Погода на полюсах - проблемы расшифровки данных

Среди бескрайних белоснежных просторов Антарктики одиноко стоит серебристая металлическая 9-метровая труба, установленная в толще льда.

Она оснащена датчиками погоды, которые регистрируют температуру, давление, скорость ветра и другие показатели, но эти данные не имеют достаточно удобного формата для использования их учёными и обмена ими.

Новое программное обеспечение поможет сделать данные о погоде на полюсах более доступными для учёных, это позволит им отслеживать погоду на локальном уровне и оценивать последствия изменения климата в глобальном масштабе.


Модернизация метеостанций

Различные установки, похожие на блестящие металлические трубы и называемые автоматизированными метеостанциями (АМС), установлены в различных местах Антарктиды и Гренландии.
"Предназначенные для сбора важной информации, сети АМС используют различные "доморощенные" форматы данных 1980-х и 90-х годов, что затрудняет их анализ, - говорит Чарли Зендер, профессор физики атмосферы из Калифорнийского университета. - Эти данные чем-то напоминают детскую комнату ранним утром".

Чтобы это исправить, Зендер с группой учёных создали специальное программное обеспечение, которое преобразует беспорядочные данные АМС в новый удобный формат. Зендер назвал его "УАМС" (JAWS - англ.), что означает "Упорядоченная автоматизированная метеорологическая станция", в честь инструмента "Выравнивание" в Microsoft Word, который форматирует несоответствующие абзацы в идеальные прямоугольники.

Зендер и его команда собираются предоставить это бесплатное программное обеспечение, финансируемое НАСА, управляющим климатическими базами данных, которые затем могут сделать данные АМС широко доступными, и прежде всего для научного сообщества. Цель состоит в том, чтобы помочь учёным разобраться в насущных вопросах, например, что вызывает таяние ледяного покрова Гренландии.


Гренландия

На ледниковом щите Гренландии расположено около 40 автоматических метеостанций, при этом 18 из них составляют климатическую сеть Гренландии (GC-Net), которая отслеживает региональный климат и изменения ледяного покрова.

Гренландский ледяной щит имеет решающее значение для глобального климата. Он обладает высокой отражающей способностью, отводя солнечную энергию от Земли, имеет приличную высоту, занимает большую площадь и содержит значительный объём пресной воды. Объём льда в Гренландии в 2001 году был эквивалентен примерно 6,7 метрам подъёма уровня мирового океана.

По словам старшего научного сотрудника Национального центра исследований снега и льда Уолта Майера, данные климатической сети Гренландии представляют ценность, но их затруднительно использовать сразу после получения. Он ещё не тестировал новое программное обеспечение, но рассматривает возможность его использования для считывания и распространения данных GC-Net. Удобно то, что ПО УАМС содержит метаданные, включая широту, долготу, единицы измерения, масштабирование и другие описания.

Благодаря ПО УАМС климатические данные станут более адаптируемыми и пригодными для использования более широкой аудиторией учёных. В частности, эти данные смогут включить в свои формулы специалисты по моделированию климата. "Современные модели не совсем верно работают для Гренландии из-за невозможности включить в них данные GC-Net, - сказал Майер. - Но надеюсь, что это скоро изменится".


Антарктида

ПО УАМС поможет учёным не только моделировать будущее, но также лучше понять прошлое. Питер Койперс Муннеке, исследователь из Утрехтского университета, успешно использовал ПО УАМС для извлечения данных с АМС на леднике Антарктического полуострова. Он опубликовал статью с первым документально подтвержденным открытием зимнего поверхностного таяния в Антарктиде.

Муннеке обнаружил, что, несмотря на отсутствие солнечного света в зимние месяцы, ледяные щиты подтаивают из-за прохождения тёплых ветров над их поверхностью. Данные АМС подтвердили это зимнее таяние, показав, насколько быстро исчезает лёд на Антарктическом полуострове.


Двигаясь вперёд

АМС позволяет исследователям виртуально посещать экстремальные арктические и антарктические среды. "Нам необходимы данные от автоматических метеостанций, чтобы понять, что происходит на поверхности ледников, - объясняет Зендер, - а спутники нужны для того, чтобы увидеть изменения в более крупном масштабе. Лучшие научные данные получаются в результате объединения наземных и спутниковых наблюдений".

Зендер признаёт, что нехватка рабочей силы и финансирования может помешать быстрому внедрению нового программного обеспечения, но надеется, что его потенциал и доступность покорит многих учёных в области изучения климата.

ПО УАМС даже способно корректировать данные от автоматических метеостанций с учётом погодных воздействий и наклона самой АМС, экономя исследователям средства. "Дешевле откорректировать данные, чем лететь в Антарктиду, чтобы починить оборудование", - говорит Зендер.



Перевод.
Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ goddard/ 2019/ decoding-extreme-weather-at-the-poles/