Павел Астапенко - Вопросы о погоде

Аналогичные, хотя и меньшие по масштабам, международные программы выполнялись и раньше: в 1882/83 и 1932/33 годах – Международные полярные годы, в 1964/65 году – Международный год спокойного Солнца, в 1979/80 – Международный год солнечного максимума. В 70-х и 80-х годах реализуется многолетняя Программа исследований глобальных атмосферных процессов – ПИГАП, расчлененная на несколько региональных экспериментов – в тропиках, в полярных областях, в районах муссонной циркуляции.

Цель этой программы исследований – сбор материалов в тех географических районах, где энергия Солнца поступает на земную поверхность в избытке, а также в тех районах, где поступление солнечной энергии за год или в отдельные сезоны, наоборот, относительно мало. Таким образом, главное внимание уделяется районам Земли, являющимся «нагревателями» вод океанов и воздуха атмосферы и «холодильниками» Земли, а также процессам теплообмена между этими районами. Материалы этих наблюдений должны послужить основой для создания математической модели атмосферной циркуляции, расчета слагаемых теплообмена в масштабах всей планеты и разработки методов предвычисления погоды долгосрочного характера. Данные, собранные за годы осуществления ПИГАП, позволят проверить и уточнить разработанные учеными различные схемы взаимодействия океана и атмосферы, формирования облачности и осадков, прихода и расхода тепла, необходимые для создания численных методов долгосрочных прогнозов погоды.

Планы ПИГАП предусматривают дистанционное зондирование атмосферы с использованием так называемых геостационарных спутников. Такие спутники вращаются с той же угловой скоростью, что и Земля, и, таким образом, всегда находятся над одним и тем же местом земной поверхности (см. также 10.8 и 10.9). С их помощью должно быть обеспечено надежное метеорологическое освещение широкого пояса между 55-ми параллелями обоих полушарий Земли. Предполагается запустить на экваториальные орбиты пять таких спутников, из них один советский, один японский, один западноевропейский и два американских.

Первый геостационарный метеорологический спутник запущен 17 мая 1974 года. Высота орбиты его 35 800 км, угол наклона – около 2°. Находится спутник над точкой 45°17' з. д.

Проведение серий исследований в тропиках предусмотрено программой так называемого Тропического эксперимента (ТРОПЭКС), входящей составной частью в ПИГАП. Оно связано с необходимостью уточнения роли тропической зоны в формировании атмосферных процессов в масштабах всей земной поверхности. Тропическая зона получает от Солнца огромное количество тепла, лишь небольшая часть которого излучается в мировое пространство. Таким образом, в тропиках накапливаются огромные количества энергии, переносимой затем воздушными и океанскими течениями в средние и высокие широты. Изучение механизма переноса энергии и ее преобразования должно помочь выяснению закономерностей формирования крупномасштабных особенностей погоды. В результате осуществления программ ТРОПЭКС удалось получить много новых данных о механизме общей циркуляции атмосферы и ряд количественных характеристик образования облаков и развития грозовой активности, выпадения в тропиках ливневых осадков, очень важных для синоптиков, занимающихся прогнозированием погоды в низких широтах. Таким образом, исследования ТРОПЭКС имеют не только теоретическое, но и прямое практическое значение.

Проект ВСП наряду с решением ряда чисто практических задач обеспечения метеорологической информацией всех ее потребителей в масштабе земного шара предусматривает и выполнение научных исследований, результаты которых должны способствовать совершенствованию всей мировой системы обмена метеоинформацией и развитию атмосферных наук. Программа ПИГАП – более узкая, она направлена на решение ряда конкретных проблем энергообмена в атмосфере и взаимодействия атмосферы и океана. Результаты исследований по программе ПИГАП широко используются учеными, работающими в рамках программы ВСП.

Научные программы ВСП осуществляются совместно с Международным советом научных союзов (МСНС). Исследования в рамках ПИГАП ведутся в соответствии со специальным соглашением между ВМО и МСНС. По этому соглашению осуществляется Первый глобальный эксперимент (ПГЭП) и несколько региональных экспериментов. ПГЭП осуществлялся на протяжении двух периодов: с 5 января по 5 марта и с 1 мая по 30 июня 1969 года. В рамках глобальной системы наблюдений в четырех зональных центрах – в Японии, СССР, Великобритании и США – был организован сбор данных, включающих данные наблюдений метеорологических спутников. Кроме того, были организованы и успешно проведены дополнительные специальные наблюдения с 45 судов ветрового зондирования в тропиках, с самолетов – разведчиков погоды, сбрасывающих радиозонды в экваториальных зонах Атлантики, Тихого и Индийского океанов; в экваториальной области были выпущены уравновешенные шары-зонды, а на обширной акватории Мирового океана в разных широтах выпущено около 400 дрейфующих буев.

Исполнительный комитет ВМО (бывший до июня 1983 года руководящим органом Организации) в июне 1980 года определил содержание всего комплекса работ по изучению климата земного шара, которые должны выполняться ВМО в сотрудничестве с другими международными организациями в рамках Всемирной климатической программы (ВКП).

ВКП объединяет четыре взаимосвязанные программы: Всемирную программу исследования климата, Всемирную программу применения знаний о климате, Всемирную программу исследования влияния климата на деятельность человека и Всемирную программу климатических данных. Координация всех работ по этим программам возложена на специально созданное при Секретариате ВМО Бюро ВКП. Научные аспекты ВКП обсуждаются Объединенным научным комитетом ВМО/МСНС, который возглавляет проф. Дж. Смагоринский (США). В состав комитета входят советские ученые академик А. М. Обухов и профессор М. А. Петросянц. Определены основные направления намечаемых исследований. В частности, предполагается изучение механизма обратной связи между облачностью и радиацией, процессов взаимодействия океана и атмосферы, разработка модели климата и осуществление ряда экспериментов. Предусматривается привлечение к выполнению программы исследований Научного комитета по исследованию океана (СКОР), Комитета по космическим исследованиям (КОСПАР), Международной ассоциации метеорологии и физики атмосферы (МАМФА).