спрашивается, почему весны бывают разными? Почему механизм передачи энергии атмосфере дает сбои и приводит год от года к столь неодинаковым результатам? Ответ пока есть один: регулятором изменения атмосферных процессов служат облака. Вот почему именно для наблюдений за ними была создана космическая метеорологическая система «Метеор».
В составе бортовой аппаратуры каждого метеоспутника — две телевизионные камеры. С высоты около 900 километров они регулярно передают на Землю снимки облачного покрова на дневной стороне планеты. Причем поступают они в режиме непосредственной передачи: изображения могут принимать наземные станции, оборудованные несложной аппаратурой и небольшой антенной. Через пять-десять минут после спутника на станции получают снимок облачного покрова и подстилающей поверхности площадью несколько миллионов квадратных километров. Съемка земной поверхности в ночное время проводится с помощью инфракрасной аппаратуры.
Однако метеорологов интересуют не только снимки с изображением облачного покрова на дневной и ночной стороне Земли. На метеоспутниках устанавливают еще и так называемые актинометрические приборы. Они регистрируют солнечную радиацию, отражаемую различными участками земной поверхности и атмосферы, их собственное тепловое излучение. Известен общий приход солнечной энергии на нашу планету, поэтому можно определить, как говорят ученые, радиационный баланс системы Земля — атмосфера. Этот баланс необходим для составления долгосрочных прогнозов погоды.
Чтобы оперативно принимать и обрабатывать сотни тысяч фотографий, которые одновременно поступают с нескольких спутников, на Земле построили специальные пункты. У нас в стране существует наземный комплекс приема, обработки и распространения метеорологической информации, действуют станции сбора сведений о погоде в разных районах страны. Они оснащены быстродействующими ЭВМ. После обработки информация поступает к потребителям в удобном для них виде. На снимки, переданные спутниками, наносится сетка географических координат. Изображения материков и облаков приведены к одному масштабу, освобождены от перспективных искажений, и потому их легко сравнивать с синоптическими картами. Между прочим, такой анализ стал ежедневным во всех современных метеоцентрах. Данные актинометрической аппаратуры представляют собой цифровые карты с сеткой координат, на которых показаны изолинии. Готовая метеоинформация используется не только у нас в стране, но и для международного обмена. На основе спутниковой информации уточняются прогнозы погоды на трое суток вперед.
…Корабль пролетал над восточным побережьем Америки. Внизу Атлантический океан. Он почти весь закрыт облаками. Странно они выглядят отсюда, из космоса. Отличаются от тех, что можно увидеть из иллюминатора воздушного лайнера, летящего на высоте 8–10 тысяч метров. Но чем? Очень хорошо заметно, что облачность неоднородная, явно прослеживается вихревая структура. От центра к периферии вытянулись спиралевидные полосы облаков. «Так это же тропический циклон, — осенило меня. — Ну конечно, в центре зияет небольшое темное пятно — так называемый „глаз бури“…»
В каждом полете космонавты видят подобную картину, а в нынешних многомесячных рейсах и не один раз. И все же проследить из космоса за возникновением и развитием хотя бы одного циклона не удавалось. Именно метеоспутники помогли ученым установить места зарождения тропических циклонов и пути их движения. Выяснилось, например: те из них, что властвуют в Индийском океане, рождаются в трех точках вблизи острова Ява. Теперь собрана и обрабатывается богатая статистика циклонов, их повадки подробно изучены. Эта регулярно получаемая со спутников информация легла в основу созданной службы оповещения о тропических циклонах. Многие ураганы были вначале обнаружены метеоспутниками и лишь потом зарегистрированы наземными станциями предупреждения. Жителям побережий сегодня заранее известно о грозящей опасности. Главное оружие слепой стихии — внезапность — перестало действовать. Этой победой мы, так сказать, обязаны целиком метеоспутникам.
Снимки с «Метеоров» зафиксировали и такое любопытное явление, как сдвоенный циклон. Это, по существу, два циклона, соединенных полосой сплошных облаков. Обнаружили метеорологи на космических снимках и сопутствующие друг другу тайфуны, разделенные почти 1000-километровым расстоянием. О возможности таких явлений в атмосфере раньше лишь предполагали теоретики. По фотографиям со спутников достоверно выяснили, что некоторые районы в Тихом и Индийском океанах, считавшиеся раньше свободными от тропических циклонов и потому безопасными для мореплавания, в действительности подвержены набегам свирепых ураганов.
Надо сказать, что большинство этих сведений имеют не просто теоретическое значение — они важны для практиков. Ведь морские суда нашей страны бороздят сейчас и те районы Мирового океана, где систематически возникают тропические циклоны и тайфуны. Чтобы обеспечить безопасность и экономическую эффективность этих рейсов, необходимо постоянно следить за атмосферными процессами, например, во всем южном полушарии. Не остаются в стороне от этих забот и космонавты, работающие на орбитальных станциях.
— Погода у нас неважная. Лето проходит, а теплых дней маловато, — посетовал как-то оператор Центра управления в разговоре с экипажем «Салюта-6». — Не вы ли там эксперименты с ней проводите?
— Честное слово, ничего с погодой не делаем, — засмеялся В. Коваленок, — только ведем наблюдения за облачностью… Вы же знаете, у метеорологов есть трудности с прогнозированием, хотим помочь им. Совсем недавно они пообещали, что в Москве будут хорошие дни. Так ведь и случилось. Наверное, мы помогли. Теперь удвоим усилия.
Станция «Салют» и спутник «Метеор» периодически одновременно пролетают над одними и теми же районами планеты и оказываются как бы на одной вертикали. Орбита метеоспутника «повыше». Вот тогда-то космонавты проводят съемку облачного покрова. Сопоставление снимков из космоса, сделанных на разных высотах, с данными, собранными метеорологами на Земле, представляют особую ценность. Они позволили расшифровывать многие сложные процессы в атмосфере, более детально оценивать синоптическую обстановку в этих районах планеты.
Космическая система «Метеор» непрерывно совершенствуется и развивается. По спутниковым данным уже научились определять вертикальный профиль температур, что особенно важно для «охвата» пустынных районов и океанских просторов. Кроме видимого света и инфракрасных лучей, начинают применять и радиоволны, которые способны дать большой объем информации практически при любой погоде. Не будет забыта, по-видимому, и лазерная локация с борта спутника, с помощью которой можно измерять ряд интересных характеристик атмосферы, например ее загрязненность.
В последние годы спутники «Метеор» стали использовать не только в метеорологических целях, но и для исследования природных ресурсов. Таков запущенный 29 июня 1977 года экспериментальный спутник «Метеор-Природа». Он впервые в нашей стране был выведен на новую, так называемую солнечно- синхронную орбиту. В отличие от своих предшественников этот спутник запущен против вращения Земли. Не вдаваясь в астрономические тонкости, отметим, что орбита позволяет ему практически постоянно находиться над освещенной частью Земли. Мало того, над одной и той же географической точкой «Метеор-Природа» каждые сутки появляется приблизительно в одинаковое время. Какие это дает преимущества? Прежде всего значительно возрастает производительность работы спутника. Уже при трехмесячном сроке активного существования она увеличивается вдвое по сравнению с прежним способом вывода в космос.
Далее. Съемка районов, расположенных на одной и той же широте, происходит в одно и то же время суток, значит, при постоянном угле возвышения Солнца над горизонтом. Таким образом, обеспечена постоянная экспозиция, стабильнее и качественнее становятся результаты съемки. А это, в свою очередь, упрощает обработку снимков, облегчает ее автоматизацию. Повторная съемка к тому же дает возможность прослеживать динамику изменений изучаемых объектов. «Метеор-Природа» присылает из космоса изображение земной поверхности в четырех участках спектра, причем в полосе шириной 1800 километров различимы детали размером от 1 километра, а в двух участках шириной 1200 километров — от 250 и 500 метров.
Данные с таких спутников обеспечивают надежную оценку состояния ледового покрова, границы снегов, интенсивность паводков крупных и средних рек, площадь затопляемых участков, очаги пожаров, состояние пастбищ. Пока работа спутника «Метеор-Природа» носит экспериментальный характер, тем не менее уже сейчас получаемая информация передается для практического использования министерствам
