Актинометрия

раздел геофизики, в котором изучаются перенос и превращения излучения в атмосфере, гидросфере и на поверхности Земли. В узком смысле слова А. — совокупность методов измерений радиации Земли в метеорологии. Источником энергии процессов, происходящих на Земле и в атмосфере, является Солнце. При прохождении коротковолновой радиации Солнца (электромагнитное излучение в области длин волн 0,3—3 мкм) через атмосферу Земли, в верхних слоях происходят химические реакции, Ионизация, диссоциация молекул. Поглощение радиации, главным образом озоном, водяным паром и земной поверхностью приводит к нагреванию атмосферы. С другой стороны, Земля, как всякое нагретое тело, излучает энергию в мировое пространство. Приход-расход энергии излучения атмосферы и подстилающей поверхности является конечной причиной появления различных климатических зон на Земле и смены погоды.

В связи с этим основной задачей А. Является количественное и качественное исследование прямой, рассеянной и отражённой солнечной радиации, длинноволновой радиации земной поверхности и атмосферы (см. Длинноволновое излучение), радиационного баланса атмосферы (См. Радиационный баланс), разработка приборов и методов измерений превращений лучистой энергии в атмосфере, гидросфере и на земной поверхности. А. Тесно связана с атмосферной оптикой (См. Атмосферная оптика) и спектроскопией (См. Спектроскопия), имеет много общего с гелиофизикой (См. Длинноволновое излучение), физикой высоких слоев атмосферы и физикой приземного слоя. Результаты экспериментальных и теоретических работ по А. Применяют в климатологии, сельском хозяйстве и промышленности, в медицине, архитектуре, транспорте, в аэрологии и метеорологии.

Развитие А. Началось ещё в 17 в. Первые измерения солнечного тепла (в некоторых относительных единицах) были произведены английским учёным Э. Галлеем в 1693. В 1896 русский учёный Р. Н. Савельев впервые провёл измерения прямой солнечной радиации с воздушного шара, положив этим начало актинометрическим исследованиям в свободной атмосфере. Однако лишь после создания Пиргелиометра (1887) и Пиргеометра (1905) шведским учёным К. Ангстремом и биметаллического актинометра (1905) русским физиком В. А. Михельсоном исследования солнечной и земной радиации приобрели строго количественный характер. История нового периода А. В России тесно связана с именем С. И. Савинова и Павловской обсерваторией. В СССР в 1925 при Главной Геофизической обсерватории (См.

Главная Геофизическая обсерватория) (ГГО) была создана постоянная актинометрическая комиссия под руководством которой началось расширение сети актинометрических станций. ГГО — одна из старейших обсерваторий мира, практически руководит в СССР всеми работами в области актинометрических измерений на поверхности Земли и климатологических исследований теплового баланса. Впервые в СССР в 1948 в ГГО начались радиационные измерения с самолёта. Обширные исследования в области А. Проводились в Центральной Аэрологической обсерватории и Ленинградском государственном университете. С 1954 в ФРГ, США, СССР и в Японии начались исследования свободной атмосферы при помощи актинометрических радиозондов (АРЗ) — приборов, поднимаемых на одной-двух небольших оболочках до 30—35 км и дающих распределение по высоте нисходящих и восходящих потоков длинноволновой радиации и эффективного излучения (См.

Эффективное излучение) с достаточной для решения многих задач геофизики точностью. С 1963 впервые в мире в СССР начала работать сеть актинометрического радиозондирования, проводящая регулярные выпуски АРЗ. Кроме того, актинометрические исследования свободной атмосферы при помощи АРЗ проводят с кораблей погоды и в Антарктиде. Теоретические работы в А. Охватывают широкий круг задач, в особенности вопрос о связи радиации с температурой атмосферы, облачностью, изменениями погоды и климата. Ведущее место среди исследований связи радиации с облачностью занимают работы Физики атмосферы института АН СССР, а по теории климата — ГГО и Гидрометеорологического научно-исследовательского центра СССР (См. Гидрометеорологический научно-исследовательский центр СССР).

Особенно большие возможности получила А. В связи с запуском искусственных спутников Земли (ИСЗ). По измерениям радиации в области 8—12 мкм, где атмосфера слабо влияет на излучение земной поверхности, определяют радиационную температуру этой поверхности, что позволяет устанавливать во многих случаях наличие или отсутствие облачности. Измерения уходящей коротковолновой (отражённой) и длинноволновой радиации дают баланс системы Земля — атмосфера, который играет большую роль при климатологических исследованиях. Возможности спектральных радиационных исследований с ИСЗ вызвали постановку так называемых обратных задач А., в которых по результатам измерений энергий излучения делается попытка найти температурный профиль атмосферы и распределение её основных поглощающих компонентов (водяного пара, углекислого газа, озона) по высоте.

Эти задачи поставили новые проблемы в математике, спектроскопии, технике актинометрического приборостроения и теории переноса лучистой энергии, что явилось новым толчком для развития А. Большую роль в развитии А. Играет объединение усилий ряда стран при проведении исследований по международным программам в периоды Международного года спокойного Солнца (См. Международный год спокойного Солнца), Международного года геофизического сотрудничества (См. Международный год геофизического сотрудничества), Международного геофизического года (См. Международный геофизический год) и т. Д. Основные материалы по А. Публикуются в журналах по физике атмосферы, аэрологии и метеорологии, в трудах научно-исследовательских организаций.

Лит. Кондратьев К. Я., Актинометрия, Л., 1965. Хргиан А. Х., Очерки развития метеорологии, т. 1, 2 изд., Л., 1959. Янишевский Ю. Д., Актинометрические приборы и методы наблюдений, Л., 1957. Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова за 50 лет Советской власти, Л., 1967. Кондратьев К. Я., Борисенко Е. П., Морозкин А. А., Практическое использование данных метеорологических спутников, Л., 1966. Г. Н. Костяной..