний для передачі звітів про погоду в 1849 році. Було зрозуміло, однак, що азбука Морзе не задовольняла потреби в єдиній системі метеорологічних спостережень з використанням даних великих територій. І це стало приводом для скликання першого Міжнародного метеорологічного конгресу в 1873 році у Відні.

    «Елементарно мати всесвітню мережу метеорологічних спостережень, вільний обмін даними між країнами і міжнародну угоду про стандартизовані методи і одиниці спостереження, щоб мати можливість порівнювати їх", - сказав професор Буйс Баллот, директор Королівського метеорологічного інституту Нідерландів і перший президент Міжнародної метеорологічної організації з 1873 по 1879 рік.

    З тих пір і до сьогодні принцип вільного обміну даними є однією з рушійних сил ВМО.

Перші роки існування Міжнародної метеорологічної організації охарактеризувалися повільним, але постійним вдосконаленням метеорологічного приладобудування та зусиллями з розвитку всесвітньої мережі метеорологічних станцій. У Перший Міжнародний полярний рік (1882-1883)  були відмічені спостережні станції навколо Північного полюса, а у результаті дослідженнь Другого міжнародного полярного року (1932-1933) спостереження в полярних регіонах підвищили точність прогнозів в інших частинах світу.

    У 20 столітті спостерігався великий метеорологічний прогрес, а також нові вимоги до міжнародного співробітництва – і про це не одноразово було згадано як під час Першої, так і під час Другої світових воєн.

Структура Міжнародної метеорологічної організації вже була не такю досконалою. На засіданні Міжнародного метеорологічного комітету в 1946 році був прийнятий проєкт Всесвітньої метеорологічної конвенції, який в кінцевому підсумку був підписаний 11 жовтня 1947 року і набув чинності 23 березня 1950 року. Міжнародна метеорологічна організація  офіційно стала Всесвітньою метеорологічною організацією 17 березня 1951 року.

20 століття

Після закінчення Другої світової війни відбудова економіки та розквіт морського та повітряного транспорту стали приводом для розширення можливостей спостереження на суші, на морі та в повітрі завдяки телекомунікаційним технологіям. Але все одно були прогалини.  Під час Міжнаціонального геофізичного року (1957-1958) вчені намагалися виправити ситуацію, погодивши відповідні дії для спостережень, що охоплювали всю поверхню Землі. Метеорологічна програма включала вимірювання сонячної радіації та атмосферного озону – і це допомогло розширити уявлення про поняття захисного озонового шару Землі та необхідність його захисту від руйнівних хімічних речовин.

Разом з цим, поява метеорологічних супутників започаткувала нову еру коли в усьмоу світі почали використовувати дані спостережень . У 1957 році Радянський Союз запустив на орбіту перші супутники СУПУТНИК-1 і СУПУТНИК-2. Супутник EXPLORER-1 був запущений Сполученими Штатами 2 січня 1958 року, а перший у світі спеціальний метеорологічний супутник, відомий як телевізійний інфрачервоний супутник спостереження (TIROS-1), 1 квітня 1960 року.

В наслідок цього на прохання Генеральної Асамблеї ООН ВМО дослідила потенціал супутників погоди як частину порядку денного мирного використання космічного простору. Відкинувши свої політичні розбіжності, Сполучені Штати та СРСР підготували доповідь, яка  стала підставою створення Всесвітньої програми спостереження за погодою в 1963 році. Ця програма стала основою для атмосферних наук, метеорологічних послуг і міжнародного співробітництва.

Цього року Всесвітня служба погоди відзначає 60-річчя.  Вона передує Всесвітній мережі Інтернет і також є дуже важливою. Основні завдання цієї служби полягають у  проведені метеорологічних спостереженнь над сушею, на морі і з космосу; підготовці прогнозів погоди та завчасного  попередження стихійним лихам; глобальому обміну інформацією в режимі реального часу у вільний і необмежений спосіб.

   Діяльність Всесвітньої служби погоди стала основою для більш сучасних наукових знань і технологічних досягнень в області обчислень, телекомунікацій і супутників та слугує взірцем для міжнародних спільних програм, таких як Глобальна система спостереження за кліматом і Глобальна система спостереження за океаном.

    Розробка програм Чисельного прогнозування погоди наприкінці 20 століття була такою ж важливою для галузі метеорології, як і прогрес в супутникових технологіях. ЧПП відкрив нові виміри, дозволивши метеорологам з більшою точністю застосовувати свої дані для потреб суспільства.

Виклики

    Протягом всієї історії  у наслідок штормів, повенів, посух та інших стихійних лих, загинуло багато людей та зруйновано тисячі домівок. У 1970-тих роках відбулася серія суворих погодних явищ, включаючи жахливу посуху в Африці, і саме у цей період метеорологія стала темою для широкомасштабного обговорення серед суспільства.

  Причиною створення Програми тропічних циклонів ВМО стала трагедія. Найсмертоносніший у світі відомий тропічний циклон забрав життя до 500 000 людей у листопаді 1970 року на території нинішнього Бангладеша. Програма охоплює всі океанські басейни, схильні до тропічних циклонів, і робить спостереження, дослідження, координацію та комунікаціюз метою покращення  моніторингу, прогнозування та попередження стихійним лихам. Унікальна глобальна координація та співпраця під егідою ВМО призвела до стрімкого прогресу в точності прогнозів та завчасних попереджень тропічних циклонів. Це врятувало багато тисяч життів за ці роки.

  Під час  Десятиліття водних ресурсів, інакше відоме як Міжнародне десятиліття з забезпечення питної води та санітарії в 1980-х роках, вчені-кліматологи забили на сполох з приводу зростаючого попиту на ресурси прісної води. Близько 70 відсотків світу покрито водою, але лише крихітна частина легкодоступна для безпосереднього використання людиною. Тому світова спільнота визнала, що океанографічні та гідрологічні послуги для прогнозування клімату, управління водними ресурсами та безпеки людини загалом  дуже важливі. Протягом наступних десятиліть потреба в цих послугах зростала, оскільки проблема стихійних лих пов'язаних з водою, і безпеки людини дедалі загострювалася.

  в 1970-х і 1980-х роках, коли проблема зміни клімату підійшла до центральної позначки,  вчені занепокоїлися, що збільшення викидів парникових газів в атмосферу від діяльності людини призведе до серйозних змін у кліматі.

    У 1976 році ВМО видало свою першу заяву про зміну клімату і створила Всесвітню кліматичну програму в 1979 році. Всесвітня програма кліматичних досліджень, яка співфінансується ВМО, була створена в 1980 році, а кліматологія досягнула піку свого розвитку  у 1988 році зі створенням Міжурядової групи експертів зі зміни клімату (МГЕЗК).

    Наступного року ВМО та Програма ООН з навколишнього середовища  ініціювали переговорний процес щодо Рамкової конвенції ООН про зміну клімату (РКЗК ООН). Чим більше тема клімату ставала питанням для обговорення  на рівні міжнародної політики, тим більше ВМО закликала надавати наукові дані та прогнози через такі ініціативи, як програма «Глобальні спостереження за атмосферою» та Всесвітня програма досліджень погоди. Наслідки зміни клімату ставали більш зрощумілими. Чим довше ми будемо зволікати з обмеженням викидів парникових газів, тим складніше і дорожче стане адаптуватися до кліматичних змін.

21 століття

    Нові технології спостереження та моделювання продовжують розвиватися, допомагаючи краще зрозуміти складну глобальну погодно-кліматичну систему Землі. Унаслідок такого розвитку сьогоднішні п'ятиденні прогнози настільки ж надійні, як і дводенний прогноз 25-річної давнини. Ці досягнення перетворюються на мільярди доларів економічних прибутків.

    Місцеві прогнози погоди залежать від доступу в реальному часі до спостережень з усього світу під егідою Інтегрованої глобальної системи спостережень ВМО.

    В даний час понад 30 метеорологічних і 200 науково-дослідних супутників, 10 000 пілотованих і автоматичних надводних метеостанцій, 1 000 станцій верхнього повітря, 7 000 кораблів, більше 1 100 буїв, сотні метеорологічних радарів і 3 000 спеціально обладнаних комерційних літаків щодня вимірюють ключові параметри атмосфери, поверхні суші і океану. Потім дані цих спостереження надаються у вільному доступі у будь-якій країні світу завдяки Інформаційній системі ВМО.

    Метеорологи та вчені-кліматологи зараз роблять сезонні та довгострокові прогнози, а також розробляють програму « прогнози погоди та клімату без перешкод», щоб задовольнити постійно зростаючу потребу в погодних та кліматичних послугах для ключових секторів, таких як сільське господарство, охорона здоров'я, водні ресурси, транспорт та енергетика.

Але справа вже не тільки в погоді і кліматі. Оскільки ми продовжуємо розширювати діапазон прогнозування та покращувати наше розуміння всієї Земної системи, потреба стала першочерговою для посилення обміну даними в інших галузях, таких як гідрологія, склад атмосфери, кріосфера та космічна погода.

    Все більш різноманітна група зацікавлених сторін зараз активно займається генерацією та використанням даних, включаючи Національні метеорологічні та гідрологічні служби, приватний сектор та академічні кола. На сьогоднішній день існує більше даних Системи Землі, ніж у минулому , завдяки успіхам у технології дистанційного зондування землі та космосу, а також швидкості обробки даних та розміру пам'яті комп'ютерів, що використовуються для метеорологічного моделювання.

    З огляду на потреби, які розвиваютсья з неймовірною швидкістю, Надзвичайний Всесвітній метеорологічний конгрес затвердив Єдину політику даних ВМО у 2021 році. Вона забезпечує всебічне оновлення політики, що є головним у  міжнародному обміні даними щодо погоди, клімату та пов'язаних даних сиситеми Земля, і підтверджує прихильність вільному та необмеженому обміну даними, який був основою спільноти ВМО протягом останніх 150 років.

     Це допоможе спільноті ВМО зміцнити та краще підтримувати моніторинг та прогнозування всіх компонентів земної системи, внаслідок чого з'являться величезні соціально-економічні вигоди. Це призведе до додаткового обміну всіма типами екологічних даних, що, в свою чергу, дозволить усім членам ВМО надавати кращі, точніші та своєчасніші послуги, пов'язані з погодою та кліматом.

 Виклики

  У  Звітах ВМО про стан глобального клімату відстежувалися зміни в кліматичній системі протягом багатьох років. Звіти показують, як ключові показники зміни клімату – концентрація парникових газів, температура поверхні Землі, тепло та закислення океану, танення льодовиків, втрата морського льоду та підвищення рівня моря – знаходяться на рекордних максимумах спостережень. Ми все ближче наближаємося до нижньої температурної межі на 1,5° C згідно Паризької угоди про зміну клімату

    Зміна клімату призводить до збільшення кількості екстремальних погодних та кліматичних явищ, таких як хвилі спеки, які стають більш тривалішими,  все більше важкі опади та сильніші посухи. Чутливість людини до негативного впливу погодних явищ зростає в багатьох областях. Порівнючи з минулими роками, більшість людей живуть або в мегаполісах, або в зонах підвищеного ризику, таких як низинні, відкриті прибережні райони і заплави.

    Необхідні покращені можливості моніторингу, прогнозування та комунікації щодо того, якою буде погода і як вона буде поводитися і надалі , так і для того, щоб допомогти суспільству зрозуміти як саме адаптуватися до погодив майбутньому. Враховуючи, що багато наслідків зміни клімату виникають через воду, інтегровані дії з водних ресурсів та клімату є також важливими у вирішені проблеми.

    Незважаючи на величезий технологічний прогрес, в глобальній системі спостережень залишаються принципові недоліки. Багато людей у країнах вразливих до стихійних лих не мають навіть елементарних систем завчасного попередження про те, що до їх міста наближається стихійне лихо.

    Половина країн у всьому світі не мають систем завчасного попередження, а друга половина не  має нормативної бази, яка б пов'язувала завчасні попередження з планом дій на випадок надзвичайних ситуацій. Це найгірший варіант на той  випадок, якщо  стихійні лиха відбудуться у  країнах, що розвиваються, особливо ті, які боряться зі зміною клімату, зокрема для найменш розвинених країн  та малих острівних держав, що розвиваються

    Тому ВМО очолює нову ініціативу «Ранні попередження для всіх», щоб забезпечити захист усіх країн системами завчасного попередження протягом наступних п'яти років. Ініціатива охоплює всю спільноту ВМО, а також розширену спільноту ООН, банки розвитку та приватний сектор, включаючи компанії Big Tech.

«Ми повинні покращити  прогнозування стихійних лих для кожного і сформувати потенціал для швидких дій. Давайте визнаємо цінність завчасних попереджень і дій як критично важливих інструментів для зниження ризику стихійних лих і підтримки адаптації до змін клімату", - сказав Генеральний секретар ООН Антоніу Гутерріш, оголошуючи кампанію.

    Системи завчасного попередження розглядаються в широкому розуміні як «найшвидший курс» для адаптації до зміни клімату, оскільки вони є відносно дешевим та ефективним інструментом захисту людей та активів від стихійних лих, включаючи шторми, повені та хвилі спеки. Підраховано, що вони забезпечують десятикратну віддачу від інвестицій.

Глобальна комісія з адаптації встановила, що витрачення лише 800 мільйонів доларів США на такі системи в країнах, що розвиваються, дозволить уникнути втрат від 3 до 16 мільярдів доларів на рік.

    А яка ціна для досягнення цього? Еквівалент 50 центів на людину на рік протягом наступних п'яти років.

Майбутнє

   Попит на інформацію про погоду, клімат і воду на підтримку прийняття рішень, ймовірно, буде стрімко зростати в найближчі роки.

    Генерація та надання цих погодних, кліматичних та гідрологічних послуг були удосконалені суперкомп'ютерами, супутниковими технологіями та технологіями дистанційного зондування, смартфонами, постійними науковими досягненнями, а також міжнародною співпрацею. Зростаюча частина інвестицій в цих інноваціях надходить від приватного сектора.

    З відповідними  інвестиціям у науку та технології, а також залученню приватно-державного сектору, погодні та кліматичні компанії  відповідатимуть вимогам  індивідуальних та безперебійних прогнозів погоди та клімату, на які в подальшому буде попит. Такі ініціативи будуть слугувати перевагою для всіх націй.      

    Дослідження, що об'єднують фізичні та соціальні наукові спільноти, є ключовими для розуміння масштабів та темпів змін у погоді та кліматі, а також у кругообігу води, та допомагають нам стати більш стійкими та пристосуватися до змін.

    Наука та інновації також є ключовими інструментами для захисту здоров'я океану, і саме тому 2021-2030 роки є Десятиліттям науки про океан для сталого розвитку. Це десятиліття стане вирішальним періодом для реалізації 17 Цілей сталого розвитку ООН. Зміна клімату є загрозою для виконання  багатьох з цих цілей.

    Міжурядова група експертів з питань змін клімату заявила, що саме зараз потрібно вживати рішучих заходів, щоб попередити наслідки зміни клімату.

    Експерти прогнозують, що в найближчі десятиліття показник  кліматичних змін збільшиться у всіх регіонах – більш інтенсивні хвилі спеки, довші теплі сезони та коротші холодні. Але справа не тільки в температурі – будуть зміни, які стосуються вологості і сухості, вітрів, снігу і льоду, прибережних районів і океанів.

Зміна клімату спричиняє посилення кругообігу води. Резульатом цього є інтенсивніші опади і пов'язані з ними повені, а також інтенсивніші посухи в багатьох регіонах. Звідси випливає необхідність термінованого та інтегрованого плану  дій щодо води, і  клімату , а також набагато кращого моніторингу та управління водними ресурсами, щоб гарантувати, що вода є частиною кліматичного рішення, а не тільки проблемою.

    Згідно з останнім звітом Міжурядової групи  експертів з питань змін клімату, без негайного скорочення викидів у всіх секторах, обмеження глобального потепління до 1,5 °C є недосяжним. Глобальна температура стабілізується, коли викиди вуглекислого газу досягнуть нульового рівня. На 1,5 °C (2,7 °F) – це означає досягнення нульового рівня викидів вуглекислого газу  в усьому світі на початку 2050-их років;  На 2 ° C (3.6 ° F) - на початку 2070-х років.

   Є підстави сподіватися що ситуація зміниться на краще.. Усі покоління об'єднуються для вирішення питань щодо змін клімату, а молодь першою долучається до  кліматичних дій.

   З 2010 року спостерігається стійке зниження до 85% витрат на сонячну і вітрову енергію та акумулятори. Зростаючий спектр політики і законів підвищив енергоефективність, знизив темпи вирубки лісів і прискорив розгортання відновлюваних джерел енергії. Спільнота ВМО працює над покращенням погодних та кліматичних послуг для відновлюваних джерел енергії.

    Міста та інші міські райони також пропонують значні можливості для скорочення викидів. Вони можуть бути досягнуті за рахунок меншого споживання енергії (наприклад, шляхом створення компактних,  придатних для прогулянок міст), електрифікації транспорту в поєднанні з джерелами енергії з низьким рівнем викидів та посиленого поглинання та зберігання вуглецю з використанням природних ресурсів.

Наші сьогоднішні дії формують майбутнє планети!