Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (АЭ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 5 (всего у книги 8 страниц)
Аэроклиматология
Аэроклиматоло'гия, учение о климатических условиях в свободной атмосфере, т. е. в слоях атмосферы, располагающихся на разных уровнях над земной поверхностью, практически в тропосфере и нижней стратосфере (до высоты 20—25 км). Сравнительно редко аэроклиматологические исследования относятся к более высоким слоям, до мезосферы включительно. А. входит в состав климатологии, а вместе с ней в число метеорологических дисциплин. А. возникла в середине 20 в., когда развитие аэрологических наблюдений дало достаточный материал для статистических обобщений, относящихся к состоянию высоких слоев атмосферы. Современные выводы можно делать по материалу наблюдений, охватывающему три-четыре десятилетия для значительных площадей земного шара. Для таких регионов, как Антарктида, удовлетворяются более короткими рядами наблюдений. Основным материалом для аэроклиматологических разработок являются результаты подъёмов (зондажей) на обширной радиозондовой и ещё более обширной шаропилотной сети станций (см. Аэрология). Некоторую роль играет самолётное зондирование (для специальных целей). Для освещения климатического режима наиболее высоких слоев используются также результаты ракетного зондирования.
Задачи А. состоят в эмпирическом выявлении и теоретическом объяснении трёхмерного распределения и годового хода основных метеорологических элементов. Изучаются: многолетняя средняя топография изобарических поверхностей, представляющая трёхмерное барическое поле атмосферы и распределение в ней очагов тепла и холода; статистические характеристики ветрового режима на изобарических поверхностях или на стандартных уровнях; многолетнее среднее распределение температуры воздуха на изобарических поверхностях или на стандартных уровнях и другие статистические характеристики многолетнего режима температуры (как частные задачи – режим температурных инверсий и характеристик тропопаузы); аналогичный многолетний режим удельной и относительной влажности воздуха (как частная задача – режим обледенения самолётов); режим облачности (повторяемость облачных форм и высот, средние высоты облаков). Статистические выводы А. представляются в форме числовых таблиц, карт, вертикальных разрезов атмосферы. При этом большая часть аэроклиматологических разработок производится в масштабе всего земного шара, или Северного полушария, или материков, или таких территорий, как СССР, США и другие крупные страны. Составляются аэроклиматические характеристики и для отдельных пунктов. Данные А. позволяют установить трёхмерную картину общей циркуляции атмосферы и связанных с ней режимов температуры и влагосодержания над земным шаром. Аэроклиматологические выводы имеют и непосредственное практическое значение для обеспечения действий воздушного транспорта.
В СССР вопросами А. занимаются Научно-исследовательский Институт аэроклиматологии гидрометслужбы в Москве (НИИАК)и ряд других институтов. В НИИАК произведены обширные разработки материалов аэрологических наблюдений в планетарном масштабе на базе машинной техники. Они подытожены в атласах и монографиях. Аналогичные разработки ведутся в некоторых институтах зарубежных метеорологических служб, особенно в США, ФРГ, Великобритании.
Лит.: Аэроклиматический атлас Северного полушария, ч. 1—2, Л., 1961—63; Аэроклиматический атлас характеристик ветра северного полушария, М., 1964; Аэроклиматический справочник Северного полушария, в. 1—4, М., 1958; Гутерман И. Г., Распределение ветра над северным полушарием, Л., 1965; Ханевская И. В., Температурный режим свободной атмосферы над северным полушарием, Л., 1968; Накоренко Н. Ф. и Токарь Ф. Г., Климат свободной атмосферы, Л., 1959 (Климат СССР, в. 8;: Гайгеров С. С., Аэрология полярных районов, М., 1964; Дубенцов В. Р., Воздушные течения и распределение температуры в стратосфере и мезосфере в Северном полушарии, М., 1965.
С. П. Хромов.
Аэролит
Аэроли'т, устаревшее название каменного метеорита.
Аэрологическая обсерватория
Аэрологи'ческая обсервато'рия, научное учреждение, в котором ведутся экспериментальные и теоретические работы по изучению атмосферы. Приборы, применяемые на А. о., поднимаются в атмосферу на радиозондах, самолётах, аэростатах, ракетах и искусственных спутниках. Кроме того, изучение атмосферы в А. о. осуществляется и аппаратурой, установленной на Земле: производится зондирование атмосферы радиолокационным лучом, оптическое (прожекторное) зондирование, зондирование звуком и лучом лазера. На А. о. изучаются атмосферные процессы до высоты 100 км и более, воздушные потоки и термический режим, облака и осадки, турбулентностьатмосферы, радиационный баланс, активные воздействия на облака и туманы.
Первой А. о. в нашей стране была Павловская аэрологическая обсерватория под Ленинградом, организованная в 1902 (в 1941 она была разрушена во время осады Ленинграда). Крупнейшей А. о. является Центральная аэрологическая обсерватория под Москвой: к числу старейших зарубежных А. о. относятся А. о. в Линденберге (ГДР), Кью (Англия) и Пюи-де-Дом (Франция).
В. Д. Решетов.
Аэрологическая станция
Аэрологи'ческая ста'нция, учреждение метеорологической службы, в задачу которого входит регулярное зондирование атмосферы. А. с. оборудованы радиолокатором или радиитеодолитом. С их помощью ведётся наблюдение за полётом радиозонда. Аэрологический радиолокатор принимает сигналы радиозонда, что позволяет измерить скорость ветра, температуру, давление и влажность в атмосфере до высоты 30—40 км. Эти данные используются для прогнозов погоды и изучения атмосферы. А. с. расположены обычно на расстоянии 200—300 км друг от друга. На территории СССР более 200 А. с., а во всём мире св. 1000.
В. Д. Решетов.
Аэрологические приборы
Аэрологи'ческие прибо'ры, приборы для измерений в свободной атмосфере на различных высотах температуры, давления и влажности воздуха, а также солнечной радиации, высоты верхней и нижней границы облачности, турбулентности атмосферы, содержания озона и аэрозолей, потенциала электрического поля и т. д. Основные А. п. являются радиозонды, позволяющие измерять: температуру, давление, влажность, скорость и направление ветра по траекторным данным, полученным при помощи теодолита аэрологического, радиотеодолита или радиолокатора (см. Радиолокация в метеорологии), а также метеорографы — самопишущие приборы, непрерывно регистрирующие на ленте температуру, давление, влажность воздуха, а иногда и скорость воздушного потока. На самолётах наряду с метеорографом при зондировании атмосферы поднимают и другие А. п., в частности для измерений водности и микроструктуры облаков, турбулентности, обледенения и др.
Для измерений параметров атмосферы на обширных пространствах используются самолёты – летающие метеорологические лаборатории. Распространение получила ракета метеорологическая с аппаратурой, позволяющей измерять температуру, давление, плотность, определять состав воздуха и др. на высоте до 100 км и более.
Особое место при исследовании атмосферы на больших пространствах занимают метеорологические спутники, с помощью которых получают данные о глобальном состоянии облачности, штормовых и грозовых очагах, температуре подстилающих поверхностей (облаков, поверхности суши, морей и океанов), радиационном балансе Земли и т. д.
Лит.: Калиновский А. Б., Пинус Н. З. .Аэрология, ч. 1, Л., 1961; Маклаков А. Ф., Хахалин В.С., Современная техника исследования атмосферы, Л., 1964; Белинский В. А., Побияхо В. А., Аэрология, Л., 1962; Кмито А. А., Методы исследования атмосферы с использованием ракет и спутников, Л., 1966.
С. И. Непомнящий.
Аэрология
Аэроло'гия, раздел физики атмосферы, в котором изучаются физические явления и процессы, происходящие в свободной атмосфере, т. е. в удалении от подстилающей поверхности Земли, где не сказывается её непосредственное влияние. А. изучает: состав и строение атмосферы Земли до больших высот, образование облаков и осадков и методы регулирования их развития, лучистый теплообмен в свободной атмосфере, воздушные течения на различных высотах, в том числе турбулентные (вихревые) движения в атмосфере, взаимодействие воздушных масс, и др. Аэрологические исследования стимулируются прежде всего задачами совершенствования методов предсказания погоды и особенно развитием авиации – высотных реактивных и турбореактивных самолётов. Получены многочисленные данные о микроструктуре облаков, процессах конденсации, о размерах облачных капель и их концентрации в облачных слоях, о размерах и формах ледяных частиц в облаках с температурами ниже 0°С и т. д., которые в сочетании с данными о температуре и парообразной влаге в облаках позволили подойти к решению вопроса об искусственном регулировании развития облаков и осадков. Особое внимание уделяется изучению общей циркуляции атмосферы до больших высот, в тропосфере и нижней стратосфере были открыты т. н. струйные течения.
Большое развитие получили исследования верхних слоев атмосферы. Накоплены новые данные о составе воздуха, температурном режиме, распределении воздушных течений до больших высот и о взаимной связи между процессами, протекающими в тропосфере, стратосфере и мезосфере. Широкие перспективы в исследованиях верхних слоев атмосферы открылись в связи с успешными запусками в СССР, а затем в США искусственных спутников Земли.
Аэрологические исследования проводятся с помощью современной электронной аппаратуры, с применением средств радиолокации, различной авиационной, ракетной и метеорологической спутниковой техники, а также организацией аэрологических наблюдений на постоянно действующей сети аэрологических обсерваторий и аэрологических станций. А. занимается также разработкой методов и приборов для исследования свободной атмосферы, т. н. аэрологических приборов.
Лит.: Хргиан А. Х., Физика атмосферы, М., 1969; Хвостиков И. А., Высокие слои атмосферы, Л., 1964; Пинус Н. З., Шметер С. М., Аэрология, ч. 2, Физика свободной атмосферы, Л., 1965; Матвеев Л. Т., Основы общей метеорологии (физика атмосферы), Л., 1965.
Н. З. Пинус.
Аэромагнитная съёмка
Аэромагни'тная съёмка, изучение магнитного поля Земли с летательного аппарата при помощи аэромагнитометров(см. Земной магнетизм. Магнитная разведка). А. с. была предложена и применена советским учёным А. А. Логачевым (1936) для поисков сильномагнитных железных руд по магнитным аномалиям над месторождениями (так были открыты, например, железорудные месторождения Соколовско-Сарбайское в Казахстане и Ангаро-Илимскос в Сибири). С разработкой новых аэромагнитометров высокой точности А. с. стала одним из методов региональных геофизических исследований. Результаты А. с. используются при составлении геологических карт, для уточнения контуров геологических образований, выявления тектонических нарушений и др. Крупномасштабная А. с. применяется при поисках железных руд, бокситов, алмазоносных кимберлитовых трубок и т. д. Съёмочные маршруты располагаются параллельно друг другу, перпендикулярно преобладающему залеганию изучаемых геологических структур. А. с. проводится на постоянной высоте от уровня моря или рельефа местности. В первом случае высота полёта контролируется по барометрическому высотомеру, во втором – с помощью самолётного радиовысотомера. Геодезическая привязка маршрутов к местности осуществляется по фотографиям отдельных ориентиров, а при их отсутствии – с помощью радионавигационных систем. Для учёта и исключения вариаций геомагнитного поля пользуются записями магнитных обсерваторий и полевых вариационных станций, установленных в районе работ. Иногда вариации автоматически вводятся в показания аэромагнитометра с помощью сигналов, передаваемых по радио с наземной вариационной станции. Для увязки карт магнитного поля отдельных территорий в СССР создаётся единая опорная сеть в абсолютных значениях геомагнитного поля. Новые перспективы открываются перед А. с. в связи с разработкой квантовых магнитометров, обладающих высокой разрешающей способностью.
Лит.: Яновский Б. М.. Земной магнетизм, [ч.] 2, Л., 1963: Логачев А. А., Магниторазведка, 3 изд., Л., 1968.
О. Н. Соловьев.
Аэромагнитометр
Аэромагнито'метр, прибор для измерений геомагнитного поля с летательного аппарата. Чувствительным элементом первых (индукционных) А. служила рамка с витками провода, в которых индуцировался ток с силой, пропорциональной геомагнитному полю. В настоящее время применяют А.: феррозондовые, ядерные (протонные) с относительной погрешностью измерений геомагнитного поля 10-4—10-5 и квантовые, имеющие относительную погрешность 10-6—10-7 (см. Магнитометр, Феррозонд). Датчик А. размещается на крыле или в хвосте самолёта и защищается от собственного магнитного поля самолёта автоматическими компенсаторами, а при более точных измерениях – буксируется в гондоле на кабельтросе в 30—50 м от самолёта или вертолёта.
Феррозондовый аэромагнитометр АММ-13.
Аэрометоды
Аэроме'тоды изучения 3емли, совокупность методов исследования и картирования с летательных аппаратов географической оболочки Земли, присущих ей явлений и объектов природного и культурного ландшафта. Их физические свойства могут регистрироваться с воздуха в разных зонах спектра электромагнитных волн на различных по типу приборах. Исходя из этого, А. подразделяют на аэрофотографические, применяемые во всей видимой части спектра (0,4—0,8 мкм) и в ближней инфракрасной (0,8—1,1 мкм), фотоэлектронные, рассчитанные на использование узких зон в тех же частях спектра и в ультрафиолетовых (0,01—0,4 мкм), дальних инфракрасных (1,2—25 мкм) и радиоволновых (от 1 мм до нескольких м) лучах; аэрогеофизические, основанные на регистрации гамма-излучения Земли и параметров её физических полей; аэровизуальные, ограниченные видимой частью спектра.
Первый этап А. заключается в аэросъёмке местности с фиксацией данных на аэроснимках в виде фотографий или регистрограмм, второй этап – в изучении содержания, т. е. дешифрировании, аэроснимков и соответстветствующих измерениях, осуществляемых преимущественно способами фотограмметрии. Наибольшая информация об объектах и явлениях на основе А. может быть получена, когда они взаимно дополняют друг друга с учётом их особенностей и существа поставленной задачи. Например, весьма эффективно комбинирование аэрофотографических и фотоэлектронных методов при топографической съёмке; аэрофотографических, фотоэлектронных и аэрогеофизических – при геологической съёмке и поисках полезных ископаемых.
А. могут применяться как самостоятельно, так и преимущественно в комплексе с наземными методами исследования и картирования местности. В частности, при топографическсих работах – в сочетании с геодезическими определениями, при геологических – с изучением обнажений горных пород, бурением и т. д.
Аэрофотографические методы, применяемые с начала 20 в., – основные по объёму и широте использования в хозяйственных, научных, военных целях. Регистрация информации осуществляется при помощи аэрофотоаппарата на фотографических слоях различной светочувствительности. В 60-х гг. наряду с основной аэрофотосъёмкой на черно-белых плёнках распространение получила цветная аэрофотосъёмка с передачей объектов в натуральных и преобразованных цветах (см. Спектрозональная аэрофотосъёмка). Современные топографические съёмки целиком базируются на А. (см. Аэрофототопография). Данные А. – составная часть комплекса научно-технических мероприятий по инвентаризации лесов, землеустройству, мелиорации, проектированию железных и шоссейных дорог, линий проволочных передач и трубопроводов, по оценке промысловых ресурсов, учёту снегового покрова и др. Аэрофотографические методы применяются также при всех видах географических исследований, обеспечении охраны природы, при различных геологических работах – общем картировании, изучении тектоники (включая новейшую) и строения морских мелководий, гидрорологических, инженерно-геологических исследованиях и поисках полезных ископаемых; при изучении рельефа, почв и растительности, вод суши и процессов по берегам водоёмов, морских течений и волнений; при решении градостроительных и транспортных проблем, археологических изысканиях и т. д. Аэрофотографические методы в их совокупности (аэрофотосъёмка, дешифрирование и фотограмметрическая обработка аэрофотоснимков) повышают качество и экономия, эффективность этих работ.
Фотоэлектронные методы, находящиеся на стадии становления (60-е гг. 20 в.), принципиально предназначены для получения изображения местности: в видимой части спектра, со значительно большей дифференциацией объектов по их спектральной яркости (в отдельных узких зонах), чем при аэрофотосъёмке; в тех частях спектра, которые не применимы для непосредственного фотографирования на светочувствительных материалах. Т. о., А. дают дополнительную информацию о физических свойствах объектов. Она регистрируется (с помощью специальных преобразователей) в виде изображения на экране электроннолучевой трубки, переснимаемого на фотоплёнку. Практически применяемые фотоэлектронные А.: спектрометрическая, ультрафиолетовая, инфратепловая, радиотепловая и радарная аэросъёмки. Спектрометрическая аэросъёмка позволяет получать спектральные коэффициенты яркости объектов и изображение последних в узких спектральных интервалах, избирательно усиленное с помощью сигналов, пропорциональных отношению яркостей объектов в двух заданных зонах спектра. Применима при определении зоны спектра, наиболее эффективной для передачи особенностей того или иного ландшафта при аэрофотосъёмке и для непосредственного увеличения информации о горных породах и растительности. Ультрафиолетовая аэросъёмка основана на том, что некоторые горные породы и растения под влиянием ультрафиолетового облучения (в данном случае с воздуха) флюоресцируют, что позволяет зафиксировать их контуры на аэроснимке. Положительные результаты получены при поисках нефти, газа, урана, выделении среди посевов зараженных участков. Инфратепловая и радиотепловая аэросъёмки дают возможность регистрировать различия объектов по их температурным характеристикам. Приёмники соответствующего излучения на борту летательного аппарата позволяют улавливать разность температур на суше и в воде с точностью до 1°С, благодаря чему на «тепловых» аэроснимках можно выявлять водотоки под пологом растительности, течения и косяки рыб в водоёмах, талики и острова спорадической мерзлоты, геотермические аномалии вулканического характера, контакты некоторых горных пород, контуры огня в дыму лесных пожаров и т. д. Радиолокационная (радарная) аэросъёмка выполнима при различных длинах волн, частотах и формах импульсов. Это даёт возможность практически независимо от состояния атмосферы в любое время суток получить такое изображение местности, по которому частично дешифрируются вещественный состав, структура и влажность поверхностных горных пород, морских льдов и др. Сканирующий радиолокационный луч определённых параметров позволяет проникать сквозь снег, наземную растительность и чехол покровных отложений до глубины нескольких м. Частный случай радиолокационной аэросъёмки – аэрорадионивелирование, применяемое в сочетании с аэрофотосъёмкой для топографических целей.
К числу перспективных относятся методы, основанные на изучении с воздуха поляризации света различными объектами (для определения пространств, ориентации их микроструктуры) и применении в качестве сканирующих устройств («ощупывающих» земную поверхность радиоэлектронным лучом) оптических квантовых генераторов – лазеров. Исследуются возможности сочетания фотоэлектронных и аэрофотографических А. (многоканальная съёмка) с расчётом одновременного получения комбиниров. информации с самолёта или искусственного спутника Земли.
Аэрогеофизические методы, появившиеся в середине 20 в. и основанные на фиксации и измерении гамма-излучения Земли, а также параметров её магнитных, гравитационных и электрических полей, по сравнению с другими методами позволяют достичь большей «глубинности» изучения земной коры. Они включают аэромагнитную, аэрорадиометрическую и аэрогравиметрическую съёмки, аэроэлектроразведку и аэросейсморазведку (пока менее разработанную). В задачу аэромагнитной съёмки входит измерение составляющих магнитного поля специальными приборами – аэромагнитометрами. Анализ (по полученным данным) структуры этого поля и установление его связи с геологией района позволяет выявлять наличие и существенные черты ряда месторождений, особенно тех, которые создают магнитные аномалии. Аэрорадиометрическая съёмка предназначена для регистрации интенсивности естественного гамма-излучения земной поверхности. Применение приборов – аэрорадиометров и аэрогаммаспектрометров – даёт возможность устанавливать перспективность изучаемых площадей на содержание радиоактивных элементов (урана, тория и др.), а также спектральный состав излучения, что важно для определения пород при региональном геологическом картировании. Аэрогравиметрическая съёмка, заключающаяся в измерениях силы тяжести с летательного аппарата гравиметрами, выполняется преимущественно для изучения фигуры Земли и выявления аномалий гравитационного поля, связанных с крупными геологическими структурами. Аэроэлектроразведка основана на измерении с воздуха вторичных электрических полей, создаваемых горными породами с различными электропроводностями. Применяется для поисков некоторых полезных ископаемых. См. также Аэромагнитная съёмка. Аэроэлектроразведка.
Аэровизуальные методы имеют в качестве приёмника информации человеческий глаз, различающий объекты по их яркостным и цветовым контрастам в видимой части спектра электромагнитных волн. Несмотря на вспомогательное назначение этих наблюдений они принципиально позволяют, в отличие от других А., изучать с воздуха любой наземный объект в его натуральном виде, варьируя условиями наблюдения. Аэровизуальные наблюдения применяются частью в дополнение, а частью взамен наземных обследований, причем преимущественно на малообжитых территориях с целью повышения эффективности топографических, лесотаксационных, геологических и других работ (см. также Аэровизуальные наблюдения).
Лит.: Труды лаборатории аэрометодов АН СССР, т. 1—10, М.—Л., 1949—60; Применение аэрометодов в ландшафтных исследованиях, М.—Л., 1961; Аэрометоды изучения природных ресурсов, М., 1962; Применение аэрометодов для исследования моря, М.—Л., 1963; Аэрометоды при геологической съемке и поисках полезных ископаемых, т. 1—2, М., 1964; Доклады по вопросам аэрофотосъемки, в. 1—7, Л., 1964—1969; Аэрометоды исследования местности. [Сб. ст.], М., 1966, Физические основы и технические средства аэрометодов, Л., 1967; Материалы Московского филиала географического общества СССР. Аэрометоды, в. 1—4, М., 1967—70; Аэросъемка и ее применение, Л., 1967; Manual of photogrammetry, 3 ed., Wash., 1966. См. также лит. при ст. Дешифрирование аэроснимков.
Л. М. Гольдман, В. Б. Комаров.
