• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Błyskawiczny system monitorowania burz

    04.03.2010. 12:26
    opublikowane przez: Piotr aewski-Banaszak

    Globalny system badania, monitorowania i prognozowania aktywności burzowej powstaje na Uniwersytecie Jagiellońskim. System będzie na bieżąco śledził wyładowania elektryczne powstające podczas burz na całym świecie. Już za pół roku będą gotowe trzy stacje odbiorcze - w Polsce, w Australii i Brazylii. Docelowo ma ich być kilkanaście.

    Monitoring burz w każdym zakamarku świata jest możliwy dzięki obserwacji fal o ekstremalnie niskich częstotliwościach. "Fale ELF (o częstotliwości od 3 do 3000 Hz) są emitowane tylko przez burze i są nie do pomylenia z żadnymi innymi falami" " wyjaśnia dr Andrzej Kułak z Obserwatorium Astronomicznego UJ, lider projektu.

    Fale z zakresu ELF rozchodzą się bez strat na wielkie odległości (nawet do 40 tys. km). Dlatego za pomocą jednego zaledwie odbiornika zbudowanego przez Polaków można będzie zebrać informacje o wszystkich burzach, jakie mają miejsce na świecie.

    "Na razie można dokonywać tych pomiarów z dokładnością do kilkuset kilometrów, ale w docelowym systemie, kiedy rozmieścimy odbiorniki w kilku miejscach w różnych częściach świata, ograniczymy zakres błędu do zaledwie kilkudziesięciu km, co jest wynikiem wystarczająco dokładnym" " mówi dr Kułak.

    Do tej pory w systemach pomiarów burz używano fal VLF o zakresie 3-300 KHz i o skutecznym zasięgu ok. 300 km, a także fal pomocniczych VHF, o zakresie 30-300 MHz, których zasięg pomiaru nie przekracza kilkudziesięciu kilometrów. Ze względu na ograniczony zasięg fal, dla dokładnego monitoringu burz konieczne było gęste rozmieszczenie stacji odbiorczych. Na niektórych terenach " na oceanach czy na pustkowiach - burze w ogóle nie mogły być obserwowane.

    "System ma pewne zalety, których nie miały dotychczasowe projekty. Dzięki niemu będzie możliwy pełen monitoring aktywności burzowej planety, niezależnie od położenia najbliższej stacji pomiarowej. W systemie tym nie będzie stref martwych, a zarówno małe, jak i wielkie centra burzowe będzie można obserwować w czasie rzeczywistym" " zapowiada lider projektu.

    Dodaje, że system monitorowania aktywności burzowej będzie miał wiele zastosowań: dane o centrach burzowych będzie można wykorzystywać w modelach prognoz pogody. Dzięki niemu będzie również można sporządzać alerty o centrach burzowych i niebezpiecznych zjawiskach konwekcyjnych. System będzie dostarczał również istotnych danych dotyczących funkcjonowania globalnego obwodu elektrycznego.

    "Za pół roku będą gotowe trzy stacje odbiorcze w odległych od siebie punktach Ziemi - w Polsce w Australii i Brazylii. Wtedy będziemy mogli przekonać się, jaka jest jakość systemu. Docelowo chcemy projekt skończyć w ciągu następnych 3 lat. Do tego czasu chcielibyśmy zbudować kilkanaście stacji na różnych kontynentach" " deklaruje dr Kułak.

    Po utworzeniu sieci informacji o burzach, twórcy systemu chcą te informacje sprzedawać. "Będą nimi na pewno zainteresowane centra meteorologiczne specjalizujące się w sporządzaniu prognoz pogody o zasięgu globalnym czy kontynentalnym. Podejrzewamy, że naszym projektem może zainteresować się kilkadziesiąt podmiotów w skali świata" " dodaje.

    System jest teraz przedmiotem zgłoszenia patentowego, a dalsze badania nad nim są prowadzone na Wydziale Fizyki Astronomii i Informatyki stosowanej Uniwersytetu Jagiellońskiego.

    Promocja projektu współfinansowana jest przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego, a wspiera ją krakowskie CITTRU.

    Źródło:
    PAP " Nauka w Polsce, Ludwika Tomala

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Global Forecast System (GFS) - Globalny System Prognozowania (GFS, Global Forecast System) to globalny system prognozowania pogody krótko i średnioterminowej. Najważniejszym składnikiem systemu jest numeryczny model prognozy pogody obsługiwany przez Amerykańską Narodową Służbę Oceaniczną i Meteorologiczną (NOAA). DGPS (ang. Differential Global Positioning System) – technika pomiarów GPS pozwalająca na uzyskanie większej dokładności niż przy standardowym pomiarze jednym odbiornikiem. Metoda ta polega na wykorzystaniu stacji bazowej (tzw. referencyjnej) – odbiornika ustawionego w dokładnie wyznaczonym punkcie (np. przez pomiar geodezyjny), który wyznacza na bieżąco poprawki różnicowe dla poszczególnych satelitów, co pozwala na wyeliminowanie większości błędów (gdyż błędy obserwowane na małym obszarze są skorelowane). Drugi odbiornik (ruchomy) musi mieć możliwość odbioru tych poprawek, np. przez łącze satelitarne, VHF, GPRS/WLAN. Poprawki są transmitowane w formacie RTCM, CMR lub innym. System ten można stosować zarówno w czasie rzeczywistym, jak i przez późniejsze przetworzenie danych. Navaglobe – system radionawigacyjny, protoplasta GPS. Obiekt określa w nim swoje położenie na podstawie odbioru sygnałów z nadajników wykorzystujących anteny kierunkowe. Namiar odbywa się dzięki porównaniu dwóch sygnałów pochodzących z tego samego źródła, przesuniętych wzajemnie w przestrzeni. Po wykonaniu kilku namiarów utworzone linie kierunkowe wskazują dokładne położenie obiektu. Zasięg stacji nadajnikowych jest większy niż tysiąc kilometrów.

    EGNOS (ang. European Geostationary Navigation Overlay Service) – budowany przez Europejską Agencję Kosmiczną, Komisję Europejską i EUROCONTROL europejski system satelitarny wspomagający (ang. SBAS – Satellite Based Augmentation System) systemy GPS i GLONASS, a w przyszłości Galileo. Najważniejsze zadania to transmisja poprawek różnicowych i informowanie o awariach systemu GPS. System znacznie zwiększy dokładność i wiarygodność pozycji uzyskiwanej z GPS, co będzie miało szczególne znaczenie dla lotnictwa. Odpowiednikami EGNOS w Ameryce Północnej jest WAAS (Wide Area Augmentation System), w Indiach – GAGAN (GPS-Aided Geosynchronous Augmented Navigation System – ma zostać uruchomiony do 2013 roku), a w Japonii – MSAS (Multi-functional Satellite Augmentation System). System CORS pozwala na uzyskiwanie dokładności rzędu kilku centymetrów w stosunku do Narodowego Przestrzennego Systemu Odniesienia (National Spatial Reference System), zarówno dla składowych poziomych jak i pionowych. Geodeci, specjaliści w zakresie GIS/LIS, inżynierowie, naukowcy i inni mogą wykorzystać dane pozyskane dzięki systemowi CORS w celu ustalenia pozycji punktów.

    Projekt Proteus – projekt współfinansowany przez Unię Europejską z Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007–2013. Proteus to ultranowoczesny, zintegrowany system przeznaczony do działań antyterrorystycznych i antykryzysowych realizowany przez konsorcjum wiodących ośrodków naukowo-badawczych w Polsce. Działania służb mają wspomagać m.in. trzy wielofunkcyjne roboty, samolot bezzałogowy oraz mobilne centrum dowodzenia. System ma być w całości zintegrowany, co jest innowacją w skali światowej i stanowi poważne wyzwanie dla inżynierów pracujących przy projekcie. Realizacja projektu rozpoczęła się w 2009 roku, a jego zakończenie planowane jest na rok 2013. Parom (ros. prom) - nowy rosyjski pojazd wielokrotnego użytku. Zastąpi wysłużonego już Progressa, zaopatrującego stacje kosmiczne. Parom będzie bezzałogowym statkiem wielokrotnego użytku. Idea tego pojazdu jest dość nowatorska. Po umieszczeniu na niskiej orbicie Parom nie będzie powracał do atmosfery. Ładunki będą dostarczane rakietami na niską orbitę w specjalnych kontenerach nieposiadających własnego napędu. Parom, sam nieposiadający przestrzeni ładunkowej, będzie dokował do kontenera i przewoził go do stacji orbitalnej. Parom będzie posiadał dwa węzły cumownicze, dzięki czemu będzie mógł być jednocześnie podłączony do stacji orbitalnej i kontenera. Dzięki temu kosmonauci będą mieli możliwość wejścia do holownika w celu ewentualnej naprawy lub wymiany zużytych części. Parom będzie również odbierał puste (lub zawierające odpadki) kontenery ze stacji stacji orbitalnej i umieszczał je na trajektorii pozwalającej im spłonąć w atmosferze.

    Sound Surveillance System (SOSUS) – wymierzony w radzieckie okręty podwodne o napędzie nuklearnym amerykański system obserwacji akustycznej za pomocą sensorów pasywnych wielkich przestrzeni oceanicznych. Będący częścią większego systemu Integrated Undersea Surveillance System (IUSS) system SOSUS opiera się na sieci pasywnych sonarów dennych rozmieszczonych w newralgicznych obszarach Atlantyku i Morza Północnego – dogodnych i możliwych przejściach radzieckich okrętów na otwarte przestrzenie oceaniczne w kierunku wybrzeży Stanów Zjednoczonych, a także półkolem wzdłuż wybrzeży USA. Po raz pierwszy zlokalizowano radziecki okręt podwodny za pomocą sieci SOSUS 26 czerwca 1962 roku. Z biegiem lat system był ustawicznie unowocześniany i rozszerzano jego zakres, po zakończeniu zimnej wojny zaś, jest częściowo używany także do celów cywilnych – głównie do badań nad wielkimi ssakami morskimi a także do monitorowania zmian klimatycznych Ziemi. Mapa izokerauniczna - mapa z uwidocznionymi krzywymi jednakowego nasilenia burz (lub dni burzowych), występujących przeciętnie w ciągu roku. Służą jako źródło informacji do celów projektowych o częstości burz, mogących występować w danym rejonie. Mapy takie sporządzane są na podstawie statystyk przez instytucje meteorologiczne.

    System CORS (ang. Continuously Operating Reference Stations) – system wspomagający GPS, pozwalający na uzyskiwanie dokładności rzędu kilku centymetrów w stosunku do Narodowego Przestrzennego Systemu Odniesienia (National Spatial Reference System), zarówno dla składowych poziomych jak i pionowych. Geodeci, specjaliści w zakresie GIS/LIS, inżynierowie, naukowcy i inni mogą wykorzystać dane pozyskane dzięki systemowi CORS w celu ustalenia pozycji punktów.

    TWS (ang. Thunderstorm Warning System) System ostrzegania przed wyładowaniami atmosferycznymi - jest to system dający informacje o zbliżającym się froncie burzowym, które otrzymywane są ze specjalnych systemów wykrywających zagrożenia piorunowe w najbliższej okolicy. Informacje z takiego systemu pozwalają na podjęcie stosownych kroków zapobiegawczych w celu ograniczenia skutków oddziaływania wyładowań atmosferycznych. Istnieją zarówno systemy dostarczające informacje o zagrożeniach piorunowych na rozległych terenach jak i niezależne systemy o zasięgu lokalnym, które umożliwiają ostrzeganie konkretnych obiektów.

    Open Global File System (w skrócie OpenGFS, OGFS) jest systemem plików z właściwościami dziennika (journaling), który umożliwia jednoczesny dostęp do wspólnej przestrzeni dyskowej przez wiele węzłów. OpenGFS koordynuje dostępem do urządzeń dyskowych tak aby węzły nie mogły zapisywać jednocześnie w tych samych obszarach urządzenia, jednocześnie zapewniając możliwość równoczesnego odczytu. Węzły maja bezpośredni dostęp do dysków co umożliwia zmniejszenie przeciążenia sieci. Memexp zastąpiono modułem OpenDLM (ang. Distributed Lock Manager). Poprzednia wersja memexp wymagała sporych zasobów obliczeniowych. System OGFS umożliwia rozrastanie się systemów plików oraz dołączanie nowych dysków twardych (poprzez osobny LVM - Logical Volume Manager). Uszkodzenia węzłów obsługiwane są przy pomocy odzyskiwania rejestru i izolowania uszkodzonego węzła. OpenGFS jest lokalnym systemem plików, który można rozszerzyć na rozproszony system plików. Można tak powiedzieć, gdyż OpenGFS wymaga, aby wszystkie nośniki danych (dyski, macierze dyskowe) na których będzie operował OpenGFS były widoczne jako jedno urządzenie, które można adresować w sposób ciągły (bez żadnych luk). Square Kilometre Array (SKA) – planowana sieć radioteleskopów o całkowitej powierzchni jednego kilometra kwadratowego. Będzie działać w zakresie częstotliwości od 70 MHz do 10 GHz oraz będzie 50 razy bardziej czuła niż jakikolwiek dzisiejszy radioteleskop. Będzie to wymagało bardzo wydajnych centralnych silników obliczeniowych, a także długodystansowych połączeń o przepustowości dziesięciokrotnie większej od dzisiejszego światowego ruchu internetowego. Dzięki temu będzie można badać niebo ponad dziesięć tysięcy razy szybciej niż obecnie. Sieć SKA zostanie zbudowana na półkuli południowej w Republice Południowej Afryki i Australii, gdzie obserwacja naszej galaktyki, Drogi Mlecznej jest najprostsza i gdzie emisja interferencji elektromagnetycznej jest najmniejsza. Budowa SKA ma się rozpocząć w 2016 roku, zakończyć w 2024 roku, a w międzyczasie, w 2020 roku mają zostać przeprowadzone pierwsze obserwacje. Budżet przedsięwzięcia to 1,5 mld euro.

    Dodano: 04.03.2010. 12:26  


    Najnowsze