Космическая метеорология
Человек издавна мечтает о том, чтобы управлять климатам Земли. Людям хочется обуздать разрушительные ураганы, приостановить суховеи, вызывать дожди в нужное время, победить засуху и наводнения. Но каким же способом этого добиться? Настоящим повелителем климата является Солнце. энергия нашего светила в виде разного рода излучений попадает в атмосферу и, нагревая ее, делает погоду на планете. Значит, для того чтобы управлять климатом, следует как можно лучше изучить энергетику Солнца. Нужно знать, сколько и каких лучей поступает в атмосферу, как они поглощаются различными слоями воздуха, отдавая при этом свою энергию. Находясь на Земле, найти ответы на эти вопросы практически невозможно. Нужны эксперименты за пределами планеты. Вот для этих целей и нужны спутники-синоптики.
Наземные обсерватории в состоянии фиксировать лишь местные, краткие изменения погоды. Спутники же, выведенные на околоземную орбиту, могут дать общую картину климатических явлений, передать на Землю данные об образовании и движении облаков, о радиационном балансе, об изменении снежного и ледового покровов, о смешении воздушных масс и зарождении циклонов.
Всемирная метеорологическая служба имеет разветвленную сеть наземных метеорологических станций, которых в данное время около 8000. Только в Северном полушарии находится примерно 1000 станций зондирования. В мировые центры сбора информации об изменениях погоды постоянно поступают новые данные не только со спутников, но и от 3000 самолетов и 4000 кораблей.
Как известно, почти 3/4 поверхности натки планеты занимают моря и океаны, где и формируется погода. Из всей имеющейся суди значительная ее часть — это труднодоступные районы (пустыни, горы, полярные области и т. д.). В связи с этим становится понятно, почему наблюдения наземных станций имеют такую малую эффективность.
После появления искусственных спутников Земли эта задача значительно облегчилась, так как спутники оснащены специальной аппаратурой. Установленные на них приборы дают возможность получить подробные данные о метеорологических процессах, происходящих в атмосфере Земли, а также на ее поверхности. Например, распространение облачного покрова, очаги грозовой деятельности, выпадение осадков, границы снежного покрова, температура земной поверхности и прилегающего к ней воздушного слоя и другие климатические показатели можно получить при помощи спутников-метеорологов.
Необозримые просторы Мирового океана теперь не являются той загадочной областью, где зарождаются тайфуны или скрыла непредвиденные опасности для мореплавания. В связи с этим можно сделать смелое утверждение, что за всю историю существования метеорологической науки еще не было такого мощного средства для наблюдения за погодой, как спутники.
С 1967 года в напей стране успешно работает метеорологическая система «Метеор». Она была создана на базе спутников «Космос». На орбите постоянно находятся 2-3 спутника этой серии.
Два раза в сутки «метеоры» осматривают поверхность планеты и передают данные в Гидрометцентр. Там информация обрабатывается используется службой погоды, а также передается в другие страны.
Спутники-синоптики заранее обнаруживают образование многих ураганов, дают сведения о таянии снегов и границах ледового покрова в Северном Ледовитом океане и Антарктиде, предсказывают выпадение дождей в период полевых работ, спасают множество человеческих жизней от всевозможных последствий штормов, тайфунов и ураганов. Штормовые предупреждения, даваемые гидрометеорологической службой, ежегодно позволяют сохранять материальные ценности на 1 миллиард рублей.
Существует еще одно применение специальных спутников и космических станций. Их можно использовать в качестве гигантских солнечных рефлекторов. Концентрируя солнечные лучи на определенном месте земной поверхности, эти спутники дадут возможность увеличить местную температуру в том или ином районе. Так они смогут управлять климатом.
Такие холодные районы, как, например, Сибирь, могут стать более теплыми, полярные шапки льдов будут медленно расплавлены, а северные моря превращены почти что в южные, на их берегах заколышутся под ветром пальмовые листья.
Благодаря данным, полученным со спутников, человечество узнало, что Земля окружена гигантскими поясами радиации, которые тянутся до высоты в 80 000 километров. В настоящее время известно, что в данных поясах происходят изменения, обусловленные степенью активности Солнца. В зависимости от этих явлений режим вращения Земли вокруг своей оси может немного измениться.
На Земле происходит много загадочных явлений. Среди них одно из главных мест занимают землетрясения. Мощные ударные волны, зародившиеся внутри планеты и распространяющиеся в ее коре, достигают поверхности и несут с собой смерть и разрушения.
Что же является причиной землетрясений? Почему появляется такая разрушительная энергия? Один ли источник возникает или несколько? Где найти эти источники? Как правило, их ищут в недрах Земли. Но некоторые ученые считают, что причину землетрясений следует искать в космосе. Они уже зафиксировали некоторую цикличность в сейсмических явлениях. А ведь цикличность, или повторяемость — это главное свойство большинства явлений, которые изучает астрономия. В связи с этим гипотеза о солнечной природе землетрясений имеет право на существование.
Согласно данным, поступившим со спутников, можно проследить динамику развития солнечных вспышек, определить поток и спектральный состав излучений, размеры и локализацию областей, где были замечены эти вспышки, а также узнать о состоянии атмосферы во время вспышек.
Большим вкладом в науку явились исследования корпускулярных потоков (потоков частиц) и коротковолнового излучения Солнца. Стало известно, что из Солнца во все стороны истекает более или менее стабильно со скоростью 500 километров в секунду поток ионизированного газа (так называемый солнечный ветер). Активные области светила время от времени выбрасывают потоки частиц со скоростью 1000-3000 километров в секунду, а иногда и частицы очень больших энергий, или солнечные космические лучи.
Кроме этого, извне в Солнечную систему попадают частицы огромных энергий, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, — космические лучи. Наиболее большое скопление заряженных частиц обнаружено вблизи Земли — в ее радиационном поясе, где данные частицы удерживаются за счет земного магнитного поля.
Наилучшие возможности для оперативного наблюдения погодных явлений предоставляют пилотируемые космические корабли и долговременные орбитальные станции «Салют». Ведь специалист-метеоролог
с борта станции может увидеть и оценить то или иное явление природы, что не всегда удается аппаратуре искусственных спутников Земли. Кроме этого, космонавт из общего потока метеорологической информации выделит и в первую очередь передаст на Землю те сведения, которые необходимы для оперативного метеорологического обеспечения потребителей, например информацию о зарождении и движении тайфунов, ледовой обстановке и пр.
Возможности использования спутников для метеорологических целей стремительно расширяются, поскольку приборы и аппаратура все более совершенствуются. Это дает основание человечеству немного помечтать, какой же в ближайшем будущем должна быть космическая метеорологическая система.
Вероятнее всего то, что в эту систему войдут космическое аппараты, которые будут висеть на трех ярусах. На первом из них будут находиться пилотируемые долговременные орбитальные станции. На втором, на орбитах высотой от 1000 до 1500 километров, расположатся автоматические спутники типа «Метеор». На третьем, на орбитах высотой 36 000 километров, зависнут геостационарные искусственные спутники Земли. Если учесть, что такая метеосистема может быть дополнена информацией от космической службы Солнца, то, складывая всю эту информацию, ученые будут намного точнее предсказывать процессы, происходящие в атмосфере, смогут изучить закономерности погодообразования. Все это позволит намного повысить точность прогнозирования погоды на нашей планете.
|
|
Читайте в рубрике «Освоение космоса»: |