9.2.8. Роль спутниковых исследований

Создание глобальных наблюдательных систем, целью которых явля­ется анализ антропогенных воздействий на геосферу и биосферу, изуче­ние ресурсов Земли, потребовали использования новых методов, к чис­лу которых относятся так называемые дистанционные методы наблюде­ний. Они получили широкое распространение и используются в комплек­се с традиционными методами и средствами.

Для исследований ресурсов Земли используются методы дистанци­онного зондирования — фотографические и телевизионные методы — применяются многоканальные спектральные лидары, методы микровол­новой пассивной теплолокации, радиолокаторы, суда, буи, аэростаты, самолеты, вертолеты и т.п.

Прогресс в области космических технологий открыл широкие воз­можности для международного сотрудничества. В 1961 г. ООН приняла резолюцию по мирному использованию космического пространства.

С 80-х гг. начали создаваться различные организации, ориентирован-

ные на создание системы наблюдений за состоянием Земли из космоса. К ним относится Комитет по спутниковым наблюдениям за поверхнос­тью Земли (КЕОС). К настоящему времени создана глобальная метеоро­логическая спутниковая сеть.

Автоматические спутники, оснащенные многоспектральными радио­метрами, в настоящее время являются одним из главных инструментов непрерывного мониторинга окружающей среды на Земле. Обитаемые орбитальные станции, такие как «Салют», «Мир», «Скайлеб», преврати­лись в научные космические лаборатории, которые ставят сложнейшие эксперименты и проводят испытания новой аппаратуры, визуальные и инструментальные наблюдения. К числу их относятся изучение погоды, динамики вод, например, обнаружение и изучение явлений апвеллинга в прибрежной зоне, атмосферная циркуляция, оценка загрязненности водной и воздушной среды, состояние лесов, мониторинг судоходства, в том числе слежение за перемещением рыболовных судов, топографи­ческая съемка прибрежных зон, побережья и дна океана, наблюдения за морским льдом и т.д.

Доказана возможность получения, данных о концентрации хлорофил­ла «а» и его глобальном распределении, биологической деятельности в прибрежных зонах, концентрации растворенных веществ в морской воде. Ожидается вывод в космос цветовых сканеров нового поколения, кото­рые позволят получать более достоверные и полные данные о качестве воды, развитии водорослей и прогнозе «цветения», переносе взвесей, траектории перемещения нефтяных пятен при загрязнении.

Такие работы основываются на анализе изображений высокого раз­решения (около 10 м), поступающих от почти всепогодных и не завися­щих от времени суток спутниковых радиолокаторов и других приборов. Спутниковые наблюдения являются весьма дорогостоящими, требу­ют больших финансовых затрат, в связи с чем как в отдельных странах, так и при выполнении международных проектов всегда выделяются при­оритеты. В число приоритетов входит усовершенствование методов наблю­дений и анализа получаемых данных. В глобальные системы анализа сей­час входят результаты вертикального зондирования, пассивной микро­волновой радиометрии, данные радиолокационного альтиметра и скаттерометра и ряд других.

Спутниковые системы принадлежат главным образом Российской Федерации, США, Японии, Индии и Китаю.

В СССР первый искусственный спутник Земли был запущен 4 октяб­ря 1957 г. Одним из последних российских спутников является спутник ГСМОС-1, который введен в эксплуатацию в 1996 г. Обширная научная программа выполняется на орбитальном космическом комплексе «Мир». Осуществляются непрерывный экологический мониторинг на ионосфер­ных высотах, контроль за окружающим орбитальный комплекс космичес­ким пространством, прежде всего электромагнитным излучением.

Спутники США, предназначенные для исследования окружающей среды, ведут непрерывные наблюдения с 1960 г. Они находятся как на гео-

248

249

стационарных, так и на полярных орбитах и передают огромные объемы климатической, океанографической и метеорологической информации. Национальная спутниковая система США удовлетворяет запросы потре­бителей этой информации и обеспечивает решение проблем националь­ной безопасности путем представления данных дистанционного зондиро­вания окружающей среды из космоса.

Планируется сотрудничество США с ЕВМЕТСАТ (система геостаци­онарных спутников, включающая также МЕТЕОСАТ, GOES, ГМС) в создании объединенной системы полярноорбитальных спутников, кото­рая будет функционировать на протяжении значительной части будуще­го столетия.

Сейчас проводятся исследования с целью создания концепции по­лучения изображений и зондирования, основанной на новейших, толь­ко еще появляющихся технологиях.

Общее представление об оборудовании, которое используется для наблюдений со спутников, можно составить на основе данных об осна­щении спутника ИСЗ GOES. В настоящее время на его борту находятся два радиометра, которые прослужат на протяжении следующего десятилетия. Главным прибором этого спутника является сканер, который позволяет получать снимки территории США до восьми раз в час в одном видимом и четырех инфракрасных участках спектра. Сканер позволяет проводить наблюдения за важнейшими явлениями погоды, о чем раньше не прихо­дилось даже мечтать. Количественные данные, поступающие со сканера и радиометра, такие как данные о ветре, используются для составления прогнозов погоды. Тем не менее для более частого получения изображе­ний быстро развивающихся опасных погодных явлений при одновремен­ном обзоре всего земного диска для следующего поколения спутников СОЕ8 потребуется более сложный и быстродействующий сканер.

Япония эксплуатирует спутники серии ГМС (геостационарные метео­рологические спутники), входящие в состав глобальной метеорологической спутниковой сети с 1977 г. Новый японский многофункциональный транспортный спутник МЕТЕОСАТ, запущенный в 1999 г., предназна­чен для решения двух задач: продолжения наблюдений, начатых спутниками серии ГМС, а также обеспечения деятельности авиации. Станции пользования этими данными расположены в Азиатско-тихоокеанском регионе.

Спутниковые системы будущего, которые будут введены в эксплуа­тацию с 2001 г., включают спутники МЕТЕОСАТ второго поколения и полярную систему ЕР8, которая будет введена с 2002 г.

Сейчас актуальными задачами является определение возможностей спутниковых систем дополнять или замещать наземные системы наблю­дений. Ответственность за адекватное освещение этих аспектов и исполь­зование исходных данных от космических агентств несет ВМО через КЕО8 (Комитет по спутниковым наблюдениям за поверхностью Земли). Деятельность международных организаций лежит в русле резолюции ООН о мирном использовании космического пространства.