Аэролог Н. Шпаковский. В стратосферу!

Аэролог Н. Шпаковский. В стратосферу!

Дождь, снег, туман, ветер, облачность и прочие явления природы объединяются понятием погоды. Наука, занимающаяся изучением физико-химических явлений, связанных с погодой и ее изменениями, называется метеорологией, учением о погоде.

Первоначальные попытки объяснить сложные явления погоды изучением только нижних слоев атмосферы не дали удовлетворительных результатов. Потребовалось исследование все более и более высоких слоев.

Исследования свободной атмосферы (называемой так в отличие от атмосферы, непосредственно прилегающей к поверхности земли) потребовали более сложных методов и приборов. Отделы метеорологии, занимающиеся преимущественно исследованиями свободной атмосферы, выработкой методов и приборов для ее изучения, называются аэрологией.

Исследование причин, влияющих на погоду, обнаружило зависимость погоды отдельных районов друг от друга. Были открыты [254] так называемые очаги погоды — районы, оказывающие особенно сильное влияние на окружающие, даже отдаленные местности. Одним из таких очагов является Арктика, определяющая погоду не только прилегающих районов, но всего северного полушария земли.

Среди разнообразных научных работ, поставленных на пароходе «Челюскин», было уделено должное внимание изучению погоды Арктики, т. е. ее метеорологии, в частности аэрологии.

Для аэрологических исследований остановились на методах радиозондов и шаров-пилотов. Исследование атмосферы радиозондами системы профессора Молчанова дает распределение температуры, показывает давление свободной атмосферы. Шары-пилоты позволяют получить данные о распределении, скорости и направлении ветра в атмосфере.

На «Челюскине» жилая каюта служила нам и рабочим помещением. На единственном небольшом столе устроились синоптик и биолог. По моей просьбе строители соорудили над паровым отоплением столик-полочку. Во время работы дополнительно раскладывался походный столик. Было тесновато. Вместе с непременным участником всех радиозондовых выпусков Иванюком мы смонтировали установку зарядки радиозондовых аккумуляторов.

Рабочие-строители выстроили из фанеры в кормовой части средней палубы сарай. В нем производилось наполнение водородом шаров-пилотов и шаров для подъема радиозонда. Сам выпуск производился обычно с кормы. Сигналы радиозонда принимались приемником судовой радиостанции. Моими постоянными добровольными помощниками-консультантами были тот же радист Иванюк и инженер Ремов. Метеорологические наблюдения производили наблюдатели-метеорологи Комовы, отправлявшиеся на зимовку на остров Врангеля. Охотно помогали выпуску радиозонда, если это требовалось, и другие челюскинцы. Как только намечалась благоприятная для выпуска радиозонда погода — отсутствие осадков, сильного ветра, качки, — в нашей каюте открывалась мастерская.

Ремов запаивал контакты ячеек аккумуляторов, исправлял шестеренки, рычаги радиозондов. Радист Иванюк и я заливали кислотой два-три комплекта аккумуляторов, проверяли напряжение, изоляцию, работу перьев барографа и термографа, настраивали радиопередатчики, проверяли работу приемников температуры и давления, для чего в каюте была протянута антенна. Напряжение получали от сухих элементов. Проверка совместной работы приборов требовала участия всех нас троих. Иванюк принимал сигналы в радиорубке, [256] Ремов подавал их в каюте, перемещая перья барографа и термографа, а я бегал то к Иванюку проверять слышимость сигналов, то в каюту для налаживания их.

Испарение серной кислоты аккумуляторов, запахи развешанных для просушки резиновых оболочек, резинового клея, ацетона, общая теснота создавали в нашей мастерской условия, конечно не благоприятствующие ни работе, ни проживанию в каюте, но мы не прекращали исследовании…

* * *

Все готово. Погода благоприятная. Сговорился со старшим радистом Кренкелем о времени, удобном для выпуска радиозонда, чтобы Это не мешало работе судовой радиостанции. Заранее с Ремовым перетащили на корму в сараи три-четыре баллона водорода. Проверили работу кранов, наличие водорода. Обычная причина утечки водорода — недостаточно тщательная пригонка заводом кранов для выпуска газа. Ремов наспециализировался быстро наполнять оболочки водородом: я только успеваю привязывать шар к шнуру, а у него уже готов следующий. Все же наполнение от 13 до 20 оболочек занимает больше часа. Даже при небольшом ветре шары тянут сильно. С навязыванием шаров одному не всегда удается справиться, но помощники находятся всегда.

Все шары наполнены, вереница их, красивой гирляндой поблескивая на солнце, качается за кормой. Идем в каюту. Проверяем напряжения, устанавливаем аккумуляторы, собираем прибор, спаиваем все контакты, прицепляем пропеллер. Он вращает при подъеме систему контактов, соединяющих передатчик с перьями термографа и барографа, замыкая различные комбинации их при различных положениях перьев. Иванюк в радиорубке налаживает приемник.

Прибор собран, выносишь его на корму «выдерживаться», т. е. принять температуру окружающего воздуха. Прибор «выдержался», перья барографа и термографа не меняют положения при постукивании. Записаны положения перьев, метеорологические данные. У Иванюка тоже все готово. Присоединяем антенну, замыкаем передатчик. Бегу в радиорубку.

Ремов с большим напряжением удерживает прибор с шарами на сильном ветре. Кто-нибудь из присутствующих вращает пропеллер радиозонда, замыкает сигналы радиопередатчика. В радиорубке Иванюк слушает сигналы: слышимость хорошая.

Иду в кормовую часть спардека, даю сигнал Ремову выпускать [257] радиозонд и в этот момент включаю секундомер. Бегом в радиорубку — Иванюк уже настроился и протягивает мне одно «ухо» телефона.

Записываю сигналы, время от времени подстраиваю радиоприемник. Средняя продолжительность приема сигналов около часа. Обычная причина окончания наблюдения — это остановка пропеллера из-за прекращения подъема радиозонда вверх. Воздух разрежается, шары раздуваются. Наступает предел прочности растягивающейся резины. В зависимости от величины первоначального раздутия шара разрыв происходит чаще всего на высоте около 10 километров. Часть шаров лопается. Теряется необходимая подъемная сила, радиозонд останавливается или падает вниз. Прием сигналов окончен. Обрабатываю результаты, по полученным данным расчерчиваю графики изменения температуры и давления.

Не всегда выпуски удачны. Иногда причиной неудачи бывают неблагоприятные метеорологические условия. Вследствие сильной влажности воздуха и частого в Арктике содержания в нем переохлажденной воды на приборе оседает вода или лед. Накоротко замыкается передатчик, подача сигналов прекращается. Иногда причиной неудачного выпуска радиозонда бывают недоброкачественность аккумуляторов и замерзание их при низких температурах. Исправные в начале выпуска аккумуляторы начинают «садиться», слышимость сигналов падает, и наконец радиозонд совсем замолкает.

Всего на «Челюскине» было выпущено 11 радиозондов. Наибольшая высота подъема — около 23 километров, где температура оказалась равной минус 42° по Цельсию.

Шаро-пилотные наблюдения технически очень просты, требуют двух, а при достаточной опытности и одного наблюдателя. Большинство выпусков шаров-пилотов на «Челюскине» было произведено на Чукотском море во время дрейфа вмерзшего во льды судна. Наблюдения производились мной совместно с Комовыми. Теодолит устанавливался в 200–300 метрах от судна на льду. За исключением некоторых неудобств в связи с легкими отмораживаниями никаких затруднений наблюдения не вызывали.

Результатами шаро-пилотных исследований являются данные о скорости и направлении ветра на поверхности льда и на максимальной высоте видимости шара. Наибольшая высота, куда подымались шары-пилоты, — около девяти километров. [258]

Не многие из метеорологических пунктов СССР производят радиозондовые наблюдения, требующие сравнительно сложного оборудования и повышенной квалификации наблюдателя.

Ряд попыток выпустить радиозонды был сделан на судах, направлявшихся в Арктику, но сложность наблюдений в судовой обстановке не дала удовлетворительных результатов. Первый удачный выпуск радиозонда в судовой обстановке был произведен на «Челюскине».

Дополнительная ценность наших наблюдений заключается в том, что они захватили в этом отношении совершенно неисследованную восточную часть арктического сектора СССР. Основная причина успеха — безотказная помощь челюскинцев, в особенности радиста Иванюка и инженера Ремова.

Радиозондами и шарами-пилотами изучается строение атмосферы. Конечной целью является изучение погоды, возможность точного и своевременного предсказания ее. Не только сельское хозяйство и транспорт всех видов, но вся хозяйственная жизнь страны подвергаются постоянному влиянию погоды и требуют точного и своевременного предсказания ее. Основным ключом к раскрытию закономерностей погоды северного полушария является погода Арктики.

Накопляющиеся постепенно холодные массы прорываются отсюда на юг. Ежедневно три раза в сутки бюро погоды СССР наносит на географические карты с помощью особых знаков элементы погоды, сообщаемые аэрометеорологическими станциями. Получаются картины погоды по земной поверхности. На них видны: области, захваченные массами холодного арктического воздуха, прорыв его на юг; последовательные изменения и перемещения элементов погоды; намечаются пути их преимущественных передвижений и изменений, а тем самым создается возможность в последующих аналогичных случаях предсказать их изменения.

Но близкие в разных случаях картины элементов погоды на поверхности земли далеко не всегда сопровождаются одинаковыми изменениями метеорологических элементов на высоте. Например сильное падение температуры на поверхности земли хотя бы от минус 15° до минус 25° сопровождается в одном случае аналогичными изменениями температуры в более высоких слоях атмосферы, а в другом, при тех же температурах земли, — малыми изменениями или повышением температуры в вышележащих слоях атмосферы. Не имея данных о свободной атмосфере, можно наверняка ошибиться. [259]

На помощь метеорологии в подобных случаях приходят аэрологические наблюдения. Большая часть ошибок предсказания погоды происходит из-за незнания или неумения использовать аэрологические данные. Особенно существенное значение приобретают аэрологические наблюдения в Арктике, где например температура внизу — без знания мощности и толщины охлажденных слоев воздуха — легко может привести к ошибочным заключениям в предсказании прорывов холодных масс воздуха на юг. Поэтому каждое исследование атмосферы Арктики радиозондами, шарами-пилотами и другими методами, в особенности в мало исследованном восточном секторе ее, представляет большую ценность. [260]