Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

858. Как работает радар?Радар — это сокращение слов radio detecting and ranging [50] Радиообнаружение и определение дальности. ( Прим. перев .) . Радиолокационная станция состоит из нескольких систем. Передающая система посылает радиоимпульсы с помощью волновода и вращающейся антенны. Приемная система представляет собой контур, который принимает возвращающиеся эхо-сигналы и превращает их в видеоинформацию. Эта информация передается на индикаторы, с помощью которых можно увидеть изображение шторма, определить расстояние до него, изучить его поведение, вычислить его размеры. Радиолокаторы, предназначенные для наблюдения за штормами и зонами осадков, могут быть не только наземными, но устанавливаются также на кораблях и самолетах.

859. Что такое шары постоянного уровня?Во время второй мировой войны изобретательность японцев была направлена на создание беспилотных воздушных шаров, которые автоматически управлялись бы электромеханическими системами управления и могли бы в течение нескольких дней дрейфовать в воздушном потоке на каком-то одном основном уровне. Такие шары были созданы и использовались японцами для доставки из Японии в Северную Америку зажигательных бомб. Эти шары принято называть трансозондами.

860. Как трансозонды используются в метеорологических целях?Достижения японцев, описанные выше, заинтересовали ученых с точки зрения возможности их применения в метеорологических исследованиях. Исследовательскими группами военно-морского флота и военно-воздушных сил Соединенных Штатов были созданы огромные полиэтиленовые трансозонды «Скайхаук» и «Моби Дик», которые дрейфовали на большие расстояния и на больших высотах, давая сведения об особенностях воздушных течений. [51] Подобные шары, снабженные фотосистемами, применялись для получения шпионской информации с территории стран социалистического лагеря. ( Прим. перев .) Трансозонды способны нести нагрузку в десятки килограммов на протяжении многих тысяч километров, все время удерживаясь вблизи постоянного уровня и передавая сведения о погоде на наземные приемные станции.

861. Из каких основных частей состоит система трансозонда?В систему трансозонда входят следующие основные компоненты:

1) шар для создания подъемной силы с контрольным оборудованием, служащим для поддержания заданного уровня полета;

2) станция зондирования, состоящая из метеорологических приемников, радиопередатчика и элементов питания;

3) сеть радиопеленгационных станций для периодического определения положения шара и снятия с него метеорологической информации.

862. На какое расстояние могут летать эти шары?Трансозонды военно-морского флота Соединенных Штатов, несущие метеорологическое оборудование, дрейфуют на высоте около 9 км в среднем на расстояние 8000 км. Например, 24 апреля 1953 года шар, запущенный в Миннеаполисе, приземлился 27 апреля на побережье Северной Африки.

Исследовательские шары военно-воздушных сил запускались в Верналисе, штат Калифорния, в феврале 1955 года. Они прослеживались радиопеленгационными станциями в течение 14 дней. За это время шары покрывали расстояние, равное 3/ 4окружности земного шара.

Информация, полученная во время таких трансконтинентальных и трансокеанических полетов, очень полезна для совершенствования наших знаний об общей циркуляции атмосферы. Она также важна для развития методов долгосрочного прогнозирования погоды.

863. Какие еще шары применяются для изучения погоды?Примером шаров другого рода, использующихся в метеорологии, служат шары, выпускаемые в кругообразные циклонические вихри, например ураганы, и являющиеся мишенями, отражающими волны радиолокационных станций. Они помогают определять направление перемещения штормов.

864. Что такое автоматические метеорологические станции?Большим шагом вперед явилось создание метеорологических станций, работающих без участия человека. Они устанавливаются в ненаселенных районах земного шара. Такие автоматические станции использовались во время второй мировой войны на Тихом океане и на Алеутских островах. Метеорологические автоматические станции могут применяться на море и в воздухе.

865. Как автоматические метеорологические станции устанавливаются на море?На море автоматическая метеорологическая станция устанавливается на лодке или на буе, которые укрепляются якорями так, чтобы они были в состоянии выдержать любой шторм. Она способна передавать сведения о погоде посредством закодированных радиосигналов в течение нескольких месяцев на расстояние до 1000–1500 км. Станции измеряют температуру воды и воздуха, атмосферное давление, — направление и скорость ветра специальными приборами, установленными в специальном алюминиевом корпусе.

866. Может ли автоматическая метеорологическая станция применяться в воздухе?В воздухе можно применять парашютную автоматическую метеорологическую станцию, сбрасываемую с самолета (сбрасываемый зонд). Этот прибор может сбрасываться над недоступной для человека местностью и передавать сведения о температуре, давлении и влажности на приемную станцию, находящуюся на расстоянии нескольких километров.

867. Что такое инфракрасный гигрометр?Несколько лет тому назад в отделе приборов Бюро погоды Соединенных Штатов был разработан новый высококачественный метод определения количества водяного пара в воздухе. На его основе был создан прибор, называемый инфракрасным гигрометром. Устройство гигрометра основано на принципе измерения потока инфракрасного излучения двух волн разной длины, проходящих через слой воздуха. Одна из волн поглощается, а другая не поглощается водяным паром. Сравнение потоков инфракрасной радиации в двух диапазонах позволяет определить количество водяного пара, содержащегося в исследуемом слое атмосферы. Прибор дает возможность проводить измерения на различных расстояниях, начиная с нескольких сантиметров и кончая тысячами метров. Он дает возможность также производить измерения при очень низких температурах и низких концентрациях водяного пара, когда все другие приборы практически непригодны.

868. Что определяют с помощью метода сфериков?Грозовые разряды, связанные с грозовыми облаками и торнадо, излучают во всех направлениях импульсы электромагнитной энергии. Радиопомехи этого типа могут генерироваться также снегом и дождем. Радиоимпульсы могут быть приняты на большом расстоянии радиоприемником, работающим на той же частоте, которую имеют сигналы, излучаемые метеорологическими объектами. С помощью сети из нескольких радиопеленгационных станций, расположенных на расстоянии нескольких сотен километров друг от друга, можно узнать, как ведут себя штормы, определить положение очагов сильных гроз. Описанный метод называют методом сфериков (сокращение слова атмосферики). Он позволяет засекать грозы и получать траектории их движения на расстояниях до 3000 км.