Текст книги "По программе ПОЛИМОДЕ в Бермудском треугольнике"
Автор книги: Эмил Станев
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 11 страниц)
ПОЛИМОДЕ – программа и задачи
Программа ПОЛИМОДЕ включает совместное международное научное исследование синоптических вихревых движений в океане. Ее задачи связаны с изучением характера этих движений, их энергетических источников, а также их роли в формировании общей циркуляции океана. Фактически, это синоптический эксперимент, имеющий своей целью получение подробных сведений о динамике океана в небольшом районе, т. е. эксперимент с локально – динамическим характером.
В 39 номере журнала «Полимоде ньюз» от 25 ноября 1977 года сформулированы основные экспериментальные и теоретические проблемы программы:
1. Экспериментальные полевые работы и опыты преимущественно в северо – западной части Атлантического океана, цель которых – получение новых данных о кинематике и динамике изменчивости океана в данном районе и выяснение их роли в циркуляции Северо – Атлантического субтропического кольца.
2. Теоретические работы с целью развития теоретического моделирования явлений вихревого характера и применения теории в процессе усвоения данных ПОЛИМОДЕ для их использования при численном мо делировании и прогнозировании локальных процессов, а также создания численных моделей циркуляции в северной части Атлантического океана с высокой разрешающей способностью.
В программе ПОЛИМОДЕ осуществлялись два основных типа исследований: статистико – географический и синоптический, или локально – динамический. Цель исследований первого типа – выяснить географическое распределение вихревой энергии в различных отдаленных областях океана и определить вертикальные, горизонтальные и временные масштабы явлений. Этот тип исследований является существенной отличительной чертой ПОЛИМОДЕ по сравнению с «Полигоном—70» и МОДЕ – I. Такие исследования позволяют получить предварительную, хотя и приблизительную информацию о гидрологической обстановке Атлантического океана. В силу этой причины измерения, осуществляемые по статистико – географической программе преимущественно американскими учеными, были начаты гораздо раньше (в 1975 году) измерений, предусмотренных основной частью программы.
В процессе выполнения программы ПОЛИМОДЕ основной упор делался на проведение синоптических и локально – динамических экспериментов. В этих работах приняли участие советские ученые и их американские коллеги. Целью этих работ было:
1. Определение трехмерной пространственной и временной структуры вихревого поля на полигоне с размером, больше диаметра вихря, в течение нескольких вихревых циклов.
2. Измерение и определение в полевых условиях преобладающего динамического баланса, которым управляют: а) само вихревое движение; б) взаимодействие с соседними вихрями; в) взаимодействие вихрей с другими большими или меньшими океаническими образованиями; г) перенос энергии вихревого движения.
Карта рельефа дна западных областей Атлантического океана. Концентрическими окружностями обозначена область, где проходили измерения по программе МОДЕ – I. Точками отмечены места расположения советских АБС во время эксперимента ПОЛИМОДЕ.
Судя по названию этого типа исследований – синоптические, их целью является изучение именно процессов зарождения и эволюции погоды в океане.
А теперь попробуем коротко рассказать о работах по выполнению двух основных типов исследований по программе ПОЛИМОДЕ. Для проведения статистико – географического эксперимента в западной части Атлантического океана были выбраны три основных района исследований. Об этих районах уже имелись предварительно собранные гидрологические сведения, которые давали основание предполагать наличие там вихревой активности. Так, например, еще до начала эксперимента было известно, что вихревая энергия достигает своего минимума вдоль меридиана 70° западной долготы, причем наименьший ее показатель приходится на центр района, где проводился эксперимент МОДЕ – I. Кроме того, ученые знали, что к востоку от этого района вихревая энергия также уменьшается. Что же обусловливает распределение этой энергии в пространстве? По всей вероятности, увеличению вихревой энергии способствуют течения Гольфстрим, Северное Пассатное течение и другие.
С целью проверки этого предположения ученые установили на обширной территории от Северного Пассатного течения до Северо – Атлантического течения в общей сложности 38 автономных станций. Большая часть их функционировала беспрерывно в течение двадцати семи месяцев и был собран уникальный экспериментальный материал об общем состоянии вихревого! поля в Атлантическом океане. Эти предварительные результаты способствовали окончательному планированию основных работ по программе ПОЛИМОДЕ.
Районы, где осуществлялись измерительные работы по программе ПОЛИМОДЕ. Заштрихованным (слегка увеличенным) кружком обозначена область, где проходил советский синоптический и американский локально – динамический эксперимент. По пересекающимся линиям I и II, а также в точке III осуществлялись измерения по программе статистико – географического эксперимента. ЭДСВА – Эксперимент по динамике Северо – Восточной Атлантики, КАН – область работ канадских ученых.
В отличие от статистико – географического эксперимента, синоптический локально – динамический эксперимент характеризовался большей концентрированностью в пространстве. Главной целью этого эксперимента было изучение внутренней структуры вихревых образований и процессов, связанных с переносом энергии в океане. Для этого в обширном районе диаметром триста километров была установлена густая сеть измерительных станций.
Основные работы по синоптической программе велись на советском синоптическом полигоне, центр которого находился в квадрате с координатами 70° з. д. и 29° с. ш. На этом полигоне располагалось девятнадцать АБС. Станции устанавливались в узлах сетки равносторонних треугольников с расстояниями между буями 39 миль (72,2 км). Для их обозначения использовались буквы русского алфавита от А до У (см. рис. на с. 62).
Работы на советском полигоне были начаты в июле 1977 года. Он действовал в течение четырнадцати месяцев. За время работ на полигоне побывали пять научно – исследовательских судов – «Академик Курчатов», «Витязь», «Михаил Ломоносов», «Академик Вернадский» и «Молдавия». «Академик Курчатов» почти не покидал полигона. Только дважды он оставлял район исследований, чтобы доставить из СССР новую партию научных работников и некоторые виды оборудования.
В течение четырнадцати месяцев АБС на советском полигоне проводили измерения скорости течений и температуры воды на уровнях 100, 400, 700 и 1 200 м. В некоторых случаях, как это было сделано, например, во время 27–го рейса «Академика Курчатова», приборы опускались почти на самое дно, на глубину 5 000 м. Суда, обслуживавшие АБС, периодически делали океанографические[4]4
Океанографические съемки – это комплекс измерений температуры и солености морской воды на определенной площади океана. Каждое зондирование водной толщи осуществляется с палубы судна.
[Закрыть] и ХВТ – съемки района[5]5
ХВТ (expandable bathy thermograph) – американский измерительный прибор одноразового использования. Служит для быстрого измерения температуры на глубине до 750 м. Может работать даже тогда, когда судно находится в движении. С помощью этого прибора можно быстро проводить измерения температуры на обширных площадях.
[Закрыть], а НИС «Молдавия», например, проводило океанографические измерения в довольно обширном районе, выходящем далеко за рамки полигона. В результате осуществленных измерений было зарегистрировано прохождение через полигон множества циклонов и антициклонов, а также изучены их характерные особенности. Поступающая информация обрабатывалась сразу же на судах с помощью электронно – вычислительных машин. Это способствовало тому, что еще во время работы на полигоне ученые могли ориентироваться в обстановке и быстро решать, где им нужно проводить измерения и какие результаты можно ожидать.
Американский полигон располагался севернее советского. Он был создан для проведения интенсивных локально – динамических измерений и оборудован 10–ю АБС, расположенных в районе с радиусом в 50 км. Как видно, этот полигон был намного меньше советского, но его станции располагались гораздо ближе одна к другой, что позволяло лучше исследовать внутреннюю структуру вихрей, их взаимодействие с мезомасштабными океаническими процессами, поступления и трансформации энергии в океане. Американский полигон был создан через год после создания советского. Тем не менее были осуществлены синхронные измерения в обширной области вдоль семидесятого меридиана. Кроме того, стало возможным сравнивать работу советских и американских приборов с целью корректировки полученных результатов при дальнейшей обработке и интерпретации.
Вначале ПОЛИМОДЕ считалась советско – американской программой, но к ней проявили живой интерес многие страны, как, например, Англия, Франция, ФРГ и Канада, проводящие морские исследования. Дальнейшее их участие в совместных исследованиях Атлантического океана стало существенной помощью основным участникам программы – СССР и США. Эти страны занялись исследованием некоторых районов, которые не были включены в поле действия стран, ведущих эксперимент.
В северо – западной части океана западноевропейские участники программы ПОЛИМОДЕ осуществили эксперимент по динамике северо – восточной части Атлантического океана (ЭДСВА). Он начался в январе 1977 года, и было предусмотрено, что работа приборов будет продолжаться два года. Было установлено шесть АБС, которые измеряли скорость, температуру и давление на четырех уровнях океана – 600, 1 500, 3 ООО и 5 ООО метров. Из‑за большого расстояния между станциями, очевидно, нельзя будет получить исчерпывающие данные о структуре вихрей в этой части океана. Но по замыслу этот эксперимент представлял собой аналог статистико – географическому эксперименту, и ожидалось, что можно будет получить уникальные сведения о распределении вихревой энергии в северо‑западной части Атлантического океана.
Еще в 1975 году, когда программа ПОЛИМОДЕ только начиналась, в нее включились и канадские ученые из Бедфордского океанографического института. Их задачей было исследовать структуру Гольфстрима на большой глубине, ибо в то время ученым было известно, что течения, расположенные под Гольфстримом, быстро меняются со временем и что гидрофизические характеристики меняются на сравнительно небольших расстояниях (приблизительно 50 км). А как уже было сказано, в генерировании вихрей первостепенное значение принадлежит меандрированию течений. Для выполнения своей задачи канадские ученые установили последовательно две серии АБС, которые работали по полтора года каждая.
Очень трудно изложить в популярной форме все работы международных коллективов по выполнению программы ПОЛИМОДЕ. Она не только сложна, но и чрезвычайно насыщенна и напряженна. И все же, если необходимо указать лишь одну характерную черту программы, то это прекрасная слаженность в работе международного научного коллектива при сохранении самостоятельности и автономии исследований каждой страны. Образно говоря, «совместное сотрудничество и невмешательство во внутренние дела». Все исследования были подчинены стремлению понять законы вихревого движения в океане. При этом методика проведения эксперимента каждой страной отличалась своими особенностями, поэтому было невозможно, да и нецелесообразно, полное унифицирование работ.
Эксперимент по программе ПОЛИМОДЕ подразумевал рациональное распределение усилий разных стран. И здесь еще раз была подтверждена добрая воля ученых, приступивших к совместному планированию его основных задач. В ходе эксперимента ученые непрерывно обменивались информацией о том, как идут исследования. Научные работники советских НИС периодически посещали американские океанографические центры, где состоялось множество рабочих встреч и были установлены плодотворные научные контакты. Американские ученые предоставили своим советским коллегам большое количество приборов для ХВТ – съемки на советском научном полигоне. Была осуществлена и интеркалибрация[6]6
Интеркалибрация – сравнение и оценка точности работы различных приборов.
[Закрыть] советских и американских приборов и др.
Самым важным моментом совместного сотрудничества стала достигнутая договоренность о взаимном предоставлении полученных результатов. Согласно этой договоренности, каждая страна должна будет в течение года самостоятельно обрабатывать полученные ею данные. Затем будет произведен обмен результатами, и каждая страна – участница станет собственником всего экспериментального материала программы ПОЛИМОДЕ. В настоящий момент это беспрецедентный случай в океанографической практике и, возможно, один из немногих в мировой научной практике. А именно он указывает путь, по которому следует идти, дабы достичь скорейшего развития мировой науки.
Первые встречи с Атлантикой
На борту «Академика Курчатова»
С приближением намеченного дня – 28 июля – нетерпение мое все более возрастало. Это был день, когда советское НИС «Академик Курчатов» должно было бросить якорь в территориальных водах ГДР, чтобы взять меня на борт. В ожидании корабля я уже несколько дней находился в небольшом курортном городке Варнемюнде среди моих немецких коллег из Института морских исследований. Городок этот расположен в 20 км от прибалтийского города Ростока, у входа в залив. Здесь после раздела Германии создан Главный центр морских исследований в ГДР, который за свою сравнительно короткую, почти восемнадцатилетнюю историю завоевал прочную репутацию среди океанографов.
Заместитель директора института д—р Брозин, любезный молодой человек, встретивший меня по прибытии в Варнемюнде, позаботился о моем пребывании здесь. С ним и его коллегами мы без устали говорили о морских исследованиях в ГДР и у нас, о Балтийском и Черном морях, о международном эксперименте «Камчия», о немецких научно – исследовательских судах и, конечно, о ПОЛИМОДЕ. По просьбе Координационного совета по морским исследованиям стран – членов СЭВ мои гостеприимные хозяева должны были организовать мою переброску на борт «Академика Курчатова». И несмотря на то, что в наше время подобная операция представляется элементарной, известный риск все же существовал. Уже не раз морские бури сыграли злую шутку с мореплавателями. А в случае шторма вряд ли маленькая лодка смогла бы проникнуть на несколько миль в глубь моря, а я – перебраться с нее на корабль.
К счастью, день прибытия «Академика Курчатова» оказался хорошим не только для тысяч туристов, отдыхавших на прохладном балтийском берегу, но и для меня. Располагая информацией о часе отплытия корабля из СССР, вместе с Брозином мы измеряли расстояние по карте, подсчитывали время пути и, как водится в таких случаях, несколько переоценили мореходные качества «Академика Курчатова». Только к 14 часам с пограничного пункта позвонили и сообщили, что корабль вышел на связь с берегом.
Попрощавшись со своими гостеприимными хозяевами, я вместе с коллегой Эберхардом Франке отправился на пристань. Таможенные и пограничные формальности заполнили наше время до прибытия лоцманского катерка. Мы быстро побросали на него багаж, уселись сами и… плавание началось.
Дымка на горизонте ограничивала видимость, но лоцман, успокаивая нас, уверял, что мы доберемся до корабля через полчаса. Около нас молчаливо ждали своего причала множество грузовых кораблей. Волны бросали маленькую лодку во все стороны. Я с трудом удерживался на ногах, стискивая в одной руке бинокль, а другой держась за твердую опору. «Ищи и не просмотри самый белый из всех, – сказал мне мой спутник, – это и будет «Курчатов». Через некоторое время он стал различимым на горизонте, действительно, самый белый и самый красивый из всех остальных кораблей.
НИС «Академик Курчатов».
На палубе собралось много людей, оживленно комментировавших мою переброску из лодки на судно через люк. Я почувствовал себя так, будто снова ступил на твердую землю. Волнение, которое незадолго до этого швыряло во вее стороны лоцманскую лодку, не ощущалось на 7 000–тонном судне. Первыми меня встретили капитан корабля Н. В. Апехтин и начальник экспедиции К. Н. Федоров. Крепкие рукопожатия, теплые слова приветствия, короткий разговор. Научный секретарь экспедиции Клавдия Николаевна Глазунова отвела меня в мою каюту. Здесь меня ждал мой «соквартирант» Валерий Михайлович Жуков, с которым мне предстояло жить почти три месяца. Валерий – исключительно внимательный, всегда веселый и остроумный человек. Увидев, как мне не терпится осмотреть корабль, он решил отказаться от своей идеи «в первую очередь – устроиться», и мы покинули каюту.
Если человек не знает, что находится на судне, то прогулка по его длинным коридорам и лестницам может показаться ему прогулкой по отелю. У НИСа пять этажей, то бишь палуб, а его длина – 125 м. Мы с моим собеседником сразу же начинаем разговор об «Академике Курчатове». Это судно предназначено для проведения комплексных геолого – геофизических исследований Мирового океана как в тропических широтах, так и в полярных водах. Построено в 1966 г. на судостроительных верфях ГДР. Его двадцать шесть лабораторий оборудованы самой современной регистрационной и измерительной техникой. Водоизмещение
– почти семь тысяч тонн, максимальная (крейсерская) скорость– 18,2 узла, дальность плавания – двадцать тысяч миль. Штатный экипаж корабля – около восьмидесяти человек, приблизительно столько же – научные сотрудники. В этом отношении его можно сравнить с небольшим научно – исследовательским институтом. В этом «институте» предусмотрены также залы для отдыха, спортивные сооружения, теннисные столы, есть и бильярд, но не с шарами, а с шайбами, волейбольная площадка, две просторные и очень уютные столовые и т. д.
Пока мы с моим собеседником и присоединившимися к нам членами экипажа любуемся красивым видом на берег, корабль медленно поднимает якорь и в 19 час. 30 мин. берет курс на пролив Большой Бельт.
Первый вечер на корабле был вечером разговоров, так как тем было много и самых разных – об экспедиции, о жизни в Болгарии и о нашей истории, о русско – турецкой освободительной войне и о второй мировой войне. Мои новые коллеги, математики из Новосибирска, Владимир Борисович Залесный и Виктор Иванович Кузин рассказывают увлекательные истории о жизни в далекой Сибири, об их институте, известном как одно из самых сильных звеньев в мире в области вычислительной математики и т. д. И как всегда в подобных случаях, те, кому уже пришлось поплавать в океане, завладевают нашим вниманием, рассказывая различные интересные истории о своих путешествиях: случаи на экзотических островах, страшные морские бури, комические сценки из морской жизни. Оказывается, с некоторыми членами экипажа и научными сотрудниками у нас есть общие знакомые. До меня, в 17–м и 22–м рейсах на «Академике Курчатове» в других районах и по другим маршрутам участвовали болгары
– ст. н.с. Д. Самарджиев из Геофизического института БАН и ст. н.с. X. Хрисчев из Геологического института Б АН. Приятно на расстоянии тысяч километров от родины услышать самые лестные отзывы о своих соотечественниках и знакомых.
На следующий день мы проходим Датские проливы. Погода хорошая, ветер – от двух до четырех баллов, волнение – слабое. Время от времени на горизонте появляется земля – Дания. В этих местах морской путь сильно перегружен, и нам часто приходится расходиться со встречными судами. Но особое впечатление на меня произвела сильная загрязненность моря. По его поверхности плавали розово – черные пятна – результат сброса отработанных вод прибережными заводами, множество жирных нефтяных пятен, различные деревянные обломки, бумага, бутылки. Даже если берег не просматривался, близость «цивилизации» все равно ощущалась.
После выхода из Датских проливов мы направляемся к Ла – Маншу. Северное море встречает нас непогодой. Видимость снижается, опускается туман, начинает моросить дождь. «Академик Курчатов» продолжает двигаться со скоростью пятнадцать с половиной узлов, но в рубке стоит сам капитан, дающий указания своим помощникам. Палуба чисто вымыта дождем. Через короткие промежутки времени густой туман прорезает вой сирены: сигнал, что неподалеку идут другие суда.
Несмотря на плохую погоду и трудные навигационные условия, нормальный ритм работы не нарушается. Научные работники занимаются составлением графика рабочего времени на период экспедиции, знакомятся друг с другом, обмениваются информацией о работе различных отрядов, осваивают находящиеся на корабле приборы и аппаратуру. 31 июля мы пересекаем Гринвичский меридиан и берем курс на юг, к Бискайскому заливу. Старые «морские волки» подтрунивают над нами, пугая морской болезнью. И не случайно. В этой части океана почти всегда дуют сильные ветры, а волнение неприятно даже для тех, кто привык к морским невзгодам. И, действительно, для большинства научных работников четырех дней плавания оказалось недостаточно, чтобы привыкнуть к качке. Западный ветер около семи баллов вздымал волны, достигавшие трех метров. Это еще более усиливало неприятные ощущения для нас, работающих на самой верхней палубе корабля. Самой злободневной темой дня была качка, а «больные» были окружены «особым вниманием» – над ними посмеивались, утешая тем, что даже адмирал Нельсон не выносил сильной качки.
Маршрут 27–го рейса НИС «Академик Курчатов».
После неприятного последнего дня июля первый августовский день застал нас в пятнадцати милях западнее побережья Испании. Волнение стихло, и солнце собрало на палубе людей, уставших от предыдущего дня. На востоке показался берег. Время от времени то с одной, то с другой стороны судна появлялись блестящие черные спины двух дельфинов, долго сопровождавших нас.
Старый континент медленно уходил за линию горизонта, но через три дня мы снова увидим землю. Судно держало курс на Канарские острова – к нашей первой остановке на пути к научному полигону в Саргассовом море. Здесь нам предстояло запастись некоторыми необходимыми продуктами, так как на следующей остановке – Бермудских островах – цены на них чрезвычайно высоки. С приближением к островам настроение экипажа и научных работников становилось все более экскурсионным. Все мы готовились к встрече с этими столь экзотическими, по рассказам очевидцев, островами.
