Ochrona Środowiska XVI
Dodatek reklamowy do RZECZPOSPOLITEJ.
nr 60 (6440) 12 marca 2003 r.

Groźne zjawiska naturalne występowały i zawsze będą występować. Niezbędna jest osłona społeczeństwa i gospodarki przed nimi, a także efektywne ograniczanie ich skutków.

System monitoringu i osłony kraju

Rada Ministrów doceniając wagę i potrzebę ochrony przed powodziami w przyjętym w styczniu 2003 roku dokumencie pt. „Narodowy Plan Rozwoju 2004 – 2006” zawarła zapis „Niezbędne jest też zabezpieczenie w budżecie państwa, corocznie począwszy od 2003 r., 55 mln zł na utrzymanie zmodernizowanej, w ramach kredytu Banku Światowego, Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej odpowiedzialnej między innymi za osłonę przeciwpowo- dziową kraju”. Zapis ten potwierdza, jaką wagę powinno się przywiązywać do problematyki osłaniania społeczeństwa przed groźnymi zjawiskami naturalnymi, a także konieczność właściwego finansowania takiej działalności.

Groźne zjawiska naturalne, takie jak powodzie, bardzo silny wiatr, gwałtowne zmiany temperatury czy silne burze, występowały i zawsze będą występować. To banalne stwierdzenie, lecz nie ma sposobu, aby uniknąć tego typu zjawisk. Można się jedynie starać, poprzez wcześniejsze ostrzeganie i informowanie, ograniczyć negatywne skutki ich występowania. Cywilizacja, w swoim dążeniu do maksymalnego ułatwienia życia, pragnie te zjawiska modelować i zmieniać w zależności od potrzeb. Niestety, nie znamy w pełni mechanizmów przyrody wpływających na stan i przebieg pogody. Poznaliśmy je na razie w bardzo małym procencie i to jedynie pozwala na prognozowanie. Możemy też obserwować pogodę i bieżący stan atmosfery. Obserwujemy także hydrosferę, czyli wody płynące, stojące i podziemne. Połączenie wieloletniego ciągu obserwacji, znajomości stanu bieżącego i nowoczesnych metod prognozowania pozwala nam na przewidywanie, jak stan atmosfery i hydrosfery będzie się zmieniać w krótkim okresie. Okres ten wydłuża się i obecnie średnioterminowa prognoza meteorologiczna, czyli na pięć dni, zaczyna mieć coraz większy sens.

Bardziej szczegółowa, krótkoterminowa, obejmuje 48 lub 24 godziny. Prognoza na 12 godzin jest już prawie bardzo dobra. Trzeba jednak mieć świadomość, że to nadal tylko prognoza. Niewielu wśród zajmujących się prognozowaniem jest takich, którzy na prognozę daliby gwarancję. Na razie musi nam wystarczyć określenie, z jakim prawdopodobieństwem ta prognoza się sprawdzi.

Słowo prognoza musi być jednak przez wszystkich dobrze rozumiane, bo tylko wtedy nie będziemy obarczać prognozujących odpowiedzialnością za jej spełnienie czy też nie. Nikt nie wysyła do więzienia ekonomistów, gdy pomylą się w prognozie wskaźnika inflacji, nie osądza się także demografów, gdy pomylą się w przewidywaniu, ilu ludzi będzie na świecie za 50 lat. Oba te przykłady rodzą dużo większe skutki ekonomiczne niż błędna prognoza temperatury czy ilości opadu. Ponieważ jednak w wyniku niewłaściwej prognozy meteorologicznej czy hydrologicznej może być narażone życie lub mienie człowieka, to bardzo ważne jest stałe ulepszanie metod i narzędzi wspomagających tworzenie tych prognoz.

Po powodzi w lipcu i sierpniu 1997 roku odrodził się problem konieczności znacznego zmodernizowania systemu osłony przed groźnymi zjawiskami naturalnymi. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej, jako jednostka zajmująca się w Polsce ustawowo (ustawa Prawo wodne) prognozami meteorologicznymi i hydrologicznymi, od dawna miał przygotowany program takiej modernizacji. Program pozostawał niestety w sferze projektów z bardzo prozaicznego powodu – braku środków. Ponieważ powódź miała bardzo duży zasięg i była zjawiskiem nienotowanym od wielu lat, sytuacja dojrzała do pozyskania tych środków. Stało się to na drodze zaciągnięcia pożyczki z Międzynarodowego Banku Odbudowy i Rozwoju, zwanego w skrócie Bankiem Światowym. Pożyczka ta została zaciągnięta z końcem 1997 roku i program z niej finansowany jest obecnie realizowany. Rozpoczęcie realizacji opóźniło się z wielu powodów. Obecnie większość postępowań przetargowych została rozstrzygnięta, wiele zadań wykonano, a pozostałe są realizowane. Program jest nadzorowany przez Ministerstwo Środowiska oraz ulokowane w Kancelarii Prezesa Rady Ministrów, Biuro ds. Likwidacji Skutków Powodzi i wrocławskie Biuro Koordynacji Projektu Banku Światowego. Program realizują natomiast jednostki wdrożeniowe, wśród których jest Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej.

Program składa się z kilku zadań (komponentów). Instytutowi Meteorologii i Gospodarki Wodnej z racji wieloletniego doświadczenia (początki Państwowej Służby Hydrologicznej i Meteorologicznej, której Instytut jest spadkobiercą, to rok 1919), przydzielono do realizacji najważniejszy Komponent B.2 – przygotowanie narzędzi i metod niezbędnych do osłony hydrologiczno-meteorologicznej. Został on w całości zaprojektowany w Instytucie, a następnie, po szerokiej dyskusji oraz zasięgnięciu opinii krajowych i zagranicznych ekspertów, dostosowany do współczesnych rozwiązań i możliwości technicznych oraz technologicznych. Pomimo iż projekt został wywołany powodzią, to cały system jest nastawiony na znacznie szerszy horyzont zjawisk. Będzie pracował na terenie całej Polski i wspomagał osłonę hydrologiczną oraz meteorologiczną przed wszystkimi zjawiskami związanymi z hydrologią i meteorologią, które mogą zagrozić człowiekowi, jego majątkowi oraz prawidłowemu funkcjonowaniu gospodarki. Modernizację Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej wykonujemy nie przerywając naszej codziennej pracy. Nie możemy przerwać prowadzonych od ponad 80 lat pomiarów czy wykonywania prognoz i powrócić do nich dopiero po zainstalowaniu nowoczesnych narzędzi czy metod. To znacznie utrudnia i komplikuje naszą pracę, a mozolne zdobywanie środków na obsługę drogich i nowoczesnych systemów stanowi dodatkową trudność.

Nowe narzędzia umożliwiają dokładniejsze prognozowanie występowania zjawisk ekstremalnych w atmosferze i hydrosferze. Będzie można prognozować nie tylko powódź, ale także skalę i zasięg suszy. Oprócz wysokości opadów atmosferycznych będzie można przewidywać termin wystąpienia i siłę silnego wiatru, czy gwałtownych spadków lub wzrostów temperatury. Narzędzia te będą ponadto wspomagać standardowo wykonywane prognozy hydrologiczne i meteorologiczne bez względu na to czy sytuacja jest kryzysowa, czy normalna.

Realizacja Komponentu B.2 ma doprowadzić do zbudowania Systemu Monitoringu i Osłony Kraju, co w efekcie doprowadzi do zmodernizowania całej Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej. System mający na celu modernizację Służby składa się z elementów pomiarowych, technologicznych i technicznych, elementów prognostycznych i prezentacji danych oraz elementów dystrybucji i rozpowszechniania produktów IMGW.

Sieci pomiarowe

Sieć automatycznego i telemetrycznego monitoringu hydrologiczno-meteorologicznego. Sieć ta zostanie zbudowana na terenie całego kraju, lecz nasycenie instalacjami będzie różne, w zależności od skali i gwałtowności przebiegu zjawisk ekstremalnych. Tak więc, najwięcej posterunków pojawi się na południu Polski, czyli tam gdzie występują gwałtowne i groźne powodzie opadowo-nawalne, nazywane coraz częściej „szybkimi powodziami”. Podobna gęstość będzie wzdłuż głównych rzek kraju i na Żuławach. Na pozostałym obszarze instalacji będzie mniej, lecz w ilości wystarczającej do osłony ogólnopolskiej. Posterunki będą pracowały automatycznie i za pomocą niezawodnych łączy telefonicznych, radiowych czy satelitarnych będą przekazywać dane o poziomie wody w rzekach, wysokości opadu i takich parametrach meteorologicznych, jak temperatura, siła i kierunek wiatru, ciśnienie atmosferyczne, do zbiornic danych. Sieć ta pozwoli na pobieranie wszystkich wymienionych danych co godzinę przez cały rok, niezależnie od pogody, pory dnia i innych subiektywnych warunków. Sieć tę już zaprojektowano i trwają ostatnie procedury mające na celu wyłonienie wykonawcy.

Sieć wykrywania i lokalizacji wyładowań atmosferycznych. Sieć pracuje od 2002 roku i składa się z dziewięciu czujników, które rozmieszczone w Polsce na stacjach hydrologiczno-meteorologicznych pozwalają na zlokalizowanie burzy z dokładnością do 1 km. Lokalizacja z taką dokładnością jest możliwa na ponad 90% terenu Polski. Oprócz lokalizacji burz jest już możliwe określenie siły wyładowania. Ciągła i bieżąca lokalizacja pozwala wytyczać trasy i prędkość przemieszczania się burzy. Można więc z dużą dokładnością poznać tę trasę i informować społeczeństwo o nadchodzącym groźnym zjawisku.

Sieć radarów meteorologicznych. Sieć ta, składająca się obecnie z trzech zmodernizowanych w ramach projektu radarów, zostanie wyposażona jeszcze w pięć nowych radarów. Trzy z nich są budowane (Rzeszów-Jasionka, Poznań-Wysogotowo i Świdwin). Dwa kolejne są w fazie wyszukiwania lokalizacji. Natrafia to niestety na liczne sprzeciwy lokalnych społeczności, które chcą oczywiście być osłaniane przed groźnymi zjawiskami, lecz nie życzą sobie, aby urządzenia osłaniające znajdowały się w pobliżu miejsca ich zamieszkania. Prowadzona szeroko akcja informacyjna, wyjaśniająca szczegółowo brak negatywnego wpływu radaru na zdrowie człowieka i mówiąca o zyskach, jakie te urządzenia przynoszą, nie przyniosła dotychczas pożądanych efektów. Kłopoty z lokalizacją radarów w rejonie Tarnowa i Gdańska mogą wpłynąć na terminowe zakończenie całej inwestycji. Mamy nadzieję, że zdołamy jednak postawić wszystkie radary i pozwolą one na ostrzeganie przed zjawiskami grożącymi ludziom, np. przed silnym wiatrem. Przede wszystkim mają jednak służyć do określania ilości spadającego deszczu i to w ujęciu obszarowym (określać ilość opadu spadającą na dany obszar), a nie punktowym, jak przy korzystaniu z sieci deszczomierzy. Wyprzedzenie w określeniu wysokości opadu na danym obszarze powinno sięgać 2 godzin.

System teleinformatyczny. System ten został już wykonany i wdrożony do pracy operacyjnej. Łączy w nowoczesny, wysoko sprawny i niezawodny sposób jednostki Instytutu – ośrodek główny, oddziały, biura prognoz i lotniskowe stacje meteorologiczne. Umożliwia lepszą wymianę informacji między biurami prognoz hydrologicznych i meteorologicznych, zwiększając ilość posiadanych przez nie bieżących danych i poprawiając przez to jakość prognoz. Umożliwia także wymianę danych poprzez Globalny System Telekomunikacyjny (GTS) Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO) ze służbami meteorologicznymi całego świata. Zaprojektowany i wykonany wraz z nowoczesną strukturą teleinformatyczną System Obsługi Klienta pozwala także na dostarczanie danych, ostrzeżeń, komunikatów i prognoz do bardzo licznych odbiorców. Dane te są także udostępniane w instytutowym serwisie internetowym – www.imgw.pl. Można tam już na przykład obejrzeć nie zweryfikowaną przez synoptyka, prognozę meteorologiczną z matematycznego modelu meteorologicznego z wyprzedzeniem ponad 3 dób dla dowolnego miejsca w Polsce. Można tam także znaleźć informację o stanach wody w głównych rzekach Polski, znacznie szerszą od podawanej w południe za pośrednictwem I Programu Polskiego Radia. Dostępne są także inne dane i informacje. Wypełniliśmy dzięki temu lukę, jaka występowała w zakresie szerokiego informowania społeczeństwa o warunkach meteorologicznych i hydrologicznych.

Wyposażenie laboratorium i ekip pomiarowych, technicznych oraz serwisowych. Aby aparatura pomiarowa, w którą będzie wyposażona sieć, spełniała wszystkie parametry, musi być stale kontrolowana, weryfikowana i kalibrowana w nowoczesnym laboratorium. Pomiar ma sens tylko wtedy, gdy wiemy co i z jaką dokładnością mierzymy. Prace modernizacyjne są bardzo zaawansowane. Równocześnie jest przygotowywana dokumentacja, która umożliwi akredytację naszego Centralnego Laboratorium Aparatury Pomiarowej. Aby systemy pomiarowe pracowały nieprzerwanie, niezbędne było przygotowanie i wyposażenie ekip serwisowych, technicznych oraz pomiarowych utrzymujących w ruchu cały system. W grę wchodzą tu nie tylko modernizowane elementy, lecz również ta cała, składająca się z ponad 2000 posterunków sieć, na której codziennie trzeba wykonać pomiary hydrometryczne i geodezyjne, przeprowadzić prace remontowe i konserwacyjne, wymienić uszkodzoną aparaturę i sprzęt czy doszkolić obserwatora. Trzeba dojechać w trudnych warunkach nad rzekę, zaholować łódź czy ciężką przyczepę. Do tego celu służy zakupiony sprzęt oraz wyposażenie. IMGW zakupił także bardzo nowoczesny sprzęt do pomiarów objętości ilości wody płynącej w danym profilu rzecznym. Dla potrzeb IMGW zaprojektowano i wykonano specjalistyczne zestawy do pomiarów wielkich wód. Zakupiono zestawy elektronarzędzi do prac remontowych, które w większości wykonujemy własnymi siłami. Na wszystkich stacjach hydrologiczno-meteorologicznych zostały zainstalowane generatory, pozwalające na pracę stacji w przypadku braku zasilania energetycznego. Zakupiono i przekazano ekipom pomiarowym łodzie i pontony wraz z silnikami i przyczepami podłodziowymi, a także samochody do obsługi całej sieci obserwacyjno-pomiarowej.

Prognozy i prezentacja danych

Wdrożenie do pracy operacyjnej matematycznych modeli meteorologicznych. W 2002 roku został zainstalowany w instytucie, najnowocześniejszy i najszybszy w Polsce, 100-procesorowy superkomputer SGI Origin 3800, co umożliwiło wdrożenie do pracy operacyjnej dwóch matematycznych modeli meteorologicznych. Jeden to otrzymany z konsorcjum COSMO, którego IMGW jest członkiem, a drugi ALADIN wdrożony dzięki naszej współpracy z francuską służbą METEO-FRANCE. Stosowanie tych modeli pozwala na wykonywanie w Polsce prognoz opartych na najnowszych światowych technologiach. Modele numeryczne pozwalają znacznie uszczegółowić i poprawić wyniki prognoz, a zwłaszcza ich lokalizację. Sprawność modeli numerycznych potwierdzana jest w przypadkach występowania zjawisk ekstremalnych i żadna nowoczesna służba prognostyczna nie może się bez nich obyć.

Modernizacja systemu prezentacji danych meteorologicznych. Zakupiono i obecnie są wdrażane najnowocześniejsze narzędzia do przetwarzania, prezentacji i wizualizacji informacji meteorologicznych. Ułatwi to i znacznie usprawni pracę synoptyków meteorologów. Dzięki tym najnowszym narzędziom będzie można łatwiej przygotować szczegółową prognozę, w przyjaznej dla końcowego odbiorcy formie. Zgromadzenie na terminalach tego systemu wszystkich danych, tych powstających w polskiej służbie i tych dostępnych dzięki międzynarodowej współpracy, uwiarygodni naszą pracę i jej wyniki.

Opracowanie i wdrożenie systemu osłony i prognoz hydrologicznych. Posiadanie bardzo dużej ilości informacji z podsystemów pomiarowych i modeli meteorologicznych i hydrologicznych spowodowało konieczność wykonania systemu, który te informacje przetworzy na produkt finalny. Dotychczas prognozy hydrologiczne dotyczyły wyłącznie profili, w których są zlokalizowane posterunki wodowskazowe, i określały tylko termin wystąpienia i wysokość najwyższego poziomu wody, czyli kulminację. Nowy system znacznie zagęszcza możliwości wykonywania prognoz hydrologicznych. Będzie je można wykonać wszędzie tam, gdzie zostaną, dla potrzeb systemu hydrologii, wykonane poprzeczne przekroje geodezyjne koryta i doliny rzecznej. Prognoza hydrologiczna będzie dostarczana w postaci hydrogramu, czyli zależności między upływającym czasem i rosnącym lub malejącym poziomem wody. Odbiorca otrzymujący taką prognozę będzie poinformowany, jak szybko i w jakim zakresie ten poziom wody będzie się zmieniać. Ułatwi to znacznie wykorzystanie prognozy do ochrony społeczeństwa przed powodzią i jej skutkami.

Dystrybucja i rozpowszechnianie danych – System Obsługi Klienta

Prognozy wykonywane przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej są często opracowywane w hermetycznym, zrozumiałym tylko dla specjalistów języku. Dostępność do tych prognoz także nie jest wystarczająca. Przesłanie ostrzeżenia wyłącznie do wojewódzkich służb antykryzysowych może spowodować niepotrzebne wydłużenie drogi informacji i opóźnione jej dotarcie do końcowych, najbardziej zainteresowanych odbiorców. Przygotowywany system pozwoli na równoległe dotarcie do urzędów centralnych, wojewódzkich, powiatowych i wybranych gmin. Przygotowane zostały serwisy internetowe, skąd wszyscy, posługujący się tą rozwijającą się techniką, będą mogli pobrać interesujące ich informacje. Nowocześnie przygotowane i czytelne serwisy pogodowe trafią do prasy, radia i telewizji. Dzięki takim działaniom komunikaty, ostrzeżenia i prognozy będą powszechnie dostępne i przystosowane do odbioru nie tylko przez wyspecjalizowanych użytkowników.

*

Struktura Systemu Monitoringu i Osłony Kraju i modernizowanej dzięki niemu Państwowej Służby Hydrologiczno-Meteorologicznej jest skomplikowana. Efekt końcowy ma być prosty – niezawodny i działający prawie automatycznie system pozyskiwania dużej ilości danych oraz sprawny system przetwarzania danych w szczegółową i zrozumiałą prognozę dostarczaną do odbiorcy końcowego. Społeczeństwo zostanie z odpowiednim wyprzedzeniem ostrzeżone przed nadchodzącym groźnym zjawiskiem, a właściwe służby dostaną informację pozwalającą im na rozpoczęcie działań chroniących społeczeństwo przed skutkami tych zjawisk.

Zmodernizowana Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna nie zapewni niestety pełnej osłony małych rzek i potoków oraz położonych nad nimi niewielkich miejscowości. Jak na całym świecie, systemy takie mają charakter ogólnokrajowy, a brak środków finansowych nie pozwala na takie zagęszczenie pomiarów, aby zaspokoić wszystkie potrzeby i wymagania w tym zakresie. Dopiero aktywność społeczności lokalnych i ścisła ich współpraca z instytutem powinny doprowadzić do budowy i prawidłowego wykorzystania Lokalnych Systemów Ostrzeżeń Powodziowych, jako organizmów wspomagających i zagęszczających system krajowy oraz wypełniających lokalne potrzeby.

Należy równocześnie pamiętać o tym, że najlepszy oraz najbardziej wydajny i nowoczesny system osłony – lokalny, regionalny czy globalny – nie powstrzyma pojawiających się często w ostatnim okresie groźnych zjawisk naturalnych. Radary nie zapobiegną gwałtownym opadom deszczu, system burzowy nie spowoduje zmniejszenia się ilości wyładowań, a sieć obserwacyjno-pomiarowa czy modele hydrologiczne nie odwrócą od nas groźby powodzi. Nieodwracalność tych zjawisk pozostanie faktem. Państwowa Służba Hydrologiczno-Meteorologiczna Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej będzie mogła jednak znacznie szybciej przekazać do centrów kryzysowych dużo więcej danych i informacji, pozwalających na skuteczne ostrzeżenie społeczeństwa przed niebezpiecznymi i groźnymi zjawiskami hydrologicznymi i meteorologicznymi oraz ich skutkami.

Roman Skąpski

Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej
01-673 Warszawa, ul. Podleśna 61
e-mail: [email protected]
www.imgw.pl

• Informacje o Instytucie Meteorologii i Gospodarki Wodnej