Day: June 23, 2020

W wydanej w ostatnich miesiącach przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej książce pt. „Science in Poland in 34 Snapshots”, prezentującej czołowe polskie kierunki i infrastruktury badawcze, które mają dobrą międzynarodową renomę, znaleźć można także informację o polskich badaniach polarnych oraz o Polskiej Stacji Polarnej na Spitsbergenie jako wysokiej klasy europejskiej infrastrukturze badawczej. Celem publikacji jest promowanie osiągnięć polskiej nauki za granicą i zachęcenie zagranicznych uczonych do współpracy z polskimi badaczami.

Zastanawiając się, czym były badania polarne dla polskiej nauki i czy są one nadal magnesem przyciągającym młodych naukowców w Polsce i za granicą należy zwrócić uwagę na ich interdyscyplinarność i konieczność współdziałania z międzynarodowymi grupami badawczymi.

W badaniach obszarów polarnych w sposób naturalny krzyżują się i łączą działania z zakresu nauk ścisłych, przyrodniczych i technicznych. Wyniki tych badań oraz działalność logistyczno-eksploratorska oddziałuje także na inne dziedziny nauk, jak medyczne, humanistyczne czy społeczne.

Uczestnictwo Polski w kooperacji i współzawodnictwie poprzez współudział w światowych badaniach obszarów polarnych ma fundamentalne znaczenie dla pozycji Polski nie tylko w badaniach naukowych obszarów polarnych, ale także w sferze polityki zagranicznej państwa. Polska jest reprezentowana w Europejskiej Radzie Polarnej, jest członkiem traktatów Spitsbergeńskiego i Antarktycznego. Zaniedbanie naszej aktywności w  strefach polarnych, gdzie wiele miejsc nosi imiona polskich badaczy i polskie nazwy, byłoby niepowetowana stratą i niewybaczalnym błędem.

Prowadzenie badań w obszarach polarnych stwarza podstawy politycznej obecności Polski w Arktyce i Antarktyce, ze wszystkimi kosztami, ale też i profitami, wynikającymi z takiej obecności, jak dostęp do wiedzy, pozycja międzynarodowa oraz wspólna eksploracja i eksploatacja zasobów oceanów polarnych oraz kopalin użytecznych. Na szczególną uwagę zasługują badania początków Ziemi, są one niezmiernie obiecujące w obecnych rejonach polarnych. Nie bez znaczenia jest wykorzystywanie wiedzy z własnych badań w odniesieniu do kierunków i tempa zmian klimatu globalnego, co dają studia najbardziej wrażliwych obszarów okołobiegunowych. Przekładać się to może na wymierne efekty związane z polityką klimatyczną kraju, jak i wykorzystanie nowych możliwości działalności ekonomicznej w ocieplającej się Arktyce.

Polskie stacje polarne i statki, jako międzynarodowe platformy badawcze pełnią role centrów skupiających grupy badawcze w wielu dziedzinach nauki. Są one ambasadami nauki polskiej w świecie oraz miejscem do potencjalnej realizacji dużych projektów międzynarodowych i krajowych. Ich atrakcyjność w pozyskiwaniu potencjalnych partnerów i funduszy zależy przede wszystkim od posiadanego dobrego i nowoczesnego zaplecza i potencjału aparaturowego. Nasze osiągnięcia naukowe w badaniach polarnych są znaczące, zwłaszcza, gdy porównamy je z nakładami przeznaczanymi na ten cel.

Zapleczem kształcenia nowych kadr jest Centrum Studiów Polarnych, w którym prowadzona jest Międzynarodowa Środowiskowa Szkoła Doktorska oraz studia magisterskie i dyplomowe. A platformą dla koordynacji działań naukowych w kraju i za granicą dla całego polskiego środowiska polarnego był i jest, od ponad 40 lat, Komitet Badań Polarnych przy Prezydium PAN.

Gdyby byli Państwo zainteresowani publikacją „Science in Poland in 34 snapshots”, można przejrzeć ją w pokoju spotkań naukowych (sala 11), albo otrzymać od Prof. Głowackiego lub Agaty Goździk (p. 532).

W maju w Nature Communactions ukazał się artykuł, którego głównym autorem jest dr Dariusz Baranowski z Zakładu Fizyki Atmosfery IGF PAN. To owoc obserwacji, badań, międzynarodowej współpracy, ale i sięgnięcia po nietypowe źródło informacji: tweety od tysięcy użytkowników, którzy stali się częścią „nauki obywatelskiej” (citizen science)

Z czym kojarzy nam się Sumatra? Z tropikami, herbatą, może kauczukiem, ale też niestety katastrofami naturalnymi –  nie tylko słynnym, tragicznym trzęsieniem ziemi w 2005 roku, ale i częstymi powodziami.

Powodzie są jednym z najczęstszych i najbardziej niebezpiecznych zagrożeń naturalnych, z jakimi przychodzi się nam zmierzyć: pochłaniają liczne ofiary śmiertelne i przynoszą poważne straty gospodarcze. Rejony tropikalne, takie jak Sumatra, to pod tym względem groźna kombinacja warunków klimatycznych i czynników ekonomiczno-społecznych, stąd mieszkańcy wyspy – prawie 50 mln ludzi –  szczególnie narażeni na negatywne skutki gwałtownych zjawisk pogodowych.

Obszar Archipelagu Malajskiego to „tygiel” różnoskalowych zjawisk atmosferycznych, „bojler” napędzający globalną cyrkulację. Opady w tym rejonie są „napędzane” bardzo silnym dobowym cyklem lokalnej konwekcji i jego zmiennością w odpowiedzi na zjawiska atmosferyczne w większej skali takie jak oscylacja Maddena Juliana (MJO) czy fale Kelvina. Orientacja „równikowa” Sumatry sprawia, że fale tropikalne wpływają na pogodę szczególnie silnie. Od stosunkowo niedawna, dzięki analizie danych satelitarnych wiemy, że fale tropikalne mają bezpośredni wpływ na opady w tym rejonie, dlatego ich obserwacja może mieć krytyczne znaczenie dla prognozowania powodzi na Sumatrze, a być może także dla całej Indonezji. Jednak warunki atmosferyczne prowadzące do tych zjawisk nie są jeszcze w pełni rozumiane, między innymi z powodu braku pełnego zapisu powodzi.

Autorzy (z dr. Dariuszem Baranowskim z Zakładu Fizyki Atmosfery Instytutu Geofizyki PAN na czele) artykułu „Doniesienia mediów społecznościowych i gazet ujawniają wielkoskalowe meteorologiczne czynniki powodujące powodzie na Sumatrze”, opublikowanego niedawno w „Nature” podjęli wyzwanie wypełnienia tej luki – stworzyli pięcioletni zapis powodzi dla Sumatry na podstawie oficjalnych raportów rządowych, doniesień lokalnych gazet, ale też sięgając po źródło w nauce wciąż nietypowe – „crowdsourcing” danych z mediów społecznościowych, a konkretnie wiadomości na Twitterze, i wykorzystali pozyskane informacje do analizy zjawisk atmosferycznych odpowiedzialnych za powodzie.

Obecnie systemy wczesnego ostrzegania w Indonezji opierają się na lokalnych źródłach danych w czasie rzeczywistym: przyrządach pomiarowych i danych radarowych. Takie dane w połączeniu z modelami hydrologicznymi są cennymi narzędziami do wykrywania powodzi, ale mają niewielki potencjał do prognozowania pozwalającego podjąć kluczowe, ratujące życie i mienie decyzje w krótkim czasie. Ponadto dane są rzadkie i często występują w nich luki spowodowane zniszczeniem sprzętu monitorującego.

Wykrywanie powodzi oparte na mediach społecznościowych okazało się szczególnie przydatne w Indonezji, gdzie ponad 75% aktywnych użytkowników Internetu korzysta z Twittera. Wykorzystanie mediów społecznościowych do wykrywania powodzi przyniosło obiecujące wyniki; w przeciwieństwie do ulegającego uszkodzeniom sprzętu pomiarowego, media społecznościowe są stosunkowo odporne na ekstremalne warunki pogodowe. A nawet liczba raportów zarówno w mediach społecznościowych, jak i tradycyjnych wzrasta wraz z dotkliwością i niekorzystnymi skutkami powodzi, bo wzrasta aktywność tych, którzy na żywo je obserwują. W języku indonezyjskim powódź to „banjir” – zebrano, przeanalizowano i lokalizowano wszystkie tweety zawierające to słowo kluczowe z lat 2014-2018. Czasy nadejścia i zakończenia powodzi zostały zidentyfikowane automatycznie za pomocą gwałtownego wzrostu liczby tweetów, to znaczy ekstremalnych tendencji szeregów czasowych liczby tweetów. Cennym źródłem informacji były lokalne gazety, które umożliwiły krzyżową weryfikację z bazą danych na Twitterze. Dane te należy uznać za bardziej wiarygodne niż dane z Twittera, ponieważ doniesienia prasowe mają charakter opisowy i zawierają dodatkowe szczegóły, w tym zdjęcia czy odniesienia do materiałów filmowych, pokazujących warunki w miejscu powodzi.

Oczywiście media społecznościowe czy prasa to tylko jedne z elementów tej układanki: kluczowe są obserwacje zjawisk atmosferycznych, identyfikacja ich układów i rozumienie zmienności, które można powiązać z powodziami, a tym samym zwiększyć przewidywalność ryzyka powodziowego.

Wykazano, że dla większości analizowanych powodzi kluczową rolę odgrywają konwekcyjnie sprzężone fale Kelvina, wielkoskalowe systemy opadów rozprzestrzeniające się wzdłuż równika. Chociaż zmienność sezonowa i międzysezonowa może również tworzyć warunki sprzyjające powodziom, zwiększone opady związane z falami Kelvina stwierdzono w ponad 90% zdarzeń powodziowych. W 30% tych zdarzeń anomalie opadów były przypisywane wyłącznie właśnie tym falom tropikalnym.

Co to oznacza? Jeśli poznamy te zależności wystarczająco dobrze, w przyszłości będziemy być może w stanie wychwycić układy odpowiedzialne za bardzo intensywne opady zanim wywołają powódź, co da nam cenny czas np. na ewakuację zagrożonych obszarów.

Zachęcamy do lektury całego artykułu w NATURE.