Уур амьсгалын өөрчлөлтийн судалгааны газар хөдлөлтийн аргууд
Уур амьсгалын өөрчлөлтийг ерөнхийдөө агаарын температур, хүлэмжийн хийн агууламж эсвэл мөс хайлах, далайн түвшний өсөлтийн хиймэл дагуулын ажиглалтын мэдээллээр хэлэлцдэг. Гэсэн хэдий ч олон нийтийн анхаарлыг ихэвчлэн алддаг нэг байгалийн "архив" байдаг: энэ бол Дэлхий өөрөө. Газар хөдлөлтийн долгион гэгддэг царцдас, манти, цөмөөр дамжин өнгөрдөг чичиргээгээр дамжуулан эрдэмтэд хүрээлэн буй орчны өөрчлөлтийг шууд бусаар боловч асар их мэдээлэлтэйгээр уншиж чаддаг. Анх газрын доорх бүтцийг зураглах, газар хөдлөлтийг хянах зорилгоор боловсруулсан газар хөдлөлтийн аргууд нь одоо мөсөн голын динамик, мөсний массын өөрчлөлтөөс эхлээд далайн эргэлтийн өөрчлөлт хүртэл уур амьсгалын өөрчлөлтийн янз бүрийн талыг ойлгоход чухал хэрэгсэл болжээ.
Газар хөдлөлтийн арга гэж юу вэ?
Газар хөдлөлтийн аргууд нь дэлхийгээр тархдаг уян хатан долгионыг хэмжих, тайлбарлах арга техник юм. Эдгээр долгион нь тектоник газар хөдлөлт, галт уулын дэлбэрэлт, хөрсний гулсалт, мөсөн хүрхрээ, далайн давалгааны далайн ёроолтой харилцан үйлчлэл зэрэг байгалийн эх үүсвэрээс үүсч болно. Уур амьсгалын судалгаа нь ихэвчлэн байгалийн эх үүсвэр болон байнгын газар хөдлөлтийн чимээнд тулгуурладаг ч гэсэн хяналттай дэлбэрэлт эсвэл газар хөдлөлтийн чичиргээ зэрэг хиймэл эх үүсвэрээс долгион үүсч болно.
Газар хөдлөлтийн хэмжилтийн үндсэн багаж бол газар хөдлөлтийн хэмжигч бөгөөд энэ нь гурван бүрэлдэхүүн хэсэгт газрын хөдөлгөөнийг бүртгэдэг төхөөрөмж юм. Газар хөдлөлтийн долгион нь орчинд дамжин өнгөрөхөд тэдгээрийн хурд, далайц, хэлбэр нь материалын физик шинж чанараас хамаардаг: нягтрал, уян хатан чанар, сүвэрхэг чанар, шингэний агууламж, температур. Уур амьсгалын өөрчлөлт нь янз бүрийн орчинд ус, мөс, температурыг өөрчлөх үед газар хөдлөлтийн дохио нь эдгээр өөрчлөлтийг бүртгэдэг шууд бус "мэдрэгч" болж чаддаг.
Газар хөдлөлт нь цаг уурын судалгаанд яагаад хамааралтай вэ?
Уур амьсгалын өөрчлөлт нь дэлхийн системд бүхэлд нь нөлөөлж байна: туйлын мөсөн бүрхүүл хайлж, мөнх цэвдэг хайлж, хур тунадасны өөрчлөлт, шуурганы давалгаа нэмэгдэж, далайн түвшний өсөлт. Эдгээр бүх өөрчлөлтүүд нь массын дахин хуваарилалт (ус ба мөс), даралтын өөрчлөлт, материалын механик шинж чанарын өөрчлөлттэй холбоотой юм. Газар хөдлөлтийн аргууд хэд хэдэн шалтгааны улмаас давуу талтай:
1. Тасралтгүй хяналт хийх чадвартай: Газар хөдлөлтийн хэмжигч нь шөнийн цагаар эсвэл харааны болон хиймэл дагуулын ажиглалтад саад учруулж болзошгүй цаг агаарын таагүй үед ч 24/7 ажилладаг.
2. Газрын доорх өөрчлөлтөд мэдрэмтгий: Цаг уурын олон нөлөөлөл газар доор эсвэл мөсөн доор үүсдэг, жишээлбэл хайлсан усны хөдөлгөөн, чулуулгийн нүх сүвийн өөрчлөлт, эсвэл мөнх цэвдэгийн сулрал.
3. Өргөн хүрээтэй хамрах хүрээ: Дэлхийн газар хөдлөлтийн сүлжээ нь бүс нутаг хоорондын харьцуулалт болон урт хугацааны хяналт шинжилгээ хийх боломжийг олгодог.
4. Бусад аргуудтай нөхөж ашиглах: Газар хөдлөлт нь хиймэл дагуул, GPS болон газар дээрх хэмжилтийг нөхөж чаддаг тул тайлбарын үр дүн илүү бат бөх байдаг.
Мөсөн голын сейсмологи: хайлж буй мөсний "дуу хоолойг" унших нь
Хамгийн шинээр гарч ирж буй хэрэглээний нэг бол мөсөн голын газар хөдлөлт судлал юм. Мөсөн голууд хөдлөх, хагарах эсвэл урагдах үед эдгээр үйл явдлууд нь тодорхой газар хөдлөлтийн үйл явдал гэж бүртгэгдэж болох чичиргээ үүсгэдэг. Уур амьсгалтай холбоотой хэд хэдэн төрлийн дохио байдаг:
– Мөсөн чичирхийлэл: Мөсөн доторх дотоод хагарал, шилжилт нь газар хөдлөлтийн дохио үүсгэдэг. Температур нэмэгдэж, гадаргын хайлалт нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн давтамж, эрчим нэмэгдэж болно.
– Мөсөн голын чичиргээ: Мөсөн голын ёроол дахь хайлсан усны урсгалтай холбоотой удаан хугацааны чичиргээ. Мөсөн голын суурийг тослох ус нь мөсний урсгалыг хурдасгаж, мөсний тогтвортой байдалд нөлөөлж, далайн түвшний өсөлтөд хувь нэмэр оруулдаг.
– Тугаллах үйл явдал: Мөсөн хадан цохионы нуралт нь бага ба дунд энергийн дохио үүсгэдэг бөгөөд үүнийг хянах боломжтой бөгөөд ялангуяа Гренланд, Антарктид зэрэг туйлын бүс нутагт массын алдагдлын түвшинг тооцоолж болно.
Судлаачид газар хөдлөлтийн мэдээлэл болон хиймэл дагуулын ажиглалтыг хослуулснаар мөсөн голууд хэзээ, хаана хурдасч байгааг, мөн эдгээр хэв маяг нь улирал, температур, урт хугацааны өөрчлөлттэй хэрхэн холбогдож байгааг үнэлж чадна.
Мөнх цэвдэг ба налуугийн тогтвортой байдал: хөлдүү газрын суларснаас үүдэлтэй дохио
Мөнх цэвдэг буюу олон жилийн турш хөлдүү хэвээр үлддэг хөрс нь их хэмжээний органик нүүрстөрөгчийг хадгалдаг бөгөөд хүйтэн бүс нутагт налуугийн тогтвортой байдал, дэд бүтцэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Уур амьсгал дулаарахын хэрээр мөнх цэвдэг гэсч, хөрсний нүх сүв усаар дүүрч, механик бат бэх чанар буурдаг. Энэ үйл явц нь хөрсний гулсалт, суулт, газрын доорх усны урсгалын өөрчлөлтийг өдөөж болно.
Газар хөдлөлтийн аргууд нь хоёр үндсэн аргаар тусалдаг:
1. Микро-сейсмик хяналт: Налуугийн жижиг хагарал, шилжилт нь микро-сейсмик дохио үүсгэж болно. Микро-сейсмик идэвхжил нэмэгдэх нь тогтворгүй байдлын эрт үеийн шинж тэмдэг байж болно.
2. Газрын доорхи шинж чанарын дүрслэл: Газар хөдлөлтийн долгионы хурд нь хөлдөөсөн материалд дулаан, усаар ханасан материалаас илүү өндөр байдаг. Газар хөдлөлтийн судалгааг давтан хийснээр (цаг хугацааны урсацаар) хурдны өөрчлөлт нь гэсэлтийн бүсийг илтгэж болно.
Энэ арга нь Арктик болон өндөр уулын бүс нутагт чухал ач холбогдолтой бөгөөд уур амьсгалын өөрчлөлтийн мөнх цэвдэгт үзүүлэх нөлөө хурдацтай явагдаж, олон нийтэд шууд нөлөөлж байна.
Газар хөдлөлтийн чимээ шуугиан, шуурга, давалгааны “хурууны хээ”
Бүх цаг уурын мэдээлэл газар хөдлөлт эсвэл гамшигт үйл явдлаас гардаггүй. Газар хөдлөлтийн арын чимээ хүртэл - тасралтгүй, сул чичиргээ - далай болон агаар мандлын нөхцөл байдлын талаарх мэдээллийг агуулдаг. Далайн давалгааны харилцан үйлчлэл нь алслагдсан эх газарт илрүүлж болох үечилсэн чичиргээ болох микросейсмийг үүсгэдэг.
Микросейсм нь дараахь зүйлстэй холбоотой.
– Далайн давалгааны энерги: Шуурга эрчимжих эсвэл салхины хэлбэр өөрчлөгдөхөд давалгааны энерги нэмэгдэж, микросейсм нь үүний дагуу өөрчлөгддөг.
– Улирлын болон жил хоорондын хувьсах чанар: Эль-Ниньо-Ла-Ниньа зэрэг уур амьсгалын хэв маягийн өөрчлөлтүүд нь микросейсмийн шинж чанарт тусгалаа олсон байж болно.
– Далайн мөсний нөхцөл байдал: Туйлын бүс нутагт далайн мөсөн бүрхүүл нь өндөр давалгааны үүсэлтийг бууруулж, улмаар бүртгэгдсэн микросейсмийн түвшинд нөлөөлдөг.
Микросейсмийн урт хугацааны статистик шинжилгээ нь эрдэмтдэд дэлхийн дулаарал болон агаар мандал-далайн динамиктай нягт холбоотой шуурга, долгионы хэв маягийн өөрчлөлтийг үнэлэх боломжийг олгодог.
Үер, гол мөрөн, тунадасжилтыг хянах зорилгоор хэт улаан туяаны болон газар хөдлөлтийн
Уур амьсгалын өөрчлөлт нь гидрологийг мөн өөрчилж байна: зарим бүс нутагт хур тунадасны эрчим нэмэгдэж, зарим бүс нутагт хуурай улирал уртасч, үерийн аюул улам бүр нэмэгдэж байна. Голын хурдацтай урсгал нь тунадас, чулуулгийг зөөвөрлөж, голын эрэг дээрх сейсмометрээр бүртгэж болох чичиргээ үүсгэдэг.
Энэ аргыг ашиглан судлаачид дараахь зүйлийг хийж чадна.
– Чичиргээний эрчимээс шууд бусаар ялгаралтыг тооцоолох,
– Элэгдэл болон ландшафтын өөрчлөлтийг ойлгоход чухал ач холбогдолтой тунадасны тээвэрлэлтийг хянах,
– Галт уулын бүсэд гэнэтийн үер эсвэл борооны улмаас үүссэн лахаруудыг хянах.
Сейсмометрүүд нь онцгой нөхцөлд ажиллах боломжтой бөгөөд усны урсгалтай шууд харьцах шаардлагагүй тул энэ арга нь алслагдсан эсвэл аюултай газарт ашигтай байдаг.
Газар хөдлөлтийн цагийн зөрүү болон газрын доорх усны нөөцийн өөрчлөлт
Зарим бүс нутагт уур амьсгалын өөрчлөлт нь уст давхаргын нөхөн сэргэлт болон хомсдолд нөлөөлж байна. Цаашилбал, хүний ган гачигт дасан зохицох үйл явц - тухайлбал газрын доорх усыг шахах нь - мөн системд нөлөөлж байна. Давтан (цаг хугацааны давтамжтай) газар хөдлөлтийн судалгаагаар нүх сүвний орон зай дахь усны ханалтын өөрчлөлттэй холбоотой долгионы хурдны өөрчлөлтийг тодорхойлж болно. Хэрэгжүүлэхэд судалгааны нарийн загвар шаардлагатай боловч энэ арга нь худаг болон хүндийн хүчний өгөгдлийн хамт газрын доорх усны хяналтыг чухал нэмэлт болгон ашиглах боломжтой.
Орчуулгын давуу тал, хязгаарлалт, бэрхшээлүүд
Газар хөдлөлтийн аргууд нь тасралтгүй хяналт, өндөр мэдрэмж, газрын хэвлийг "харах" чадварын давуу талуудыг санал болгодог. Гэсэн хэдий ч ойлгох ёстой хязгаарлалтууд байдаг:
– Эх сурвалжийн тодорхойгүй байдал: Газар хөдлөлтийн дохио нь олон үйл явцаас (хүний үйл ажиллагаа, салхи, замын хөдөлгөөн, аж үйлдвэр) үүсч болох тул дохиог сайтар ялгах шаардлагатай.
– Багажны сүлжээнээс хамааралтай байдал: Чанартай өгөгдөл нь сайн тохируулагдсан, стратегийн хувьд байрлуулсан сейсмометр шаарддаг бөгөөд энэ нь туйлын болон өндөр уулын бүс нутагт үргэлж амар байдаггүй.
– Нарийн төвөгтэй физик загварууд: Газар хөдлөлтийн өөрчлөлтийг цаг уурын хувьсагчтай (жишээлбэл, температур эсвэл хайлалтын хурд) холбохын тулд бат бөх механик болон дулааны загварууд, түүнчлэн бусад өгөгдөлтэй нэгтгэх шаардлагатай.
Тиймээс газар хөдлөлт дээр суурилсан уур амьсгалын судалгаа нь бараг үргэлж олон салбарыг хамардаг: газар хөдлөлт судлал, мөсөн гол судлал, гидрологи, цаг уур судлал, тоон загварчлал нь бие биенээ нөхдөг.
Хаах
Газар хөдлөлтийн аргууд нь уур амьсгалын өөрчлөлтийг харах шинэ аргуудыг нээж өгч байна: зөвхөн гадаргуу дээр харагдаж байгаа зүйлээр дамжуулан төдийгүй мөс, ус, чулуулгийн динамикийг бүртгэдэг нарийн чичиргээгээр дамжуулан. Мөсөн голын "мөсөн чичиргээ"-нээс эхлээд далайн шуурга дохио өгдөг микросейсмик дохио, үерийн үеэрх голын чичиргээ хүртэл газар хөдлөлт судлал нь физик процессуудтай ойр байдаг тасралтгүй уур амьсгалын үзүүлэлтүүдэд хандах боломжийг олгодог. Цаашид улам нягтарч буй мэдрэгч сүлжээ, хиймэл оюун ухаанд суурилсан дүн шинжилгээ, хиймэл дагуулын өгөгдөл болон уур амьсгалын загваруудыг нэгтгэснээр газар хөдлөлтийн өгөгдөл нь дэлхийн уур амьсгалын өөрчлөлтийг хянах, ойлгоход чухал тулгуур болох боломжтой юм.
