Запуск первого искусственного спутника Земли, осуществленный Советским Союзом в 1957 г., открыл новую эру в исследовании космического пространства и атмосферы Земли.
Советский космический корабль «Зонд-5» в 1969 г. впервые в мире сфотографировал всю видимую часть Земли с расстояния около 90 ООО км.
В России первый метеорологический спутник «Космос-122» был запущен 25 июня 1966 г. Уже первые фотографии облачных систем, полученные со спутников, показали всю ценность их для использования в анализе и прогнозе погоды.
С апреля 1967 г. началось планомерное функционирование созданной в Советском Союзе экспериментальной метеорологической космической системы «Метеор». Эта система включает находящиеся на орбитах метеорологические спутники (один или два) и наземные пункты приема, обработки и распространения поступающей от спутников информации.
На спутниках «Метеор» осуществляется покадровая съемка облачности двумя телекамерами справа и слева от орбиты. Ширина полосы фотографирования около 1000 км. Пространственное разрешение фотографий 1,25×1,25 км2. Метеорологическая информация на приемных пунктах регистрируется на фотопленку.
На спутниках установлена телевизионная, инфракрасная и ак-тинометрическая аппаратура. Служебное оборудование спутников включает:
1) запоминающие устройства и приборы, осуществляющие передачу наблюдений на Землю;
2) средства управления и контроля;
3) приборы радионаблюдения и измерения параметров спутника;
4) устройства, осуществляющие привязку спутниковых данных по времени.
Программа наблюдений с метеорологических спутников предусматривает получение изображений облачности (снежного покрова, ледяных полей) на освещенной и теневой сторонах земного шара, а также количественных данных об отраженной и излученной радиации и об эффективной радиационной температуре земной поверхности и облаков.
Для фотографирования облачности на спутниках устанавливается телевизионная (ТВ) и инфракрасная (ИК) аппаратура; для измерения уходящей радиации применяется актинометрическая (АК) аппаратура.
Эта научная аппаратура может включаться с помощью специальной бортовой программы или по команде с Земли. Результаты наблюдений хранятся в бортовых запоминающих устройствах. Пролетая над пунктом приема, спутник передает в ускоренном темпе накопленную информацию на Землю. Здесь в приемных пунктах
ТВ- и ИК-информация регистрируется одновременно на магнитной ленте и на фотопленке, АК-информация на магнитной ленте.
С приемных пунктов вся спутниковая информация направляется в Гидрометцентр России (г. Москва), где в специальном отделе анализа спутниковых данных она проходит полную обработку и подготовку к распространению.
Для трансформирования и географической привязки ТВ-изображений используется специальная электронная аппаратура.
После дешифрирования облачных изображений изготовляется схематическая карта облачности — нефанализ.
Обработка данных АК-измерений производится на ЭВМ. Программой обработки предусмотрена привязка результатов измерений ко времени и географическим координатам, пересчет измерений в физические величины.
Результаты обработки оформляются в виде цифровых карт радиационной температуры, на которые автоматически наносится сетка географических координат.
Подготовленные для распространения данные метеорологических наблюдений со спутников направляются в оперативные отделы Гидрометцентра России и в службы погоды внутри страны и за границу. Главный радиометеорологический центр (ГРМЦ) ведет эти передачи по факсимильной связи (передавая фотоснимки, нефанализы, карты общего влагосодержания атмосферы и радиационные карты).
Космическая метеорология — новая, наиболее перспективная ветвь современной службы погоды.
Она существенно расширила возможности метеорологов в наблюдении за атмосферными процессами в масштабе всей Земли и позволяет точнее, быстрее и качественнее составлять прогнозы п 01 оды.
Достаточно сказать, что только за один виток спутник в состоянии собрать данные о температуре поверхности и облачного покрова примерно с одной пятой части планеты. Взгляд на погоду из космоса существенно обогатил наши познания.
Спутники позволили получить весьма подробную информацию о циклонах умеренных широт и о тропических ураганах. Наиболее четко облачные вихри, отражающие движение воздуха в тайфунах и ураганах, наблюдаются над океанами на фоне темного изображения воды.
Сейчас от пристального глаза спутников не может укрыться ни один тайфун, ни один опасный циклон.
С развитием техники стало возможным перейти от регистрации глобальных явлений природы к конкретным прогнозам погоды в отдельных районах нашей страны.
Директивами XXIV съезда КПСС предусмотрено дальнейшее развитие исследований космического пространства и использование полученных результатов для совершенствования радиосвязи и телевидения для метеорологической службы и других практических целей.
Для успешной работы службы погоды необходимо располагать метеорологической информацией над территорией всего земного шара. Регулярная информация, которая поступает в настоящее время от наземных метеорологических и аэрологических станций, специально оборудованных судов погоды и самолетов, уже не удовлетворяет требований метеорологов.
Причина этого прежде всего в том, что метеорологические и аэрологические станции достаточно плотно размещены лишь в густонаселенных районах земного шара, составляющих всего 7б часть его поверхности.
Обширные водные пространства Мирового океана и малообжитые территории суши занимают в общей сложности около 80% поверхности нашей планеты. В этих районах сеть метеорологических и аэрологических станций настолько редка, что она не дает правильного представления об атмосферных процессах и погоде над огромными территориями.
В настоящее время метеорологическая служба находится в стадии комплексной автоматизации. В связи с развитием авиации, ракетной техники, морского транспорта перед гидрометслужбой возникли новые задачи. Межконтинентальные полеты авиации требуют информации о состоянии атмосферы на всей трассе полета. Таковы регулярные авиалинии на Кубу, в Монреаль, в Токио, межконтинентальные полеты в Антарктиду. Эффективность работы моряков и рыбаков в значительной мере определяется правильным учетом гидрометеорологической обстановки над морями и океанами.
Результаты современных исследований показывают, что по фотоснимкам, полученным со спутников, можно распознавать крупномасштабные облачные системы, соответствующие циклонам, ураганам, тайфунам, атмосферным фронтам, зонам внутритропи-ческой конвергенции, воздушным массам и другим синоптическим объектам.
В поле облачности можно выделить мелкомасштабные особенности структуры: будь то облачные полосы, или цепочки, гряды или конвективные ячейки, спирали, вторичные вихри и др.
Данные об облачности позволяют не только устанавливать фактическое состояние погоды, но и оценивать синоптическую обстановку и характер развития атмосферных процессов в различных физико-географических условиях. По характеристике и структуре облачности можно определить положение и эволюцию циклонов, атмосферных фронтов и других объектов, определяющих погоду на больших территориях.