Вопросы о погоде

Дымовые шлейфы от заводов, морских судов и пятна дымки промышленных загрязнений могут отчетливо видеть космонавты, но систематическое их изучение возможно только по космическим снимкам, на которых четко фиксируются все очаги загрязнений вплоть до конденсационных следов, возникающих за пролетающими самолетами. Для изучения антропогенных загрязнений воздуха требуется специальная съемочная аппаратура, обладающая высокой разрешающей способностью, то есть фиксирующая все детали размером 100 м и более. Так, по изображениям, полученным с борта орбитальной станции «Салют-4» в июне 1975 года, прослеживались дымовые полосы от ГРЭС г. Ермак Павлодарской области, имевшие длину от 30 до 50 км; со спутника «Лэндсат-1» над оз. Онтарио путем многоспектральной съемки были обнаружены дымовые шлейфы промышленного центра г. Сэдбери, протянувшиеся на 70 км. Над крупными городами снимки с ИСЗ фиксируют облака загрязнений, смещенные относительно городской территории в направлении воздушных потоков в нижней тропосфере в момент фотографирования. На рис. 56 показана карта-схема загрязнения над Москвой и вертикальный профиль температуры днем 23 февраля 1976 года по данным 18-го ИСЗ «Метеор», а на рис. 57 – дымовое загрязнение атмосферы и выпадение городских загрязнений в районе Ленинграда 26 марта 1973 года. Промышленные загрязнения в районе Ленинграда, как видно на рисунке, распространились двумя полосами к югу и к юго-западу от города; ширина одной полосы 50-60 км, а другой – 15-20 км, длина каждой из них превышает 60 км. (Так бывает при неодинаковом направлении ветра на разных высотах.)

10.15. Какие ИСЗ наиболее эффективны для изучения загрязнения атмосферного воздуха?

Это зависит от программы исследований. Так, для изучения загрязнения в планетарном и региональном масштабах (так называемых мега- и макромасштабах) удобны геостационарные спутники, которые как бы неподвижно висят над экватором или ближайшими к нему широтами на очень большой высоте, а также обычные метеорологические спутники, летающие на орбитах высотой 900-1200 км и имеющие ТВ-аппаратуру; для детального исследования локального (мезомасштабного) загрязнения более подходят специальные ИСЗ изучения природных ресурсов, оснащенные аппаратурой очень высокой разрешающей способности, типа «Лэндсат».

10.16. Каковы особенности погоды в свободной атмосфере?

Как показали исследования, выполненные с помощью ракет, спутников и других средств зондирования атмосферы, на высотах, в свободной атмосфере, метеорологические условия несколько иные, чем у земной поверхности. Во-первых, там менее значительны колебания температуры воздуха, поскольку с высотой уменьшается влияние подстилающей поверхности и всех ее неоднородностей. Сама температура воздуха в свободной атмосфере ниже, чем у земли. Во всем нижнем слое атмосферы, называемом тропосферой, она понижается в среднем примерно на 6 – 7° C на каждый километр высоты. Толщина этого слоя может колебаться в зависимости от географической широты места и характера происходящих атмосферных процессов от 7 до 18 км. Выше тропосферы примерно до высоты 51 км находится второй атмосферный слой – стратосфера. Между тропосферой и стратосферой несколько сот метров переходного, или промежуточного слоя, называемого тропопаузой. На тропопаузе температура может быть от -45 до -80°C, причем с высотой она перестает понижаться и даже наоборот – немного возрастает или остается неизменной; в стратосфере она также с высотой сперва меняется очень незначительно, а затем начинает повышаться, приближаясь на ее верхней границе к 0°C. Во-вторых, в свободной атмосфере воздушные течения меньше искажаются рельефом местности и могут достигать больших скоростей, образуя так называемые струйные течения. В-третьих, там нет некоторых специфических приземных метеорологических явлений, а сама погода резко делится на два типа – внеоблачную, так сказать в ясном небе, и в облаках. Есть в свободной атмосфере и свои специфические явления погоды, такие, как турбулентность при ясном небе (ТЯН), стратосферные потепления, стратосферные облака вулканической пыли и другие.

10.17. Почему в стратосфере температура с высотой не понижается, а растет?