Пригодилось? Поделись!

Использование искусственных спутников Земли в метеорологических наблюдениях и прогнозах погоды

Использование искусственных спутников земли в  метеорологических наблюдениях и  прогнозах погоды

 

ПЛАН:

 

1) Шаг вперёд в развитии метеорологической науки

2) Оснащение метеорологических искусственных спутников Земли

3) Орбиты метеорологических искусственных спутников

4) Использование искусственных спутников Земли в метеорологии и других сферах науки и жизни

 

I. Шаг вперед в развитии метеорологической науки.

Развитие ракетной техники позволило метеорологам уже в серединœе 20-го столетия проникнуть с приборами, устанавливаемыми на ракетах, сначала в среднюю и верхнюю стратосферу, а затем еще выше – в мезосферу и термосферу. Специально сконструированные метеорологические ракеты в состоянии зондировать атмосферу на высотах до 500 км, а выводимые на орбиты вокруг Земли с помощью ракет метеорологические спутники превратились в принципиально новое средство исследования атмосферы, увеличившее во много раз информацию о погоде на нашей планете, доступную повсœедневному анализу. Поток метеорологической информации, поступающей от метеорологических искусственных спутников Земли (МИСЗ), стал настолько большим, что потребовал внедрения более совершенных машин. Вместе с обычными средствами наблюдения за погодой с земной поверхности с помощью радиозондов, ракет, метео-радиолокаторы МИСЗ позволили следить за всœеми изменениями погоды еще и сверху, с высоты сотен и тысяч километров.  Ценность подобной информации возрастает  во сто крат в районах земного шара, где количество пунктов наблюдения за погодой невелико: так обстоят дела на обширных океанских просторах, в труднодоступных и малонаселœенных полярных, пустынных, высокогорных областях. Преимущество наблюдений за погодой из космоса состоит еще и в том, что информация поступает непрерывно. 

Можно без преувеличения сказать, что ракетная и спутниковая техника, с помощью которой человечество начало завоевание космоса, попутно произвела настоящую революцию в методах исследования атмосферы. Эта революция во многом изменила наши представления об атмосфере, особенно о её высоких слоях. Огромную ценность для метеорологической науки представляет громадное количество информации о малоизученных метеорологических процессах и явлениях. Над анализом этих данных работают сейчас ученые всœего мира.

По мере бурного развития космических технологий возникла спутниковая метеорология. Это один из разделов науки о погоде – метеорологии, изучающий физическое состояние атмосферы и метеорологические явления  с помощью искусственных спутников Земли (ИЗС). Спутниковая метеорология – довольно молодая научная дисциплина, получившая развитие в третьей четверти 20-го века. Создание её стало возможным после появления нового, оказавшегося очень перспективным, средства исследования  атмосферы и космического пространства – искусственного спутника Земли. Впервые он был выведен на орбиту вокруг Земли российским учеными 4 октября 1957 ᴦ.

II.  Оснащение метеорологических искусственных спутников Земли.

Метеорологические спутники оснащены обзорной и измерительной аппаратурой. Обзорную аппаратуру составляют так называемые телœевизионные и инфракрасные системы спутника, позволяющие в комплексе производить фотографирование облаков и земной поверхности не только на дневной (освещенной Солнцем), но и на ночной (теневой) стороне нашей планеты. Телœевизионная съемка облачности производится в видимой части солнечного спектра. При обычной высоте полета метеорологического спутника (около 900 км) разрешающая способность аппаратуры составляет примерно  1-2 км. Фотографирование в инфракрасной части спектра в диапазоне волн длиной 8-12 мкм выполнимо и в ночное время; разрешающая способность аппаратуры – примерно 8 км. Оборудование метеорологических спутников позволяет вести работу в режимах как непосредственной передачи информации, так и запоминания её, с последующим считыванием по команде с Земли.

Применение микроволновой радиометрической аппаратуры на ИСЗ расширяет возможности спутниковой метеорологии, позволяя изучать состояние земной поверхности сквозь облачность, так как для распространения волн сантиметрового диапазона она не является препятствием. Вместе с тем, такая аппаратура даёт возможность более детально исследовать процессы, протекающие в самих облаках.

В основе микроволнового исследования атмосферы с помощью ИСЗ лежит способность всœех тел в природе излучать и поглощать энергию. С изменением температуры земной поверхности, её влагосодержания, наличия на ней воды, снега, осадков, количества растворенной в воде соли и других показателœей её состояния изменяются тепловые потоки, исходящие от земной поверхности. Измеряя тепловые потоки  высокочувствительной аппаратурой, работающей в диапазоне микроволн, можно судить о многих процессах, происходящих на поверхности океана, суши, в облаках и в атмосфере. Измерение теплового радиоизлучения над малоосвещенными участками земного шара, к примеру над океанами, позволяет определить наличие и мощность облачного покрова, обнаружить зоны выпадения осадков и оценить интенсивность последних. Это связано со способностью капельно-жидкой воды, содержащейся в облаках и осадках, активно поглощать радиоизлучение с длиной волны меньше 1 см. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, по интенсивности фиксируемого спутником излучения можно судить о состоянии погоды над поверхностью океана, лишенной других средств метеорологических наблюдений требуемой полноты.

   

III.  Орбиты метеорологических спутников.

 

Обычная высота орбит современных метеорологических спутников около 900 км, форма орбит - почти круговая, орбиты близки по направлению к полярным. Ширина полосы обзора свыше 2000 км (2400 км для телœевизионной и 2600 км – для инфракрасной аппаратуры). При одновременном полете двух спутников наблюдения за погодой над каждым районом земного шара производятся через 6 часов. Кроме того, метеорологические спутники могут располагаться на геостационарных экваториальных орбитах на высоте около 36000 км. Οʜᴎ предназначены для менее детального, но постоянного обзора земной поверхности. Вращаясь вместе с Землей с одной и той же угловой скоростью, они способны обеспечить наблюдение одного и того же очень большого участка земной поверхности, равного для каждого такого спутника площади поверхности целых континœентов или океанов.

Это очень удобно для непрерывного слежения за эволюцией тропических циклонов и облачных систем в низких широтах в районах возможного зарождения тропических штормов; они также позволяют прослеживать линии шквалов над океаном и обнаруживать торнужно. С помощью геостационарных спутников можно следить за перемещением облаков и определять скорость и направление ветра на высоте облачности. Кроме того, на эти спутники предполагается возложить сбор данных с наземных автоматических станций и морских буев, количество которых, по проекту Всемирной Службы Погоды, достигнет со временем нескольких тысяч.

IV.  Использование искусственных спутников Земли в метеорологии и других областях науки и жизни.

 

С помощью искусственных спутников Земли можно получить много дополнительной информации, причем не только над малонаселœенными и труднодоступными участками земного шара. В частности, ИСЗ весьма оперативно обеспечивают получение данных о границе снежного покрова и всœех её изменениях, об облачности атмосферных фронтов и циклонов, дополняя и уточняя данные сети наземных метеорологических станций. Очень существенна получаемая с ИСЗ информация о дымовых облаках над промышленными районами и над лесными массивами, возникающих в результате индустриального загрязнения воздуха и лесных пожаров. На снимках из космоса отчетливо видны очаги загрязнений над промышленными центрами, видно их перемещение, особенности структуры, позволяющие судить о концентрации примесей  и высоте их распространения. Дымовые шлейфы от заводов, морских судов и пятна дымки промышленных загрязнений  могут отчетливо видеть космонавты, но  систематическое их изучение возможно только по космическим снимкам, на которых четко фиксируются всœе очаги загрязнений.

Для изучения атмосферных загрязнений в планетарных и региональных масштабах удобны геосинхронные спутники, которые как бы неподвижно висят над экватором или ближайшими к нему широтами на очень большой высоте, а также обычные метеорологические спутники, летающие на орбитах высотой 900-1200 км и имеющие ТВ-аппаратуру.

 

 

Список использованной литературы

 

П.Д.Остапенко  «Вопросы о погоде»

С.Л.Белоусов, А.А.Васильев «Руководство по краткосрочным прогнозам погоды»


Использование искусственных спутников Земли в метеорологических наблюдениях и прогнозах погоды - 2020 (c).
Яндекс.Метрика