Георгий Береговой - Космос — землянам
Океанские водовороты поразили ученых своими огромными масштабами. Некоторые из них достигали сотен километров в поперечнике, увлекая в движение слои толщиной в сотни метров. Выяснилось, что водяные вихри так же часты, как и атмосферные циклоны и антициклоны. Вычисления показали, что именно в вихрях, а не в постоянных течениях, как думали раньше, сосредоточена большая часть кинетической энергии гидросферы планеты.
Иначе говоря, если свести воедино известные теперь ученым движения океанских вод, можно гидросферу как бы уподобить атмосфере. Обеим оболочкам Земли свойственны вихри, постоянным течениям соответствуют постоянные ветры — пассаты. Только вот темпераменты у этих двух стихий разные и пропорциональны плотности образующих их веществ…
Значение открытия циклонических вихрей, дальнейшее изучение этой стороны жизни океана быстро оценили ученые многих стран. Было решено объединить советскую программу «Атлантический полигон» и аналогичную американскую МОДЕ в совместную — ПОЛИМОДЕ. К ней присоединились другие страны. Именно тогда и стало очевидным, что без использования космической техники подобные исследования растянутся на долгие годы и поглотят огромные средства прежде, чем принесут практические и важные выгоды. А их ожидается немало, и одна из них — более совершенные методы прогнозирования погоды в прибрежных районах и в глубине континентов.
Где и как рождается погода? Лет пятьдесят назад «кухней погоды» считали Арктику, куда стремились научные экспедиции. Потом виновницей всех событий в воздушном океане назвали стратосферу. В ту пору исследователи уповали на полеты высотных аэростатов. Сегодня значение Арктики и верхних слоев газовой оболочки планеты не зачеркнуто, однако общепризнанно, что именно Мировой океан определяет поведение атмосферы. Полагают, что в водах океана накоплено в пятьсот, а может быть, в тысячу раз больше тепла, чем он теперь получает с солнечными лучами за один год. Поэтому тропическую часть океана сравнивают с котлом, наполненным горячей водой, как бывает в системах домашнего отопления. Только вместо труб, разносящих нагретую воду по периферии, — течения. Теплые идут к полюсам, холодные — обратно, к экватору.
Так вот из-за вихрей, о которых идет речь, и некоторых других причин, не совсем еще ясных ученым, отопительная система планеты все время меняет свой режим, перестраивается. Изучить подобное непостоянство настолько, чтобы уметь строить долгосрочные прогнозы погоды, дело очень непростое. Загвоздка здесь не в трудностях математического отображения сложных процессов. Уравнения, которыми пользуются в наши дни синоптики для «вычисления» погоды, как уверяют специалисты, весьма совершенны, и нет нужды вводить в них какие-либо дополнительные уточнения. Сегодня надежность прогнозов в среднем 85 процентов. Иначе говоря, не подтверждаются лишь пятнадцать из ста предсказаний. Причина — скудость метеорологической информации. А как ее своевременно и в необходимом объеме получить с необозримых голубых просторов? Мыслимо ли там создать мало-мальски подходящую сеть наблюдательных станций?
Разумеется, нет. Выход один — организовать наблюдения и измерения из космоса. Именно космонавтика предоставила возможность связать воедино отдельные части сложной картины, взглянуть на вечно меняющийся в непрерывном движении океан как на единое целое.
Спутники, орбитальные станции приносят сегодня весьма ценную, а иногда и уникальную научную информацию о природе Мирового океана, его сегодняшней жизни. Быстро развивается новое научное направление, которое иногда называют «космической океанологией». Правда, некоторые ученые считают такое название не совсем удачным, подчеркивая, что рождающиеся сейчас космические методы и средства изучения океана не заменяют, а дополняют существующий технический арсенал океанологии. Поэтому-де не приходится говорить о какой-то новой, особой науке об океане, не учитывающей все те знания, что накоплены за целое столетие земной океанографии.
Споры вокруг термина не меняют сути дела. «Космическая океанология» (за неимением более удачного названия оставим пока это) уже не ограничивается только демонстрацией своих возможностей, а вносит быстрорастущий вклад в решение больших океанографических задач.
Космонавты озадачивают океанологов
Первые важные успехи в области использования космических данных непосредственно для изучения океана и его ресурсов наметились, как часто бывает, вовсе не там, где их больше всего ожидали. Самым заманчивым океанологи считали возможность осматривать с космической высоты огромные площади океанской поверхности. На какие-либо особые открытия в своей науке они не рассчитывали. От космонавтики ждали прежде всего помощи в сборе информации о состоянии и свойствах поверхности Мирового океана в глобальном масштабе. Отводили космосу, так сказать, техническую роль. Наверное, поэтому, когда запущенный на орбиту в 1968 году спутник «Космос-243» позволил себе измерить колебания температуры поверхности Тихого океана вдоль одного из меридианов, никто из океанологов не счел это за сенсацию. «Да, безусловно, — говорили они, — эксперимент со спутником — крупное техническое достижение, но не больше, ведь его результаты ничего не добавили к тому, что мы уже знаем об океане».
Конечно, ученые понимали, что космическая техника в изучении океана — подспорье немаловажное. Так, приборы инфракрасного излучения с высоты нескольких сотен или тысяч километров оказались способными измерять температуру морской поверхности с точностью до одного градуса и даже до десятых долей градуса. И это тоже не предел. С помощью такой аппаратуры удалось определять границы теплых и холодных течений, области, покрытые льдом, и многое другое. Причем нужную информацию можно собирать оперативно с огромных площадей. Вот в этом-то и видели главное достоинство орбитальных методов исследования. Кстати говоря, оно не замедлило проявить себя. Приведу несколько примеров.
Особую роль в долговременных изменениях погоды и климата нашей планеты играют температурные аномалии поверхности океана. Академик Г. Марчук обосновал концепцию ключевых районов Мирового океана, которые оказывают на климат наибольшее влияние. Таковы, по его мнению, например, зоны формирования крупных морских течений Гольфстрима и Куро-Сио, районы у кромки ледяного покрова, где происходит подъем на поверхность холодных вод. Эта концепция легла в основу программы «Разрезы». Она предусматривает организацию целенаправленной системы наблюдений, слежение за возникающими в океане изменениями температуры, которые спустя недели и месяцы отражаются на погоде и климате континентов.
По этим же причинам советские и американские океанологи ведут совместные исследования в районе течения Гольфстрим. Используя спутниковые методы наблюдения за океаном, они уже в течение нескольких лет получают регулярную и подробную информацию о возникающих циклонических и антициклонических вихрях Гольфстрима, траекториях и скорости их движения, об изменениях фронта самого течения. Такого рода оперативные данные, полученные из космоса, позволили, между прочим, повысить и эффективность работы морских экспедиций. Научно-исследовательские суда обеих стран и, в частности, советский корабль «Академик Курчатов» быстро и безошибочно выводились к тем или иным интересующим ученых объектам исследований.
Успешно применяют океанологи различные спутники для изучения особенностей движения вод в океанах с помощью дрейфующих буев-ответчиков. Спутники здесь выступают в роли ретрансляторов. Информацию, регулярно поступающую с буев, они передают на корабли или в наземные центры. Таким методом американские специалисты изучают перемещение вихрей Гольфстрима. Австралийские ученые, воспользовавшись американским спутником, обнаружили вихревые образования у западного побережья своего континента. А французские океанологи, расположив автоматические ответчики на айсбергах, смогли исследовать течения у берегов Антарктиды. Изучение течений в южных широтах с помощью многочисленных дрейфующих буев предусмотрено и в международной программе так называемого первого глобального эксперимента — ПИГАП.
Словом, за последние годы появились интереснейшие исследования, которые невозможно было бы провести без данных, получаемых из космоса. Уверен, что для грядущих поколений океанологов такого рода сведения станут естественной частью их повседневной научной работы, какой бы стороны жизни Мирового океана они ни касались. Правда, пока еще запускать спутники в космос не дешевле, чем посылать корабли с научными экспедициями в океан. Это заставляет тщательнее искать и находить наивыгоднейшие с точки зрения научного результата и материальных затрат сочетания космических и традиционных методов исследования могучей стихии. В этом гарантия получения не просто любопытной, а полезной для науки и народного хозяйства информации.
