Глобальные изменения климата вывели на новый уровень значение исследований атмосферы Земли из космоса. Главный конструктор направления АО «Российские космические системы» (РКС) Юрий Гектин рассказал в интервью «Интерфаксу» Дмитрию Зерину о новых приборах для исследования атмосферы, месте России в космической гидрометеорологии и программе «Арктика».
Юрий Михайлович, какую роль в ежедневном прогнозировании погоды сегодня играет информация, собранная космическими аппаратами?
Информация со спутников сегодня – краеугольный камень прогнозов погоды. Правильная оценка состояния атмосферы и ее динамики рассчитывается на основе моделей, исходными данными для которой являются результаты глобальных измерений множества гидрометеорологических параметров: скорости и направления ветра на различных высотах, температуры и ее изменение с высотой, профили влажности, распределение и плотность (влагозапас) облачности по высоте, скорость перемещения облачности и направления ее движения, распределение атмосферного давления и другие показатели. Причем, чем глобальней и чаще сетка подобных измерений, тем выше будет качество прогноза.
Современные исследователи исходят из того, что необходимо иметь сетку с шагом в 10×10 км, что, безусловно, невозможно без привлечения космических систем получения информации, обеспечивающих глобальность и высокую частоту обновления получаемых данных. Обработка этого огромного массива данных проводится на суперкомпьютерах, один из которых находится в Москве на территории Гидрометцентра.
На какой срок сегодня можно составить максимально точный прогноз погоды?
Считается, что стопроцентная реализация прогноза достижима на глубины не более суток, хотя при некоторых благоприятных ситуациях возможны и более долговременные прогнозы – до двух-трех недель.
Как за последние годы изменилась точность прогнозирования погоды? Что на это влияет?
Как я уже говорил, точность прогнозов зависит от точности измерений различных параметров атмосферы, а также частоты пространственной и временной сетки измерений. За последние годы значительно возросло количество гидрометеорологических спутников, все больше стран участвуют в создании единой международной системы по наблюдению за климатическими процессами. Это, в свою очередь, позволяет увеличить пространственно-временную сеть измерений и, соответственно, повысить вероятность успешного прогнозирования. Но надо отметить, что это крайне медленный процесс, видимо мы что-то не понимаем в физических основах эволюции атмосферы и климата Земли.
Какие приборы стоят на современных гидрометеорологических спутниках? Какие у них функции?
Прежде всего, это многоспектральные системы наблюдения, которые устанавливаются как на низких, в основном полярных орбитах, так и на геостационарных. Эти приборы проводят съемку Земли в оптической области спектра от 0.4 до 15.0 микронов. Причем они не только получают изображения, а с очень высокой точностью измеряют яркость и радиационную температуру объектов наблюдения. К примеру, точность измерения температуры может достигать 0.05 градусов по Цельсию.
Крайне важную информацию получают ИК-Фурье спектрометры. Они позволяют с высокой точность построить профили влажности и температуры по высоте.
Аналогичную информацию, но независимо от наличия облачности, получают пассивные СВЧ-радиометры.
Кроме того, необходимо при оценках состояния атмосферы учитывать и «космическую» погоду, данные по которой поставляет другой комплекс приборов.
Производятся ли подобные приборы в России?
Все вышеперечисленные приборы разрабатываются и производятся в России. В РКС мы производим приборы, информация с которых непосредственно используется для прогнозирования климатических процессов: многоспектральные системы наблюдения (МСУ), пассивный СВЧ-радиометр МТВЗА и приборы комплекса космической погоды – ГГАК.
Это перспективные разработки или они уже работают в космосе?
Что касается МСУ, то наши приборы уже работают на геостационарных космических аппаратах «Электро-Л», а также на низкоорбитальных — «Канопус-В-ИК», «Метеор-М». Получаемые с них данные используются при разработке прогнозов погоды.
В РКС производится СВЧ-радиометр под названием МТВЗА-ГЯ, который работает на аппаратах «Метеор-М». Он используется для измерений температуры и влажности атмосферы.
На аппаратах серий «Метеор» и «Электро» работают наши гелиогеофизические аппаратурные комплексы. Они дают оперативные данные об активности Солнца. Это потоки энергетических частиц, изменения магнитного поля и излучение Солнца в рентгеновском и радиодиапазонах. По показаниям этих приборов ведется расчет радиации при авиаперелетах в полярных областях, расчет прохождения волн, расчет УФ-индекса и получение данных о магнитных бурях. Это позволяет предупреждать пики аварий, особенно в авиации и энергетической инфраструктуре.
Какими будут гидрометеорологические спутники нового поколения? Можете рассказать об основных тенденциях?
Основные тенденции в развитии приборостроения для спутниковой гидрометеорологии заключаются в повышении точности измерений и обеспечении их временной стабильности. Насколько сложна эта задача с точки зрения развития новых технологий можно судить по стоимости зарубежных приборов нового поколения – это сотни миллионов долларов.
Как далеко Россия продвинулась в данных разработках? Насколько сильно мы отстаем от мировых лидеров?
По уровню разработок по-разному – в чем-то мы немного отстаем, в чем-то даже опережаем коллег из США, ЕС и Японии. Наша проблема в куда более скромном финансировании всей отрасли и, как следствие, очень длительных сроках внедрения разработок. Но спутники, в функционал которых входит получение данных для прогноза погоды, производятся, они запускаются и группировка будет развиваться.
Российская «изюминка» – это программа «Арктика». Ее реализация позволит существенно увеличить сеть наблюдений, расширив ее на ранее недоступные, арктические зоны. В настоящее время считается, что именно эти наблюдения, выполняемые с высокой периодичностью, существенно сдвинут развитие климатических моделей и исследования динамических процессов в атмосфере Земли.
Кроме того, в РКС идет работа и по созданию гидрометеорологической аппаратуры нового поколения для космических аппаратов «Метеор-МП», «Канопус-ВО», «Электро-М».
Используются ли данные, собранные российскими гидрометеорологическими спутниками, в других странах?
Россия входит в международную организацию по получению и обмену космическими гидрометеорологическими данными и, соответственно, информация с наших спутников участвует в создании глобальных прогностических карт.
Источник: Интерфакс
