Парадоксы климата

Система аэрологических наблюдений, в задачу которой входит вертикальное зондирование атмосферы (измерения на разных высотах), включает ряд пунктов радиозондирования. 30 января 1930 г. в Павловске (под Петербургом) был запущен первый в мире радиозонд, сконструированный сотрудником Главной геофизической обсерватории П. А. Молчановым (рис. 18 цв. вклейки). Прибор достиг высоты 9 км, и его сигналы были приняты на земле. На основании аэрологических данных рассчитываются климатические характеристики на различных высотах в атмосфере, используемые в дальнейшем при анализе состояния приземного слоя воздуха и более высоких его слоев.

Аэрологическая сеть России в доперестроечный период насчитывала более 150 станций, измерения на некоторых из них производились до четырех раз в сутки. Сейчас сократилась как сама сеть, так и число проводимых суточных измерений – до одного…

Глобальная аэрологическая сеть наблюдений за климатом включает около 150 станций, сравнительно равномерно расположенных по территории Земли. В их число входит 10 аэрологических станций на территории РФ и два принадлежащих России пункта в Антарктике. К сожалению, эта сеть не в полной мере отвечает требованиям обнаружения климатических изменений в свободной атмосфере (т. е. выше пограничного слоя Земли), особенно на севере и северо-востоке России.

В некоторой степени этот пробел восполняют спутниковые наблюдения, главным достоинством которых являются глобальность и уникальность информации. Например, сведения о радиационных процессах на границах атмосферы могут быть получены только с помощью спутников.

В оперативной спутниковой системе наблюдений за окружающей средой

используются спутники двух видов: 1) спутники, движущиеся по проходящим вблизи полюса низко расположенным (от 600 до 1500 км над Землей) орбитам; 2) геостационарные спутники, находящиеся на высоте около 36 тыс. км, вращающиеся по экваториальным орбитам. Они постоянно находятся над одним и тем же участком поверхности Земли.

Спутники первого вида над тем или иным районом находятся примерно в одно и то же время (за счет синхронизации скорости вращения спутника со скоростью вращения Земли). Размещенная на них аппаратура позволяет получать снимки достаточно большого разрешения, охватывающие на местности полосу около 1000 км; в некоторых случаях можно разглядеть даже движущуюся машину. Геостационарные спутники находятся в фиксированном положении относительно одной и той же точки на экваторе, так как на высоте их вращения орбитальная скорость спутника совпадает со скоростью вращения Земли. Эти спутники могут обеспечивать почти непрерывные наблюдения за участками земного шара, находящимися в их зоне видимости. Однако снимки с них имеют гораздо меньшее разрешение (видны только крупные особенности земной поверхности).

Со спутников ведутся телевизионные, инфракрасные, микроволновые, радарные и лазерные съемки. Они помогают получить информацию об облачности, снежном и ледяном покрове, температуре, влажности, отражательной способности почвы, компонентах радиационного баланса Земли и атмосферы, эволюции туманов, дрейфа айсбергов. Новые косвенные методы позволяют определять с помощью снимков многие производные характеристики, например осадки и ветер, вертикальное распределение температуры и влажности.

На рис. 24 изображена существовавшая в 2004 г. система метеорологических спутников Земли, состоявшая из 8 геостационарных спутников (США, России, Индии, Японии, Китая, Европейского космического агентства и полярных спутников США и России).

В РФ к настоящему времени не осталось спутниковых систем, измерения с которых можно было бы использовать для наблюдений за климатом. С этой целью работают спутники США и ЕС, но два российских геостационарных спутника готовятся к запуску.

Рис. 24. Система метеорологических спутников Земли в 2004 г.

* EUMETSAT – Европейская организация по эксплуатации метеорологических спутников