Погода и ее предвидение

Однако в последние годы снова обращено внимание на то, что целый ряд явлений, наблюдающихся в нижних слоях атмосферы, все же связан с изменением солнечной активности. Помимо уже приводившихся выше примеров, обращает на себя внимание то, что в периоды максимумов солнечной активности температура в тропических поясах Земли приблизительно на полградуса ниже, чем в периоды минимумов. Неоднократно обнаруживалась связь между солнечной активностью и числом гроз и т. д.

Все это приводит к мысли, что в атмосфере Земли действует какой-то еще недостаточно исследованный механизм, обусловливающий связь изменений погоды на земном шаре с солнечной активностью.

В настоящее время есть предположение, что между верхними и нижними слоями атмосферы существует достаточно интенсивный обмен, в процессе которого энергия, поглощаемая верхними слоями атмосферы, переносится в ее нижние слои. Выяснить этот вопрос, однако, можно лишь путем подробных исследований атмосферы по вертикали, до больших высот.

Большую помощь в этом теперь оказывают метеорологические ракеты и искусственные спутники Земли.

Продолжающееся исследование вопроса о том, как влияет солнечная активность на процессы в атмосфере, открывает большие перспективы в изучении физических процессов в атмосфере и законов, ими управляющих. А это в свою очередь несомненно даст в руки метеорологов дополнительные и очень важные сведения, которые позволят улучшить качество прогнозов погоды.

Процессы, происходящие в атмосфере, взаимосвязаны в масштабе всего земного шара. Вспомните хотя бы тот же пример с влиянием ледовитости арктических морей на уровень африканских озер! Даже кажущиеся чисто местными явления атмосферы в какой-то степени неизбежно связаны с общей циркуляцией атмосферы, от полюса до полюса. Между тем наблюдения над состоянием атмосферы до сих пор в основном производятся в обжитых районах, так как организовать метеорологические станции в приполярных, горных и пустынных районах не так легко. Более 70 процентов поверхности Земли занято океанами и морями, где наблюдения могут быть обеспечены также лишь в ограниченной степени, на плавающих судах.

Конечно, в будущем сеть метеостанций равномерно покроет всю поверхность земного шара. В настоящее время, пока эта проблема не решена, организуются согласованные в международном порядке эпизодические массовые исследования атмосферы в целом. Такие исследования были проведены, например, в международные полярные годы (МПГ) в 1882–1883 и 1932–1933 годах, в основном в полярных областях. В настоящее же время, как известно, проводится Международный геофизический год (МГГ) ^[9] . Наблюдения по этому году проводятся в течение 18 месяцев — с 1 июля 1957 г. по 31 декабря 1958 г. Это время совпадает с периодом максимума солнечной активности, когда все явления на Земле, связанные с деятельностью Солнца, выражены наиболее отчетливо. В огромную программу исследований в период МГГ входят изучение метеорологических явлений, земных токов, полярных сияний, свечения ночного неба, ионосферы, метеоров, солнечной активности, космических лучей, ледников и вечной мерзлоты и т. д. Организованы специальные станции в малодоступных районах земного шара, в частности в тропиках, в Арктике и Антарктике.

9

Подробнее см. в брошюре: В. П. Цесевич, Международный геофизический год, Гсстехиздат, 1957.

Особое внимание уделяется исследованию атмосферы при помощи ракет и искусственных спутников Земли. Советский Союз принимает активное участие в проведении МГГ. Ученые СССР организовали специальные пункты наблюдений и в Арктике, на дрейфующих льдинах, и в Антарктиде, в поселках «Мирный», «Восток» и «Советская». Наблюдения в океане производятся на дизель-электроходе «Обь», на судах «Витязь», «Океан» и др. Для того чтобы получить единовременную картину состояния атмосферы по определенным направлениям, организованы дополнительные станции, расположенные вдоль специально выбранных меридианов и параллелей. Метеорологические исследования по материалам МГГ в СССР проводятся в основном по следующим проблемам: изучение общей циркуляции атмосферы и трехмерный анализ состояния атмосферы на больших пространствах; изучение динамики атмосферы у экватора и обмена воздуха между северным и южным полушариями; изучение связи между явлениями в атмосфере и нижней стратосфере и т. д. Кроме того, большое внимание уделяется вопросам изучения космических лучей, корпускулярного и ультрафиолетового излучения Солнца и исследованию ионосферы.

При помощи советских метеорологических ракет уже получены весьма ценные сведения о распределении давления и плотности воздуха на больших высотах, о строении ионосферы. Исключительно ценные сведения об атмосфере дали наши искусственные спутники Земли.

Одноступенчатая геофизическая ракета с научной аппаратурой весом в 1690 килограммов, запущенная в СССР 27 августа 1958 года, достигла огромной высоты в 450 километров. Помимо разнообразной научной аппаратуры на ней в специальной герметической кабине были помещены два подопытных животных — собаки «Белянка» и «Пестрая».

После спуска ракеты на землю, было установлено, что животные находятся в хорошем состоянии. Вся аппаратура работала в полете нормально.

Успешное испытание этой ракеты явилось еще одним доказательством превосходства советской науки и техники.

Результаты исследований в период МГГ будут иметь исключительно важное значение для решения многих вопросов в области улучшения качества предвидения погоды.

Заключение Может ли человек управлять погодой?

Мы рассказали о том, как люди постепенно решали и решают сложную задачу предвидения погоды. Но на этом человеческая мысль не останавливается. Давно уже существует дерзновенная мечта — нельзя ли не только предвидеть погоду, но и управлять ею? Нельзя ли добиться того, что бы человек мог в нужное время вызвать, например, дождь или, наоборот, предотвратить его возникновение?

Понятно, что решить это еще сложнее, чем научиться предвидеть погоду.

Дело в том, что, например, для образования нескольких кучевых облаков в природе расходуется энергии в пересчете на электрическую около 30 миллионов киловатт-часов. Или, скажем, ветер дует со скоростью 20 метров в секунду по фронту в 200 километров. Затрата энергии в этом случае равна также нескольким миллионам киловатт-часов. А однажды ученые подсчитали, что при прохождении циклона выпало около 40 кубических километров осадков. Оказалось, что для того чтобы получить такое количество осадков в природе было затрачено тепла на подъем воздуха до уровня конденсации столько же, сколько его было бы выделено при сжигании примерно миллиона тонн лучшего угля или нефти. Эти примеры можно было умножить; все они показывают, какая огромная энергия затрачивается на процессы в атмосфере. Поэтому ученые ищут пути решения проблемы не путем применения мощных источников энергии, а путем искусственного развязывания того или иного процесса в атмосфере, который уже, образно говоря, «созрел», и нужен лишь некоторый толчок для его осуществления. Такой метод уже дает положительные результаты. Например, оказалось возможным воздействовать на облака.

Как известно, облака по своему строению делятся на ледяные (состоящие из ледяных кристаллов), водяные (состоящие из мелких водяных капель) и смешанные, в которых имеются и ледяные кристаллы и водяные капли. При этом водяные капли находятся в переохлажденном состоянии, т. е. остаются жидкими при температурах ниже 0°. Оказалось, что если, например, в такое смешанное облако ввести некоторое количество химических частиц, способных вызвать замерзание переохлажденных капель, то в нем начнется процесс укрупнения капель, капли будут выпадать из облака, а облако рассеется.

В качестве веществ для этой цели наиболее подходящими оказались твердая углекислота («сухой лед») и йодистое серебро.

Сухой лед сбрасывается в распыленном виде с самолета на облака. Йодистое серебро нагревается до температуры около 1000 градусов и получающийся при этом дым также с самолета вводится в облака.

В настоящее время такие исследования ведутся как в нашей стране, так и за рубежом. В капиталистических странах наряду с серьезными научными исследованиями к этой проблеме нередко подходят с коммерческой точки зрения. Предприимчивые дельцы используют отдельные удачные опыты получения искусственных осадков для личной наживы. В США, например, был широко известен «делатель дождя», некий Хатфильд, который именовал себя профессором. За каждый «созданный» дождь он получал до 4000 долларов. Между тем, как это было позднее установлено специальной комиссией, успешное вызывание дождя «профессором» было связано с тем, что осадкам благоприятствовала сама погода и дождь шел бы без всякого вмешательства этого «ученого». Понятно, что подобные «изобретения» ловких буржуазных дельцов не имеют ничего общего с научными работами.

В Советском Союзе теперь уже все чаще производят рассеяние низких облаков и туманов над аэродромами. На некоторое, правда, короткое время удается открыть поверхность аэродрома и дать возможность самолетам, идущим на посадку, совершить ее без затруднений.

Надо заметить, что исследователей привлекает также мысль о том, чтобы вызвать при рассеянии облаков осадки, т. е. искусственно вызывать дождь. Однако пока что больших успехов в этом направлении нет. Оказалось, в частности, что общий запас воды в тех видах облаков, которые поддаются рассеянию, так невелик, что образующиеся при их рассеянии капли либо испаряются в воздухе, не доходя до поверхности Земли, либо выпадают на Землю в очень малых количествах. Но это не значит, конечно, что задача искусственного вызывания дождей является неразрешимой. Проблемой искусственного воздействия на процессы в атмосфере занимаются теперь ученые многих стран мира.