Тысячами глаз и тысячами приборов, более зорких, чем глаза, следят люди за каждым шагом погоды.
Но то, что они видят,— это только следы ее ног.
Метеорологическая будка поднимается всего лишь на два метра над землей, флюгер — несколькими метрами выше.
А как выглядит погода на высоте в три, в пять километров?
По каким путям движется там воздух? Какие облака над теми, которые мы видим с земли?
Там, наверху, проходят пути воздушных кораблей.
Когда летчик собирается в дорогу, ему надо дать разрез воздушного океана: показать, какие он встретит облака и на какой высоте, где ему будет угрожать обледенение, в каких местах будут дожди, грозы, туманы.
Летчику надо рассказать, где и какие дуют ветры. Поближе к земле может быть один ветер, повыше — другой. И если летчик будет это знать, он лучше сумеет выбрать высоту для полета, чтобы не тратить зря горючего, а лететь с попутным ветром.
Разрез атмосферы нужен и синоптику, чтобы он увереннее мог судить о завтрашней погоде, о движении воздушных масс, фронтов, циклонов, антициклонов.
Но как разрезать атмосферу сверху вниз, как и чем изо дня в день прощупывать ее толщу?
Не строить же для этого станции на облаках!
Тут нашли менее фантастическое решение. Аэрологические станции для наблюдения за воздухом строят на земле. Но приборы на этих станциях не в будках, они летают.
Приборы поднимаются на небо всеми возможными способами— и на самолетах, и на аэростатах, и на субстратостатах. Не гнушаются они и детскими воздушными шарами и даже змеями.
Если бы метеорологи могли, они прицепили бы свои приборы к хвосту птицы!
Как же приборы сообщают наблюдателям о том, что видят наверху?
Я уже рассказывал о том, как разговаривает с наблюдателем радиозонд.
Наблюдатель сидит на станции. Перед ним на столе звонко причмокивает и квакает громкоговоритель. Неопытный человек не смог бы понять: что это за странная передача — какие-то квакающие звуки?
Но ухо наблюдателя без труда улавливает в них долгие и короткие звуки — точки и тире азбуки Морзе.
Радиозонд уходит все дальше и выше. Он уже в стратосфере. Но его голос отчетливо слышен на земле.
Когда держишь в руке радиозонд, трудно поверить, что это целая метеорологическая станция.
Сколько надо было проявить изобретательности, чтобы ее построить! Все приборы здесь сделаны очень простыми и легкими. Они приводят в ход перья. Но эти перья не пишут, а ходят по зубцам гребенки, включающей и выключающей передатчик.
Маленькая летающая станция идет все выше и выше, зондируя, исследуя атмосферу. Оттого-то и назвали ее радиозондом. Но и она не может идти бесконечно далеко вверх.
Наверху давление меньше, чем внизу. Газ внутри шара расширяется и растягивает оболочку. Оболочка лопается.
Но метеоролог не горюет: авария была им заранее предусмотрена. Тут справедлива поговорка: «Знал бы где упасть, соломки бы подостлал». Только в этом случае для спасения пилота применяется не старинная соломка, а современный парашют.
Коробка с приборами спускается на парашюте и падает на траву или застревает где-нибудь в лесу на ветке. Там ее находит какой-нибудь пастух или ватага ребятишек, отправившаяся в лес за грибами.
Дети с удивлением рассматривают свою находку. Они обнаруживают записку с адресом станции и, забыв о грибах, несут радиозонд в ближайшее почтовое отделение…
Первый в мире радиозонд был изобретен в нашей стране лет восемнадцать тому назад. А сейчас без него метеоролог как без рук или, вернее, как без глаз.
Метеоролог может сидеть у себя в Бюро погоды и даже не смотреть в окно. Когда перед ним лежат графики аэрологических станций, он, и не глядя на небо, знает, что творится в воздухе над Москвой и над другими городами страны.
На графике ясно видно, как падала температура по мере того, как радиозонд шел вверх.
Вот где-то на высоте десяти километров температура упала до —54°. Потом она снова стала взбираться вверх и поднялась на три градуса. Значит, на этой высоте радиозонд вошел в стратосферу.
Накануне граница стратосферы была выше. Графики говорят, что стратосфера колеблется, то приближаясь к земле — при похолодании, то удаляясь.
Но радиозонд не все видит. Он не может разглядеть, какие в высоте облака, сколько их, опасны они или безвредны, угрожают ли они самолету обледенением.
Радиозонд не может измерить скорость и направление ветра.
Чтобы узнать, какой в высоте ветер, отправляют в воздушное путешествие шар-пилот.
Шар, словно поплавок, несется по воздушному течению. А внизу два наблюдателя следят за ним в трубы угломерных приборов — теодолитов.
Но вот шар скрылся из виду. Наблюдатели берутся за расчет. Зная расстояние между обоими теодолитами и углы, под которыми был виден шар, нетрудно определить, где он находится, и нанести на планшет его путь.
Бывает, что шар-пилот сразу же исчезает в тумане или уходит за облака.
Как быть тогда?
Тут помогает радиолокатор.
Радиолокатор творит чудеса. Во время войны он помогал нам воевать с врагом. С помощью радиолокатора можно было видеть землю сверху, сквозь толстый облачный слой.
На экране получалось светящееся изображение местности с яркими пятнами городов, с темными очертаниями холмов и озер. Посреди моря видны были острова и караваны судов в виде светлых пятнышек.
Летчики пользовались радиолокатором для полетов в облаках. Зенитчики обнаруживали вражеские самолеты, идущие над облаками или в ночной темноте. Моряки наводили орудия на корабли, спрятанные в тумане. Артиллеристы отыскивали по траектории снарядов вражеские орудия.
Но еще за год до того, как радиолокатор принялся воевать на полях сражений, им воспользовались у нас в Центральной аэрологической обсерватории, для того чтобы определять ветер за облаками.
Я видел, как это делается. К шару подвешивают на бечевке крестовину из проволоки. Шар выпускают из рук. Он летит, покачиваясь, над полем, над лесом и скрывается за облаками.
А с земли ему вдогонку посылают из мощного передатчика ультракороткие радиоволны. Волны отражаются от крестовины и бегут обратно, словно эхо. Зная их скорость и время пробега, можно определить расстояние до шара.
Передатчик находится во вращающейся кабине, над крышей которой установлены на решетчатой мачте антенны. Внутри, у пульта управления, перед измерительными приборами, перед окошками, за которыми горят радиолампы, стоит машинист.
Вращая рукоятку, он поворачивает кабину, нацеливая ее на невидимую мишень — на шар, который летит где-то за облаками.
Глядя в окно, машинист видит, как плывут вокруг него леса и поля. Это кабина вращается на оси.
Чтобы радиоволны настигли шар и отразились от его крестовины, нужно, чтобы их пучок был очень мощным. Для радиолокатора понадобилось бы строить чуть ли не Днепрогэс, если бы передатчик работал непрерывно. Но на деле каждый его импульс, каждый «радиовыстрел» длится всего микросекунду — миллионную долю секунды. И поэтому даже для тысячи таких «выстрелов» в секунду достаточно той небольшой походной электростанции, которая работает в поле рядом с передатчиком.
Радиоволны настигают шар, отражаются от крестовины и идут обратно — к приемнику. В обычном приемнике радиоволны заставляют звучать мембрану громкоговорителя. Здесь они заставляют подскакивать вверх световой зайчик, бегакн щий вправо и влево по экрану.
По внешнему виду приемник трудно отличить от передатчика. Это тоже вращающаяся кабина с антеннами над крышей.
Меня пригласили заглянуть внутрь. Я увидел в полутьме трех девушек, которые сидели рядышком перед тремя круглыми экранами.
Радиосигналы, отправляясь в путь и возвращаясь, давали о себе знать, изламывая зубцами светящуюся линию на экране.
Одна из девушек, поворачивая маховичок, ловила светящийся зубец и принуждала его держаться у нити, протянутой поперек экрана. И это же движение маховичка поворачивало кабину так; чтобы ее антенны были нацелены на шар, летящий где-то вдали.
Достаточно было взглянуть на стрелку прибора, помещенного рядом с экраном, чтобы узнать, в каком направлении находится шар.
Другая девушка определяла расстояние до шара, третья — угол, на который он поднялся над горизонтом.
Все эти показания передавались по проводам в здание обсерватории. И там, следя за прибором-дальноизвестителем, наблюдатель отмечал путь и скорость «радиопилота» — шара с крестовиной.
Шар может улететь за десятки километров, может скрыться за облаками. И все-таки ему не уйти от человеческого глаза.
Радиолокатор — новый слуга. Мы еще плохо знаем, что он умеет и чего не умеет. Но надо думать, что он еще покажет себя.
Только недавно выяснилось, например, что он может следить не только за ветром, но и за облаками. Для этого нужны такие короткие радиоволны, которые по длине ненамного больше, чем водяные капли. Волны отражаются от облачных масс и идут обратно к радиолокатору.
Ночь, туман. Не видно ни зги. А на темном круге экрана вспыхивает светящееся пятно. Это донеслось до наблюдателя радиоэхо, отразившееся от скопления водяных капель или ледяных кристалликов так же, как наши голоса отражаются от горного склона.
Одно за другим выплывают светлые пятна, продвигаясь от края экрана к его середине. Перед наблюдателем лежит рядом с экраном географическая карта, покрытая целлулоидным кругом. Глядя на экран, наблюдатель обозревает местность вокруг себя на сто километров и больше и зарисовывает на планшете все, что видит. Если пятно сплошное, он закрашивает или заштриховывает его сплошь. Если пятно разорванное, он показывает штриховкой и это. По виду пятен можно’ судить о том, какие это облака — грозовые, или слоисто-дождевые, или какие-нибудь другие.
Вот на западе на расстоянии пятидесяти километров показались пятна грозовых облаков. Они быстро движутся и через час будут над соседним аэродромом. Наблюдатель сообщает об этом на аэродром, чтобы летчики знали, вылетать ли им и как обойти грозу.
Со временем на всех воздушных трассах будут расположены через каждые несколько сот километров мощные радио-локаторные станции.
И днем и ночью наблюдатели будут следить за облаками и провожать самолет от станции до станции, сообщая летчику по радио, какие впереди облака и в какой квадрат карты лучше не заходить. Получив сообщение: «На вас по курсу 270 идет шквал»,— летчик постарается уклониться от неприятной встречи.
Пока что радиолокатор видит только те облака, из которых уже падает дождь или снег: дождевые, слоистые, грозовые, ливневые. Но это и есть самые опасные для самолета облака. А в будущем люди научатся прощупывать радиолучом любое облако.
Радиолокатор будет тогда еще лучше служить метеорологу, помогая ему следить за погодой и предсказывать ее поведение.
Шар-пилот, радиозонд, радиопилот — это еще не полный перечень летающих приборов — помощников метеоролога.
Время от времени с площадки аэрологической обсерватории в небо поднимаются самолеты и аэростаты с самопишущими приборами.
Чем хороша летающая обсерватория?
Тем, что она летает.
Но это не только достоинство. Это и недостаток.
Иногда надо остановиться и постоять в воздухе денек-другой, а то и много дней подряд. А самолет остановиться не может. И свободный аэростат тоже от себя не зависит, хоть и называется свободным: он летит туда, куда его несет ветер.
Приходится метеорологам сажать аэростат на цепь, чтобы ветер не мог им распоряжаться.
Над площадками аэрологических станций висят в небе привязанные аэростаты и наблюдают за тем, как меняется погода в высоте, какие воздушные массы проходят мимо.
Самозаписывающий прибор — метеорограф — отмечает влажность, температуру, давление.
Облакомер передает вниз по радио, какой толщины облака, где их верхняя и нижняя границы.
Источник: