Global Climate Observing System

Кіріспе

Жаһандық климатты бақылау жүйесі (GCOS) 1992 жылы екінші Дүниежүзілік климаттық конференцияның нәтижесінде климатқа қатысты мәселелерді шешу үшін қажетті бақылаулар мен ақпараттың барлық әлеуетті пайдаланушыларға қолжетімді болуын қамтамасыз ету үшін құрылды. GCOS-ті Дүниежүзілік метеорологиялық ұйым (WMO), ЮНЕСКО-ның үкіметаралық океанографиялық комиссиясы (IOC), БҰҰ-ның қоршаған ортаны қорғау бағдарламасы (UNEP) және Халықаралық ғылым кеңесі (ICSU) бірлесіп қолдауда. In situ бақылау желілерінің, сондай-ақ спутниктік бақылау жүйелерінің тиімділігін бағалау және бақылау үшін GCOS БҰҰ-ның Климаттың өзгеруі жөніндегі негіздемелік конвенциясына (UNFCCC) қазіргі климатты бақылау жүйесінің тиімділігі туралы жүйелі түрде есеп береді және осылайша қазіргі климатты бақылау жүйесінің қажеттіліктерін анықтайды. GCOS - бұл көптеген бақылау жүйелері мен желілерінің климатқа қатысты компоненттерін қамтитын жүйе. Оның міндеті - осы жүйелердің, тұтастай алғанда, пайдаланушылар, оның ішінде жеке тұлғалар, ұлттық және халықаралық ұйымдар, мекемелер мен агенттіктер үшін қажетті жаһандық климаттық жүйе туралы толық ақпаратты қамтамасыз етуге көмектесу. Бағдарлама атмосфералық, мұхиттық және жер бетіндегі климаттық жүйеге қатысты сенімді физикалық, химиялық және биологиялық бақылаулар мен деректерді тұрақты түрде қамтамасыз етуді және қол жетімділігін қамтамасыз етеді, соның ішінде гидрологиялық цикл, көміртегі циклы және криосфера.

Құрылымы

GCOS-қа ықпал ететін негізгі бақылау жүйелері - бұл WMO Integrated Global Observing System (WIGOS), Global Cryosphere Watch (GCW) және World Hydrological Cycle Observing System (WHYCOS) және үкіметаралық океанографиялық комиссия жетекшілік ететін Global Ocean Observing System (GOOS). Басқа да бірқатар салалық және салааралық зерттеулер мен операциялық бақылау жүйелері маңызды үлес қосады және олар жердегі және спутниктік бақылауларды қамтиды. GCOS халықаралық ғылыми және техникалық қоғамдастықтың қолдауымен жұмыс істейді, ал Дүниежүзілік климаттық зерттеулер бағдарламасы (WCRP) GCOS-тің атмосфералық, мұхиттық және жерүсті салалары бойынша құрған сарапшылар алқаларына демеушілік етеді. GCOS белгілеген құрама бақылау жүйесі кең ауқымды Глобалды Жерді бақылау жүйелерінің (GEOSS) климатты бақылау компоненті ретінде қызмет етеді, сонымен бірге GEOSS-тің бірқатар нақты бақылау жүйесі бастамалары GCOS-қа үлес қосады.

Климаттың негізгі айнымалылары (ECV)

GCOS-та әлемдегі климатты бақылау үшін мүмкін болып саналатын және UNFCCC және басқа да мүдделі тараптардың талаптарына үлкен әсер ететін 50 негізгі климаттық айнымалылар (ECV) анықталды. Бұл ЭКВ-ны тұрақты бақылау өте қажет, өйткені бақылаулар жаһандық климаттық өнімдерді және алынған ақпаратты жасау және жаңарту үшін қажет. GCOS және оның серіктестері ЭКВ-ға қатысты дерек өнімдерін өндіру мен жеткізуді жақсартудың жолдарын әзірлеп жатыр.

Сарапшылар алқасы

GCOS басқару комитеті арнайы бағдарлама элементтерін дайындау және іске асыру бойынша ұсыныстар жасау үшін атмосфера, мұхиттар және жердің негізгі салаларының әрқайсысында қажетті бақылауларды анықтау үшін үш сарапшы панелін құрды. GCOS халықаралық ғылыми қауымдастықпен бірге жұмыс істейді, сондықтан үш сарапшы топты Дүниежүзілік климат зерттеу бағдарламасы (WCRP) демеушілік етеді. Климатты бақылау жөніндегі атмосфералық, мұхиттық және жерүстілік бақылау тобы осы салалардағы ғылыми және техникалық сарапшыларды климатты бақылау қауымдастығына енгізу үшін жинақтады. Бұл сарапшылар тобы GCOS басқарушы комитетіне есеп береді және ғылыми бағдарлама элементтерін дайындау және іске асыру бойынша ұсынымдар жасау үшін әрбір негізгі жаһандық салада қажетті байқауларды анықтау үшін құрылған.

Желілер

GCOS бағдарламасының алғашқы міндеттерінің бірі - негізгі климатты бақылауға арналған World Weather Watch (WWW) станцияларының кіші топтамасын анықтау болды. Шамамен 1000 базалық жер үсті станцияларының кіші жиынтығы GCOS жер үсті желісі (GSN) болды, ал 150 жоғарғы әуе станцияларының кіші жиынтығы GCOS жоғарғы әуе желісі (GUAN) ретінде тағайындалды. Олар бар WMO сыныптамаларына негізделіп, атмосфералық желілердің бастапқы негізгі компоненттері болды. GSN-ді таңдау үшін ескертулер кеңістіктік таралу, жазбаның ұзындығы мен сапасы, ұзақ мерзімді міндеттеме және урбанизация дәрежесі. ГУАН үшін де осындай ойлар қолданылды. Бұл желілерді белгілеу GCOS және Ұлттық метеорологиялық және гидрологиялық қызметтерге (NMHS) пайда әкелді. NMHS үшін станцияны жаһандық климаттық желісінің бөлігі ретінде белгілеу ұзақ мерзімді жазбалары бар осы сайттарға қолдау көрсетуге көмектесті. Бұл желілер климаттың өзгермелілігі туралы кеңірек мәлімет беретін өңірлік негізгі климаттық желіге негіз болды. Жер бетіндегі өлшеудің стандарттары мен толықтығы арасында тепе-теңдік орнату керектігін мойындаған GCOS бағдарламасы кеңістіктік үлгі алу қажеттіліктеріне негізделген кешенді, базалық және эталондық желілерді қамтитын байқау желілері мен жүйелерінің иерархиясын мойындады. Әлемдік климатты бақылау жүйесін іске асырудағы аса сәтті қадамның мысалы - GCOS Reference Upper Air Network (GRUAN) жоғары ауадағы бақылаулар үшін эталондық желісін іске қосу. Бұл жүйе - гибридті бақылау жүйесінің прототипі, ол жоғары ауаның операциялық өлшеу орындарын зерттеу орындарымен біріктіреді және атмосфералық профильдер үшін жоғары сапалы эталондық деректерді ұсынады. GRUAN нысандары атмосфералық профильді жоғары сапалы өлшеуді жүзеге асырады, бұл жоғары ауадағы ЭКВ-ның үрдісін түсінуге, жоғарғы тропосфера мен төменгі стратосферадағы процестерді зерттеуге көмектеседі және спутниктік өлшеулерді калибрлеуге және тәуелсіз климаттық талдаулар мен модельдерді растауға арналған деректерді ұсынады. GRUAN нысандарында сапа, ізденуге қабілеттілік және қателерді толық сипаттау қағидаттары бақылау бағдарламасының кем дегенде бір бөлігінде ескерілген. Алдағы жылдары желі бастапқы көлемін 15 станцияға дейін ұлғайту жоспарланып отыр, климаттық сапа стандарттарын көбірек жерлерде енгізу.

One of the first tasks of the GCOS programme was to define a subset of the World Weather Watch (WWW) stations appropriate for basic climate monitoring. The subset of roughly 1000 baseline surface stations became the GCOS Surface Network (GSN), while a subset of 150 upper air stations was designated as the GCOS Upper Air Network (GUAN). These were built on existing WMO classifications and became the initial baseline components of the atmospheric networks. Considerations for selection of GSN included spatial distribution, length and quality of record, long term commitment, and degree of urbanization. Similar considerations were used for GUAN. Designation of these networks benefited both the GCOS and the National Meteorological and Hydrological Services (NMHS). For NMHSs, designation of a station as part of the global climate network helped sustain support for these sites with long term records. The networks provided the foundation for the Regional Basic Climatological Network, which provides far greater spatial detail on the variability of climate. Recognizing that a balance has to be struck between standards and completeness of ground based measurement, the GCOS programme recognized a hierarchy of observational networks and systems, comprising comprehensive, baseline and reference networks based on assumptions of spatial sampling needs. An example of a particularly successful step forward in implementing a global observing system for climate is the initiation of a reference network for upper air observations the GCOS Reference Upper Air Network (GRUAN). The network is the prototype of a hybrid observing system, combining operational upper air measurement sites with research sites and providing high quality reference data for atmospheric profiles. GRUAN sites are undertaking high quality atmospheric profile measurements that will help understand trends in upper air ECVs, assist in investigating processes in the upper troposphere and lower stratosphere, and provide data for calibrating satellite measurements and validating independent climate analyses and models. At GRUAN sites, the principles of quality, traceability and complete error characterization have been heeded, for at least part of the observing programme. The network is planned to grow over its initial size of 15 stations in coming years; introducing climate quality standards to a larger number of sites.