Астапенко П.Д. Вопросы о погоде

Подождите немного. Документ загружается.

47. Радиозонд в полете. Фото ВМО

ший, помимо направления движения облаков, прибли-

женно оценивать и скорость их перемещения (для этого

нужно было одновременно определять также и высоту

облаков).

При безоблачной погоде (а при облаках — только в под-

облачном слое) ветер на высотах можно определять шаро-

пилотным методом — наблюдая в теодолит за подъемом

наполненного легким газом резинового или неопренового

баллона. Скорость подъема шара-пилота принимается за

постоянную, а его местоположение фиксируется через

определенные промежутки времени величинами горизон-

тального и вертикального углов, под какими виден шар в

теодолит. Этот метод, отличающийся простотой и деше-

визной, не вышел из употребления и в наши дни, хотя в

основном сейчас ветер на высотах определяется с приме-

нением более совершенной аппаратуры непосредственно

при выпуске радиозонда.

Практически ветровое зондирование атмосферы осу-

ществляется параллельно с зондированием температуры,

влажности и давления при полете одного и того же при-

бора. Но измерение скорости ветра и определение его на-

правления на разных высотах производится не самим ле-

тящим радиозондом, а радиолокатором, находящимся на

земле и следящим за движением радиозонда. Фиксирова-

ние положения радиозонда через определенные проме-

жутки времени и вычисление скорости ветра, увлекаю-

щего за собой прибор, производится автоматически: при

радиолокаторе на станции приема сигналов радиозонда

есть счетно-решающее устройство.

48. Станция температурного и ветро-

вого зондирования в Арктике. Фото

А. Беляева

49. Буйковая автоматическая ра-

диометеорологическая станция

Для ветрового зондирования атмосферы можно исполь-

зовать и метеорологические искусственные спутники зем-

ли — МИСЗ. Во Франции разрабатывается аппаратура для

сбора и передачи данных дрейфующих шаров-зондов и

определения скорости и направления ветра. Такую аппа-

ратуру предполагается устанавливать на метеорологичес-

ких 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 изме-

рений 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 радиосиг-

налов, в определенное время передаваемых в эфир для

прослушивания центром по сбору метеоинформации. Стан-

ция может производить и внеочередные наблюдения по

команде, даваемой ей по радио. Работа станции обеспе-

чивается блоком долговременного электропитания. Ее по-

ложение в океане стабилизируется системой якорей спе-

циальной конструкции. Буйковые станции аналогичны по

устройству другим видам метеорологических автоматиче-

ских станций, устанавливаемых в труднодоступных и ма-

лонаселенных 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 кон-

тинентов. 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 фикси-

руемыми приборами буйковых станций (например, таки-

ми, как формы облаков, горизонтальная видимость, виды

осадков и т. п. ). Наконец, буйковые станции дают инфор-

мацию 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 ин-

формации, получаемой с помощью остальных средств на-

блюдений на море; на них есть все необходимое оборудо-

вание, включая радиозонды и радиолокаторы. Конечно, это

50. Судно погоды

дорогостоящее средство получения метеорологической ин-

формации. Поэтому проект ВСП предусматривает ограни-

ченное количество судов погоды — около 25 на весь Ми-

ровой 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 нахо-

диться в море?

В каждой точке Мирового океана, выбранной для на-

блюдений с помощью судов погоды (фото 50), поочередно

работает несколько судов, принадлежащих зачастую раз-

ным странам и дежурящих в отведенном для них месте в

соответствии с расписанием. Обычная продолжительность

каждого дежурства — шесть недель, но могут по догово-

ренности определяться и другие сроки, однако не более

двух месяцев.

9. 16. В чем отличие проекта ВСП от между-

народных программ прошлого?

Для научных программ прошлого, таких, как Междуна-

родные полярные годы

(1882/83

1932/33),

Международ-

ный геофизический год (1957/58), Международный год

спокойного Солнца (1964/65), наиболее характерной чер-

той было скоординированное в масштабах земного шара

получение возможно большего количества данных наблю-

дений за состоянием атмосферы, океана и земной коры.

Особое внимание при этом уделялось наблюдениям в рай-

онах «белых пятен» Земли, откуда не было регулярного

поступления метеорологической и иной информации, что

мешало ученым создать полную картину всего происхо-

дящего на нашей планете. Однако хотя эти программы

и охватывали все сезоны, они тем не менее носили вре-

менный 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 действо-

вавшей ранее. Модернизируется вся служба погоды в

масштабах земного шара на базе новейших технических

средств наблюдений, сбора и обработки информации о по-

годе. ВСП отражает научно-техническую революцию в

метеорологии, совершившуюся в нашем веке и, в част-

ности, усилившую международное сотрудничество метео-

рологов, дав ему новую техническую основу.

51. Научно-исследовательское суд-

но «Ю. М. Шокальский», участво-

вавшее в выполнении программы

ПИГАП

9. 17. Что представляет собой Международный гео-

физический год и другие подобные ему мероприятия?

Международный геофизический год (МГГ)— это комп-

лекс исследований, выполняемых научными организа-

циями различных стран по согласованной международной

программе. Целью его является изучение природных явле-

ний 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 длил-

ся 18 месяцев. Для осуществления программы МГГ учены-

ми разных стран было организовано несколько совместных

научных экспедиций и создано несколько временно функ-

ционировавших международных научных центров, в том

числе на необитаемых островах в океане и на Антаркти-

ческом континенте, а также в Арктике. В выполнении

программы МГГ участвовали десятки тысяч ученых более

чем ста стран мира.

Аналогичные, хотя и меньшие по масштабам, междуна-

родные 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 Програм-

ма исследований глобальных атмосферных процессов —

ПИГАП, расчлененная на несколько региональных экспе-

риментов — 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 посту-

пает на земную поверхность в избытке, а также в тех рай-

онах, где поступление солнечной энергии за год или в

отдельные сезоны, наоборот, относительно мало. Таким

образом, главное внимание уделяется районам Земли, яв-

ляющимся «нагревателями» вод океанов и воздуха атмо-

сферы и «холодильниками» Земли, а также процессам

теплообмена между этими районами. Материалы этих на-

блюдений должны послужить основой для создания мате-

матической модели атмосферной циркуляции, расчета сла-

гаемых теплообмена в масштабах всей планеты и разра-

ботки методов предвычисления погоды долгосрочного

характера. Данные, собранные за годы осуществления

ПИГАП, позволят проверить и уточнить разработанные

учеными различные схемы взаимодействия океана и атмо-

сферы, формирования облачности и осадков, прихода и

расхода тепла, необходимые для создания численных ме-

тодов долгосрочных прогнозов погоды.

9. 19. Какая роль в осуществлении программы ПИГАП

отводится искусственным спутникам Земли?

Планы ПИГАП предусматривают дистанционное зон-

дирование атмосферы с использованием так называемых

геостационарных спутников. Такие спутники вращаются

с той же угловой скоростью, что и Земля, и, таким обра-

зом, 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 полу-

шарий Земли. Предполагается запустить на экваториаль-

ные орбиты пять таких спутников, из них один советский,

один японский, один западноевропейский и два амери-

канских.

Первый геостационарный метеорологический спутник

запущен 17 мая 1974 года. Высота орбиты его 35 800 км,

угол наклона — около 2°. Находится спутник над точкой

45°17' з. д.

9. 20. Чем объясняется усиленное внимание к тропи-

кам в ПИГАП?

Проведение серий исследований в тропиках предус-

мотрено программой так называемого Тропического экс-

перимента (ТРОПЭКС), входящей составной частью в

ПИГАП. Оно связано с необходимостью уточнения роли

тропической зоны в формировании атмосферных процес-

сов в масштабах всей земной поверхности. Тропическая

зона получает от Солнца огромное количество тепла, лишь

небольшая часть которого излучается в мировое простран-

ство. Таким образом, в тропиках накапливаются огром-

ные количества энергии, переносимой затем воздушными

и океанскими течениями в средние и высокие широты.

Изучение механизма переноса энергии и ее преобразова-

ния должно помочь выяснению закономерностей форми-

рования крупномасштабных особенностей погоды. В ре-

зультате осуществления программ ТРОПЭКС удалось

получить много новых данных о механизме общей цирку-

ляции атмосферы и ряд количественных характеристик

образования облаков и развития грозовой активности, вы-

падения в тропиках ливневых осадков, очень важных для

синоптиков, занимающихся прогнозированием погоды в

низких широтах. Таким образом, исследования ТРОПЭКС

52. Научно-исследовательское судно

«Дмитрий Менделеев» в тропичес-

ких водах.

имеют не только теоретическое, но и прямое практичес-

кое значение.

9. 21. Какова связь международных программ ПИГАП

и ВСП?

Проект ВСП наряду с решением ряда чисто практичес-

ких задач обеспечения метеорологической информацией

всех ее потребителей в масштабе земного шара предусмат-

ривает и выполнение научных исследований, результаты

которых должны способствовать совершенствованию всей

мировой системы обмена метеоинформацией и развитию

атмосферных наук. Программа ПИГАП — более узкая,

она направлена на решение ряда конкретных проблем

энергообмена в атмосфере и взаимодействия атмосферы

и океана. Результаты исследований по программе ПИГАП

широко используются учеными, работающими в рамках

программы ВСП.

9. 22. С какими международными организациями со-

трудничает ВМО при осуществлении своих программ?

Научные программы ВСП осуществляются совместно

с Международным советом научных союзов (МСНС).

Исследования в рамках ПИГАП ведутся в соответствии

со специальным соглашением между ВМО и МСНС. По

этому соглашению осуществляется Первый глобальный

эксперимент (ПГЭП) и несколько региональных экспе-

риментов. ПГЭП осуществлялся на протяжении двух пе-

риодов: с 5 января по 5 марта и с 1 мая по 30 июня 1969 го-

да. В рамках глобальной системы наблюдений в четырех

зональных центрах — в Японии, СССР, Великобритании

и США — был организован сбор данных, включающих

данные наблюдений метеорологических спутников. Кроме

того, были организованы и успешно проведены допол-

нительные специальные наблюдения с 45 судов ветро-

вого зондирования в тропиках, с самолетов — разведчи-

ков погоды, сбрасывающих радиозонды в экваториальных

зонах Атлантики, Тихого и Индийского океанов; в эква-

ториальной области были выпущены уравновешенные

шары-зонды, а на обширной акватории Мирового океана

в разных широтах выпущено около 400 дрейфующих

буев.

9. 23. Что представляет собой Всемирная климати-

ческая программа?

Исполнительный комитет ВМО (бывший до июня

1983 года руководящим органом Организации) в июне

1980 года определил содержание всего комплекса работ

по изучению климата земного шара, которые должны вы-

полняться ВМО в сотрудничестве с другими международ-

ными организациями в рамках Всемирной климатической

программы (ВКП).

ВКП объединяет четыре взаимосвязанные программы:

Всемирную программу исследования климата, Всемирную

программу применения знаний о климате, Всемирную

программу исследования влияния климата на деятель-

ность человека и Всемирную программу климатических

данных. Координация всех работ по этим программам

возложена на специально созданное при Секретариате

ВМО Бюро ВКП. Научные аспекты ВКП обсуждаются

Объединенным научным комитетом ВМО/МСНС, который

возглавляет проф. Дж. Смагоринский (США). В состав

комитета входят советские ученые академик А. М. Обухов

и профессор М. А. Петросянц. Определены основные на-

правления намечаемых исследований. В частности, пред-

полагается изучение механизма обратной связи между

облачностью и радиацией, процессов взаимодействия океа-

на и атмосферы, разработка модели климата и осуществле-

ние ряда экспериментов. Предусматривается привлечение

к выполнению программы исследований Научного коми-

тета по исследованию океана (СКОР), Комитета по косми-

ческим исследованиям (КОСПАР), Международной ассо-

циации метеорологии и физики атмосферы (МАМФА).

Большое внимание уделяется в ВКП совершенствова-

нию методики исследований, расширению работ по при-