18. Методы аэрологических наблюдений

1. Метеорологические наблюдения производятся приборами, установленными на метеорологических станциях у поверхности Земли. Цель аэрологических наблюдений заключается в получении сведений о значении метеорологических величин во всей толще атмосферы. К наиболее важным величинам относятся скорость и направление ветра, температура и влажность воздуха, измеряемые последовательно на различных уровнях атмосферы (от нижних слоев до самых высоких). Для этой цели применяются: шары-пилоты, ра­диопилоты, радиозонды, аэростаты постоянного уровня, специально оборудованные самолеты, метеорологические ракеты и метеорологи­ческие искусственные спутники Земли.

18.2. Наиболее простым видом аэрологических наблюдений являет­ся ветровое зондирование, т.е. наблюдения над ветром в свободной атмосфере с помощью шаров-пилотов — небольших резиновых шаров, наполненных водородом или гелием, выпускаемых в сво­бодный полет. Наблюдая за движением шара в оптические теодо­литы либо определяя его положение путем радиопеленгации или радиолокации подвешенной к нему антенны-отражателя (радио­ветровое зондирование), можно определить скорость и направле­ние переноса шара по мере его подъема во все более высоких слоях атмосферы. Понятно, что движение шара определяется скоростью и направлением ветра в этих слоях. В последнее время радиоветровое зондирование почти полностью вытеснило шаропилотное зондирование, поскольку оно позволяет получать данные о ветре и в облачных условиях, когда оптические наблюдения оказываются невозможными.

18.3. Сведения о температуре, влажности и давлении в сво­бодной атмосфере получают с помощью метода радиозондирова­ния, впервые разработанного в СССР П.А. Молчановым в 1930 г. В настоящее время он применяется метеорологическим службами всех стран. П.А. Молчанов изобрел радиозонд, по существу пер­вый телеметрический прибор, который имел датчики температуры, влажности и давления. Радиозонд подвешивался к шару, напол­ненному водородом. Поднимаясь вверх и находясь в полете, прибор посылал по радио сигналы, которые принимались на земле и тут же переводились в значения метеорологических величин. Совре­менный радиозонд значительно усовершенствован. Он применя­ется вместе с радиолокатором, обработка его сигналов полностью автоматизирована. Подвесив к шару антенну-отражатель и радио­зонд и проследив за его движением с помощью радиолокатора, рассчитывают скорость и направление ветра, температуру, влаж­ность и давление до высоты 30—40 км. Метод радиозондирова­ния вызвал переворот в методах аэрологических наблюдений и во всей современной метеорологии. Радиозондовые наблюдения без всякого промедления стали использоваться службой погоды, что особенно повысило их ценность. Благодаря радиозондированию несравнимо возросли наши знания о слоях атмосферы до высоты 30-40 км.

Сеть радиозондовых станций с разной степенью густоты покры­вает все материки земного шара. Над океанами, за исключением островов, в настоящее время существует всего одна аэрологиче­ская станция на судне погоды — в Тихом океане. Чтобы попол­нить сведения об атмосфере над океанами, широко используются наблюдения за ветром рейсовых гражданских самолетов. Специ­альные самолеты, оборудованные под летающие аэрологические обсерватории, являются важным средством для специальных слож­ных наблюдений, требующих участия наблюдателя (например, для изучения физического строения облаков, измерения потоков солнечного и земного излучения, наблюдений за атмосферным электричеством).

18.4. Особенно бурно метеорологические исследования стали развиваться со времени запуска в СССР в 1957—1958 гг. первых искусственных спутников Земли. С 1960 г. регулярно запускаются метеорологические спутники для наблюдения нижележащих слоев атмосферы. Наибольшее применение в метеорологии получили спутники, запускаемые на околополярную солнечно-синхронную пилотное зондирование, поскольку оно позволяет получать данные о ветре и в облачных условиях, когда оптические наблюдения оказываются невозможными.

18.3. Сведения о температуре, влажности и давлении в сво­бодной атмосфере получают с помощью метода радиозондирова­ния, впервые разработанного в СССР П.А. Молчановым в 1930 г. В настоящее время он применяется метеорологическим службами всех стран. П.А. Молчанов изобрел радиозонд, по существу пер­вый телеметрический прибор, который имел датчики температуры, влажности и давления. Радиозонд подвешивался к шару, напол­ненному водородом. Поднимаясь вверх и находясь в полете, прибор посылал по радио сигналы, которые принимались на земле и тут же переводились в значения метеорологических величин. Совре­менный радиозонд значительно усовершенствован. Он применя­ется вместе с радиолокатором, обработка его сигналов полностью автоматизирована. Подвесив к шару антенну-отражатель и радио­зонд и проследив за его движением с помощью радиолокатора, рассчитывают скорость и направление ветра, температуру, влаж­ность и давление до высоты 30—40 км. Метод радиозондирова­ния вызвал переворот в методах аэрологических наблюдений и во всей современной метеорологии. Радиозондовые наблюдения без всякого промедления стали использоваться службой погоды, что особенно повысило их ценность. Благодаря радиозондированию несравнимо возросли наши знания о слоях атмосферы до высоты 30-40 км.

Сеть радиозондовых станций с разной степенью густоты покры­вает все материки земного шара. Над океанами, за исключением островов, в настоящее время существует всего одна аэрологиче­ская станция на судне погоды — в Тихом океане. Чтобы попол­нить сведения об атмосфере над океанами, широко используются наблюдения за ветром рейсовых гражданских самолетов. Специ­альные самолеты, оборудованные под летающие аэрологические обсерватории, являются важным средством для специальных слож­ных наблюдений, требующих участия наблюдателя (например, для изучения физического строения облаков, измерения потоков солнечного и земного излучения, наблюдений за атмосферным электричеством).

18.4. Особенно бурно метеорологические исследования стали развиваться со времени запуска в СССР в 1957—1958 гг. первых искусственных спутников Земли. С 1960 г. регулярно запускаются метеорологические спутники для наблюдения нижележащих слоев атмосферы. Наибольшее применение в метеорологии получили спутники, запускаемые на околополярную солнечно-синхронную

5. В последние десятилетия для специальных исследова­тельских целей запускаются шары большого диаметра с оболочкой из полиэтилена — трансокеанские зонды, снабженные автомати­ческими приборами, передающими данные измерений по радио. Подъемная сила трансзондов рассчитана таким образом, что они уравновешиваются при определенном достаточно низком давле­нии в верхней атмосфере. Вместе с воздушными течениями эти шары дрейфуют в слое с одним и тем же давлением обычно на высоте 15—20 км много дней подряд. Определение траекторий полета таких шаров имеет значение для изучения переноса воздуха в различных слоях атмосферы, особенно над океанами и в тропи­ках, где сеть аэрологических станций недостаточна.

5. Для исследования высоких слоев атмосферы (выше 30— 40 км) запускают метеорологические и геофизические ракеты, в голов­ных частях которых установлены различные приборы. Показания приборов, передаваемые по радио, и прослеживание сбрасывае­мых с парашютами головных частей ракет дают возможность из­мерять температуру, давление, состав, скорость и направление ветра и т. д. Важным методом исследования высоких слоев явля­ются наблюдения за распространением радиоволн и радиолокация метеорных следов, образуемых влетающими в атмосферу метеорами.