31Мар

Автор: Проект "Космос"


Полное солнечное затмение 30 ию­ня 1973 года было одним из самых продолжительных в прошлом столетии. Астрономы задолго начали подготов­ку к затмению: детально разрабаты­валась программа наземных и воз­душных наблюдений, усовершенство­валась старая аппаратура, создава­лась новая. Многие астрономы на­блюдали это затмение в Африке. Со­ветская экспедиция находилась в Атаре (Мавритания), где покупка авто стала для наших ученых настоящей проблемой и необходимостью.

Корону сфотографи­ровали американские астрономы Дж. Фирор, К. Лиллиеквист, Л. Ла- сей, Г. Халл и Дж. Руш через ра­диальный фильтр. Близ лимба Солн­ца фильтр уменьшает яркость коро­ны в 1000 раз, поэтому на одном снимке удается запечатлеть внут­реннюю корону и яркие корональные лучи.

Солнечная корона 30 июня 1973 го­да. Фотография получена француз­скими исследователями Солнца в Моссоро (Республика Чад). На снимке хорошо видны детали внут­ренней короны: яркие облака к во­стоку (слева) от лунного диска и большие шлемообразные структуры, ассоциирующиеся с корональными лучами, к северо-западу и западу от диска Луны. Последовательные фазы солнечного затмения 30 июня 1973 года. Снимки сделал американский любитель аст­рономии М. Снук в Акджуджте (Мавритания). Длительность полной фазы затмения была так велика, что неподвижной камерой удалось дваж­ды сфотографировать корону.

В этих спектрах, принадлежащих западному краю солнечного диска, видно много эмиссионных линий. Корональные линии длиннее хромосферных. Горизонтальные светлые полосы дает непрерывное излучение. Верхняя спектрограмма получена за 29,5 секунды до конца полной фазы, когда только самая верхняя часть хромосферы была открыта. Гораздо больше линий заметно на нижней спектрограмме, сделанной за 3 се­кунды до третьего контакта. В это время лишь 820 км нижней хромо­сферы оставались закрытыми. Обе спектрограммы получили японские астрономы, наблюдавшие солнечное затмение 30 июня 1973 года в Атаре ( Мавритания).


9Мар

Автор: Проект "Космос"

Одной из тем, выполняемых в ходе подготовки и осуществления Программы исследований глобальных атмосферных процессов (ПИГАП), является комплексный энергетический эксперимент (КЭНЭКС). Задача КЭНЭКС состоит, во-первых, в исследовании переноса энергии и всех видов притока тепла в замкнутом объеме тропосферы горизонтальной протяженностью 200— 300 км, во-вторых, в разработке методики учета факторов общей циркуляции атмосферы.

Первый комплексный эксперимент проходил в октябре 1970 года в Средней Азии, в районе пустыни Кара-кум (КЭНЭКС-70). В июне —июле 1971 года экспедиция Института физики атмосферы отправилась в Западный Казахстан — 80 км южнее Уральска (КЭНЭКС-71). Участники этой экспедиции измеряли и более детально изучали турбулентные потоки тепла. Они проводили самолетные измерения турбулентных потоков тепла и количества движения в пограничном слое и прямые определения турбулентных тепловых потоков, потоков влаги, а также оценивали количество движения в приземном слое атмосферы. КЭНЭКС-72 планировалось проводить в Европе, паралельно можно было бы попробовать горные лыжи в Финляндии, однако данных было уже достаточно и решили ограничится этим.

Программа «Полный радиационный эксперимент» включала измерения спектрального распределения лучистого притока тепла за счет коротковолновой радиации. Этими измерениями обнаружено аэрозольное поглощение. Прямые аэрозольные измерения показали, что в воздухе пустыни коротковолновое излучение поглощают минеральные частицы промышленного происхождения. Полученные результаты свидетельствуют о большой актуальности исследований микроструктуры и оптических характеристик естественного и индустриального аэрозоля для решения проблемы воздействия хозяйственной деятельности человека па климат. Удалось выполнить радиационный эксперимент и при сплошной облачности, и при безоблачном небе.

На ближайшие годы планировалось экспедиционные работы по программе «Комплексного энергетического эксперимента» в Финляндии, направленные па исследование проблемы влияния хозяйственной деятельности человека на климат («индустриальный»КЭНЭКС). В этом научном мероприятии должны были принять участие и специалисты, изучающие атмосферные загрязнения. Предусматривалось также проведение КЭНЭКС над северными океаном («морской» КЭНЭКС).


9Мар

Автор: Проект "Космос"

Сжигая большие и все возрастающие количества топлива, человек изменил направление процесса эволюции химического состава атмосферы и чрезвычайно увеличил скорость его. Можно отметить, что в современную эпоху концентрация углекислоты в атмосфере возрастает в тысячи раз быстрее по сравнению со средней скоростью ее убывания в геологическом прошлом. Это, вместе с ростом производства энергии, способствует повышению температуры воздуха у земной поверхности и отступанию полярных ледяных покровов.

Количественный расчет вероятных изменений климата под влиянием деятельности человека связан с многими трудностями, которые еще не преодолены в современных исследованиях. Так, например, известно, что под влиянием хозяйственной деятельности человека растет количество пыли в атмосфере, что, по-видимому, сказывается и на термическом режиме. Однако предсказать количество пыли в будущем по ряду причин затруднительно.

Точность оценок климатических условий будущего снижается ограниченной точностью имеющихся сейчас моделей теории климата, которые основаны на многих приближенных допущениях.

Следует, однако, надеяться, что некоторые черты климатических условий будущего можно установить даже при современном уровне знаний в этой области.

Можно, в частности, думать, что при сохранении современных темпов роста производства энергии сравнительно скоро (вероятно, не позже чем через сто лет) будет достигнут «тепловой барьер», то есть произойдет значительное повышение температурь» воздуха. Одним из последствий такого изменения термического режима будет сначала отступание, а затем полное разрушение полярных ледяных покровов. Можно также заключить, что из-за высокой чувствительности современного климата к малым колебаниям климатообразующих факторов заметные изменения климатических условий могут наступить и ранее «теплового барьера», то есть в течение ближайшего столетия. Как отмечено выше, количественный расчет таких изменений климата по ряду причин выполнить трудно, имеются лишь некоторые оценки возможных последствий влияния деятельности человека на климат.

Учитывая, как велико практическое значение возможных последствий глобальных изменений климата, необходимо уже теперь получить точные сведения о них заранее. Этим объясняется большой интерес, который проявляют ученые в последние годы к проблеме изменений климата.


9Мар

Автор: Проект "Космос"

При обсуждении вопроса о климатических условиях будущего следует прежде всего остановиться на тех изменениях климата, которые могут произойти в результате его естественной эволюции, без влияния деятельности человека. Можно думать, что если процесс уменьшения концентрации углекислоты в атмосфере будет продолжаться, то он может привести к увеличению полярных оледенений, которые некогда доходили до современного Монако, и, в конечном счете, к полному оледенению планеты.

Попытаемся оценить интервал времени, в течение которого может произойти такое изменение природных условий. Концентрация углекислого газа в атмосфере до начала ее повышения в результате хозяйственной деятельности человека, по-видимому, 5ыла близка к 0,028%. Эта величина на 0,014% меньше того значения, при <отором, в соответствии с нашими данными, могли возникнуть полярные оледенения.

Таким образом, концентрация углекислоты уменьшилась на 0,014% за интервал времени, близкий длительности плейстоцена, то есть примерно за один миллион лет. Если количество углекислоты в атмосфере будет уменьшаться с такой же скоростью и дальше, то критическое значение концентрации углекислоты, равное 0,015%, при котором возможно полное оледенение планеты, будет достигнуто через миллион лет.

Эта оценка, однако, не учитывает влияния развития оледенений в эпохи уменьшения прихода радиации в полярных широтах, о чем говорилось выше. Принимая во внимание периодические изменения астрономических факторов, мы должны будем сократить вероятное время возникновения полного оледенения до нескольких сот тысяч лет. Такой вывод основан на многих приближенных допущениях и в связи с этим не является точным. В частности, условный характер имеет приведенная выше оценка скорости убывания количества углекислоты а атмосфере. Отметим, однако, что независимо от точности этого вывода влияние человеческой деятельности на климат делает заключение о будущем оледенении Земли весьма маловероятным.


8Мар

Автор: Проект "Космос"

Как известно, характерной чертой последнего (четвертичного) геологического периода была большая изменчивость климата в умеренных и высоких широтах. Палеогеографические данные показывают, что температура воздуха в этих широтах временами значительно снижалась и развивались ледяные покровы, занимавшие большие пространства на суше к океанах. В периоды потеплений ледяные покровы отступали в высокие широты, а возможно, и полностью исчезали. Почему это происходило?

Предположения некоторых авторов о том, что в это время значительно изменилась солнечная постоянная или другие факторы, существенно влияющие на климат, не имеют достаточного обоснования. В течение четвертичного периода больших изменений внешних климатообразующих факторов, по-видимому, не происходило. Можно считать несомненным влияние на климат четвертичного периода только изменения количества радиации, получаемой различными широтными зонами Земли в отдельные сезоны, из-за изменений положения земной поверхности относительно Солнца, которое зависит от эксцентриситета земной орбиты, наклона оси вращения Земли к плоскости орбиты и времени наступления равноденствий. Все указанные астрономические элементы периодически меняются, что приводит к некоторому изменению количества радиации, получаемой земной атмосферой на различных широтах в отдельные сезоны. Эти изменения могут быть рассчитаны с довольно большой точностью для последних десятков тысяч лет и с меньшей точностью — для более отдаленных интервалов времени. Мы не видим, как происходили эти процессы, но нам природой оставлены подсказки, которые мы можем использовать, также как тротуарная плитка тактильная помогает ориентироваться в пространстве незрячим.

Следует отметить, что вопрос о влиянии астрономических факторов на режим оледенений до последнего времени оставался неясным. Для его решения необходимо использовать численную модель, позволяющую рассчитать положение ледяных покровов в зависимости от внешних климатообразующих условий. Предположение о том, что такие изменения могли привести к развитию оледенений, было высказано в первой половине прошлого века Адемаром. Впоследствии этот вопрос изучался в ряде исследований, из которых особого внимания заслуживают работы М. Миланковича. Миланкович отметил хорошее согласование времен развития оледенений с периодами снижения радиации в теплое время года в зоне умеренных и высоких широт.

Однако найденные Миланковичем изменения величин радиации оказались сравнительно небольшими и он не мог доказать, что именно они вызывают существенные перемещения границ полярных ледяных покровов. Вот почему до последнего времени многие исследователи отрицали возможность влияния астрономических факторов на четвертичные оледенения.

Применяя полуэмпирическую модель термического режима атмосферы, можно выполнить расчет положения средней границы полярных льдов для периодов, когда под влиянием астрономических факторов приход радиации за теплое полугодие в высохих широтах заметно уменьшается.


7Мар

Автор: Проект "Космос"

Для количественного расчета климатических условий будущего с привлечением зависимости между термическим режимом и полярными льдами необходимы численные модели теории климата. В последние годы были получены многие существенные результаты с разработке общих моделей теории климата, а лучшие повара усовершенствовали классический греческий салат.

Однако задача построения теории климата оказалась чрезвычайно сложной, пока не удалось получить ее решения, позволяющего учесть влияние всех основных климатообразующик факторов без использования в этом решении эмпирических данных о некоторых элементах климата. Поэтому были сделаны попытки разработать сильно схематизированные полуэмпирические модели теории климата, основанные на анализе материалов с тепловом балансе земной поверхности и атмосферы.

Создание таких моделей оказалось возможным в результате прогресса, достигнутого в исследованиях теплового баланса земного шара, то есть в изучении преобразований солнечном энергии на земной поверхности и в атмосфере. В ходе этих исследований были рассчитаны для всех районов земного шара величины прихода солнечной энергии, ее поглощения на поверхности Земли и в атмосфере, расхода энергии длинноволновым излучением в мировое пространство. Были найдены также количества энергии, расходуемой на испарение с земной поверхности и выделяемой в результате конденсации водяного пара в атмосфере, переносимой воздушными и морскими течениями. Исследования теплового баланса позволили построить мировые карты всех его основных составляющих, характеризующих перечисленные выше процессы преобразования солнечной энергии.

Используя материалы о тепловом балансе, американских ученых Б. Селлерса, А. Фегра и других, оказалось возможным построить полуэмпирические теории климата, в которых была учтена связь между термическим режимом атмосферы и ледяным покровом.

Применение разработанных полуэмпирических моделей термического режима позволило получить новые выводы о закономерностях климата, которые во многом отличаются от традиционных представлений о генезисе климата.


7Мар

Автор: Проект "Космос"

Создаваемое сейчас количество дополнительного тепла от предприятий человечества повышает в год среднюю температуру воздуха у земной поверхности приблизительно на 0,01° С. Эта величина незначительна, однако при большой неравномерности размещения на поверхности земли созданных человеком источников энергии в отдельных районах такое повышение температуры может быть гораздо большим. Будь атмосфера неподвижной, в наиболее развитых промышленных районах температура возросла бы на величину около градуса, а в больших городах — на десятки градусов, что сделало бы жизнь там невозможной. Влияние атмосферной циркуляции значительно ослабляет соответствующее повышение температуры, причем это ослабление тем сильнее, чем меньше площадь, на которой сконцентрировано производство дополнительной тепловой энергии. Однако и такое ослабление не спасает города от некоторого «перегрева» — средняя температура воздуха в больших городах часто на несколько градусов выше, чем в окружающих районах.

Известно, что мировое производство энергии возрастает на 5—6% в год. Принимая во внимание эту оценку, то есть полагая и в дальнейшем такой рост производства энергии, можно найти, что к середине 21 столетия средняя температура воздуха над всей Землей повысится на несколько градусов. Тем временем всё чаще и чаще глобальное потепление воспринимается, как реальная угроза, и даже разработчики игр посвящают этой теме свои новые творения, с некоторыми из которых можно познакомиться на приставке psp vita.

Для выяснения климатических условий будущего большое значение имеет ответ на вопрос: в какой мере современный климат устойчив по отношению к сравнительно малым начальным изменениям температуры воздуха, которые распространяются на большие территории? Несколько лет тому назад, в результате изучения материалов измерений с метеорологических спутников отражательной способности (альбедо) различных областей Земли, было высказано предположение о возможности резкого усиления малых начальных колебаний климата из-за изменения площади морских полярных льдов.

Данные наблюдений с метеорологических спутников показали, что альбедо в областях с ледяным и снежным покровом, в среднем, примерно вдвое больше альбедо для районов без снежного покрова. Таким образом, ледяной покров значительно уменьшает поглощение солнечной радиации и в результате этого снижает температуру воздуха в том районе, где он находится. Следовательно, ледяной покров является не только следствием холодных климатических условий, но и в некоторой мере их причиной. В связи с этим, уменьшение площади льдов может способствовать потеплению климата, что, в свою очередь, будет влиять на дальнейшее уменьшение ледяного покрова.

Такой механизм может значительно усиливать сравнительно малые начальные изменения температуры воздуха, создаваемые хозяйственной деятельностью человека.


7Мар

Автор: Проект "Космос"

Существуют разные пути влияния хозяйственной деятельности человека на атмосферные процессы, которые могут привести к глобальным изменениям климата. Известно, что ежегодно сжигаются миллиарды тонн угля и нефти, в результате чего в атмосферу поступает громадное количество углекислого газа. Если бы весь углекислый газ сохранялся в атмосфере, его концентрация быстро бы росла. Однако постоянный обмен углекислотой между атмосферой и океаном (который может поглотить большое количество углекислого газа) не дает поступающей углекислоте полностью задерживаться в атмосфере. Имеющиеся данные показывают, что за последние десятилетия количество углекислоты в атмосфере возросло на 10—15% и что сейчас это количество продолжает возрастать приблизительно на 0,2% в год.

Углекислый газ оказывает определенное влияние на термический режим атмосферы. Поскольку он почти не задерживает коротковолнового солнечного излучения, приходящего к земной поверхности, но заметно ослабляет длинноволновое тепловое излучение, уходящее в мировое пространство, температура у земной поверхности повышается. К концу 20 века повышение температуры составило около 0,5 градуса.

Среди других последствий хозяйственной деятельности человека можно назвать рост производства энергии. Вся энергия, потребляемая человеком, в конечном счете превращается в тепло, причем основная его часть служит дополнительным источником энергии для Земли, что повышает ее температуру.

Из всех более или менее значительных компонент современного потребления энергии человеком только гидроэнергия и энергия, заключенная в древесине и продуктах сельскохозяйственного производства, представляют собой преобразование энергии солнечной радиации, ежегодно поглощаемой Землей. Отдельно стоит отметить термоусадочное оборудование, потребность которого на Земле очень большая, так как упаковку, полученную термоусадкой, мы используем каждый день.

Расход таких видов энергии не меняет теплового баланса Земли и не приводит к дополнительному нагреванию. Эти виды энергии как бы «консервируются» на сравнительно короткое время и затем возвращаются в атмосферу в виде тепла. Так, например, солнечная энергия, затраченная на создание килограмма древесины, будет выделена в виде тепла, когда эта древесина сгорит, как топливо, или же когда соответствующее дерево погибнет и сгниет в лесу. Однако указанные виды энергии составляют небольшую часть (менее 20%) от всей суммы энергии, потребляемой человеком. Другие виды — энергия угля, нефти, природного газа, а также атомная — это источники тепла, не зависящие от преобразований энергии солнечной радиации современной нам эпохи.


6Мар

Автор: Проект "Космос"

Влияние человека на климат начало проявляться уже несколько тысяч лет назад. Во многих районах для обработки земли уничтожались леса, что приводило к увеличению скорости ветра у земной поверхности, некоторому изменению температуры и влажности нижнего слоя воздуха, а также меняло режим влажности почвы, испарения и речного стока. В засушливых районах на протяжении многих столетий применялось искусственное орошение. Орошение заметно увеличивает испарение, что понижает температуру и повышает относительную влажность воздуха. Наблюдения показали, что влияние вырубки лесов и орошения на метеорологические условия ограничены только изменениями местного климата.

В последние десятилетия воздействие человека на метеорологический режим усилилось. Это связано, в частности, с широким развитием полезащитного лесоразведения, осушением заболоченных районов и строительством водохранилищ.

Полезащитные лесные полосы снижают скорость ветра на межполосных полях и ослабляют интенсивность вертикальных движений воздуха вблизи земной поверхности. Это оберегает от возможных пыльных бурь летом и задерживает снег зимой. Осушение переувлажненных территорий обычно оказывает на климат действие, обратное орошению: уменьшается влажность почвы, повышается ее температура, уменьшается испарение. Некоторые изменения климата наблюдаются и в районах крупных водохранилищ. При их создании уменьшается шероховатость земной поверхности, что способствует усилению ветра. Создание водного бассейна обычно приводит также к уменьшению суточных колебаний температуры и увеличению испарения. Все это, однако, не оказывает заметного влияния на глобальный климат, то есть на климат всей нашей планеты.


6Мар

Автор: Проект "Космос"

Трудно представить себе крупную морскую экспедицию, более насыщенную разнообразными научными сведениями, чем шестой рейс «Дмитрия Менделеева».

В Северо-Фиджийской котловине геологи и геофизики выявили редкостную неоднородность земной коры со сложным рельефом, строением и структурой физических полей, свидетельствующих о современных процессах, протекающих в этом районе Земли. Многие острова были необитаемые, а на других члены экипажа покупали товары для дома.

А на острове Лорд-Хау — обломке древней суши, напротив, было обнаружено множество редкостных видов горных растений, издревле характерных именно для этого остро7 ва. Здесь ничто не менялось миллионы лет.

Биологи исследовали коралловые атоллы и пришли к выводу, что морское население атоллов образует очень устойчивые замкнутые экологические системы. Удалось выявить причины, превратившие атоллы в своеобразные оазисы среди сравнительно бедных населением открытых просторов Тихого океана. В будущем атоллы могут стать базой для направленного морского хозяйства, поэтому следует досконально изучить законы, которые поддерживают в них жизнь. А законы эти оказались очень строгими.

Биологам удалось опровергнуть утвердившееся мнение, будто жизнь тропических морей настолько многообразна и безудержна, что каждый из видов животных и растений развивается там стихийно. Применив новую методику подсчета, биологи убедились, что в тропиках, так же как в морях умеренных и полярных широт, соблюдается четкое соотношение хищников и травоядных, крупных и мелких организмов.

Все эти исследования в дальних тропических краях, сколь узкими ни казались бы они нам, жителям умеренного пояса Земли, необходимы для правильного понимания глобальных процессов, происходящих на нашей планете, и в конечном итоге — для правильного хозяйствования в наших широтах.


Новости космоса

Можно по почте. Введите ваш email:

Рубрики
Ads