Метеорологические спутники. Использование, цели, навигация.

Космическая метеорология



МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СПУТНИКИ

Уже несколько раз упоминались метеорологические спутники Земли. Остановимся на них более подробно. 4 октября 1957 г. па орбиту был выведен первый искусственный спутник Земли. Это открыло такие перспективы для исследования атмосферы и космического пространства, которые и сейчас, спустя более чем два десятилетия, трудно полностью оценить. Сразу же возникли новые представления об атмосфере, имеющие не только общепознавательное, но и практическое значение — для прогнозирования погоды. С метеорологических спутников можно получать непрерывную информацию с большой территории.

В 1905 г. впервые в истории метеорологии была получена картина облачного покрова почти над всей земной .поверхностью. Заметим, что на спутнике ведется съемка и в ночное время. При этом следует вспомнить, что наземные наблюдения дают подробные сведения лишь об 1/5 земной поверхности, а следовательно, 4/5 остаются освещенными очень слабо — это поверхность океанов, особенно па севере и юге планеты, горы, внутренние моря и т. д. Наблюдения за облачностью с Земли охватывают лишь 10-—20% всего покрова и зондируют атмосферу до высоты 20—25 км. Метеорологические спутники показывают общее распределение ряда метеорологических элементов всего Земного шара. Широта обзора спутника до 1000 км и выше. С помощью телевизионной аппаратуры спутника можно узнать формы и распределение облачности, снежного покрова и ледяных полей в океанах, температуру верхней границы облаков и открытых участков Земли и Океанов. На. очереди получение информации о зонах выпадения осадков, их интенсивности, распределении очагов грозовой деятельности. Спутники открыли возможность получения качественно новых сведений о состоянии погоды.
 





Что представляет собой метеорологический спутник?

Это — искусственный спутник Земли, предназначенный специально для получения оперативной информации, о состоянии атмосферы над большими участками земной поверхности, используемой в службе погоды. Изображения облачности фиксируются в бортовом запоминающем устройстве на магнитной ленте и передаются на Землю при пролете спутника .над приземными пунктами. Зная о распределении облачности, можно сделать косвенные выводы об особенностях общей циркуляции атмосферы. Выведенный на орбиту спутник всегда проходит над заданной точкой земной поверхности в одно и то же местное время. Уже существует несколько серий метеорологических спутников. К ним относятся американские «Тайрос», «Нпмбус», «ЭССА», советские — «Космос», «Метеор».

Эксперимент на спутнике, оказавшийся успешным, позволил принять за основную систему спутник «Космос-122». Оп был выведен на круговую орбиту 25 июня 1966 г. На этом спутнике были смонтированы комплекс приборов для телевизионных, актинометрических и инфракрасных измерений и система, обеспечивающая длительную работу на орбите. «Космос-122» провел в полете четыре месяца, обеспечивая круглосуточную информацию, которая использовалась метеорологической службой нашей страны, а также передавалась за границу.

Метеорологический спутник представляет собой контейнер , с двумя панелями солнечных батарей. В нижней приборной части контейнера размещена научная аппаратура, в верхней — энергоаппарат (служебные системы). Обе эти части разделены и представляют собой герметические отсеки, С энергоаппаратным отсеком связан механизм электропривода солнечных батарей, раскрывающихся после отделения спутника от ракеты-носителя. После успешного запуска метеорологического спутника «Космос-122» были запущены. «Космрс-144» и «Космос-156». Можно считать, что с этого времени вступила в строй экспериментальная система «Метеор», -состоящая из спутников, пунктов приема, обработки и распространения информации и одновременно службы контроля состояния бортовых систем и управления** ими. Затем выпускались на орбиту все новые спутники с параметрами, близкими к параметрам, «Космос-122», причем с таким расчетом, чтобы взаимное расположение их орбит давало наблюдения за состоянием атмосферы над каждым районом Земного шара через 6 часов. Система спутников «Космос» и «Метеор» дала возможность получать информацию почти с половины поверхности планеты.

Перспективы развития метеорологических спутников Земли (сокращенно МСЗ) сводятся к следующему. Прежде всего, техническое усовершенствование самого спутника. Оно идет по нескольким направлениям. Это — устройство спутника: новые датчики и аппаратура, автоматизация средств приема, обработки и распространения информации, скорость ее передачи. Предполагается, что на специальном метеорологическом спутнике будет находиться метеоролог-бортнаблгодатель. Находясь на разных высотах, спутники делают снимки облачности в разных масштабах. На американском исследовательском спутнике «АТС-3», запущенном над Атлантическим океаном, установлена телевизионная камера, позволяющая передавать цветные изображения.


Многие до сих пор еще неясные вопросы строения атмосферы можно будет разрешить с помощью учащенных снимков области — получатся уже как бы не отдельные фотографии, а кинолента, воспроизводящая динамику, ход происходящих процессов. Существуют серии учащенного сбора информации — международный аэрологический день, полярные и геофизические годы и. др. Естественно, что такая информация с МСЗ окажется исключительно ценной. В то же время расширяется программа метеорологических наблюдений: вертикальное зондирование атмосферы, получение информации о вертикальном профиле атмосферного давления, влажности, количестве и интенсивности осадков, содержании озона, высоте снежного покрова и др. Спутник может собирать информацию от наземных станций, работающих в таких труднодоступных районах, как океаны, высокие горы, пустыни, быть и ретранслятором.

Нередки случаи, когда спутник делает настоящее метеорологическое открытие. Утром 24 апреля 1967 г. американский спутник «ЭССА-2» заснял над всей акваторией Каспийского моря облачность светло-серого тона с однородной-верхней поверхностью. Облака почти полностью повторяли береговую черту, за исключением лишь залива Кара-Богаз-Гол. Казалось, над морской поверхностью воз-. ник туман. Подтверждало такое предположение то, что. в восточной части - моря у сравнительно низкого острова Челекен были разрывы в облачном покрове с подветренной стороны. Следовательно, облачность была небольшой высоты —низкие слоистые облака или туман. Некоторые прибрежные станции на западном берегу моря отметили в это утро дымку. Как показал анализ, туман образовался при малооблачной погоде в воздухе, более теплом (16 — 20°), чем поверхность моря (8—14°). И лишь в Кара-Богаз-Голе воздух был на 3—4° теплее воды — вот почему здесь не было тумана. Вертикальная мощность тумана в южной и средней частях моря составляла 200—400 м, а в северной — до 600 м. Специалисты считают, что по обычной синоптической карте, полученной по приземным наблюдениям, нельзя было бы определить существование, тумана над акваторией моря. Считалось, что над всем Кавказом, морем .и северо-западом Ирана лежит общий покров слоистых облаков,— и лишь спутник показал истинную картину. Таким образом, буквально на наших глазах возникает новая отрасль науки — спутниковая метеорология, у которой большое будущее.