Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Гайгеров С.С. Исследование синоптических процессов в высоких слоях атмосферы

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
17.52 Mб
Скачать

атмосферы, в конце 1970 г. здесь начали зондирование с помощью ракеты М-100.

Сравнительно недавно в СССР разработана и испытана новая облегченная метеорологическая ракета ММР-06, предназначенная

для температурно-ветрового

зондирования до

высоты 60—65 км.

В 1962 г. на территории

США и Канады

было организовано

метеорологическое ракетное зондирование на восьми полигонах

(Грили,

Тонопа, Пойнт-Мугу, Уайт-Сендс,

Черчилл,

Уоллопс-

Айленд,

мыс Кеннеди, Эглин). Кроме того,

на

двух

полигонах

в Тихом океане (Эниветок, Маршалловы

острова, и

Баркинг-

Сендс,

Гавайские острова)

были осуществлены единичные

пуски

ракет. В начальный период организации сети, с октября

1959

года

до апреля 1961 г., проводились частые ракетные пуски

в течение

срединного месяца каждого

сезона. Позже

было

найдено

более

целесообразным проводить наблюдения три раза в неделю в тече­ ние всего года [268]. К 1965 г. метеорологическая ракетная сеть США и Канады состояла из 10 станций, осуществляющих до трех пусков в неделю, и 12 дополнительных станций, производящих зондирования от случая к случаю [438]. Кроме того, два судна Во­ сточного испытательного полигона ВВС США проводили эпизоди­ ческое зондирование в различных частях Атлантического, Ин­ дийского и Тихого океанов (T-AGM-9 «Сьерра», T-AGM-10 «Танго») [267].

В середине 60-х годов в ряде других стран (Великобритании, Японии, Польше, Австралии, Аргентине) были созданы метеороло­ гические ракеты, с помощью которых началось зондирование верх­ ней атмосферы [9, 240, 420, 446, 436, 394, 278].

2. СОВРЕМЕННАЯ СЕТЬ РАКЕТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ

Благодаря созданию относительно дешевых средств зондирова­ ния международная ракетная сеть постепенно организуется, опи­ раясь на аэрологическую радиозондовую сеть.

В табл. 1 представлен список станций ракетного зондирования с указанием общего количества данных по температуре и ветру, которое оказалось возможным использовать в настоящей работе. Рисунок 3 иллюстрирует освещенность ракетными наблюдениями различных географических областей.

В западной части северного полушария сосредоточено наиболь­ шее количество станций, кроме того, здесь имеет место наиболь­

шая регулярность и частота зондирования. В конце 1968

г. — на­

чале 1969 г. система метеорологической ракетной сети

(МРС)

США состояла из 28 станций. На шести станциях пуски проводи­ лись почти ежедневно (Уайт-Сендс, мыс Кеннеди, Грили, ПойнтМугу, Уоллопс-Айленд, о. Вознесения). Два-три раза в неделю велись наблюдения на четырех станциях: Туле, Антигуа, Шерман, Баркинг-Сендс. На остальных станциях пуски производились от случая к случаю, причем на пяти из них наблюдения прекращены, что отмечено в примечании к табл. 1 [441, 442].

Таблица 1

Станции ракетного зондирования атмосферы

п/п

Станция

Широта

долгота

 

 

 

1

Акита

39° 34'

с. ш.

104°

04'

в. д.

2

Андойа

69

 

 

 

16

 

 

3

Антигуа

17

09

 

 

61

47

3. д.

4

Аргуэльо

34

40

 

 

120

36

 

5

Ареносило

37

06

 

 

6

44

 

6

Барбадос

13

06

 

 

59

37

 

7

Баркинг-Сендс

22

02

 

 

159

47

 

8

Барроу

71

21

 

 

156

59

 

9

Ванденберг

34

40

 

 

120

36

 

10

Вест-Гейриниш

57

21

 

 

7

22

 

11

о.

Вознесения

7

59

ю. ш.

14

25

 

12

Волгоград

48

41

с.

ш.

44

21

в. д.

13

Вумера

30

56

ю. ш.

136

31

 

14

о.

Ган

0

41

с.

 

73

09

 

15

о.

Гранд-Тёрк

21

26

ш.

71

09

3. д.

16

Грили

64

00

 

 

145

44

 

17

Грин-Ривер

38

56

с.

 

ПО 04

в. Д;

18

о.

Гуам

13

37

ш.

144

51

19

Карнарвон

24

53

ю.

ш.

113

40

 

20

Кваджелейн, Маршал-

8

44

с.

ш.

167

44

 

21

 

ловы острова

28

27

 

 

80

32

3. Д.

м. Кеннеди

 

 

22

Киндли, Бермудские

38

22

 

 

64

40

 

23

 

острова

66

13

 

 

19

47

в. Д.

Кроногард

 

 

Имеющееся

количество

данных

по

Принадлежность

Примечание

темпе­

ветру

ратуре

 

Япония

6

6

 

 

Норвегия

245

304

 

 

США

 

 

1

26

 

 

Испания

 

 

США

 

13

Данные

прослеживания

 

 

 

искусственных химиче­

it

366

705

ских

образований

 

 

»»

8

8

Гранаты

я

50

 

 

 

Великобритания

88

 

 

США

589

780

 

 

 

10

4

Трубки

Пито, гранаты

СССР

244

230

 

 

Австралия

57

57

 

 

Англия

7

7

За 1968

г.

США

140

158

Не работает с 2 X I I 1966 г.

 

447

912

 

 

it

3

179

 

 

6

6

Гранаты

Австралия

11

11

 

 

США

2

5

 

 

»

819

1111

 

 

4

4

 

 

 

 

 

Швеция

п/п

Станция

Широта

Долгота

 

 

 

24

Ланды

44

12

 

1

18

3.

д.

25

Мак-Мердо

77°

53'

ю. ш.

166° 44'

в.

д.

26

Мар-Чикита

37

45

 

57

25

3.

д.

27

Молодежная

67

40

 

45

51

в. д.

28

Натал

5

55

 

35

10

3.

д.

29

Пойнт-Мугу

34

07

с. ш.

119

07

 

 

ЗО

Примроз-Лейк

54

45

 

110

03

 

 

31

Сан-Николас

33

14

 

119

25

 

 

32

о. Сан-Сальвадор

24

07

 

74

,27

 

 

33

Сиуэлл

13

06

 

59

37

 

 

34

Тартагаль

22

46

ю. ш.

63

49

 

 

35

Тонопа

38

00

с. ш.

116

ЗО

 

 

36

Туле, о. Гренландия

76

33

 

68

49

 

 

37

Тумба

8

ЗО

 

76

52

в. д.

38

Уайт-Сендс

32

23

 

106

29

3.

д.

39

Уоллопс-Айленд

37

50

 

75

29

 

 

40

Ушиноура

31

15

 

131

05

в. д.

41

Хайуотер

45

01

 

72

27

3.

д.

42

о. Хейса

80

37

 

58

03

в.

д.

43

Холоман

32

51

 

106

06

3.

д.

44

Чамикал

ЗО

22

ю. ш.

66

17

 

 

45

Черчилл

58

44

с. ш.

93

49

 

 

46

Шерман

9

20

 

79

59

 

 

47

Эглин

ЗО

23

 

86

42

 

 

48

Эниветок, Маршалловы

11

26

 

162

23

в. д.

 

острова

 

 

 

 

 

 

 

49

Юма

32

52

 

1 1 4 J 9 _ 3.

д.

 

Имеющееся

 

 

 

количество

 

 

Принадлежность

данных

по

 

Примечание

темпе­

 

 

 

ветру

 

 

 

ратуре

 

 

Франция

11

11

 

 

США

22

28

Не

работает с З Х 1963г.

Аргентина

4

15

За

1968 г.

СССР

113

И З

 

 

Бразилия

9

9

Гранаты

США

645

1287

 

 

Канада

71

71

 

 

США

7

12

 

 

9

4

Не

работает с 10 октя­

 

2

134

бря 1964 г.

 

 

 

Аргентина

8

11

 

 

США

92

 

 

 

174

250

 

 

Индия

77

106

 

 

США

597

1889

 

 

252

845

Гранаты

 

57

54

Япония

4

4

 

 

Канада

14

 

 

СССР

356

338

 

 

США

22

Не работает с 20 июня

 

3

8

1961 г.

Аргентина

С 17 апреля 1968 г. пе­

Канада

315

485

ренесена в Мар-Чикиту

 

 

 

42

40

Гранаты

США

179

177

 

 

 

69

86

 

 

tt

20

32

 

 

tt

39

 

 

180 120

40

Ч&Уайт-Сендс

Я О К и н й і й

/

?? о Юма о

.Уоллопс-Айл

Пойнт-Myry

Зглин]Р м. Кеннеди

'

/

.,

о о. Сан-Сальвадор

 

Гранд-Терк

о

Рис. 3. Расположение станций ракетного

зондирования.

/ — стандартные метеорологические ракеты, 2 — акустическое

ракетно-гранатное зондирование.

Программа МРС США выполнялась в основном с помощью ракет «Аркас». В связи с возможностями миниатюризации борто­ вого электронного оборудования теперь сетевое температурно-вет- ровое зондирование осуществляется посредством значительно бо­ лее дешевой системы «Локи-Дарт». С помощью ракет «Аркас» начинают проводить озонное зондирование и эпизодические пуски по испытательным и исследовательским программам. В табл. 2 отражено положение с ракетным зондированием в 1969 г. В это время с помощью ракеты Аркас выполнялась значительная часть программы метеорологической ракетной сети США, а ракета «Вайпе-Дарт» только вводилась в систему оперативного зонди­ рования.

В 1972 г. основная часть программы метеорологической ракет­ ной сети выполнялась с помощью ракеты «Локи-Дарт», а ракета «Вайпе-Дарт» введена для оперативного использования на поли­ гонах мыс Кеннеди и Пойнт-Мугу. Таким образом, наряду со сни­ жением стоимости зондирования (переход на ракету «Локи-Дарт») из-за необходимости увеличить высоту зондирования с 65 до 90 км

стали применяться ракеты, стоящие в 3,5

раза дороже (табл. 2).

Из двух канадских станций наиболее

регулярные наблюдения

с помощью малых метеорологических ракет производятся в Чер­ чилле [390].

В последние годы в рамках Международного комитета по кос­ мическим исследованиям (КОСПАР) образовались локальные объединения метеорологических ракетных сетей. Эксперименталь­ ная межамериканская метеорологическая сеть (Экзаметнет) осу­ ществляет объединенную программу национальных организаций Аргентины, Бразилии и США по исследованию космического про­ странства [279]. Как видно из табл. 1, в Южной Америке имеются две действующие станции ракетного зондирования: Натал в Бра­ зилии и Мар-Чикита в Аргентине. Южноамериканские станции,

как правило, используют методику и технику,

применяемую

в США. На полигоне Мар-Чикита запускается также

аргентинская

ракета.

 

В восточном полушарии число станций ракетного зондирования явно недостаточно для исследования крупномасштабных процессов высоких слоев атмосферы над этим обширным районом. Два объе­ динения — Интеркосмос, включающий ряд социалистических стран Европы и Азии, и ЕСРО, объединяющее несколько западноевро­ пейских стран, предпринимают усилия не только в области иссле­ дования космического пространства, но и в отношении развития ракетных исследований атмосферы.

Станции Вест-Гейриниш (Великобритания) и Ареносило (Ис­ пания), а также экваториальная станция о. Ган используют анг­ лийскую ракету «Скуа». На индийской станции Тумба в основном применяется советская ракета М-100 (рис. 4).

Станция Молодежная в Антарктике, станции о. Ган в Индий­ ском океане, Тумба, Волгоград и о. Хейса создают возможность для выяснения строения и циркуляции атмосферы вдоль меридиана

к

Ракета

и

 

і«Аркас»

2«Скуа-1»

3МТ-135

4«Локи-Дарт»

5«Супер-Локи-Дарт»

6«Кеджун-Дарт»

7«Вайпе-Дарт»

8«Аркас» с ускорителем

9«Аркас-П» с ускорите­ лем

10«Сайдевиндер-Аркас»

11«Спарроу-Аркас»

12«Найке-Кеджун»

13«Найке-Апач»

14«Найке-Ирокез»

15«Найке-Томогаук»

16«Найке-Хайдек»

Некоторые данные о метеорологических ракетах. По Болерману [253]

 

 

 

Полезный

груз

 

 

 

 

(з

 

 

 

 

О-

 

Количество

Основная

 

 

 

 

 

 

пусков

стоимость

:ота

 

 

вид

 

И

•Л

в год

(доллары

 

 

 

ЧІ

оэ

 

 

 

 

диаі (см)

и

(1969 г.)

США)

3

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

й>

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

65

Температурный зонд

с

11,25

5

2000

2000

65

парашютом

 

 

 

 

 

То

ж е

 

 

11,25

5

100

Нет

60

 

 

 

 

11,25

5

 

сведений

»»

 

 

 

Небольшое

То же

65

 

 

 

 

3,66

1

количество

 

»»

 

 

 

1000

700

75

Диполи

или наполняемая

3,44

1

500

500

116

сфера

 

 

 

 

 

Диполи

 

 

4,06

1

25

700

90

 

 

 

 

4,38

1,5

50

2 500

125

Наполняемая сфера

 

5,00

2

25

2 500

75

Любой

 

 

11,25

5

Небольшое

3 500

120

 

 

 

 

11,25

5

количество

3000

»»

 

 

 

То ж е

110

»»

 

11,25

5

ш

3500

140

 

 

 

 

11,25

5

1*50

4500

120

 

 

 

 

15,00

25

6 000

160

 

 

 

 

15,00

25

150

6 000

220

 

 

 

 

19,5

20

20

10000

300

»»

 

 

 

18,0

30

40

15000

300

 

 

18,0

30

40

13000

Таблица 2

Примечание

В 1970 г. заменена си­ стемой «Локи-Дарт»

Введена в конце 1968 г. на мысе Кеннеди

Использовалась на мысе Кеннеди для оператив­

ных наблюдений ветра

Введена в конце 1968 г. на мысе Кеннеди

Ограниченное использо­ вание

Окончена разработка

Ограниченное использо­ вание

То ж е

практически от полюса до полюса. Данные о малоосвещенных районах Индийского океана пополняются благодаря систематиче­ ским рейсам советских научно-исследовательских судов, ведущих ракетное зондирование по меридиональным маршрутам. На рис. 5 нанесены маршруты рейсов судов «А. И. Воейков» и «Ю. М. Шо­ кальский», выполненных в период 1959—1970 гг. Нетрудно видеть,

 

ЕЩ8

с

3

 

Ж

9

 

E

= = j

1

 

IP

 

 

" 1

2ї й

,

5

і

 

АРАВИЙСКОЕ МОРЕ

Рис. 4. Схема расположения части служебных помещений, коммуни­ каций, пусковых площадок и следящих систем индийской эквато­

 

риальной станции

ракетного зондирования

Тумба.

 

 

/ — центральный командный пункт,

2 — склад

ракет,

3 — помещение

для

 

сборки

ракет, 4 — ЭВМ «Минск-2»,

5— пусковые площадки, 6 —бетонное

 

укрытие

и управление пуском, 7 — телеметрическое устройство GMD-1, 8 — ра­

диолокационные станции «Метеор-Р»

и «Каталь», 9 доплеровская

следя­

 

щая

система DOVAP, 10 радиолокационная станция MPS-19 и ЭВМ.

 

что они концентрировались

главным

образом

вдоль 65° в. д. и

180° д., т. е. вдоль меридианов,

проходящих

через среднюю

часть

Индийского океана и среднюю часть Тихого океана

соответ­

ственно [46].

 

 

 

 

 

 

 

Следует

упомянуть о метеорологических

исследованиях

мезо-

сферы и нижней термосферы с

помощью крупных ракет. СССР

проводит эти исследования,

используя ракету

MP-12, на о. Хейса,

на станции Волгоград и на подвижных станциях — нис «Профессор Визе» и нис «Профессор Зубов». Исследования с помощью круп­ ных ракет ведутся в США, Франции, Канаде, Бразилии.

Недостатком организации существующей метеорологической сети наряду с малочисленностью станций ракетного зондирования и недостаточной точностью наблюдений является трудность сбора материала наблюдений, получаемого в разных странах и не всегда попадающего в международные центры данных. Большие затрудне­ ния возникают также при сопоставлении материалов наблюдений, проведенных по различной методике.

Начиная с середины 1971 г. организован обмен текущими дан­ ными ракетного зондирования между СССР и США. Обмен осу­ ществляется с помощью кода ROCOB, что дает возможность в опытном порядке строить разрезы и карты для высот до 60 км, отнесенные к среде каждой недели.

н а у ч н о - т е х ?; - •••

2 С. С. Гайгеров

б и б л и ей о к а ' с-.

 

Г л а в а I

МЕТОДЫ И ТОЧНОСТЬ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКОГО РАКЕТНОГО ЗОНДИРОВАНИЯ В СТРАТОСФЕРЕ И МЕЗОСФЕРЕ

1. ХАРАКТЕРИСТИКА СИСТЕМ ЗОНДИРОВАНИЯ И ПОДЪЕМНЫХ СРЕДСТВ

Научно-исследовательская метеорологическая ракета М-100

Метеорологическая ракета М-100 является неуправляемой двух­ ступенчатой ракетой, работающей на твердом топливе. Она пред­ назначена для зондирования стратосферы и мезосферы путем до­

ставки научной аппаратуры до максимальной

высоты

около

100 км. Вес полезного груза, включающего

головную часть ракеты

с аппаратурой и парашют, составляет 66,7

кг. Вес

головной

части

с парашютом и парашютным отсеком превышает 77 кг. Вес изме­ рительной аппаратуры 13—14 кг.

Для подъема головной части на заданную высоту служит дви­

гательная,

установка, которая состоит из двух

состыкованных

в торец твердотопливных

двигателей

первой и

второй

ступени.

В табл. 3

представлены

некоторые

технические

данные

ракеты

М-100.

 

 

 

 

 

По калибру, стартовому весу системы, по объему и весу полез­ ного груза ракета М-100 значительно превышает малые метеоро­ логические ракеты и относится к классу средних ракет разносто­ роннего метеорологического применения (рис. 6).

Для запуска ракеты М-100 служит пусковая установка, основ­ ными частями которой являются лафет с подъемным поворотным и уравновешивающим механизмами, а также ствол со стопорными

устройствами и

спиральными направляющими. При

подготовке

к запуску ствол

ставится в горизонтальное положение

и ракета

устанавливается вдоль направляющих пусковой установки с по­ мощью лебедки. После определения по данным о баллистическом ветре азимута и вертикального угла установка приводится в пу­ сковое положение (см. рис. 2). Обычно вертикальный угол колеб­ лется от 80 до 85°.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ