Какие ученые собирают информацию о земле: Как ученые собирают информацию о Земле? |

Содержание

География сегодня. Как учёные собирают информацию о Земле

Вопрос 1. Как учёные собирают информацию о Земле?

Информацию о нашей планете ученые могут собирать различными способами. Смотря, что нужно исследовать. Дело в том, что есть вещи, за которыми можно наблюдать из космоса, например, погодные явления, изменения погоды, ландшафт. А некоторые вещи изучаются путем исследования образцов почвы, пород. Также ученые хотят получить информацию о том, что находится под земной корой благодаря сверхглубокой скважине. Еще получают информацию благодаря погружению на дно океана.

Вопрос 2. Перечислите источники географической информации. Какова их роль для географии?

Карта — древнейший источник географической информации. Опытные исследования — практическое изучения планеты человеком путем путешествий и экспедиций. Геоинформатика — использование высоких технологий (снимки со спутника, создание компьютерных моделей). Музеи и хранилища — способ сохранения и пополнения полученной геоинформатики и объектов. Основная их роль состоит в сохранении и приумножении географических знаний, а также информировании о них человека. Наука не может обходится без накопления источников, которые позволят людям использовать приобретенные знания.

Вопрос 3. Каково значение космических технологий для развития географической науки?

Значение таких исследований огромное. Есть возможность исследовать те слои атмосферы, которые для человека недосягаемы, берутся пробы и устанавливается из чего сегодня состоит атмосфера. Есть возможность для наблюдения процессов, происходящих в разных точках планеты, в том числе, людей можно вовремя предупредить о неблагоприятных факторах, которые зародились, например, в океане. Кроме этого, появилась возможность понять, что собой представляют поверхности других планет и как вообще космос и Солнце влияют на Землю. Такие исследования ведутся постоянно.

Вопрос 4. Прочитав параграф, составьте его конспект. Для выполнения задания используйте подсказку (с. 8) о том, что должен содержать конспект.

Как сегодня собирают информацию о Земле. Откуда получают и где хранят географическую информацию.

Вопрос 5. Найдите в тексте параграфа ответ на вопрос: как наблюдения и исследования в космосе помогают решать земные проблемы?

Спутники делают снимки Земли, наблюдают за погодой, обеспечивают связь между странами. На основе космических снимков составляют географические карты, проводят различные исследования территорий.

Вопрос 6. Выпишите географические названия и термины, которые встречаются в тексте параграфа. Какие из них вам уже знакомы? Какие вы встретили впервые?

Источники географической информации. Географические информационные системы (ГИС). Навигационные системы.

Обобщение по теме

Вопрос 1. Сформулируйте ответ на вопрос: как в повседневной жизни человек сталкивается с географическими знаниями?

Знания географии помогают человеку во всех сферах деятельности. Любой профессионал своего дела выполнит необходимые задачи быстро и максимально эффективно. Например: геолог оценит местность по специальным признакам, сделает выводы о наличии и количестве полезных ископаемых в данной местности; путешественник быстро сориентируется на любой местности по природным признакам и не заблудится на незнакомой местности. Также знания пригодятся каждому в вопросах защиты экологии, воспитания сознательных поколений людей, бережного использования даров природы в повседневных целях.

Вопрос 2. Напишите реферат о заинтересовавшем вас путешественнике. Чем он вам интересен? Опишите, кто он, его маршруты, вклад в освоение Земли.

Биография М. П. Лазарева

Лазаре Михаил Петрович (1788 — 1851), российский флотоводец и мореплаватель, адмирал появился в дворянской семье в 1788 году и всегда мечтал быть моряком. Учился Михаил в Морском кадетском корпусе и вместе с ними постигали знания его два брата, а в 15 лет его командировали на английский флот. Михаил был средним среди братьев. В 1803 году он стал третьим из лучших, при сдаче экзамена на звание гардемарина и за эту заслугу был удостоен заграничного плавания.

Мичман был первым офицерским чином Лазарева М.П. и был присвоен в 1805 году. Мореходец проходил службу на Балтийском флоте, участвовал в Русско-шведской войне. В молодом двадцатипятилетнем возрасте Михаил Лазарев уже стал командиром корабля «Суворов» и отправился в кругосветное путешествие, а когда он вернулся, то его назначили командиром на шлюп Мирный, и он направился в Южный океан, где было необходимо изучить остров Южная Георгия, после чего повернуть к Сандвичевой земле и потом спуститься к югу. Эта экспедиция длилась 751 день в тяжелейшей обстановке, но наградой стали открытые многочисленные острова и бухты. Руководство данной экспедицией осуществлял именно Лазарев. За участие в данной экспедиции мореплавателя произвели в чин капитана второго ранга. Любимым учеником был Нахимов П.С., которого он взял с собой в третье кругосветное плавание. В этом плавании Михаил командовал фрегатом «Крейсер».

За заслуги в Наваринском сражении Лазарева произвели в контр-адмиралы, а корабль «Азов» был удостоен награды кормового Георгиевского флага. Спустя пару лет Лазарев Михаил Петрович назначен командиром Черноморского флота и возведен в чин адмирал. Он не только осуществлял командование флотом, но и участвовал практически во всех дипломатических переговорах. Так, к примеру, немаловажную роль Михаил сыграл при подписании Ункер-Искелесийського договора.

Женой Михаила Лазарева была Екатерина Тимофеевна Фан-дер-Флит с которой они заключили брак в 1835 году и у них было пятеро детей, три девочки и два мальчика.

Находясь в городе Вена в 1851 году здоровье русского мореходца ухудшилось и в этом же году он умер от рака желудка. Похоронили Лазарева М.П. в городе Севастополь.

За величайшие отличия перед Родиной в честь известного мореплавателя поименованы не только улицы, но и площади, и острова. К примеру, Севастопольская библиотека носит имя знаменитого мореплавателя. В городе Новороссийске открыт памятник М. П. Лазареву. В городе Сочи на одной из железнодорожных станций установлен бюст Лазареву М.П.

Ученые выяснили, как выглядели первые животные Земли

https://ria.ru/20170410/1491937509.html

Ученые выяснили, как выглядели первые животные Земли

Ученые выяснили, как выглядели первые животные Земли — РИА Новости, 10.04.2017

Ученые выяснили, как выглядели первые животные Земли

. Первые животные Земли были похожи не на морских губок и гидр, как сегодня предполагает большинство ученых, а на медуз и гребневиков, заявляют генетики в… РИА Новости, 10.04.2017

2017-04-10T18:02

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21. img.ria.ru/images/sharing/article/1491937509.jpg?14919370591491836575

сша

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2017

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

4. 7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

открытия — риа наука, сша

Открытия — РИА Наука, Наука, США

МОСКВА, 10 апр – РИА Новости. Первые животные Земли были похожи не на морских губок и гидр, как сегодня предполагает большинство ученых, а на медуз и гребневиков, заявляют генетики в статье, опубликованной в журнале Nature Ecology & Evolution.

«Сегодня ученые собирают большие количества генетической информации, анализируют ее, определяют связи между ее элементами и затем заключают, что их выводы верны из-за тех улучшений в методике анализа, которые они применили. В 95% случаев это работает, но в оставшихся 5% древо эволюции никак не собирается», — объясняет Антонис Рокас (Antonis Rokas) из университета Вандербильта в Нэшвилле (США).

Большая часть современных групп и типов животных появилась примерно 540-520 миллионов лет назад, в ходе так называемого «кембрийского взрыва» – резкого ускорения эволюции и увеличения многообразия многоклеточных существ. В это время возникли предки червей, насекомых, рыб и прочих позвоночных животных.

31 января 2017, 11:16

Древнейший предок людей оказался похожим на зубастый «мешок»

Традиционно считается, что первые многоклеточные существа на Земле были похожи на современных гидр и губок. Они были крайне примитивно устроены — они состояли всего из двух слоев и питались, пропуская через себя воду и отфильтровывая из нее микробов, планктон и частицы органических материалов.

Рокас и его коллеги заявляют, что подобное утверждение было сделано на базе неполных генетических данных и их некорректного анализа — на самом деле, самыми древними существами на Земле являются не губки и их родичи, а предки современных гребневиков и медуз. Подобные утверждения уже делались генетиками в 2008 году, однако тогда их не восприняли серьезно из-за проблем в методологии ведения исследования.

Как рассказывает Рокас, они пришли к такому выводу, используя совершенно иную методику определения формы «древа эволюции», которая использует только общие для всех организмов гены, а не всю их совокупность. Иными словами, ученые брали два потенциальных кандидата на роль предков тех или иных видов, отбирали их общие гены и определяли, как много похожих участков ДНК имеют их потенциальные потомки.

23 апреля 2015, 11:58

Древнейшие предки человека обладали щупальцами, доказали ученые из МГУБиологи из МГУ показали на примере доживших до наших дней примитивных плеченогих беспозвоночных, что общие предки человека и практически всех существующих на сегодняшний день животных обладали развитой нервной системой и особым щупальцем, при помощи которого они добывали пищу.

Подобный подход, по его словам, позволяет избегать появления ложных ассоциаций или исчезновения настоящих связей, связанных с резкими различиями в структуре относительно несущественных генов. Изъятие одного-двух таких генов из анализа, как отмечает Рокас, часто приводит к тому, что родственные связи между «спорными» организмами часто меняются на противоположные.

Руководствуясь этой идеей, генетики проанализировали родственные связи в 17 эволюционных деревьях животных, грибов и растений, в том числе и общее древо эволюции всех многоклеточных живых существ.

24 июня 2015, 21:13

Палеонтологи выяснили, как выглядела голова «матери беспозвоночных»Найденные на раскопках в Канаде зубы галлюцигении, причудливого предка всех линяющих беспозвоночных, к числу которых принадлежат членистоногие и черви, помогли палеонтологам понять, как выглядела ее голова и рот.

Как показал этот анализ, гребневики и медузы, а не губки, являются предками человека и других многоклеточных животных, а черепахи оказались родичами и птиц, и крокодилов, а не только крокодилов, как считали раньше палеонтологи.

Конечно, выводы Рокаса и его коллег вряд ли убедят всех сторонников «губочной» гипотезы, однако ученые уверены, что их методика анализа дает более точные и менее противоречивые результаты, нежели классические методы филогенетики.

что обнаружили ученые в экспедиции к Новой Земле

16 сентября, 09:00

Арктика

Статья

Участники экспедиции на ледоколе «Илья Муромец» прошли Баренцево и Карское моря, Южный остров Новой Земли и пролив Маточкин Шар, разделяющий архипелаг пополам и соединяющий два моря.

Розовый медведь и археологические находки

По берегам разбросано очень много пла́вника — серебряного дерева, закаленного морем. Есть возможность разжечь костер и продержаться, если затянется высадка (участники покидают судно на катере, который доставляет их на берег. В течение высадки все группы расходятся для выполнения своих задач, а по истечении определенного времени таким же образом возвращаются на судно — прим. ТАСС), а такое уже было: тогда поднялась волна, и забрать группу после окончания маршрута смогли только через сутки.

Среди естественного мусора (пла́вник, выброшенные в шторм водоросли, кости животных) много антропогенного. На этих диких берегах, где годами не появляется человек, — пластиковые упаковки из-под товаров разных лет, сети. Мы идем в пролив Басова, на берегу должны быть остатки изб, нужно описать их, снять координаты — будут работать археологи.

«Наша задача — провести мониторинг уже известных памятников, находящихся на Южном острове архипелага Новая Земля. В основном мы осматриваем объекты, которые уже были выявлены Петром Боярским еще в 1990-е годы в Морской арктической комплексной экспедиции (МАКЭ)», — рассказывает Кирилл Шмелев, научный сотрудник лаборатории археологии, исторической социологии и культурного наследия СПбГУ им. проф. Г.С. Лебедева.

Кирилл Шмелев

В экспедиции мы смогли увидеть, как изменились эти объекты за три десятилетия, какое их современное состояние.

«Каждый памятник археологии живет. Эти территории уникальны тем, что антропогенное воздействие на объекты культурного наследия минимально. Фактор разрушения здесь прежде всего природный: ветер, снег, лед, медведи. В других местах почти 90% памятников утрачено из-за вмешательства человека. Огромная проблема с разграблением памятников. На территориях, где есть средневековые и более ранние объекты, забирают все», — говорит Кирилл.

Кирилл сторонник того, чтобы все памятники архипелага были сохранены там, где они находятся. В Арктике объекты живут столетиями в той среде, в которой они возникли. А естественные разрушения — это часть жизни памятника. Иногда такие разрушения открывают новые части объекта. В этом случае даже на месте известных памятников возможны открытия и находки.

Археологические работы в экспедиции ограничиваются фото- и видеофиксацией, съемкой топографического плана.

«Работы очень много, жаль, что высадки ограничены несколькими часами. На многих объектах необходимо находиться гораздо дольше. С каждым годом методики совершенствуются, и у нас намного больше возможностей, чем у коллег 30 лет назад. Поэтому на одних и тех же памятниках мы можем получить новую информацию», — рассказывает археолог.

После одной из высадок идем дальше. Облака в Арктике чудные: многослойные, многоэтажные, затейливые. Проплывают мимо и «летающие тарелки», и «драконы».

Наш катер уже на малом ходу налетает на камни, вода у берега мутная, и мы не заметили опасность. Двигатель глохнет. Дрейфуем. Ветром и течением катер тянет к скалам. Ребята на веслах пытаются увести его подальше от берега.

Неожиданно на берег неторопливо выходит молодой медведь. Упитанный, как и все, которых мы видели на Новой Земле. Наклоняет морду к воде, принюхивается. Кажется, вот-вот поплывет в нашу сторону. Зевает, облизывается. Садящееся к горизонту солнце окрашивает шерсть животного в розовый цвет. Мы с медведем смотрим друг на друга не отрываясь.

Удается найти безопасное место, где за дно можно зацепиться якорем. В сторону скал и медведя катер теперь не сносит. Кажется, хищник взвешивает: плыть до нас или все же не стоит, — разворачивается и уходит. Насколько далеко — неизвестно.

На берегу остаются необследованные остатки избы поморов-промысловиков — объекта изучения для археологов. Чтобы выполнить еще одну часть работ, запускаем коптер и делаем съемку.

Через несколько часов восходит солнце. Совершенно другой — тонкий, новорожденный — свет заливает все вокруг. Аккуратно одну за другой ощупывает скалы. Они мгновенно меняют цвет и, кажется, форму — становятся более выпуклыми, объемными.

В тишине много разговоров. Окружающий нас чистый мир дает поводы для размышлений. Кто-то чувствует себя песчинкой, очень маленьким на фоне природы. А кто-то — напротив: «Мы говорили о вечности, но сейчас нет ощущения одиночества, наоборот — единения».

Спасать нас приходит плашкоут, он отвозил на маршрут и забирал после работ другую группу. Плашкоут и катер встают борт о борт, группа переправляется на исправное судно. Катер берут на буксир.

«Мой интерес — на дне»

Во время якорных стоянок, когда все группы на высадках, на судне остаются морские биологи. В этой экспедиции они отбирают пробы на участках у Южного острова Новой Земли, о которых нет данных. Это закрытые акватории, попасть сюда для работы очень сложно. Занимаются отбором проб воды, бентоса (организмов, живущих на грунте водоемов или в нем) и проб на радиоэкологию.

«Когда я говорю, что работаю морским биологом, люди обычно не понимают, что это за профессия. Например, спрашивают про крабов. Почти никто не знает, что со дна моря можно поднимать кого-то еще», — Зинаида Румянцева, сотрудник Мурманского морского биологического института Российской академии наук (ММБИ РАН), промывает из шланга на специальном столе, установленном прямо на палубе, очередную пробу.

Осенью 2019 года, в холодный и штормовой период, Зина пошла в свою первую экспедицию. И «пропала» — Арктика быстро отбирает своих людей.

Работать Зине приходилось в разных условиях: в шторм, в снег — независимо от неудобства, нужно часами стоять на палубе и промывать пробы ледяной водой.

«Зачем мне все это нужно? Это интересно. Мной движет желание познать новое. Увидеть то, о чем мы даже не догадываемся, — говорит Зина. — Экспедиции сделали меня более взрослой. Здесь много сложных ситуаций, тяжелые условия работы, но я жду каждую командировку. Меня тянет море. Ощущение того, что ты — маленький человек среди стихии. Да, ты замерзаешь, устаешь, что-то не получается, но это мне нравится. Причастность к чему-то большому и настоящему. Неизвестность. Это больше, чем работа. Это любовь».

Основной инструмент в работе морских биологов — дночерпатель ван Вина, ковш, который весит 70 кг. Он опускается на дно с помощью лебедки. Поэтому работа на палубе — командная. В паре с Зиной работает Денис Моисеев, океанолог, руководитель экспедиции от РГО.

Денис Моисеев

Майна — вниз, вира — вверх, ковш опускается на дно, захватывает поверхностный слой грунта. Затем поднимается на палубу, содержимое выгружается в ведро, складывается на промывочный стол. И уже там становится понятно, какие сюрпризы принес дночерпатель.

«Мы попали на каменистые грунты, где было достаточно сложно что-то поднять, но нам попался большой камень с обрастателями. Это беспозвоночные, которые ведут прикрепленный образ жизни. Их способ питания — захватить пищу, которая проплывает мимо. Камень, который мы достали, — это отдельная планета».

Зинаида Румянцева

Научный интерес Зины — гастроподы (Gastropoda) — беспозвоночные организмы, морские улитки.

«Большая радость, когда ты видишь в пробах свою группу. В основном попадаются многощетинковые черви полихета (Polychaeta). Хочется найти свой объект изучения, это редкость. Мне попалась улитка Margarites groenlandicus (Gmelin, 1791). Она красивая, переливающаяся перламутром. Вполне может быть, что в пробах окажется улитка, которую еще никто не видел. В прибрежных районах Новой Земли выявлено 86 видов гастропод, всего их более 200. А в открытом море еще не все изучено».

Схватит или не схватит грунт черпак, принесет новое открытие или придет пустой — зависит от погоды, течений, волны. После многих часов на палубе Зина спускается в лабораторию. Каждая проба фиксируется, подписывается (дата, станция, координаты, температура, соленость воды, глубина) и убирается на хранение. Дальше работать с ними будут в институте.

«Не успели выявить, а уже потеряли»

В нашей женской каюте на четверых тесно, но интересно. Вечером Зина и Наталья, коллеги по ММБИ, обсуждают результаты дня. Орнитолог, доктор наук, профессор Наталья Лебедева признается, что формат экспедиции для нее необычный.

«Я привыкла работать в команде с биологами. В комплексной экспедиции много других специалистов. На высадках бывает сложно: у каждого свои задачи. Но результат может получиться очень интересный. Есть люди — синицы на ветке, которым листва загораживает все пространство вокруг. А есть орлы, глядящие сверху. И когда ты посещаешь такие уникальные места, важно иметь широкий взгляд».

За время экспедиции Наталья зарегистрировала 44 вида птиц и млекопитающих. Были и неожиданные встречи. Например, лебеди-шипуны — далеко от обычного ареала в гнездовой сезон. В проливе Маточкин Шар Наталья увидела и сфотографировала белую чайку, вид из Красной книги.

«Для меня Новая Земля стала землей поморников. Все четыре вида (большого, короткохвостого, длиннохвостого и среднего поморников) мы увидели одновременно. Впервые — больше сотни поморников в одной точке. Я была потрясена таким количеством. У поморников обычно диффузные колонии (разреженные, не концентрированные). Было много и молодых, и взрослых птиц. Они подпускали нас довольно близко».

Еще одна сфера научного интереса Натальи в экспедиции — экотоксикология, радиоэкология.

«Я много лет занималась миграцией радионуклидов в природных экосистемах. Морские птицы — очень интересный индикатор. Они питаются в океане, выносят из воды органические вещества на сушу в качестве пищи, приносят его в наземную экосистему. На птичьих базарах образуется своеобразная почва. Я взяла такие пробы».

Были взяты образцы почвы и мха для определения почвенной фауны. В одной из своих работ Наталья предположила, что при миграции птицы могут переносить на себе не только паразитов, но и случайных «пассажиров».

Наталья Лебедева

Версия подтвердилась, панцирные клещи, почвенные обитатели, оказались среди таких транзитных путешественников. В Арктике на сегодня найдено 85 видов таких клещей.

«Я собрала материалы на Новой Земле, и, думаю, мы дополним небольшой состав видов, который описан для этого архипелага. Почему это так важно? Потому что мы теряем биологическое разнообразие не просто с каждым годом, а с каждой минутой. Получается так: мы не успели выявить, а уже потеряли. Мы не можем предугадать, вдруг для человечества окажется важным какой-либо из утраченных видов», — считает Наталья.

В Арктике были и будут землетрясения

Надежда Андреева и Руслан Жостков — геофизики, сотрудники Института физики Земли им. О.Ю. Шмидта Российской академии наук (ИФЗ), в экспедиции ищут следы как современных, так и древних, прошедших сотни и тысячи лет назад сильных землетрясений. Наиболее сильные землетрясения из зафиксированных на Новой Земле произошли в 1986 году — с магнитудой в 4,8 баллов, и в 2010 году — 4,7. Сейсмическая сеть в регионе развита слабо, а период наблюдений непродолжительный. В таких условиях изучение следов древних землетрясений — очень перспективное направление.

Руслан Жостков и Надежда Андреева

«На Новой Земле мы обнаружили локальные следы сильных древних землетрясений. Определить события, прошедшие несколько веков назад, мы можем по ряду признаков. Например, по крупным разрывам на поверхности, приуроченным к активным разломам. Мы выявили один такой, который, судя по космическим снимкам, прослеживается на расстоянии около 7 км. Также по оползням, обвалам, сходам каменных лавин, по развороту камней на ровных поверхностях, глыбам, которые отброшены далеко от скал, и т.д. Все данные мы собираем и проводим комплексный анализ местности. По специально разработанной шкале ESI-2007 (Environmental seismic intensity) определяется интенсивность палеоземлетрясений», — рассказывает Надежда Андреева, старший научный сотрудник лаборатории сейсмотектоники и сейсмического микрорайонирования ИФЗ.

Исследования в Арктике сложны не только из-за погоды или логистики, но и в связи с вечной мерзлотой. Промерзания почвы и оттаивания также влияют на образование рельефа, и в результате его формы похожи на следы древних землетрясений. Но реальные сейсмогенные нарушения рельефа быстро исчезают. Чтобы понять, какие данные относятся к землетрясениям, ученые проводят в экспедиции дополнительные исследования — пользуются геофизическими методами, один из них — метод микросейсмического зондирования.

«Этот метод разработан в ИФЗ в 2005 году Андреем Вениаминовичем Горбатиковым. Он требует минимального набора аппаратуры и проводится за несколько часов — что очень удобно в полевых условиях. В экспедиции мы используем восемь мобильных сейсмостанций. Выглядят они как металлические цилиндры, внутрь которых убрана вся необходимая электронная начинка, — объясняет Руслан Жостков, старший научный сотрудник лаборатории фундаментальных проблем экологической геофизики и вулканологии ИФЗ. — Станции в определенном порядке полностью закапываются в грунт, чтобы колебания от среды к станции передавались лучше. И не мешали помехи от порывов ветра».

Этот метод показывает вертикальные нарушения в структуре геологической среды, то есть разломы, находящиеся глубоко под землей, которые могли появиться из-за землетрясений.

Изучение ведется с помощью отечественных сейсмостанций, которые могут работать и под водой. Корпус у них очень прочный и тяжелый, и это оказалось необходимым не только для работы под водой.

«В 2020 году на Земле Франца-Иосифа медведь откопал сразу две станции, поиграл, покусал их — остались следы зубов. Поэтому сами станции нельзя сделать легче и изготовить корпус из пластика», — рассказывает Руслан.

С высоты 300−500 м ученые делают фотосъемку квадрокоптером. Потом при помощи специальных программ снимки собирают в одну картинку, получается детальный план местности. Так можно разглядеть особенности рельефа, которые при наземном осмотре ландшафта не видны.

«Найденные следы древних землетрясений на архипелаге говорят о том, что крупные события, происходившие раньше, могут повторяться и в будущем, и к такому необходимо готовиться. Все объекты в Арктике важные и должны быть построены с учетом возможных землетрясений», — считает Надежда.

Вера Костамо

Теги:

Арктика сегодняАрхангельская область

Для ученых, изучающих системы Земли, каждый день – это День Земли

Офис
Наука

22 апреля 2021 г.

Моделирование

с использованием экзамасштабной энергетической модели системы Земли (E3SM) может помочь ученым понять, что произошло в прошлом, и сделать оценки будущего планеты.

Изображение предоставлено E3SM

Антарктические ледяные щиты врезаются в океан. Облака мчатся по небу Среднего Запада. Газы амазонских деревьев разлетаются на сотни миль. Лесные пожары бушуют на американском Западе. В Оклахома-Сити поднимается экстремальная жара. В Техасе бушуют разрушительные зимние бури.

Все это связано с климатом и, следовательно, с энергией. Управление науки Министерства энергетики собирает и анализирует данные о климате и других системах Земли, чтобы мы могли понять их взаимозависимость с производством и использованием энергии. Компьютерное моделирование Земли может помочь нам лучше понять, как баланс углерода, круговорот воды и экстремальные погодные явления меняются перед лицом изменения климата. Они также могут помочь нам лучше понять, что это значит для наших сообществ, особенно для наиболее уязвимых. Эта информация может помочь нам решить, как сделать энергетические системы более устойчивыми, экономически обоснованными и экологически устойчивыми. В этот День Земли мы чествуем ученых и их исследования, которые каждый день способствуют нашему пониманию этих систем.

Первым шагом к лучшему пониманию систем Земли является сбор данных о них. Это не всегда так просто.

Одним из примеров является проект MOSAiC, в ходе которого ледокол был намеренно вморожен в Северный Ледовитый океан. Это позволило им собирать круглогодичные данные из этого важного региона. Наряду с рядом других федеральных агентств и университетов исследователи, поддерживаемые Управлением науки и его пользовательским центром по измерению атмосферной радиации, собирали наблюдения за облаками, погодой и морским льдом.

На Аляске исследователи из университетов и национальных лабораторий Министерства энергетики США проводят полевые исследования в таких же жестоких условиях. Они смотрят, как изменение климата влияет на скорость таяния вечной мерзлоты. Поскольку температура в Арктике растет в два раза быстрее, чем в остальном мире, а вечная мерзлота хранит большую часть земного углерода, таяние вечной мерзлоты может значительно ускорить изменение климата.

В Амазонии ученые при поддержке Управления науки проводят наблюдения по всему пологу леса, чтобы собрать информацию о газах, выделяемых огромными деревьями. Эти газы влияют на формирование облаков и энергетический баланс Земли. Другие усилия включают полеты самолетов в штормы, приближающиеся к Калифорнии, изучение огромных облачных систем на юге Великих равнин и оценку того, как загрязнение воздуха с наветренной стороны может повлиять на свойства облаков на Азорских островах.

Все эти данные, а также интенсивные наблюдения за изменением гидрологии и экосистем в водоразделах используются в компьютерных моделях, которые предсказывают изменения в системах Земли с течением времени.

Главной моделью системы Земли, разработанной Министерством энергетики США, является экзамасштабная модель системы Земли Energy, или E3SM. Объединяя атмосферу, океаны и сушу в единую систему, он показывает, как взаимодействуют эти различные компоненты. Он также показывает, как изменения климата и землепользования могут иметь каскадные и неожиданные последствия для этих систем. Например, потепление океанов и таяние ледников, таких как Западно-Антарктический ледяной щит, приводят к повышению уровня моря. E3SM и его подмодели ледяного щита предназначены для лучшего прогнозирования этих событий, которые способствуют уязвимости побережья. В частности, E3SM уникален тем, что он создан для использования преимуществ будущих экзафлопсных суперкомпьютеров Министерства энергетики США, которые будут намного быстрее, чем современные компьютеры.

Конечная цель разработки этих моделей системы Земли состоит в том, чтобы продвигать науку и расширять возможности лиц, принимающих решения, с помощью научных данных. Прогнозы того, как экстремальные погодные условия, повышение уровня моря и засухи повлияют на энергетическую инфраструктуру, сельское хозяйство и жилье, могут помочь людям планировать будущее. С его помощью можно принимать решения по планированию ветряных электростанций, выращиванию сельскохозяйственных культур для производства биотоплива и прогнозированию всплесков потребления электроэнергии. Он может даже направлять национальную климатическую политику.

По мере того, как модели земных систем создают модели с все более и более высоким разрешением, они становятся все более точными и полезными. Недавние исследования показали, что E3SM может быть ценным инструментом для моделирования тропических циклонов, включая их штормовые нагоны и наводнения. Многоотраслевые модели, включающие поведение человека, дополнительно освещают эти связи и возможные результаты. Исследователи из национальных лабораторий Министерства энергетики работают с сообществами, особенно с уязвимыми сообществами, наиболее пострадавшими от изменения климата, чтобы сделать эти модели систем Земли максимально полезными.

Наша Земля представляет собой набор сложных взаимосвязанных систем. Исследователи, поддерживаемые Управлением науки Министерства энергетики США, делают все возможное, чтобы разгадать тайны изменения климата и науки о системе Земли и помочь нам спланировать будущее планеты, на которой мы все живем.

Управление науки является крупнейшим сторонником фундаментальных исследований в области физических наук в Соединенных Штатах и работает над решением некоторых из самых насущных проблем нашего времени. Для получения дополнительной информации посетите /наука .

Наблюдение за Землей

Наблюдение за Землей — это сбор информации о физических, химических и биологических системах планеты Земля с помощью технологий дистанционного зондирования, обычно с использованием спутников, оснащенных устройствами формирования изображений. Наблюдение за Землей используется для мониторинга и оценки состояния и изменений в природной и искусственной среде. Космические технологии предоставляют надежные и повторяющиеся наборы данных, которые в сочетании с исследованиями и разработками соответствующих методов обеспечивают уникальные средства для сбора информации о планете. Примеры включают мониторинг состояния и эволюции нашей окружающей среды, будь то земля, море или воздух, а также способность быстро оценивать ситуации во время кризисов, таких как экстремальные погодные явления или во время человеческих конфликтов.

ОИЦ поддерживает несколько политик, в рамках которых использование наблюдения Земли играет ключевую роль: Директива INSPIRE (Инфраструктура пространственной информации в Европе), Совместная система экологической информации (SEIS), Европейская программа наблюдения Земли (Коперник), Глобальная система систем наблюдения Земли (GEOSS), Общая сельскохозяйственная политика (CAP) и Комплексная морская политика.

Целью JRC является разработка цифровой копии нашей планеты, которая обеспечивает глобальный общий доступ к лучшим доступным данным, моделям и сценариям, необходимым для поддержки политики ЕС, участия общественности и научных исследований. JRC помогает устанавливать международные стандарты для измерений из космоса посредством собственных исследований и сотрудничества с партнерами, а также обеспечивает получение, доступ и хранение данных спутникового и воздушного дистанционного зондирования.

Информационные системы земельных участков и проверки на месте

Система идентификации земельных участков (LPIS) используется для определения землепользования и границ в данной стране с помощью аэрофотоснимков и высокоточных спутниковых изображений. Информация извлекается и хранится в цифровом виде, обеспечивая точную запись, которую можно периодически обновлять для отслеживания эволюции растительного покрова и управления посевами.

просмотреть подробности

LPIS предоставляет онлайн-информацию с географической привязкой, которая поддерживается актуальными общенациональными наборами данных изображений. ОИЦ обеспечивает научно-техническую поддержку для внедрения Интегрированной системы администрирования и контроля (IACS), внедрения перекрестного соответствия и управления информацией, связанной с этими вопросами.

LPIS был разработан для реализации первого компонента CAP – прямых платежей фермеру, т.е. для определения и количественной оценки земли, которая имеет право на платежи.

С 1993 года Главное управление Комиссии по сельскому хозяйству и развитию сельских районов продвигает использование «Контроля с помощью дистанционного зондирования» (CwRS) в качестве подходящего метода проверки правильности предоставления помощи на основе площади. CwRS выполняется с использованием данных спутникового дистанционного зондирования, которые предоставляются администрациям государств-членов ЕС или их подрядчикам CwRS для проведения всех или части их проверок на месте в соответствии с действующим законодательством. Задача получения спутниковых изображений, проведения контроля качества и предоставления их государствам-членам ЕС выполняется ОИЦ для Европейской комиссии.

Методы наблюдения Земли за сушей и морем

Надежная и точная информация необходима для поддержки политики в области охраны окружающей среды при определении проблем, требующих решения, и контроля за их эффективностью. Фундаментальный аспект работы JRC включает в себя проверку, контроль качества и сравнительный анализ продуктов наблюдения Земли над океаном и сушей.

подробнее

Морские прибрежные воды в Европе постоянно подвергаются воздействию изменения климата и растущей антропогенной нагрузки в результате таких видов деятельности, как рыболовство, производство энергии, туризм, торговля и коммерция. Физические, биологические и морфологические характеристики европейских морей и побережий подвергаются соответствующему воздействию, изменяя их экологическую структуру, их функции и товары и услуги, которые они обеспечивают.

Система экологической морской информации была разработана для облегчения доступа к научным и техническим экологическим продуктам и опирается на биологические и физические переменные, полученные как с помощью гидродинамических моделей, так и с помощью спутникового дистанционного зондирования. Ряд этих переменных и передовых продуктов доступен научному и управленческому сообществу через инструмент географической информационной системы (ГИС), позволяющий пользователю создавать карты и проводить базовые региональные оценки.

ОИЦ также создал и поддерживает интегрированную систему данных, которая обрабатывает, анализирует и архивирует полученные со спутников данные о цвете океана с контролируемым качеством для предоставления информационных карт органической биомассы и углеродной продуктивности европейских морей и мировых океанов.

Дополнительная информация:

Данные и продукция JRC по управлению земельными ресурсами

Морская продуктивность

Наблюдение за лесами

Деятельность JRC по наблюдению за лесами включает проведение количественных измерений и картирование изменений в лесных ресурсах, а также мониторинг европейских лесов и взаимодействие с окружающей средой.

подробнее

JRC разрабатывает методы мониторинга лесов, включающие радиолокационные технологии, поскольку они хорошо проникают в облака и работают без солнечного света. Он направлен на создание региональных карт лесов, отслеживание районов быстрого изменения лесов и получение статистически достоверных оценок изменения лесного покрова за текущее и предыдущие десятилетия.

Исследования биоразнообразия лесов привели к разработке методов анализа пространственной структуры лесов и фрагментации лесов в Европе.

Места обитания многих находящихся под угрозой исчезновения видов в Европе тесно связаны со состоянием лесов, поскольку растущая фрагментация наших лесов может спровоцировать исчезновение этих видов. Мероприятия по мониторингу лесов, проводимые ОИЦ, необходимы для реализации индикаторов, связанных с мониторингом пространственной структуры лесов и фрагментации лесов.

Дополнительная информация:

Европейский центр данных о лесах (EFDAC)

Европейская информационная система лесных пожаров (EFFIS)

Глобальный мониторинг сельского хозяйства и продовольственной безопасности

Резкое увеличение численности населения, наблюдаемое за последние 50 лет и прогнозируемое до 2050 г., наряду с необходимостью альтернативного использования земель для производства продовольствия подчеркивают необходимость всестороннего, систематического и точного глобального деятельность по сельскохозяйственному мониторингу.

подробнее

ОИЦ предоставляет ранние, независимые и объективные оценки урожайности и производства основных сельскохозяйственных культур в Европе и ее окрестностях, а также распространяет эту деятельность на другие стратегические районы мира. Спутниковые наблюдения и метеорологические данные объединяются с исходными данными о региональной агрономической практике и результатами моделирования роста сельскохозяйственных культур. Эта информация используется для подготовки ежемесячных Бюллетеней прогнозов урожайности для стран ЕС и соседних регионов.

С января 2012 года оценки урожайности и производства включаются в Информационную систему сельскохозяйственного рынка (AMIS) Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО). AMIS представляет собой международную инициативу (инициатива G-20) в качестве вклада в обеспечение прозрачности мировых сельскохозяйственных рынков с целью снижения волатильности цен на сырьевые товары. JRC обязуется участвовать в этой инициативе через Генеральный директорат по сельскому хозяйству, предоставляя своевременные данные и информацию об уровне урожайности и производства.

JRC также осуществляет мониторинг продовольственной безопасности в регионах с высоким уровнем риска по всему миру. Полученная информация способствует внешней помощи ЕС и политике развития, в частности, политике продовольственной помощи и продовольственной безопасности. Желаемый результат заключается в том, чтобы избежать нехватки продовольствия и сбоев на рынке, а также лучше откалибровать и направить европейскую продовольственную помощь. Бюллетени и оценки выпускаются для освещения развития потенциально критических ситуаций и поддержки анализа продовольственной безопасности, проводимого службами ЕС, правительствами, международными организациями и другими субъектами продовольственной безопасности. Оценки основаны на нескольких показателях, включая аномалии количества осадков, Глобальный индекс удовлетворенности водой и показатели состояния посевов, полученные со спутников.

Дополнительная информация:

Отдел мониторинга сельскохозяйственных ресурсов (MARS)

Наблюдение за Землей для управления кризисными ситуациями

Спутниковая информация играет важную роль на всех этапах управления кризисными ситуациями как синоптический, независимый и объективный источник данных. Исследования JRC сосредоточены на автоматическом анализе спутниковых данных для предоставления информационных продуктов и анализа для более эффективного снижения риска бедствий, предотвращения конфликтов и оценки потребностей для реагирования на стихийные бедствия, планирования восстановления и реконструкции.

Дополнительная информация:

Космические технологии для снижения риска бедствий и реагирования на них

Морское наблюдение

Морское наблюдение необходимо для повышения осведомленности о море («знание того, что происходит на море»). Обладая компетенцией в области космических технологий и объединения данных, JRC помогает укреплять возможности ЕС в области морского наблюдения, способствуя развитию Европейской системы наблюдения за границей (EUROSUR) и Общей среды обмена информацией (CISE) для морской сферы ЕС. , а также исследуя решения для морского наблюдения, например. в борьбе с пиратством у берегов Африки.

Дополнительная информация:

Морское наблюдение

Спутниковый снимок суши

Исследование Земли с помощью NOAA Citizen Science

Этот пост основан на последнем выпуске подкаста Citizen Science: Stories of Science We Can Do Together! В нем соведущие Боб Хиршон и Кэролайн Никерсон обсуждают некоторые вдохновляющие работы в области гражданской науки, проводимые под эгидой Национального
Управление океанических и атмосферных исследований (NOAA).

Послушайте: Гражданская наука: истории науки, которые мы можем сделать вместе!

Национальная метеорологическая служба (NWS) занималась гражданской наукой до того, как гражданская наука стала модной. Еще в 1890 году NWS запустила свою программу совместных наблюдателей, в рамках которой данные о погоде собирались по телеграфу от фермеров и других добровольных наблюдателей за погодой по всей стране. И этой работе предшествовали известные гражданские ученые, такие как Томас Джефферсон и Джордж Вашингтон, которые усердно собирали и делились данными о погоде сто лет.
ранее.

Наблюдатели Бюро погоды собирают метеорологические данные за пределами Эфраима, штат Юта. Это недатированное изображение было получено из предметного стекла старого стеклянного фонаря. (Источник: Семья Томаса Д. Уайтли, из коллекции NWS NOAA)

Сегодня NWS работает под эгидой Национального управления океанических и атмосферных исследований.
администрации (NOAA) и является лишь частью огромной сети физических
научные программы, которые включают 41 активную гражданскую научную программу. Они поддерживают
исследовательские усилия не только по погоде, но и по отслеживанию морского мусора,
защита вымирающих видов, мониторинг изменения климата, картирование Земли
магнитное поле и другие области научных исследований, относящиеся к планете
воздух и вода.

NCEI: Библиотека данных Земли

Более 37 петабайт данных об окружающей среде, собранных как любителями, так и профессиональными учеными, хранятся в Национальном центре экологической информации (NCEI) NOAA.

«В нашем архиве так много данных, — говорит координатор по связям с общественностью NCEI Кэти Палубики. «Обычно мы говорим, что собираем данные от поверхности солнца до дна океана». Работа Кэти состоит в том, чтобы сделать эти данные доступными для общественности. «Наши данные действительно доступны широкому кругу пользователей, и мы стараемся сделать их как можно более доступными и удобными для всех этих групп пользователей. Так что, вы знаете, пятиклассник сможет использовать наши данные, но и гарвардец тоже. профессор.»

Корабельный многолучевой гидролокатор NOAA создает трехмерные карты дна океана и дна озер (Фото: NOAA)

Педагоги полагаются на NCEI, чтобы продемонстрировать актуальность и ценность науки, которую они преподают в классе. Консультант по коммуникациям NCEI Тринити Форман помогает адаптировать данные для использования учителями.

«У нас есть вкладка для обучения, где мы взяли некоторые из наших более доступных инструментов обработки данных и сделали их понятными, — объясняет Форман. К ним относятся практические занятия и анимации, в том числе особенно популярный интерактивный инструмент цунами. «Это таймлапс всех цунами, которые произошли на Земле. Это действительно весело для всех, где вы можете сканировать вперед и назад и видеть цунами, как они происходят в этом
цифровой пейзаж.»

Палубицки добавляет, что представители общественности, у которых есть вопросы или которым нужна помощь в использовании ресурсов данных в NCEI, могут запросить помощь у своих представителей службы поддержки клиентов, написав им по электронной почте NCEI. [email protected]. «Кто-нибудь свяжется с вами и поможет получить доступ к конкретным данным, которые вам нужны», — говорит она. «И даже в некоторых случаях мы можем связать вас напрямую с ученым, который управляет этими данными или даже собирал эти данные, и действительно предоставить вам отличный ресурс в ваших интересах».

Что-то делать с погодой

Ни снег, ни дождь, ни жара, ни мрак ночи не могут помешать стойким волонтерам программы CoCoRaHS завершить назначенные им обходы. На самом деле, это их мотивирует. CoCoRaHS расшифровывается как Совместная сеть сообщества по дождю, граду и снегу, а их добровольцы из США и Канады измеряют и сообщают об осадках, предоставляя NOAA столь необходимые местные данные.

Волонтеры Совместной общественной сети по дождю, граду и снегу (CoCoRaHS) устанавливают датчики дождя и собирают данные об осадках, используемые Национальной метеорологической службой (Фото: Henry Reges/CoCoRaHS HQ)

Мелисса Гриффин — помощник государственного климатолога в Управлении климатологии штата Южная Каролина, а также координатор штата CoCoRaHS в Южной Каролине. Она говорит, что программа возникла из-за катастрофического наводнения в Колорадо.

«Первоначально он был создан в 1997 году, после наводнения в Форт-Коллинзе, как своего рода ковшеобразная съемка, — объясняет она. «Это было начато Климатическим центром Колорадо, просто пытающимся выяснить количество осадков, которые привели к тому разрушительному наводнению в этом районе».

Данные, предоставленные добровольцами, оказались настолько полезными, что другие штаты начали набирать своих энтузиастов погоды всех возрастов и профессий.

«У нас есть школьные группы и классы, которые ежедневно следят за погодой и сообщают о ней», — говорит она. «Главные садовники, фермеры, вышедшие на пенсию сотрудники NWS, нынешние сотрудники NWS. Любой, кто, кажется, интересуется погодой, является идеальным кандидатом для этой конкретной программы».

Метеорологи, климатологи, менеджеры по чрезвычайным ситуациям, гидрологи и другие специалисты полагаются на данные NOAA, поэтому точность и надежность имеют решающее значение. Мэтт Менн работает в офисе NCEI NOAA в Эшвилле, Южная Каролина, и является директором Мирового центра данных по метеорологии. Он курирует ряд наборов данных, поступающих в эту глобальную сеть, в том числе CoCoRaHS. Менне говорит, что хотя добровольцы CoCoRaHS — любители, их так много, что они могут помочь улучшить качество данных, предоставляемых официальными наблюдателями NWS.

«Если у вас очень разреженная сеть и низкая плотность, и вы получаете одну из этих очень высоких сумм, может быть трудно действительно установить, что это допустимое значение», — объясняет он. «Но когда у вас есть гораздо больше наблюдений, вы просто гораздо больше доверяете итоговым данным всей сети. Таким образом, CoCoRaHS помогает и другим сетям, и это показывает ценность гражданского научного наблюдателя в помощи официальному Национальному исследованию. Служба погоды
наблюдений.»

Измерение магнитной индивидуальности Земли

Магнитное поле Земли видно только в форме северного сияния и южного сияния, но оно дает о себе знать разными способами. Многие организмы, в том числе птицы, бабочки, морские черепахи и даже бактерии, используют его для навигации и ориентации. Люди также полагаются на геомагнетизм для навигации, и, поскольку магнитное поле колеблется, отслеживание его имеет решающее значение для судоходства, обороны и многих других задач.

NOAA рассылает предупреждения педагогам и широкой общественности, когда ожидается, что необычная солнечная активность вызовет северное сияние южнее, чем обычно. (Фото: НОАА)

NCEI поддерживает Магнитную модель мира, совместный продукт правительств США и Великобритании. Его используют военные США, Великобритании и НАТО, а также гражданские навигационные системы таких компаний, как Google и Apple.

Наряду с данными, предоставляемыми спутниками и наземными станциями, World Magnetic
Модель также опирается на данные гражданских ученых в рамках проекта CrowdMag. Исследователь из Университета Колорадо и NCEI Манодж Наир объясняет, что CrowdMag зародился десять лет назад в рамках совместного проекта NCEI, Apple и Google. В мобильных телефонах есть магнитометры, и Apple, и Google полагаются на World Magnetic Model в своих навигационных приложениях.

«Итак, у нас возникла идея, что мы будем работать с ними, и почему бы не взять эти данные от них и не собрать данные… и создать гражданскую науку, созданную моделью магнитного поля внутреннего поля Земли?» объясняет Наир. «И нам это в определенной степени удалось; теперь мы можем создать модель магнитного поля Земли исключительно на основе данных гражданской науки».

Созданное ими приложение CrowdMag пассивно собирает данные; пользователи просто загружают приложение и включают его, и оно собирает магнитные данные без вмешательства пользователя. Пользователи могут сохранить данные в тайне или поделиться ими с NOAA.

Помимо помощи в калибровке сотовых телефонов, данные CrowdMag используются в исследованиях и образовании. Джуди Хэдли, гражданский ученый из Линкольна, Род-Айленд, использовала CrowdMag для проекта в классе геологии.

Приложение CrowdMag от NOAA использует магнитометры сотовых телефонов для измерения магнитного поля Земли (Фото: NOAA/NCEI)

«И тема, которую я решила обсудить, — это камень нашего штата, камберландит, и он очень магнитный», — объясняет она. . «Поэтому я хотел посмотреть, смогу ли я взять свой телефон и использовать приложение CrowdMag, пройтись по определенной области и посмотреть, показывает ли она граничную линию с, вы знаете, магнитным сигналом, который вернулся». Хэдли была поражена, когда она посмотрела в Интернете на
точки данных, которые она нанесла на карту. «Он показал это ясно, как день, и это меня действительно вдохновило. Было очень интересно увидеть это в этом приложении».

Брайан Мейер — менеджер данных NCEI и специалист по связям с общественностью проекта CrowdMag. «Вы можете совмещать свои обычные повседневные занятия, походы, езду на велосипеде, ходьбу, бег, все, что вам нравится, и движение, которое вы любите делать, вы можете делать все это. Внося свой вклад в науку, создавая наши карты и наше понимание магнитного поля Земли. так намного лучше», — говорит он. «Вы можете сделать все это очень просто, и мы даже не можем сказать вам, насколько мы были бы вам признательны».

Хочешь большего?

Другие популярные программы гражданской науки NOAA включают, среди прочего, Nature’s Notebook, ISeeChange, Old Weather и Marine Debris Tracker.