Метеорологічні системи - Використання космічних апаратів в інтересах людства

Безліч причин ускладнює точне передбачення погоди. У кінцевому рахунку практично всі явища в атмосфері пов'язані з перетвореннямиодержуваної Землею сонячної енергії, але ці перетворення настільки різноманітні і складні, що їх вивчення, облік, а тим більше прогнозуванняпредставляють великі труднощі. Пов'язано це з неоднорідністю атмосфери, її рухливістю, розмаїтістю рельєфу і фізичних властивостей поверхні Землі, її обертанням, випромінюванням тепла від Землі та атмосфери в космос. До межі земної атмосфери на кожен її квадратний метр приходить від Сонця протягом хвилини 20 ккал енергії. Близько 35% її відбивається назад у космос, 15% поглинається атмосферою і 50% - поверхнею Землі.

Різноманітний характер сонячного випромінювання. Воно проявляється у вигляді радіовипромінювання, інфрачервоного, світлового, ультрафіолетового, рентгенівського випромінювань, а також у вигляді потоку заряджених частинок - електронів, протонів. Кожне з перерахованих випромінювань Сонця надає різний вплив на різні шари атмосфери. При цьому до поверхні Землі приходить в основному видима частина випромінювань Сонця.

Нагріваючись, Земля віддає тепло атмосфері. Тепловіддача відбувається як при контакті повітря з поверхнею суші та води, так і шляхомтеплового випромінювання Землі. Атмосфера дуже добре поглинає випромінюване Землею тепло. Велика рухливість атмосфери веде до швидких переміщень теплих мас повітря вгору, а холодних вниз. Цією ж причиною викликаються вельми значні переміщення холодних мас з охолоджених районів Землі і теплих з районів з високою температурою. Обертання Землі змушує виникають у північній півкулі потоки повітря відхилятися вправо, а в південному-вліво від тих напрямків, які вони мали б у разі нерухомості земної кулі. Це призводить до розвитку гігантських вихровихатмосферних утворень-циклонів і антициклонів.

Внаслідок тертя між земною поверхнею і переміщається повітряної масою і між окремими шарами повітря отклоняющее вплив обертання Землі на різних висотах позначається по-різному. Воно зростає із збільшенням висоти. Наприклад, безпосередньо над поверхнею суші напрямок вітру змінюється до 45-55 °, а на рівні 50 м - до 90 °. У результаті спільної дії всіх факторів виходить дуже складна картина розподілу повітряних течій в атмосфері.

Таким чином, для вивчення погодообразующих процесів і прогнозування погоди необхідно всебічне вивчення найрізноманітніших явищ в атмосфері Землі і на її поверхні, а також в космосі (у навколоземному і далекому, включаючи Сонце).

Справа в тому, що під дією короткохвильової радіації "спокійного" Сонця утворюється земна іоносфера. Це випромінювання також безпосередньо впливає на молекулярний склад і щільність верхніх шарів атмосфери, що у свою чергу визначає тепловий баланс нижніх її шарів. Не менш важливим є вплив різних активних процесів у сонячній короні, найбільш відомими з яких є сонячні спалахи.

Проблеми сонячно-земних зв'язків ще багато в чому чекають свого рішення. Але вже сьогодні зрозуміло, що багато "спускові механізми" погодних явищ, що відбуваються на Землі, ініційовані космічними причинами. Різноманітні супутники й міжпланетні станції приступили до систематичного вивчення проблем сонячно-земної фізики.

Подальший розвиток техніки і економіки пред'являє нові вимоги до метеорології. Ще недавно прогнози погоди складали для забезпечення господарської діяльності відносно невеликих районів. Тепер же з створенням регулярних авіаліній в найвіддаленіші пункти нашої планети, зорганізацією міжконтинентальних перельотів до Антарктиди, з розвитком морського транспорту та розповсюдженням рибальства на весь Світовий океан найбільш необхідна повна інформація щодо гідрометеорологічної обстановки та її майбутні зміни в масштабі всієї Землі.

Впевнене прогнозування погоди на тривалий термін вимагає створення теорії загальної циркуляції атмосфери, що неможливо без систематичних метеорологічних спостережень на всій поверхні планети. Однак існуючі в даний час близько 10 тис. метеостанцій на Землі не дозволяють вирішити цю задачу. Вони не можуть дати інформацію з величезних просторів океанів, їх мало у важкодоступних районах суші, на крижаних просторах Арктики і Антарктики. Майже 80% планети залишається "білою плямою" для метеорології. Неконтрольована частина атмосфери не тільки велика за розмірами, але і розташована над районами, що грають найважливішу роль у формуванні погодних явищ.

По-справжньому широко вдалося поглянути на атмосферу тільки за допомогою космічних апаратів: тільки метеорологічний супутник, озброєний спеціальною апаратурою, безперервно переміщаючись над Землею, може дати інформацію про погоду на всій планеті.

Таким чином, космічна техніка стане одним з найефективніших засобів у метеорології, що мають величезне економічне значення. Вже перші метеорологічні супутники дали багато цінної для господарської практики інформації. Так, наприклад, "Космос-144", що входив в експериментальну метеорологічну систему "Метеор", виявив, що від о. Врангеля до Берингової протоки океан очистився від льоду. Це дозволило розпочати навігацію по Північному морському шляху на місяць раніше наміченого терміну.

Вже сьогодні експлуатація метеорологічних космічних систем вносить серйозний внесок в економіку, а в найближчі роки він зростає в багато разів. Так, наприклад, якщо метеорологічні супутники дозволять складати надійний прогноз погоди на п'ять діб вперед, то (за оцінками ради економічних експертів при президенті США) щорічно буде забезпечений такий економічний ефект: у сільському господарстві-2500 млн. дол, в наземному транспорті-100 млн.; у лісовій промисловості-45 млн.; у водному господарстві-3000 млн. дол Таким чином, сумарний ефект у господарських галузях Сполучених Штатів від такої системи складе близько 6 млрд. дол Для всього світу ця цифра зросте у багато разів.

Похожие статьи




Метеорологічні системи - Використання космічних апаратів в інтересах людства

Предыдущая | Следующая