Павел Астапенко - Вопросы о погоде
Практически ветровое зондирование атмосферы осуществляется параллельно с зондированием температуры, влажности и давления при полете одного и того же прибора. Но измерение скорости ветра и определение его направления на разных высотах производится не самим летящим радиозондом, а радиолокатором, находящимся на земле и следящим за движением радиозонда. Фиксирование положения радиозонда через определенные промежутки времени и вычисление скорости ветра, увлекающего за собой прибор, производится автоматически: при радиолокаторе на станции приема сигналов радиозонда есть счетно-решающее устройство.
49. Буйковая автоматическая радиометеорологическая станция
Для ветрового зондирования атмосферы можно использовать и метеорологические искусственные спутники земли – МИСЗ. Во Франции разрабатывается аппаратура для сбора и передачи данных дрейфующих шаров-зондов и определения скорости и направления ветра. Такую аппаратуру предполагается устанавливать на метеорологических спутниках, летающих на невысоких орбитах – до тысячи километров над земной поверхностью.
9.13. Что представляет собой буйковая автоматическая метеорологическая станция?
Буйковые автоматические метеостанции (фото 49) предназначены для установки в океане, где нет других средств получения метеорологической информации. Они представляют собой плавучие платформы, на которых установлено оборудование для инструментальных измерений атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, ветра, количества выпадающих осадков, наличия облаков или ясного неба. Как и в радиозонде, результаты измерений кодируются, превращаясь в систему радиосигналов, в определенное время передаваемых в эфир для прослушивания центром по сбору метеоинформации. Станция может производить и внеочередные наблюдения по команде, даваемой ей по радио. Работа станции обеспечивается блоком долговременного электропитания. Ее положение в океане стабилизируется системой якорей специальной конструкции. Буйковые станции аналогичны по устройству другим видам метеорологических автоматических станций, устанавливаемых в труднодоступных и малонаселенных местностях (в горах, пустынях, во льдах полярных областей).
Проект ВСП предусматривает широкое развитие сети таких станций в открытом океане.
9.14. Зачем нужны суда погоды для ВСП, если в море много торговых судов да еще будут устанавливаться буйковые метеостанции?
Торговые суда плавают по определенным маршрутам, связывающим между собой морские порты различных континентов. Если посмотреть на карту мировых морских путей, то в каждом океане можно увидеть значительные акватории, практически не посещаемые судами торгового флота или посещаемые очень редко и крайне нерегулярно. Между тем информацию о погоде надо иметь постоянно и наблюдения должны вестись повсеместно, в том числе и в океане, в строго определенные часы, называемые сроками наблюдений.
Автоматические буйковые метеорологические станции дают неполные сведения о погоде – на них нет людей, производящих визуальные наблюдения за очень важными метеорологическими явлениями и величинами, не фиксируемыми приборами буйковых станций (например, такими, как формы облаков, горизонтальная видимость, виды осадков и т. п.). Наконец, буйковые станции дают информацию о погоде только у водной поверхности и ничего не сообщают о состоянии атмосферы на высотах в тропосфере и нижней стратосфере.
Суда погоды и предназначены восполнить пробел в информации, получаемой с помощью остальных средств наблюдений на море; на них есть все необходимое оборудование, включая радиозонды и радиолокаторы. Конечно, это дорогостоящее средство получения метеорологической информации. Поэтому проект ВСП предусматривает ограниченное количество судов погоды – около 25 на весь Мировой океан. Получаемая от них информация вместе с информацией ИСЗ обеспечит освещение акваторий океанов данными с требуемой полнотой.
9.15. Как долго суда погоды могут непрерывно находиться в море?
В каждой точке Мирового океана, выбранной для наблюдений с помощью судов погоды (фото 50), поочередно работает несколько судов, принадлежащих зачастую разным странам и дежурящих в отведенном для них месте в соответствии с расписанием. Обычная продолжительность каждого дежурства – шесть недель, но могут по договоренности определяться и другие сроки, однако не более двух месяцев.
9.16. В чем отличие проекта ВСП от международных программ прошлого?
Для научных программ прошлого, таких, как Международные полярные годы (1882/83 и 1932/33), Международный геофизический год (1957/58), Международный год спокойного Солнца (1964/65), наиболее характерной чертой было скоординированное в масштабах земного шара получение возможно большего количества данных наблюдений за состоянием атмосферы, океана и земной коры. Особое внимание при этом уделялось наблюдениям в районах «белых пятен» Земли, откуда не было регулярного поступления метеорологической и иной информации, что мешало ученым создать полную картину всего происходящего на нашей планете. Однако хотя эти программы и охватывали все сезоны, они тем не менее носили временный характер. ВСП – программа долговременная, создаваемая в соответствии с нею новая сеть наблюдений должна функционировать постоянно, а главное, эта сеть должна быть качественно иной по сравнению с действовавшей ранее. Модернизируется вся служба погоды в масштабах земного шара на базе новейших технических средств наблюдений, сбора и обработки информации о погоде. ВСП отражает научно-техническую революцию в метеорологии, совершившуюся в нашем веке и, в частности, усилившую международное сотрудничество метеорологов, дав ему новую техническую основу.
9.17. Что представляет собой Международный геофизический год и другие подобные ему мероприятия?
Международный геофизический год (МГГ)- это комплекс исследований, выполняемых научными организациями различных стран по согласованной международной программе. Целью его является изучение природных явлений и процессов, происходящих в земной коре, в Мировом океане, в земной атмосфере, околоземном пространстве и вселенной. Впервые он был проведен в 1957/58 году и длился 18 месяцев. Для осуществления программы МГГ учеными разных стран было организовано несколько совместных научных экспедиций и создано несколько временно функционировавших международных научных центров, в том числе на необитаемых островах в океане и на Антарктическом континенте, а также в Арктике. В выполнении программы МГГ участвовали десятки тысяч ученых более чем ста стран мира.
Аналогичные, хотя и меньшие по масштабам, международные программы выполнялись и раньше: в 1882/83 и 1932/33 годах – Международные полярные годы, в 1964/65 году – Международный год спокойного Солнца, в 1979/80 – Международный год солнечного максимума. В 70-х и 80-х годах реализуется многолетняя Программа исследований глобальных атмосферных процессов – ПИГАП, расчлененная на несколько региональных экспериментов – в тропиках, в полярных областях, в районах муссонной циркуляции.
9.18. В чем особенность международной программы ПИГАП?
Цель этой программы исследований – сбор материалов в тех географических районах, где энергия Солнца поступает на земную поверхность в избытке, а также в тех районах, где поступление солнечной энергии за год или в отдельные сезоны, наоборот, относительно мало. Таким образом, главное внимание уделяется районам Земли, являющимся «нагревателями» вод океанов и воздуха атмосферы и «холодильниками» Земли, а также процессам теплообмена между этими районами. Материалы этих наблюдений должны послужить основой для создания математической модели атмосферной циркуляции, расчета слагаемых теплообмена в масштабах всей планеты и разработки методов предвычисления погоды долгосрочного характера. Данные, собранные за годы осуществления ПИГАП, позволят проверить и уточнить разработанные учеными различные схемы взаимодействия океана и атмосферы, формирования облачности и осадков, прихода и расхода тепла, необходимые для создания численных методов долгосрочных прогнозов погоды.
9.19. Какая роль в осуществлении программы ПИГАП отводится искусственным спутникам Земли?
Планы ПИГАП предусматривают дистанционное зондирование атмосферы с использованием так называемых геостационарных спутников. Такие спутники вращаются с той же угловой скоростью, что и Земля, и, таким образом, всегда находятся над одним и тем же местом земной поверхности (см. также 10.8 и 10.9). С их помощью должно быть обеспечено надежное метеорологическое освещение широкого пояса между 55-ми параллелями обоих полушарий Земли. Предполагается запустить на экваториальные орбиты пять таких спутников, из них один советский, один японский, один западноевропейский и два американских.
