Радиозонд – одно из

выдающихся изобретений нашего века, совершившее революцию в метеорологии и на протяжении уже 50 лет являющееся основным средством изучения состояния атмосферы в ее нижнем 25-30-километровом слое. Первый радиозонд сконструирован советским ученым профессором П. А. Молчановым. Впервые этот прибор был выпущен 30 января 1930 года в Павловске, под Ленинградом. Современный радиозонд представляет собой очень компактную радиометеорологическую станцию, выпускаемую в свободный полет с помощью шара, наполненного водородом или гелием; оболочка шара – из тонкой эластичной резины или неопрена. Состоит радиозонд из портативных высокочувствительных измерителей атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, оригинального устройства для кодирования результатов измерений, превращающихся в радиосигналы, и миниатюрного радиопередатчика этих сигналов. Весит все сложное оборудование современного радиозонда всего около 300 г.

Сейчас у нас в стране радиозондирование атмосферы производится ежедневно два-три раза в день на сети аэрологических станций, насчитывающей около 200 точек; мировая сеть таких станций превышает 600 точек и по проекту ВСП должна быть увеличена еще почти в два раза.

Данные радиозондирования атмосферы служат основой для составления высотных карт погоды различных уровней, от 1,5 до 20 км и выше (так называемых карт барической топографии), они же используются для предвычисления будущего состояния атмосферы – построения прогностических карт погоды для тропосферы и нижней стратосферы. Такие карты составляются в мировых, региональных и крупных национальных метеорологических центрах.

Обычные сетевые радиозонды позволяют измерять давление с погрешностью, не превышающей 100 Па, а температуру 1°C. Лучшие образцы радиозондов обеспечивают точность измерений в два раза большую. Трудность составляет не само измерение метеорологических элементов – датчики радиозонда могут обеспечить практически такую же точность, как и при измерениях у земли (то есть 0,1 гПа и 0,1° C), – а передача результатов измерений с помощью радиосигналов и их устойчивый прием на земле, а также (что самое главное) обеспечение надлежащей точности введения различных поправок в показания прибора, и прежде всего так называемой радиационной поправки.

Самый старый способ определения ветра на высотах – наблюдение за движением облаков. Еще в первой половине нашего столетия на метеорологических станциях можно было видеть простейший прибор – нефоскоп, позволявший, помимо направления движения облаков, приближенно оценивать и скорость их перемещения (для этого нужно было одновременно определять также и высоту облаков).

При безоблачной погоде (а при облаках – только в подоблачном слое) ветер на высотах можно определять шаро-пилотным методом – наблюдая в теодолит за подъемом наполненного легким газом резинового или неопренового баллона. Скорость подъема шара-пилота принимается за постоянную, а его местоположение фиксируется через определенные промежутки времени величинами горизонтального и вертикального углов, под какими виден шар в теодолит. Этот метод, отличающийся простотой и дешевизной, не вышел из употребления и в наши дни, хотя в основном сейчас ветер на высотах определяется с применением более совершенной аппаратуры непосредственно при выпуске радиозонда.

Практически ветровое зондирование атмосферы осуществляется параллельно с зондированием температуры, влажности и давления при полете одного и того же прибора. Но измерение скорости ветра и определение его направления на разных высотах производится не самим летящим радиозондом, а радиолокатором, находящимся на земле и следящим за движением радиозонда. Фиксирование положения радиозонда через определенные промежутки времени и вычисление скорости ветра, увлекающего за собой прибор, производится автоматически: при радиолокаторе на станции приема сигналов радиозонда есть счетно-решающее устройство.

49. Буйковая автоматическая радиометеорологическая станция

Для ветрового зондирования атмосферы можно использовать и метеорологические искусственные спутники земли – МИСЗ. Во Франции разрабатывается аппаратура для сбора и передачи данных дрейфующих шаров-зондов и определения скорости и направления ветра. Такую аппаратуру предполагается устанавливать на метеорологических спутниках, летающих на невысоких орбитах – до тысячи километров над земной поверхностью.

Буйковые автоматические метеостанции (фото 49) предназначены для установки в океане, где нет других средств получения метеорологической информации. Они представляют собой плавучие платформы, на которых установлено оборудование для инструментальных измерений атмосферного давления, температуры и влажности воздуха, ветра, количества выпадающих осадков, наличия облаков или ясного неба. Как и в радиозонде, результаты измерений кодируются, превращаясь в систему радиосигналов, в определенное время передаваемых в эфир для прослушивания центром по сбору метеоинформации. Станция может производить и внеочередные наблюдения по команде, даваемой ей по радио. Работа станции обеспечивается блоком долговременного электропитания. Ее положение в океане стабилизируется системой якорей специальной конструкции. Буйковые станции аналогичны по устройству другим видам метеорологических автоматических станций, устанавливаемых в труднодоступных и малонаселенных местностях (в горах, пустынях, во льдах полярных областей).

Проект ВСП предусматривает широкое развитие сети таких станций в открытом океане.

Торговые суда плавают по определенным маршрутам, связывающим между собой морские порты различных континентов. Если посмотреть на карту мировых морских путей, то в каждом океане можно увидеть значительные акватории, практически не посещаемые судами торгового флота или посещаемые очень редко и крайне нерегулярно. Между тем информацию о погоде надо иметь постоянно и наблюдения должны вестись повсеместно, в том числе и в океане, в строго определенные часы, называемые сроками наблюдений.

Автоматические буйковые метеорологические станции дают неполные сведения о погоде – на них нет людей, производящих визуальные наблюдения за очень важными метеорологическими явлениями и величинами, не фиксируемыми приборами буйковых станций (например, такими, как формы облаков, горизонтальная видимость, виды осадков и т. п.). Наконец, буйковые станции дают информацию о погоде только у водной поверхности и ничего не сообщают о состоянии атмосферы на высотах в тропосфере и нижней стратосфере.

Суда погоды и предназначены восполнить пробел в информации, получаемой с помощью остальных средств наблюдений на море; на них есть все необходимое оборудование, включая радиозонды и радиолокаторы. Конечно, это дорогостоящее средство получения метеорологической информации. Поэтому проект ВСП предусматривает ограниченное количество судов погоды – около 25 на весь Мировой океан. Получаемая от них информация вместе с информацией ИСЗ обеспечит освещение акваторий океанов данными с требуемой полнотой.