Международные проекты с участием России

 

Особое значение для науки имеют данные специальных наблюдательных экспериментов, поскольку они позволяют проводить целенаправленные исследования природных явлений и физических процессов различного масштаба. В табл. 1 (см. Приложение 3) дан перечень основных национальных и международных проектов по изучению климата, выполненных в 1970 - 1990 гг. В МЦД-Б сосредоточен уникальный массив данных наземных, морских и аэрокосмических систем целого ряда международных экспериментов. Структурно они представляют собой 53 массива данных, содержащих результаты 35 видов наблюдений. Данные поступали из ответственных центров в виде листовых источников (таблицы, карты, отчеты), но главным образом, на различных технических носителях (микрофильмы, микрофиши, магнитные ленты). Основная масса информации занесена на магнитные ленты, общее количество которых превышает 5 тыс. Наиболее объемные массивы экспериментов АТЭП и ПГЭП являются довольно сложными по структуре и составу представленных в них данных.

Данные экспериментов записаны в международных форматах. В экспериментах, следовавших за ПГЭП, использовались в основном форматы ПГЭП, хотя имеются некоторые отличия (GRIB, GF-3). Сведения о данных международных экспериментов публиковались в специальных текущих и сводных каталогах. Описание массивов дано по следующей схеме: название эксперимента; основные научные задач эксперимента; период наблюдений, географическая область; содержание архива (виды наблюдений); объем архива (количество магнитных лент, микрофильмов); структура записи данных на магнитных лентах.

Одним из самых крупных научных проектов за послевоенные годы является Программа исследований глобальных атмосферных процессов (ПИГАП). В 1967 г. впервые был предложен план для реализации такой программы. Эта программа состояла из нескольких больших экспериментов: Атлантический эксперимент ПИГАП (АТЭП) в 1974 г., первый глобальный эксперимент ПИГАП (ПГЭП) в 1979 г., МУССОН, БОМЭКС, АЛЬПЭКС, МЕДАЛЬПЭКС и другие. Следует отметить, что материалы исследований и накопленные данные, полученные в период выполнения ПИГАП, еще до конца не проанализированы и будут еще долгие годы представлять интерес для разработки и оценки моделей анализа и прогноза для любого района земного шара. ПИГАП была организована под эгидой ВМО и Международного Совета научных союзов. Масштаб проектов можно представить по табл. 2 (см. Приложение 3).

Данные этих экспериментов находятся в режимно-справочном банке данных «Международные проекты и программы», который включает следующие массивы данных:

ПГЭП - первый глобальный эксперимент ПИГАП. Представлены данные но земному шару следующих видов наблюдений: приземная и морская метеорология, аэрология, спутниковые, самолетные, океанография, дрейфующие буи за период с 01.12.1978 по 01.12.1979 гг., полученные из Великобритании Канады, СССР, США, Германии, Швеции, Японии.

ЛМОНЭКС - летний муссонный эксперимент ПИГАП. Представлены данные следующих видов наблюдений: приземная и морская метеорология, аэрология, спутниковые, самолетные, океанография, дрейфующие буи. Географический район: Африка (восточная часть), Индийский океан (северная часть), Аравийское море, Бенгальский залив и прилегающие континентальные районы. Период: с 01.05.1979 по 31.08.1979 гг. Данные получены из Индии.

ЗМОНЭКС - зимний муссонный эксперимент ПИГАП. Представлены данные следующих видов наблюдений: приземная и морская метеорология аэрология, спутниковые, самолетные, океанография, дрейфующие буи по Индийскому океану (восточная часть тропической зоны), Тихому океану (западная часть) и прилегающим континентальным районам за период с 01.12.1978 по 05.03.1979 гг. Данные получены из Малайзии.

ЗАМЭКС - западноафриканский муссонный эксперимент. Представлены данные следующих видов наблюдений: приземная и морская метеорология, аэрология, спутниковые, самолетные, океанография, дрейфующие буи. Географический район: по Африка (западная часть) и Гвинейский залив. Период: с 01.05.1979 по 31.08.1979 гг. Данные получены из Швеции.

АТЭП - атлантический тропический эксперимент ПИГАП. Представлены данные следующих видов наблюдений: приземная метеорология, аэрология, аэростатные, спутниковые, самолетные, океанография, актинометрия по тропической зоне Атлантического океана за период с 01.06.1974 по 30.09.1974 гг. Данные получены из Великобритании, Германии, Канады, Мексики, Hидерландов, СССР, США, Франции.

АЛЬПЭКС - альпийский горный метеорологический эксперимент ПИГАП. Представлены данные следующих видов наблюдений: приземная метеорология, аэрология, спутниковые, самолетные, океанография. Горные pайоны Альп (30° с.ш. - 60° с.ш., 30° з.д. - 37° в.д. Период: с 01.09.1981 по 31.09.1982 гг.). Данные получены из Великобритании, СССР, Швейцарии.

ТОПЭКС - эксперимент по оперативному исследованию тайфунов. Представлены данные следующих видов наблюдений: приземная и морская метеорология, аэрология, спутниковые, самолетные, парашютные по северо-западной части Тихого океана за период с 29.07.1981 по 01.08.1983 гг. Данные получены из Японии.

ТОГА - тропический океан и глобальная атмосфера. Представлены данные по Мировому океану за период с 1985 по 1989 гг. из США, Франции, Великобритании.

Дадим описание некоторых экспериментов ПИГАП.

. Атлантический тропический эксперимент ПИГАП - АТЭП.

Международный Атлантический тропический эксперимент - первый эксперимент, который выполнялся в рамках ПИГАП с 17 июня по 23 сентября 1974 г. в тропической зоне Атлантического океана. Научные задачи АТЭП сформулированы в центральной программе и пяти научных подпрограммах эксперимента (Белоусов С.Л., Гофен А.М., 1981).

Главными задачами АТЭП являлись: получение материалов наблюдений и разработка способов оценки влияния мелкомасштабных тропических погодных систем на крупномасштабную циркуляцию; развитие численного моделирования атмосферных процессов и методов прогноза погоды.

Для достижения этих целей требовалось всестороннее исследование процессов различного масштаба, протекающих в тропической атмосфере и океане. Атмосферные процессы в тропиках условно разделены на следующие четыре масштаба: А (синоптический) - линейные размеры 1000 - 10000 км; В (облачных скоплений) - линейные размеры 100 - 1000 км; С (мезометеорологический) - линейные размеры 10 - 100 км; D (кучевой конвекции) - линейные размеры 1 - 10 км. В соответствии с глобальной задачей АТЭП - изучение процессов различных масштабов в атмосфере и океане - были организованы следующие наблюдательные полигоны:

А - весь район АТЭП - тропическая часть Атлантики и прилегающих материков от 10° ю.ш. до 20° с.ш.; сеть полигона А была образована станциями ВСП на континентах и 17 - 19 судами АТЭП в океане;

АВ - область океана в восточной Атлантике правильной шестиугольной формы, ограниченная 5° - 12° с.ш., 20° - 27° з.д. с центром в точке 8° 30' с.ш., 23° 30' з.д. и длиной стороны 3,5°; образован семью советскими судами (шесть в углах полигона и одно в центре);

В - центральная часть полигона АВ правильной шестиугольной формы, ограниченная 7° - 10° с.ш., 22° 12' - 24° 48' з.д. с центром в точке 8° 30' с.ш., 23° 30' з.д.; образован семью иностранными судами, оснащенными, в основном, системой зондирования OMEGA. Полигоны АВ и В предназначались для исследования мезомасштабных атмосферных процессов. К сожалению, погрешности измерений скорости ветра с помощью системы OMEGA на полигоне В оказались столь велики, что их очень сложно использовать в расчетах дивергенции. Наиболее полные и репрезентативные данные наблюдений были получены на полигоне АВ.

С - часть полигона В неправильной треугольной формы, ограниченная 8° 30' - 9° 15' с.ш., 22° 38' - 23° 30' з.д. с центром в точке 8° 45' с.ш., 23° 30' з.д.; предназначен для исследования атмосферных процессов масштабов С и D, а также мелкомасштабного взаимодействии океан - атмосфера; экваториальный океанографический полигон - для изучения системы океанических течений в районе экватора; океанографический полигон масштаба С - предназначен для изучения влияния атмосферных процессов масштабов В, С и D на структуру слоя перемешивания океана и обратного влияния океана на процессы в атмосфере.

АТЭП включал три фазы наблюдений на полигонах (I фаза с 28 июня по 17 июля, II фаза с 28 июля по 16 августа, III фаза с 30 августа по 19 сентября), три периода сравнения приборов, выполнение работ на разрезах. Программа наблюдений АТЭП, во-первых, определялась принадлежностью наблюдательной платформы к полигону того или иного масштаба. Во-вторых, для каждого полигона она состояли из стандартных наблюдений, обязательных для всех наблюдательных платформ этого полигона, и специализированных наблюдений, проводившихся на отдельных судах.

В соответствии с Международным планом управления данными АТЭП все страны-участницы представили свои данные в пять специализированных центров по научным подпрограммам: центр по изучению процессов синоптического масштаба - Англия; центр по радиационной программе - Россия; центр по конвективной подпрограмме - США; центр по программе погранслоя - Германия; центр по океанографической подпрограмме - Франция. Кроме того, все страны участницы направили данные по метеорологии в Англию и МЦД-Б (Обнинск). В двух Мировых центрах, таким образом, сформированы два идентичных массива данных АТЭП.

В МЦД-Б хранятся 722 магнитных лент с данными АТЭП: Англия - 96 МЛ, бывшая ГДР - 3, Канада - 18 МЛ, Мексика - 2 MЛ, Нидерланды - 3 МЛ, США - 499 МЛ, Франция - 6 МЛ, Германия - 41 МЛ. Вся информация, содержащаяся на МЛ, записана в соответствии с требованиями, определенными в международном формате ATЭП. Кроме магнитных лент, в фонде МЦД-Б содержится 189 микрофильмов с информацией АТЭП (129 микрофильмов с радарными наблюдениями за облачностью; 8 микрофильмов с радарными наблюдениями за осадками; 9 микрофильмов с самолетными данными; 2 микрофильма с данными наблюдений с аэростатов; 2 микрофильма со спутниковыми данными по облачности; 30 микрофильмов с данными наблюдений по метеорологии; 6 микрофильмов с океанографическими данными).

В отчете (Report from the WDC-A GATE Archives, 1977) представлен 21 набор, полученный в период программы АТЭП-74 с данными синоптических, аэрологических, судовых гидрометеорологических наблюдений, наблюдений за аэрозолями, SТD-данных, батометрических самолетных, термосоленографных, батитермографных, наблюдений за течениями.

. ВОСЕ

Глобальный эксперимент по изучению циркуляции океана (BOCЕ) является основной океанографической программой ВПИК, направленной на изучение течений Мирового океана, потоков тепла и веществ в нем. В ходе выполнения эксперимента выявляются связи между тремя основными океаническими бассейнами и Антарктическим циркумполярным течением, эффекты океанических вихрей. Основные цели проекта: разработать модели, пригодные для предсказания изменений климата, и собрать данные, необходимые для тестирования этих моделей; определить, насколько отдельные массивы данных «ВОСЕ» отображают долговременные изменения океана, и разработать методы определения долговременных изменений океанической циркуляции.

Период исследований: 1990 - 2010 гг. Цель программы: изучение долговременных изменений климата (периоды в несколько десятилетий). Географический район: земной шар. Учредитель: МОК, ВМО. Место хранения данных: МЦД. Страны-участники: СССР, США. Виды наблюдений: метеорология, океанография (World Ocean Circulation Experiment Data Information Unit).

Ниже представлена сводка полевых работ СССР (1985 - 1991 гг.) по программе ВОСЕ.

Проект 1. Атлантический океан. Одноразовые разрезы: зональные по 50°, 35°, 5° с.ш. (от берега до берега) и меридиональный по 52° з.д. (32 - 50° с.ш.). Повторные разрезы: зональные по 60° с.ш. (Америка - Гренландия - Великобритания); меридиональные по 40° з.д. (40° с.ш. - 50° с.ш.; 5° ю.ш. - 10° с.ш.).

Индийский океан. Одноразовые разрезы: зональные по 10° с.ш. и 10° ю.ш. (Африка - 80° в.д.) и меридиональный по 60° в.д. (10° ю.ш. - 10° с.ш.). Повторные разрезы: зональные по 10° с.ш. и 10° ю.ш. (Африка - 80° в.д.) и северо-западный район океана.

Тихий океан. Одноразовые разрезы: зональный по 50° с.ш. (от берега до берега, включая Охотское море) и меридиональные разрезы по 175, 165, 155° в.д. (к северу от 35° с.ш.).

Проект 2. Одноразовые разрезы: зональный разрез по 60° ю.ш. (тихоокеанская и индоокеанекая части) и меридиональные разрезы по 170, 115, 90° в.д. и 150° з.д. (от 60° ю.ш. до Антарктиды). Повторный меридиональный разрез от Тасмании до Антарктиды.

Проект 3 состоит из 3 подпроектов: 1) Взаимодействие субтропического и субполярного круговоротов (1990 - 1995 гг.); 2) Изучение внутритермоклинных линз средиземноморской воды и их роли в формировании промежуточного слоя в Атлантике (1990 - 1995 гг.).