Na saite Astrometriya Astronomicheskie instrumenty Astronomicheskoe obrazovanie Astrofizika Istoriya astronomii Kosmonavtika, issledovanie kosmosa Lyubitel'skaya astronomiya Planety i Solnechnaya sistema Solnce

Mercayushie zvezdy: Bez turbulentnosti net zhizni
10.02.2003 20:07 | Izvestiya-Nauka

Ol'ga Tel'puhovskaya / Izvestiya.RU

Nablyudaya za mercaniem zvezd, fiziki nauchilis' opredelyat' svoistva atmosfery Zemli. Tak schitaet professor Aleksandr Gurvich, glavnyi nauchnyi sotrudnik Instituta fiziki atmosfery RAN imeni A.M. Obuhova. Cikl statei ob izuchenii turbulentnosti v stratosfere byl opublikovan v zhurnale "Izvestiya Akademii nauk. Fizika atmosfery i okeana" i udostoen premii MAIK "Nauka/Interperiodika".

Turbulentnost' - odno iz zagadochnyh yavlenii prirody. Ono interesno mnogim uchenym, ot astrofizikov i meteorologov do himikov i konstruktorov samoletov. Imenno blagodarya turbulentnomu dvizheniyu vozduha atmosfera i okean obmenivayutsya teplom, zarozhdayutsya i zatuhayut vetry i volny, a vlaga isparyaetsya.

Nauchnoe upominanie o turbulentnosti poyavilos' eshe v trudah Leonardo da Vinchi. Znamenityi uchenyi, pytayas' razgadat' zakony techeniya zhidkosti v reke Arno, sformuliroval principy, kotorye ne ustareli do sih por. Postroit' stroguyu v matematicheskom smysle teoriyu trudno eshe i potomu, chto edva li vozmozhno dat' ischerpyvayushee opredelenie samoi turbulentnosti. Izvestnyi uchenyi Teodor Karman govoril, chto pervoe otkrovenie, o kotorom on budet prosit', predstav pered Sozdatelem, - raskryt' tainy turbulentnosti. - Pozhalui, zadacha turbulentnosti - odna iz samyh drevnih problem v nauke, kotoraya do sih por ne imeet horoshego fizicheskogo resheniya, - ob'yasnyaet Aleksandr Gurvich. - Sushestvennyi shag dlya ee razresheniya sdelali pochti shest'desyat let nazad Andrei Kolmogorov i Aleksandr Obuhov, avtory sovremennoi teorii turbulentnosti. Odno iz pervyh proyavlenii etogo yavleniya - mercanie zvezd. Delo v tom, chto turbulentnost' privodit k fluktuaciyam temperatury ili plotnosti vozduha, prichem ih otnositel'noe izmenenie sostavlyaet malye doli procenta. Fluktuacii plotnosti privodyat k obrazovaniyu v atmosfere mnozhestva ochen' slabyh sluchainyh linz - polozhitel'nyh i otricatel'nyh. Oni to poyavlyayutsya, to ischezayut, poetomu i kazhetsya, chto zvezda mercaet. My pytalis' reshit' obratnuyu zadachu, to est' ustanovit' harakteristiki sredy, nablyudaya za mercaniem zvezd s borta orbital'noi stancii "Mir". Nam vpervye udalos' izuchit' strukturu kolebanii plotnosti vozduha s vysokim razresheniem, to est' s tochnost'yu do neskol'kih desyatkov santimetrov, na ranee neizuchennyh vysotah v zemnoi atmosfere.

Pri nablyudenii zvezd s borta kosmicheskoi stancii skvoz' atmosferu Zemli mercaniya usilivayutsya iz-za ogromnogo rasstoyaniya mezhdu atmosferoi i nablyudatelem. Georgii Grechko pervym izuchal mercanie zvezd iz kosmosa vo vremya poleta na orbital'noi stancii "Salyut-6". Ego rezul'taty privlekli vnimanie specialistov po fizike atmosfery, i oni otpravili v kosmos pribory dlya izmereniya svetovogo potoka - fotometry. Nablyudaya za Siriusom, Vegoi i drugimi yarkimi zvezdami, raspolozhennymi v raznyh mestah po otnosheniyu k ploskosti orbity korablya, uchenye nyne mogut opredelyat' raznye komponenty neodnorodnostei plotnosti.

Kogda fiziki imeyut delo s issledovaniem sluchainyh, haoticheskih processov, to prihoditsya pribegat' k statisticheskim metodam opisaniya yavlenii. Poetomu fluktuacii plotnosti i temperatury v stratosfere, to est' turbulentnost', oni opisyvayut s pomosh'yu srednih kvadratov i koefficientov korrelyacii etih harakteristik. Obshuyu statisticheskuyu kartinu sozdayut raspredeleniya veroyatnosti, kotorye opredelyayutsya nebol'shim chislom parametrov. Uchenyh interesuet zavisimost' etih parametrov ot vysoty, vremeni goda.

- Okazalos', chto v stratosfere turbulentnost' sovsem ne takaya, kak v prizemnom sloe. Esli ee svoistva v prizemnom sloe odnorodny, to v stratosfere ona raznaya po gorizontali i vertikali. Eti izmereniya pomogayut uznat', kak zagryazniteli atmosfery peremeshayutsya vverh, kak veshestva peremeshivayutsya i kogda nachinayutsya te ili inye himicheskie reakcii mezhdu nimi, - poyasnyaet Aleksandr Gurvich.

Uchenym, kotorye zanimayutsya prognozami klimata i sozdaniem razlichnyh modelei, dlya raschetov neobhodimo znat', kak proishodit obmen kolichestvom dvizheniya, teplom, vlagoi mezhdu otdel'nymi sloyami atmosfery. Nablyudeniya mercanii iz kosmosa pozvolyat v dal'neishem distancionno, v rezhime real'nogo vremeni ocenivat' koefficienty turbulentnogo obmena vo vsei tolshe atmosfery v lyubom meste planety. Eto osobenno vazhno dlya vysot i raionov, nedostupnyh dlya pryamyh izmerenii.

Kogda u nas posle zatopleniya orbital'noi stancii celenapravlennye izmereniya mercanii iz kosmosa prekratilis', imi srazu zhe zanyalis' zarubezhnye uchenye. V aprele etogo goda Evropeiskoe kosmicheskoe agentstvo zapustilo na orbitu sputnik ENVISAT, na kotorom ustanovlen i pribor dlya slezheniya za mercaniem zvezd. Eti issledovaniya vnesut svoyu toliku informacii v razvitie nashih predstavlenii ob atmosfere i izmenenii klimata.

Publikacii s klyuchevymi slovami: atmosfera Zemli - Mercayushaya zvezda Publikacii so slovami: atmosfera Zemli - Mercayushaya zvezda
Sm. takzhe: Planeta Zemlya v sumerkah Volny svecheniya atmosfery nad Tibetom Svetlyachok i Mlechnyi Put' nad Rossiei Aerozoli na Zemle Eksperiment AZURE: issledovaniya atmosfery nad Norvegiei Mlechnyi Put' i svechenie atmosfery v yuzhnom polusharii Noch' nad Poker Flet Vse publikacii na tu zhe temu >>