COG Belsk

Centralne obserwatorium geofizyczne

Obserwatorium Geofizyczne Instytutu Geofizyki PAN w Belsku Dużym rozpoczęło swoją oficjalną działalność w roku 1965. Obserwatorium to kontynuuje pracę obserwatorium w Świdrze, które działało od 1920 roku. Silny wzrost sztucznych zakłóceń, głównie magnetycznych, pochodzących od zelektryfikowanych linii kolejowych aglomeracji warszawskiej, spowodował konieczność przeniesienia obserwacji geomagnetycznych ze Świdra w inne miejsce, niezbyt odległe od Warszawy, a jednocześnie o małym poziomie sztucznych zakłóceń.

Obserwatorium w Belsku położone jest około 50 km na południe od Warszawy, w rejonie rolniczym, w oddaleniu od terenów zurbanizowanych i uprzemysłowionych oraz elektrycznych linii kolejowych. Zlokalizowane jest na skraju rezerwatu przyrody Modrzewina, na obszarze około 10 hektarów, w odległości około 2km od miejscowości Belsk Duży.

Obecnie prowadzi się ciągłe pomiary z zakresu fizyki atmosfery, magnetyzmu ziemskiego oraz sejsmologii. Opiekę merytoryczną nad obserwacjami sprawują Zakład Fizyki Atmosfery, Zakład Magnetyzmu i Zakład Sejsmologii.

 

Badania z zakresu magnetyzmu ziemskiego

     COG w Belsku prowadzi całoroczne obserwacje ziemskiego pola magnetycznego zgodnie ze światowymi standardami INTERMAGNET (International Real-time Magnetic Observatory Network) i IAGA (International Association of Geomagnetism and Aeronomy ). Obserwacje polegają na ciągłej rejestracji zmian składowych ziemskiego pola magnetycznego oraz niezautomatyzowanym wykonywaniu kontrolnych pomiarów absolutnych. Dane magnetyczne są dostarczane w czasie rzeczywistym do centrum INTERMAGNET. Obserwacje te są wykorzystywane do globalnych modeli ziemskiego pola magnetycznego, prognoz pogody kosmicznej oraz do innych opracowań naukowych.

     Dane magnetyczne z COG są również udostępniane innym polskim placówkom badawczym m.in. Pracowni Prognoz Heliogeofizycznych CBK PAN (Centrum Badań Kosmicznych PAN). Obserwacje prowadzone w Belsku są odniesieniem dla prowadzonej przez Instytut Geodezji i Kartografii sieci magnetycznych punktów wiekowych w Polsce, co służy przede wszystkim do sporządzania map magnetycznych Polski. Badania takie są wciąż bardzo ważne dla potrzeb nawigacji, szczególnie lotniczej, oraz obronności kraju.

     COG w Belsku stanowi zaplecze ludzkie i aparaturowe do prowadzenia przez IGF PAN sondowań geomagnetycznych, magneto-tellurycznych i podobnych programów i projektów badawczych w kraju i zagranicą. Na podstawie takich sondowań tworzone są modele przewodnictwa elektrycznego Ziemi.

     Od kilku lat pracownicy COG prowadzą rejestracje pulsacji magnetycznych w 4-rech stacjach na terenie Polski i Litwy. Punkty te wchodzą w skład quasi-południkowego międzynarodowego łańcucha magnetometrów EMMA (European quasi-Meridional Magnetometer Array) rozciągającego się od północnej Skandynawii do południowej Afryki. Dostęp do danych jest zapewniany w czasie rzeczywistym, a dane służą do określania na bieżąco stanu plazmosfery, co ma kluczowe znaczenie w aplikacjach dotyczących pogody kosmicznej i techniki satelitarnej.

     COG prowadzi też prace w programie IMAGE (International Monitor for Auroral Geomagnetic Effects), którego głównym celem jest badanie prądów płynących w jonosferze w rejonie północnego „owala zorzowego”. Aktualnie w sieci magnetometrów IMAGE pracuje pięć stacji IGF PAN: PSP Hornsund, Birzai (Litwa), Suwałki, Hel i Polesie.

      Obserwatorium w Belsku opiekuje się prowadzonymi przez IGF PAN całorocznymi obserwacjami zjawiska rezonansu Schumanna w dwóch lokalizacjach: Suwałkach i Hornsundzie, gdzie są rejestrowane składowe poziome pola magnetycznego. Obserwacje rezonansu Schumanna cieszą się zainteresowaniem np. ze względu na korelację tego zjawiska ze zmianami klimatycznymi na Ziemi oraz wpływem na organizmy żywe.

     Ważnym elementem prac COG jest wypracowywanie metodyki obserwacji magnetycznych dla obserwatoriów i stacji terenowych należących do IGF PAN.

     Naukowcy pracujący na codzień w Centralnym Obserwatorium Geofizycznym angażują się aktywnie w działania i programy edukacyjne, popularyzujące naukę np. „Geofizyka w Szkole i w murach Obserwatorium" Do Obserwatorium trafia każdego roku wiele grup zainteresowanych badaniami ziemskiego pola magnetycznego: młodzieży szkolnej, studentów, doktorantów, a nawet słuchaczy uniwersytetów trzeciego wieku. Wykłady połączone są ze zwidzaniem Obserwatorium.

Badania i pomiary z zakresu fizyki atmosfery

     Pierwsze pomiary w zakresie optyki atmosfery i aktynometrii słonecznej rozpoczęto w Belsku w 1957 roku, jeszcze w trakcie budowy Obserwatorium. Pracownia zainaugurowała swoją działalność w 1963 roku, kiedy to rozpoczęto pomiary ozonu atmosferycznego przy jednoczesnej kontynuacji pomiarów aktynometrycznych. Pomiary ozonu atmosferycznego i promieniowania słonecznego są prowadzone do chwili obecnej i stanowią jedną z dłuższych, ciągłych serii tego typu pomiarów na świecie. Pomiary w dziedzinie optyki atmosfery przekształciły się natomiast w badania optycznych właściwości aerozolu atmosferycznego przy pomocy technik teledetekcji (LIDAR, fotometry słoneczne) oraz technik in situ (spektrometry cząstek aerozolu).

     Aktualnie są prowadzone w COG następujące badania z zakresu fizyki atmosfery:

  • Pomiary dopływu promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi
  • Promieniowanie całkowite w zakresie od 300 do 3000 nm
  • Promieniowanie ultrafioletowe Słońca w zakresach UV-A i UV- B ( Dla UV-B, jest to najdłuższa, ciągła, seria pomiarowa w Europie.)
  • Pomiary własności aerozolu atmosferycznego
  • Grubości optyczne aerozolu
  • Profil pionowy współczynnika ekstynkcji oraz rozpraszania wstecznego aerozolu
  • Rozkład wielkości cząstek i współczynnika załamania aerozolu
  • Pomiary całkowitej zawartości ozonu w atmosferze i jego profili (metodą „Umkehr”)
  • Badanie wpływu aerozolu, ozonu oraz zachmurzenia na dopływ promieniowania słonecznego do powierzchni Ziemi
  • Pomiary zanieczyszczeń gazowych (gazy śladowe i cieplarniane), takich jak: CO, CO2 , NOX ,
  • SO2 i O3 - ozon przyziemny

     W badaniach wykorzystuje się najnowocześniejszą aparaturę pomiarową, między innymi:       

  • LIDAR do pomiarów aerozolu troposferycznego i stratosferycznego
  • Fotometry słoneczne: CIMEL, POM MK 01L
  • Spektrometry cząstek aerozolu: SMPS + APS
  • Miernik pyłu zawieszonego PM10
  • Spektrofotometry Dobsona oraz Brewera
  • Pyranometry Kipp & Zonen, CM 11, CM 21
  • Albedometr Kipp & Zonen CM14
  • Mierniki promieniowania UV, SL-501A, UV-S-AE-T
  • Miernik usłonecznienia Kipp & Zonen, CSD-3
  • Heliograf Campbella – Stokesa
  • Automatyczna Stacja Meteorologiczna VAISALA typ MILOS 520
  • Spektrofotometr Brewera MARK IV
  • Analizatory zanieczyszczeń gazowych: CO, CO2 , SO2 , NOX , ozon troposferyczny
  • Transmisjometr multispektralny do pomiaru przejrzystości powietrza i widzialności w warstwie przyziemnej atmosfery

Dane, pochodzące z pomiarów wykonywanych w COG Belsk, są dostarczane, między. Innymi, do takich ośrodków jak:

  • WOUDC –World Ozone Ultraviolet Data Center (Toronto,Kanada)
  • WMO –World Meteorological Organisation ( Geneva, Szwajcaria) .Stacja pomiaru ozonu w Belsku wchodzi w skład Systemu Globalnego Monitoringu Ozonu (GO3OS – Global Ozone Observing System) Światowej Organizacji Meteorologicznej (WMO).  
  • Centrum Sporządzania Map Ozonu utworzonego przy Uniwersytecie w Salonikach (Grecja) pod egidą WMO i do Centrum Danych Ozonowych (World Ozone Data Center) w Toronto (Kanada), przesyłane są na bieżąco dane ozonowe z Belska, które wykorzystywane są do codziennego kreślenia map zawartości ozonu w skali globalnej dostępnych na stronie internetowej:  http://lap.physics.auth.gr/ozonemaps2/
  • GSFC NASA, Greenbelt, USA w ramach współpracy w Sieci AERONET (Aerosol Robotic Network). Wyniki dostępne na stronie:  https://aeronet.gsfc.nasa.gov
  • Główny Inspektorat Ochrony Środowiska (GIOŚ) w Warszawie

W oparciu o obserwacje prowadzone w Belsku przez Zakład Fizyki Atmosfery powstaje wiele publikacji, trafiających do renomowanych czasopism naukowych.

Badania z zakresu sejsmologii

     COG w Belsku prowadzi całoroczne obserwacje sejsmiczne. Obserwacje polegają na ciągłej rejestracji drgań sejsmicznych szerokopasmową aparaturą sejsmiczną. Rejestruje ona drgania od 120 sekund do 40Hz. Stacja sejsmiczna w Belsku posiada kod międzynarodowy BEL. Wchodzi w skład Polskiej Lokalnej Sieci Szerokopasmowej (PLSN).  Dane sejsmiczne są przesyłane w czasie rzeczywistym protokołem SeedLink do Warszawy, gdzie są archiwizowane. Następnie dane te są udostępniane   do następujących centr międzynarodowych  ORFEUS,The European Virtual Broadband Seismic Network (VEBSN) , European-Mediterranean Seismological Centre (EMSC), NEIC/USGS centre, IRIS, ISC, FDSN, IASPEI, GFZ.

Dane są przesyłane w postaci danych ciągłych udostępnianych w czasie rzeczywistym na życzenie, oraz w postaci depesz wysyłanych 2 razy w tygodniu, biuletynów miesięcznych, biuletynów rocznych rozsyłanych do wyżej wymiennych centr, zainteresowanych instytucji naukowych, kopalń.

Obserwacje te są wykorzystywane poznania globalnej sejsmiczności kuli ziemskiej, poprawy metod lokalizacji i diagnostyki wstrząsów sejsmicznych, lepszego poznania hazardu sejsmicznego i innych opracowaniach naukowych. Dane ze stacji sejmicznej BELSK są również sporadycznie wykorzystywane do badania indukcyjnej sejsmiczności sejsmicznej na terenie Polski.

Dane sejsmiczne pozyskane przez COG są wykorzystywane również w projektach dla instytucji takich jak  Państwowy Instytut Geologiczny  czy PGE EJ1

Szczegóły stacji i urządzeń rejestrujących:

Nazwa: Belsk
Skrót: BEL
Szerokość geograficzna: 51.8355N
Długość geograficzna: 20.7888E
Wysokość: 173 [m n.p.m.]
Głębokość usytuowania: 2 [m]
Typ sejsmometru: STS-2 (broadband)
Typ systemu akwizycji danych:MK6
Format danych: miniseed

 

KONTAKT

Centralne Obserwatorium Geofizyczne
Instytutu Geofizyki PAN
ul.Osiedle PAN 1
05-622 Belsk Duży

Tel.: +48 48 6610820

Tel.: +48 48 6610000

Współrzędne geograficzne
Szerokość: 51°50'10"N
Długość: 20°47'34"E