[1] Problemer omkring de grønlandske vejrstationer af Jørgen Taagholt I dette årti fejrer de skandinaviske lande 100 års jubilæum for de meteorologiske tjenester. I løbet af disse 100 år er op- bygget et stort og tæt stationsnet, der leverer en stor mængde synoptiske data. Først de senere årtiers ibrugtagen af hurtige kommunikationslinier og store regnemaskine-anlæg har åbnet mulighed for, at man i forbindelse med anvendelse af numeriske prognose-metoder får det fulde udbytte af det tætte stationsnets oplysninger om vejrsystemernes finere struktur. Netop som denne teknik blev taget i brug, faldt mængden af data uhel- digvis. Dette paradoks opstod som et resultat af den generelle udvikling i sam- fundet med stadigt stigende udgifter til personalelønninger, indførelse af kortere arbejdstid, automatisering af en række tjenester, der hidtil som en ekstra op- gave har varetaget det synoptiske ar- bejde. I de industrialiserede samfund er der i dag et stigende behov for en vur- dering af kravene til stationsnettets tæt- hed under hensyntagen til såvel de nye tekniske muligheder for mere avancerede modellers anvendelse i prognose-analyse- arbejdet, som de stigende behov i sam- fundet til meteorologisk tjeneste, f. eks. af hensyn til miljøovervågning. I det arktiske område blev de mere videnskabeligt prægede meteorologiske observationer sat i system i tyverne sam- tidig med oprettelse af mere permanente HF radiostationer. Stationsnettet i Grønland blev kraftigt udvidet under 2. Verdenskrig, og efter krigen opstod på grund af den nu mulige interkonti- nentale passagerflytrafik et meget stort behov for en arktisk vejrobservations- tjeneste. Udviklingen går så hurtigt, at det er rimeligt at påpege, at den første fly-passagertrafik over Atlanten var ba- seret på fly, der netop kunne række fra det yderste vestlige punkt i Europa (f. eks. Shannon på Irland) til yderste østlige punkt i Nordamerika (f. eks. Gancler på New Foundland), og det kun under forudsætning af gunstige meteoro- logiske forhold. Hurtigt blev flytyperne forbedret, og rækkevidden øgedes, men den interna- tionale luftfart havde fortsat et stigende behov for meteorologisk service f. eks. på grund af åbning af de nye polare ruter for blot 20 år siden. Gennem Inter- 184 [2] SAS DC8 i Sdr. Strømfjord. national Civil Aviation Organization (ICAO) organiseredes støtten til vejr- observationstjenesten i det arktiske om- råde, og på denne basis videreførtes et rimeligt minimumsstationsnet f. eks. i Grønland. Overgang fra propelfly til jetfly i 60-erne bevirkede dels øget ræk- kevidde for flyene, dels større opera- tionshøjder med deraf følgende mindre afhængighed af de meteorologiske for- hold 'en route', men den fortsat stigende flytrafik over hidtil øde ubeboede ark- tiske strøg bevirkede oprettelse af kun- stige trafikcentre som f. eks. i Anchor- age i Alaska og Søndre Strømfjord i Grønland og alternative landingsbaner som f. eks. Station Nord i Nordgrøn- land. Den hastigt fremadskridende flytek- nologi har i 70-erne gjort de alternative landingsbaner overflødige med det re- sultat f. eks., at Station Nord blev lukket i 1972, og har bevirket, at trafikcentre som f. eks. Søndre Strømfjord er over- gået fra at være et internationalt trafik- center til blot at være et meget vigtigt og aktivt lokalt grønlandsk trafikcenter. Oprettelsen af sådanne lokale trafik- centre skal ses i lyset af den tekniske udvikling, der har fundet sted i det ark- tiske område efter den 2. Verdenskrig, idet strategiske forhold bevirkede en koncentreret teknisk indsats i det ark- tiske område, en indsats hvis resultater viste, at det var teknologisk muligt at opbygge et moderne industrisamfund 185 [3] Icclandair DC4 Solfaxi i Narssarssuaij. Fot-: Taaghoh. '002. / begyndelsen af GO'crnc blev Solfaxi, der var stationeret i Narssarssitaq, anvendt til isrekognuscering samt til passagerflyvning på ruten mellem Narssarssuaq og Reykjavik. DC4 er blevet meget anvendt i Grønland dels af Det danske Flyvevåben frem til 1977 og dels af Grønlands- fly. Flyet fremkom i 1938 i USA, men kom først i serieproduktion under H. verdenskrig som militcerl trans- portfly med betegnelsen C54, Skymaster. Efter krigen blev flyet sat ind i den transatlantiske trafik. Vccgl ca. SS ton, hastighed ca. 330 km/t, passagerantal ca. 50. selv i det højarktiske område med deraf følgende interesse og behov for at ud- nytte det arktiske områdes råstof- og energiressourcer. For Grønlands ved- kommende først og fremmest som et lo- kalt ønske båret frem af en politisk vilje til at åbne Grønland efter kolonitidens isolationspolitik. Med denne udvikling fulgte kravet om og muligheden for en udbygget infrastruktur, med deraf føl- gende behov for meteorologisk vars- lingstjeneste. Den stedfundne samfundsudvikling i de lokale arktiske områder, herunder erhvervsudviklingen, - i Grønland f. eks. overgang fra fangererhverv til indu- strialiseret fiskeri — samt opbygningen af nye industrisamfund centreret om olieudvinding (Prudhoe Bay, Macken/.ie m. f L), minedrift (Kola, Yukon og Northwest Territories, - i Grønland f. eks. Marmorilik) samt hydroelektri- ske kraftanlæg (Churchill Fall) har æn- dret trafikmønstret og øget kravene til vejrobservationstjenesten rent lokalt så- vel af direkte hensyn til erhvervsudvik- lingen som af hensyn til miljøovervåg- ningen — f. eks. i forbindelse med den 186 [4] igangværende olieprospektering på den vestgrønlandske fastlandssokkel, — krav der kun kan imødekommes ved en auto- matisering af observationstjenesten. Driften af det betydelige stationsnet i Grønland — ialt 47 observationsposter, heraf 26 synoptiske stationer, der udgør hovedstammen i observationsnettet, og hvoraf de 5 tillige er radiosondestatio- ner — medfører store udgifter, hvortil Danmark dog siden 1949 har modtaget væsentlig økonomisk støtte fra ICAO til driften af 9 af stationerne. ICAO har imidlertid et aftagende behov for infor- mation fra det arktiske område, hvorfor et særligt udvalg (Special North Atlantic Panel (SNAP)) nedsat af ICAO i au- gust 1976 fremkom med det forslag, at ICAO-støtten kun skulle fortsætte til stationerne: Danmarkshavn, Narssar- ssuaq og Egedesminde. Dette forslag blev desværre godkendt ved ICAO-for- handlingerne i Montreal i februar 1977, hvorfor ICAO-støtten til Upernavik, Kap Tobin, Aputiteq, Angmagssalik, Tingmiarmiut og Prins Christian Sund må forventes at bortfalde måske allerede i 1979 afhængig af nye ICAO-forhand- linger i efteråret 1977. Selv om ICAO's interesse og behov for informationer fra det arktiske om- råde er aftagende, markerer World Meteorological Organization (WMO) meget klart dec internationale behov for sådan informationstjeneste af hensyn til almindelig meteorologisk varslingstjene- ste. Danmark er gennem sit medlemskab af WMO forpligtet til at indhente me- teorologiske data i overensstemmelse med de af WMO opstillede standarder, og behovet for data fra hele det grøn- landske område er meget stort, således som det f. eks. fremgår af drøftelserne på WMO Kommissionsmødet i Geneve i november 1976. Det er imidlertid stadig — hovedsage- ligt som følge af økonomiske årsager — vanskeligt at opretholde en meteorolo- gisk tjeneste ved hjælp af manuelle ob- servationer, og man har derfor iværksat undersøgelse af mulighederne for en automatisering af observationstjenesten. Fra dansk side har man valgt at satse på to forskellige typer automatiske sta- tioner, dels en enkel og prisbillig station, der kan placeres i helt ubeboet område og indsamle og kommunikere de vigtig- ste meteorologiske parametre, dels en mere avanceret stationstype, der kan placeres på de hidtil bemandede meteo- rologiske stationer for automatisk ind- samling og transmission af en standard synoptisk melding i WMO kode, even- tuelt med streger for ikke automatisk målelige parametre (skyart, skymæng- de), hvor disse parametre kan indtastes manuelt, når stationen er bemandet. Det er meget væsentligt, at man sna- rest fra dansk side tager stilling til den situation, der opstår, når ICAO-støtten bortfalder, således at man ikke står uforberedt i 1979, men gennem fornuf- tig planlægning og rationalisering søger at videreføre den aktivitet, der ikke kan undværes, f. eks. gennem opsætning af forskellige typer af automatiske statio- ner svarende til de eksisterende behov. I det følgende skal kort omtales sy- stemopbygningen af de to typer statio- ner. Den enkle prisbillige stationstype er i øjeblikket i drift på 7 lokaliteter i Nord- og Østgrønland, hvoraf den før- 187 [5] * NORD DANMARKSHAVN FREOERIKSHAB NANORTALIK SYNOP • stationer 1974 PRINS CHRISTIANS SUND Dc meteorologiske synoptiske stationer. ste blev idriftsat på Station Nord i juni 1972 (omtalt i GRØNLAND nr. 5 1975). De faglige meteorologiske krav til den enkle stationstype er observation af de vigtigste meteorologiske parametre efter følgende prioriteringsliste: tryk, temperatur, vindhastighed, vindretning, 188 [6] dugpunkt; om muligt med registrering hver time sekundært registrering hver 3. time med indspilning af data på magnet- bånd for statistisk klimatologisk brug samt kommunikation af data, om muligt hver time men i hvert fald adskillige gange i døgnet. Af tekniske krav kan nævnes driftssikkerhed og lang drifts- periode uden tilsyn, om muligt et år, samt lavt effektforbrug. Baseret på de gennem ca. 5 år ind- vundne erfaringer kan nævnes, at det er muligt at måle lufttrykket med en nøj- agtighed bedre end l milibar, at regi- strere luft- og jordtemperaturen med en nøjagtighed bedre end 0,5° C, dog med den usikkerhed, der ligger i placeringen af temperatursensoren, der hvad luft- temperaturen angår er anbragt i en standard engelsk hytte (Stevenson Screen). Ved registreringen angives vindretningen som en øjebliksværdi og vindhastigheden som vindmængden over et tidsrum mellem observationerne, dog omregnet til hastighed. Begge vindobser- vationer kan dog være behæftet med nogen sæsonafhængig fejl forårsaget af overisning. Dugpunktsmåling svarende til registrering af relativ fugtighed er særdeles vanskelig ikke mindst ved lave temperaturer, og de opnåede resultater er ikke tilfredsstillende. De elektriske signaler fra sensorerne digitaliseres i en datalogger, der tillige indeholder en båndoptager med kapa- citet til at rumme timeværdier gennem godt et år. Måleprogrammet styres af et elektronisk krystalstyret ur, og hele enheden incl. spændingsforsyning, et bat- teri til 400 døgns drift, er samlet i en plasticcylinder, der ved hjælp af et elek- tronisk varmereguleringssystem via et externt batteri bestående af 20 store ele- menter kan holde en temperatur på ca. 0° inde i plasticcylinderen, forudsat denne placeres i en effektiv varmeiso- leret beholder. Kommunikation fra disse enkle stationer, hvor kun meget begræn- set effekt er til rådighed, kan kun ske via UHF radioudstyr til satellitter i polær bane, når disse passerer stationen, således at der opnås direkte sigt. Signalerne fra dataloggeren går sam- tidig med registrering på båndoptageren videre til kommunikationsenheden. Den- ne består af en kontrolenhed, der også indeholder en synkroniserings- og identi- fikationskodegenerator og en hukom- melse, hvorfra data udlæses fra senderen (ca. 400 MHz sendefrekvens) via en dipol antenne, som har størst forstærk- ning for lave elevationsvinkler for at ud- ligne forskellene i transmissionsdæmp- ning for forskellige elevationsvinkler. Kommunikation af data sker formentlig frem til udgangen af 1978 via satellitten NIMBUS 6 opsendt af NASA (Natio- nal Aeronautics and Space Administra- tion) 12. juni 1975 for NOAA (Natio- nal Oceanographic and Atmospheric Administration) i USA. Satellitten går i solsynkron bane i en højde af 1.100 km med en omløbstid på 108 minutter. Satellittens dækning er global, men bedst i de arktiske områder. Fra de arktiske stationer vil satellitten være indenfor synsvidde op til 15 minutter for næsten hvert omløb. Hvert minut sender kom- munikationsenheden i løbet af et sekund den datainformation, der er indlagret i hukommelsen, og samme information gentages følgelig gennem en time indtil 189 [7] METEOROLOG l CAL STATIONS X = Avanceret automatisk vejrstation = Enkel automatisk vejrstation Kort over de automatiske vejrstationer. 190 [8] næste timeobservation finder sted, det såkaldte RAMS-system (Random Access Measuring System), der også påregnes anvendt i forbindelse med ARGOS sy- stemet, der forventes at afløse NIM- BUS 6 ved opsendelse af 2 TI ROS satellitter i 1978/79. Der er truffet aftale med norske myn- digheder om nedtagning af de grønland- ske data fra NIMBUS 6 i Norge, hvor- fra de i redigeret form transmitteres til brugere over det internationale meteoro- logiske kommunikationsnet. På længere sigt, og når TI ROS satellitterne er op- sendt, er det ønskeligt ved vejrcentret i Sdr. Strømfjord at kunne nedtage såvel de avancerede vejr-satellitfotos som de meteorologiske synoptiske data. Den anden, mere avancerede automa- tiske vejrstationstype bygges af dansk industri efter Meteorologisk Instituts kravsspecifikationer, og de første 3 sta- tioner er leveret til instituttet i foråret 1977 med henblik på opstilling i Frede- rikshåb, Sukkertoppen og Daneborg i efteråret 1977. De er bygget med hen- blik på lokaliteter, hvor effektforsyning er til rådighed, og hvor der forudsættes at være mandskab en del af tiden. Sta- tionerne skal kunne indsamle, behandle og i WMO-synopkode videretransmit- tere data automatisk til de internationalt fastlagte observationstidspunkter. Der opstilles sensorer, som udfører de me- teorologiske målinger, der er angivet med kryds side 192. De parametre, som det af tekniske eller økonomiske grunde idag ikke er muligt automatisk at regi- strere, kan indtastes manuelt, når statio- nen er bemandet. Mens transmission fra stationerne i Frederikshåb og Sukkertoppen let løses med anvendelse af det offentlige fjern- skrivernet, er problemerne langt vanske- ligere for de østgrønlandske stationer. En arbejdsgruppe har haft til opgave at vurdere teknik, økonomi og operationelle muligheder for anvendelse af forskellige radiokommunikationssystemer og har an- befalet, at man, i det omfang det er muligt, anvender geostationær satellit- kommunikation. Danmark har gennem de senere år deltaget i udviklingen af METEOSAT — et af den europæiske rumorganisation ESA's nyttesatellitprojekter. METEO- SAT forventes opsendt i efteråret 1977 og vil foretage meteorologiske obser- vationer af det europæiske og afrikan- ske område og indgår som et led i det globale system med opsendelse af i alt 5 satellitter i et samarbejde mellem Europa, USA, USSR og Japan. ME- TEOSAT er tillige konstrueret med henblik på at kunne overføre meteorolo- giske og andre geofysiske data fra obser- vatorier på jorden, hvor der ikke findes et etableret kommunikationssystem, og METEOSAT's dækningsområde omfat- ter Sydvest- og hele Østgrønland. Un- dersøgelser, der er under planlægning, skal i de kommende år vise, i hvilket om- fang de østligste områder af Nordgrøn- land også ligger indenfor dækningsom- rådet. Den automatiske vejrstation, der i ef- teråret 1977 forventes opstillet i Dane- borg, skal anvende METEOSAT DCS (Data Collection System) som primær kommunikationsform og de polære TIROS satellitter som sekundære reser- ver. De meteorologiske data fra Dane- 191 [9] Kodc- Automatisk bogstaver Betydning registrering II områdenr. (2 cifre) X iii stationsnr. (3 cifre) X N totale skymængde (1 ciffer) dd vindretning (2 cifre) X ff vindhastighed (2 cifre) X W sigtbarhed (2 cifre) X ww vejret (2 cifre) W vejrets forløb (1 ciffer) PPP lufttryk (3 cifre) X TT lufttemperatur (2 cifre) X N,, skymængde (1 ciffer) CL arten af lave skyer (1 ciffer) h skyhøjde (1 ciffer) X CM arten af mellemhøje skyer (1 ciffer) c„ arten af høje skyer (1 ciffer) TdTd dugpunkttemperatur (2 cifre) X a karakteristik (1 ciffer) X PP tendens (2 cifre) X 99 tillægsgruppe (2 cifre) X PPP tendens, hvis større end 9,9 (3 cifre) X 2 kendingstal (1 ciffer) X TBTB græsminimumtemp. (2 cifre) E jordoverfladens tilstand (1 ciffer) s snedybden (1 ciffer) 7 kendingstal (1 ciffer) X RR nedbørsmængde (2 cifre) X T T J-e1e ekstremtempcratur (2 cifre) X 8 kendingstal (1 ciffer) X N, skymængde (1 ciffer) C skyart (1 ciffer) ^A skyhøjde (2 cifre) 9 kendingstal (1 ciffer) SpSp specielle vejrfænomener spsp specielle vejrfænomener WMO synopkodc. 192 [10] Geofysiske sensorer + adaptere til "METEOSAT" 402,2 MHz til "TIROS N" 401,7 MHz lonosfærefysiskC! sensorer i------1 Geomagnetiske sensorer Blokdiagram for Automatisk Vejrstation L-------------1 Sejsmiske sensorer S. H. juni 1977 Blokdiagram for den avancerede vejrstation. Fra sensorer, der indsamler forskellige geofysiske data, går de elektriske signaler via sensoradaptorer til den automatiske vejrstation. Efter databehandling opmagasineres de indsamlede data til klimatologisk eller anden brug på en båndoptager samtidig med, at de meteorologiske data nu redigeret i en standard WMO- kode skal sendes til den geostationære satellit METEOSAT ca. 36.000 km over jorden. Fra satellitten sendes synopmeldingen atter ned til jorden til en modtagestation i Tyskland. Samtidig skal data tillige sendes til TIROS N satellitterne, men grundet deres polcere banfr kan TIROS N ikke altid ses, når der er brug for datatransmission. borg vil blive modtaget på ESA's mod- tagestation i Darmstadt og herfra straks blive transmitteret over det internatio- nale meteorologiske kommunikationsnet. Den meteorologiske observationstje- neste i Grønland står, som tidligere om- talt, i de kommende år overfor store problemer, specielt hvis ICAO støtten begrænses. Det er derfor vigtigt, at Dan- mark skaffer sig erfaring vedrørende drift af automatiske vejrstationer og de dermed forbundne kommunikationspro- blemer, således at man overfor de bevil- gende myndigheder kan fremlægge alter- native realistiske løsningsforslag. Der er derfor store forventninger til de forhå- bentlig positive erfaringer, der nu skal indvindes gennem de nærmest kom- mende år. 193 [11]