Тропопауза - область атмосферы, где заканчивается тропосфера и начинается стратосфера, - изучена пока слабо. Теперь климатологи намерены наверстать упущение с помощью беспилотника.
Какие бы прогнозы ни давали климатологи, чтобы они ни предрекали, в основе всех их расчетов лежат компьютерные модели. А компьютерные модели построены, разумеется, на результатах измерений, и ими же поверяются на достоверность. Однако если нижний, прилегающий к Земле слой атмосферы - так называемая тропосфера - исследован более или менее неплохо, то данных измерений в следующем слое - стратосфере, - а особенно в тонком переходном слое между ними - тропопаузе - ученым явно не хватает.
Авиационный эксперимент по изучению тропической тропопаузы
Между тем, в стратосфере расположен озоновый слой, защищающий все живое на Земле от губительного ультрафиолетового излучения Солнца, а в тропосфере протекают процессы, определяющие погоду и климат на нашей планете: формируются облака, развиваются циклоны и антициклоны и так далее. Поэтому данные, касающиеся тропопаузы, чрезвычайно важны для науки. Но получить их сложно. "Это одно из самых холодных мест во всей атмосфере, здесь температуры могут опускаться до минус 90 градусов Цельсия, - говорит Эрик Дженсен (Eric Jensen), научный сотрудник принадлежащего NASA Исследовательского центра Эймса в Моффет-Филде, штат Калифорнии. - Но измерений здесь почти не проводилось".
Это касается, прежде всего, тропопаузы над экватором, поскольку там она особенно труднодоступна: если в полярных регионах тропосфера простирается лишь до высоты от 8 до 10 километров над уровнем моря, то в тропических - до 16, а то и 18 километров. И все же именно на этих высотах и намерены провести теперь измерения американские ученые. Возглавляемый Эриком Дженсеном исследовательский проект под названием ATTREX (Airborne Tropical TRopopause EXperiment - Авиационный эксперимент в тропической тропопаузе) предусматривает отправку в тропопаузу американского реактивного беспилотного летательного аппарата Global Hawk.
Отставной военный дрон на гражданской службе
Этот дрон, изначально выполнявший разведывательные функции для Пентагона, сегодня для решения военных задач безнадежно устарел, но для климатологических исследований он оказался поистине бесценной находкой - с его высотой полета до 20 километров и продолжительностью полета свыше 30 часов. "В этом его уникальность, - говорит Эрик Дженсен. - В мире есть и другие летательные аппараты с таким же потолком - например, российский высотный самолет-разведчик М-55 "Геофизика" или наш собственный ER-2, но время их полета без дозаправки значительно скромнее. А Global Hawk может пересечь за один полет весь Тихий океан в оба конца".
Курс беспилотника программируется заранее, но совсем уж без пилота дело все же не обходится, только находится он не в кабине летательного аппарата, а на земле, поясняет руководитель проекта: "У нас есть пункт управления. Впереди сидят пилоты, вернее, операторы, а сзади, отделенные прозрачной перегородкой, - исследователи. Мы следим за данными измерений, поступающими в режиме реального времени, решаем, куда лучше направить дрон, и сообщаем об этом операторам, а те по возможности корректируют курс. Но не надо представлять себе дело так, будто они управляют самолетом с помощью джойстика. Нет, все гораздо сложнее: они прокладывают курс по точкам, а команды отдают через спутниковые системы".
Высотная беспилотная авиаметеолаборатория
Тропопауза над тропиками и субтропиками представляет для ученых особый интерес еще и потому, что здесь нередко наблюдаются ее разрывы, вызванные мощными струйными течениями. Время от времени тропосфера над отдельными районами вблизи экватора даже полностью разрушается и формируется заново. "Поняв, какие процессы происходят в этой части атмосферы, мы разберемся и в механизмах, которыми регулируются ее химический состав и содержание влаги, - говорит Эрик Дженсен. - А эти факторы оказывает воздействие и на климат, и на состояние озонового слоя".
Дрон Global Hawk до отказа заполнен самой разной измерительной аппаратурой. Помимо направления и силы ветра, температуры и давления, она регистрирует также интенсивность солнечного излучения, содержание кристалликов льда и водяного пара и множество других параметров. Кроме того, на борту имеется устройство для забора проб воздуха - общим числом до 90 - для их последующего химического анализа.
Первый полет исследовательского беспилотника состоялся 5-6 февраля в район Гавайских островов и продолжался 24 часа. На февраль запланировано в общей сложности шесть полетов. Дальнейшее расписание пока не составлено, но весь проект рассчитан на 5 лет. На 2014 год намечены, в частности, полеты в район острова Гуам и в Австралию.
