Надка Стоименова, nstoimenova@gmail.com, Теменужка Бандрова tbandrova@abv.bg
Катедра: „Фотограметрия и картография“, УАСГ
Продължава от предишния брой
3. Картографиране на климатични промени
Климатичните карти се съставят на базата на дългогодишни данни за климатичните елементи- температура, налягане, влажност, валежи, ветрове и др., които се явяват и обект на климатичното картографиране.
С навлизането на съвременните технологии в картографирането се улеснява процесът на създаване на карти. Географските информационни системи (ГИС), дистанционното наблюдение, системите за глобално позициониране (GPS), интерактивната карта в Интернет и множеството данни спомагат за изготвянето на добър картографски продукт.
Самото картографиране се извършва на базата на наземно-базирани наблюдения и/или чрез използването на дистанционни методи за получаване на данни за изследваната територията. За съставянето на карти за изменението на климата е необходима пълна и лесно обновяваща се база данни.
INSPIRE (2007/2/EC) е директива на Европейския съюз за създаване на инфраструктура на пространствена информация в Европейската общност за подпомагане на обществената политика и дейности за околна среда. Целта на тази диретива е управление, стандартизиране и координация на пространствени бази данни за околната среда.
В България все още няма изградена единна система за събиране и съхранение на подробни данни за изменението на климата и последиците от него. На този етап тематичната информация, имаща отношение за картографирането на изменението на климата се набира от:
- Националния статистически институт;
- Министерството на околната среда и водите (МОСВ);
- Изпълнителната агенция по околна среда към МОСВ;
- Института по енергетика;
- Министерството на земеделието и горите;
- Министерството на икономиката и енергетиката;
- Националният институт по метеорология и хидрология;
- Агенцията по енергийна ефективност;
- Център за аерокосмическо наблюдение;
- Агенцията по геодезия, картография и кадастър.
Създаден е научен-координационен център за глобални климатични промени на Българската академия на науките. Научните звена на Академията, включени в центъра са:
– Национален институт по метеорология и хидрология;
– Национален институт по геофизика, геодезия и география;
– Институт по океанология;
– Институт за космически и слънчево-земни изследвания;
– Институт по ядрени изследвания и ядрена енергетика;
– Институт по биоразнообразие и екосистемни изследвания;
– Институт за гората;
– Институт по генетика;
Независимо от голямото разнообразие на климатичните карти по отношение на тематиката, в повечето случаи те се съставят по единна методика. Универсален метод при климатичното картографиране се явява количественият, а основен способ е този с изолинии.
Широко разпространение намират двуизмерните изображения на хартиен носител, под формата на дипляни, отделни карти или атласи (виж Фиг. 6 и 7).
Фиг. 6. Промяна на температурите на повърхността, 1976-2006 г.
[National Geographic, 2007]
Фиг. 7. Процентни промени в средното количество на годишните валежи, 1976-2005 г.
[National Geographic, 2007]
С навлизането на компютърните технологиите широко разпространение намират електронните карти и атласи. Един добър пример за такъв атлас е Електронен климатичен атлас на Мексико (виж Фиг. 8).
Фиг. 8. Средна температура за периода 1950-2000
[https://www.atmosfera.unam.mx/uniatmos/atlas/]
Атласът съдържа тематични карти за климата, климатология на океана, биоклиматични параметри на морското равнище, земно покритие, социално-икономически показатели и времеви прогнози, базирани на различни сценарии. Целта на създателите е да предоставят атмосферни данни на научната общност и потребителите като цяло. Използваните данни са с характеристики, които позволяват да бъдат използвани в комбинация с други данни от различни дисциплини [Eguiarte A. F., Hidalgo J. Z., Centeno R. R., 2010].
Друг пример е Електронен климатичен атлас на Пиренейски полуостров (виж Фиг. 9).
Фиг.9. Интернет карта за признаците на глобално затопляне, направена по данни на IPCC
[https://www.opengis.uab.es/wms/iberia/mms/index.htm]
Климатичният атлас на Пиринейския полуостров представлява набор от цифрови карти на температура на въздуха (минимална, средна и максимална), валежи и слънчева радиация.
Използвани са данни от 2285 метеорологични станции за периода от 1951 до 1999 г. и цифров модел на терена с резолюция 200 м. Картите в този атлас са разработени чрез използване на статистически методи, географска информационна система (ГИС) и пространствена интерполация на метеорологичните данни [Ninyerola M., Pons X., Roure J. M. , 2005].
Работна група I на IPCC включва над 130 карти в своя доклад от 2007 г. (виж Фиг. 10). Тези карти имат за задача да представят резултатите от направените анализи и визуализират последиците от изменението на климата. От значение за потребителите е точността и надеждността на визуализираните данни.
Фиг.10. Аномалии в атмосферното налягане (Ра), направена по данни на IPCC
[https://www.ipcc-data.org/maps/]
Картографирането на изменението на климата е предизвикателство пред картографите. Добри резултати се постигат с използването на достатъчно подробна картна основа в съчетание с подходящ метод за изобразяване. Компютърната революция в картографията запазва основните елементи на картата, но дигиталната картография дава още два различни продукта:
- Дигиталната база данни, която съхранява географската информация и замества отпечатаната карта;
- Картографската визуализация, която представя пространствените модели и взаимовръзките между тях.
Географската информация в създадената база данни трябва да бъде структурирана по слоеве: релеф, пътна инфраструктура, хидрографска мрежа, населени места, почвено-растителна покривка, административни граници, данни от климатични наблюдения. Събраните данни е необходимо да бъдат отнесени към единна координатна система, да бъдат стандартизирани и хармонизирани, за да се подпомогне съставянето на тематични карти на засегнатите територии и да се изготвят точни прогнози за влиянието и степента на уязвимост на климатичните промени. За да бъдат обменяни на национално и европейско ниво всички стандарти трябва да бъдат подчинени на директивата Inspire.
За ефективна работа с базата данни се налага още стандартизация на всички нива на картографирането: от събирането на данните и методите за тяхната обработка до визуализацията на информацията.
4. Предвиждания на база картографски материали
Изследването, анализът, оценката и прогнозирането на неблагоприятните последици от изменението на климата се извършват на базата на картографски продукти. По-добрата информираност ще спомогне за бързо адаптиране към промяната в климата.
Изменението на климата влияе на различни компоненти на околната среда. То води до изчезване на запасите от прясна вода, разрушаване на екосистеми и намаляване на биоразнообразието, намаляване на обема и продуктивността на обработваемите земи, унищожение на горски масиви вследствие на пожари заради суша и високи температури, увеличение на пустините и топене на планинските глетчери.
Глобалната промяна в климата оказва влияние и върху човешкото здраве. Големите температурни аномалии действат шоково на организма, нараства разпространението на редица болести, предавани чрез насекоми, като малария и тропическа треска.
Може да се обобщи, че повечето ефекти ще са следствие на три основни фактора: повишаване нивото на световния океан, увеличаване на температурите и промени в количеството и честотата на валежите.
Последиците от изменението на климата са:
- Разтапяне на Арктическата ледена шапка;
- Намаляване на дебелината на Гренландската ледена шапка;
- Откъсване на Западноантарктическия леден щит;
- Колапс на системата от топли атлантически течения;
- Засилване на феномена Ел Ниньо;
- Край на сезона на мусоните в Южна Азия;
- Край на амазонската джунгла;
- Интензивно топене на ледовете;
- Повишаване на нивото на световния океан;
- Наводняване на ниските крайбрежни области;
- Резки промени в метеорологичната и хидрологична обстановка – разрушителни бури и наводнения;
- Продължителни суши и опустошителни пожари;
- Намаляване на подземните водни запаси, пресушаване на реки и езера;
- Нарушения в жизнения цикъл на растителния свят. При по високи температури се нарушава режима на фотосинтеза (при 40°С спира напълно);
- Намаляване на селскостопанската продукция и засилване на проблема изхранване на населението на Земята.;
- Проблеми с опазването и обитанието на дивите животни, като особено застрашени ще бъдат рибните ресурси;
- Разпространение на инфекциозните заболявания;
- Демографски проблеми;
- Нарушаване баланса на екосистемите;
- Други.
Някои от картографските продукти се използват и за прогнозиране – очаквано ниво на морското равнище, температурни промени, миграцията на местообитания на флората и фауна и други.
Пример за такъв картографски продукт е Интернет карта за предвижданията за промяна на климата и съпътстващите последствия (виж Фиг.11).
Фиг. 11. Интернет карта на локалните последиците от глобалното затопляне, направена по данни на IPCC, 2001 [https://www.climatehotmap.org]
Преките прояви на мащабна и дългосрочна тенденция към топлите глобалните температури
Предвестници: Събитията, които предсказват видове въздействия могат да станат по-чести и широко разпространени при продължаване на затопляне.
Топли вълни и периоди на необичайно топлото време
Затопляне на океана, морското равнище и крайбрежните наводнения
Топене на ледници
Затопляне на Арктика и Антарктика
Разпространение на болести
Ранно настъпване на пролетта
Промяна на местообитания на растения и животни
Избелване на Коралов риф
Поройни дъждове, обилни снеговалежи и наводнения
Засушавания и пожари
Стандартизирането на знаковата система за картографиране на изменението на климата трябва да започне с класификация на факторите за климатичните промени и последиците от тях и изясняване на цветовата система на представяне. Картографските условни знаци трябва да дават ясна и кратка дефиниция на изобразяваните обекти, процеси и явление, както по възможност качествена и количествена информация за тях. Препоръчително е използването на различни цветови гами – топли и студени, дефинирани в определен цетови модел за преките последици от изменението на климата и за предвестниците.
В посочения пример (виж Фиг.11) са използвани асоциативни знаци, поместени в геометрични фигури с различно оцветяване. Използваните изображения са с голяма степен на подробност, което подобрява четенето на картата, но увеличава нейното натоварване.
Стандартизацията на цветовете трябва да бъде определена чрез компютърно дефиниране на цветовете в определен цветови модел (CMYK, RGB). Необходимо е да се определят цветове чрез техните конкретни стойности в цветовия модел за представяне на различните по вид явления, свързани с изменението на климата. За карти, визуализирани на монитор е удачен RGB модела, а за карти, изготвени за печат използваните цветове да са в CMYK цветова гама. Опит за предложение за стандартизация е направен в [Konecny M., T. Bandrova, 2006]. Авторите са разработили компютърно определени цветови гами за карти, отнесени към ранното предупреждение и ръководство в кризи. С малки изменения те могат да бъдат използвани и в контекста на климатичните промени и прогнози.
За по-добро възприятие и увеличаване на нагледността е възможно използването на тримерни повърхнини за изобразяване на релефа или статистически данни. Важен фактор за изменението на климата е влиянието на постилащата повърхност. С избора на подходящ начин за нейното изобразяването би се улеснила задачата за опеделяне на въздействието й върху температурата.
Използването на тримерни модели на обекти от действителността ще подобри представата за очакваните последици от климатичните промени и ще даде възможност за по-точни времеви прогнози.
5. Заключение
На базата на картографското описание и анализ на по-горе показаните карти и атласи може да се направи следният извод: тематичното картографирането ще играе все по-важна роля при представяне на изменението на климата пред обществеността, при прогнозиране на последствията от глобалното затопляне и ще подпомага вземането на важни политически решения.
Продуктите от климатичното картографиране се използват за изследване на уязвимостта към климатични промени, изготвяне на стратегии за устойчиво развитие и мерки за адаптиране. Бързото и ефективно съставяне на тези картографски материали може да се обезпечи чрез изграждане на единна база данни с климатични данни и стандартизиране на системите за картографска визуализация. Необходимо е разработване на знакова система, с която изобразяваните обекти и явления да бъдат безпогрешно асоциирани със съответните им в действителността. При проектиране на картите на изменението на климата трябва са сведат до минимум ограниченията, наложени от начина на възпроизвеждане на картата. Необходими са допълнителни изследвания за ролята на цветовете в изграждането и възприятието на картографските знаци, използвани в климатичното картографиране.
Следващи изследвания в тази област ще бъдат разработени на базата на изследване на различни технологии за картографиране и визуализиране на климатичните промени. Те ще бъдат експериментирани чрез проучване на тяхното възприемане от различен род потребители.
ЛИТЕРАТУРА
Месечен бюлетин на национален институт по метеорология и хидрология, Българска академия на науките (БАН), София, 2010
Национален доклад по инвентаризация на парниковите газове за България, 2005 г.
Приложение към списание National Geographic, Национално географско дружество, Вашингтон, 2007
Протокол от Киото към Рамковата конвенция на Обединените нации по изменение на климата, 1997 (Ратифициран със закон, приет от 39-то НС на 17.07.2002 г. – ДВ, бр. 72 от 25.07.2002г., обн., ДВ, бр. 68 от 19.08.2005 г., в сила от 16.02.2005 г.), https://www.moew.government.bg/
РАМКОВА КОНВЕНЦИЯ на Обединените нации по изменение на климата, 1992 (Ратифицирана със закон, приет от 37-то НС на 16.03.1995 г. – ДВ, бр. 28 от 28.03.1995 г. Издадена от Министерството на околната среда и водите, обн., ДВ, бр. 68 от 19.08.2005 г., в сила от 10.08.1995 г.)
Четвърто национално съобщение по изменение на климата, Министерство на околната среда и водите, София, 2006
Eguiarte A. F., Hidalgo J. Z., Centeno R. R., Digital Climatic Atlas of Mexico. International Conference on Cartography and GIS, CD Proceedings, Nessebar, Bulgaria, 2010, ISSN:1314-0604
https://uniatmos.atmosfera.unam.mx – Digital Climatic Atlas of Mexico
IPCC Third Assessment Report – Climate Change, United Nations Environment Programme (UNEP) and the UN’s World Meteorological Organization (WMO), https://www.grida.no/publications/other/ipcc_tar/?src=/climate/ipcc_tar/, 2001
IPCC’s Fourth Assessment Report – Climate Change, Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC, https://www.ipcc.ch/publications_and_data/ar4/wg1/en/ch3s3-2-2.html, 2007
Konecny M., T. Bandrova. Proposal for a Standard in Cartographic Visualisation of Natural Risks and Disasters. SMF/UPIMap 2006, Proceedings of the Joint Symposium of Seoul Metropolitan Fora & Second International Workshop on Ubiquitous, Pervasive and Internet Mapping. pp. 157-164, Seoul, South Korea, October 23-25, 2006
In International Journal of Urban Sciences, The University of Seoul, Vol. 10, No2, 2006, ISSN: 1226-5934, pp. 130-139.
McKendry J. E., Machlis G. E.. Evaluating the Cartographic Design and Quality of Climate Change Maps. International Cartographic conference, Moscow, Russian Federation, 2007
Ninyerola M., Pons X., Roure J. M., Atlas climatic digital de la peninsula iberica, Universitat Autonoma de Barcelona, 2005, ISBN: 932860-8-7
https://www.opengis.uab.es/wms/iberia/en_index.htm – Digital Climatic Atlas of the Iberian Peninsula
https://www.nsi.bg/ – Национален статистически институт
https://www.moew.government.bg /- Mинистерство на околната среда и водите
https://ec.europa.eu/dgs/clima/mission/index_en.htm – Главна Дирекция – Околна Среда къмЕвропейската Комисия, относно политиката по изменение на климата на ЕС
https://www.bluelink.net/climate/ – Български уеб-портал за промяната на климата и последиците за околната среда
