Главная
Радиозонд — устройство для измерения различных параметров атмосферы и передачи их на фиксированные приёмники. Радиозонды работают на выделенных радиочастотах 403 МГц (±3 Мгц), 1680 МГц (± 10 МГц), 1782 (±8 МГц - до 2023 г.).
Радиозонд изобретён русским учёным Павлом Молчановым.
Измеряемые величины
Современные радиозонды измеряют (или рассчитывают) следующие величины:
- Давление
- Высоту
- Географическое положение (широта/долгота)
- Температуру
- Относительную влажность
- Характеристики ветра (то есть скорость ветра и направление ветра)
- Интенсивность космических лучей на большой высоте
- Концентрацию аэрозолей
- Концентрацию озона (озонозонды).
История
30 января 1930 года советский учёный Павел Александрович Молчанов запустил первый в мире радиозонд. Конструкция радиопередатчика для зонда, разработанная в 1928 г. в Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ) заведующим первой в России кафедрой радиотехники профессором И. Г. Фрейманом по предложению П. А. Молчанова, стала популярной из-за своей простоты и потому, что показания датчиков передавались особыми для каждого датчика последовательностями точек, а сигналы на земле принимались на коротковолновый приёмник.
Подобные работы, независимо от русского учёного, проводили французские коллеги из Robert Bureau. В англоязычной Википедии утверждается, что во Франции радиозонд был запущен на год раньше (7 января 1929 года), чем Молчановым.
Модернизировав зонд Молчанова, Сергей Вернов впервые использовал радиозонды для измерения показания космических лучей на большой высоте. 1 апреля 1935 года он провёл измерения на высоте до 13,6 км (8,5 мили) с помощью пары счётчиков Гейгера. Метод стал прорывным в своей области, и Вернов запустил еще много радиозондов на суше и на море в течение нескольких следующих лет.
В 1985 году в рамках программы Советского Союза «Вега» на АМС Вега-1 и Вега-2 было запущено два аэростатных радиозонда, которые опустились в атмосферу Венеры. Зонды действовали в течение двух дней и передали уникальную информацию об атмосфере планеты.
Использование
Латексные (натуральный или искусственный) аэростаты (оболочки), наполненные гелием или водородом, поднимаются вверх в атмосферу. Максимальная высота, на которую шар поднимается, определяется его диаметром оболочки и метеорологическими условиями. Масса оболочки воздушного шара может колебаться от 100 гр до 3 кг (от 3,5 до 110 унций). По мере увеличения высоты давление уменьшается, в результате чего шар расширяется и при достижении критического состояния (натяжения) шар разрывается. Например, 800-граммовый шар (китайского производства) гарантированно поднимается до высоты 28 км.
Современные радиозонды отсылают данные по радиоканалу на приемный наземный комплекс, в состав которого обязательно входит компьютер, который сохраняет всю информацию в режиме реального времени. Первые радиозонды (производился выпуск только одного шара) наблюдались с земли оптическим теодолитом и давали только оценку характеристик ветра по их позиции (шаропилотные наблюдения). Возникшие позже радиотеодолиты позволяли не только отслеживать радиозонды вне прямой видимости, но и получать с них информацию. С появлением радиолокационных устройств появилась возможность определять положение зонда с помощью радиолокатора. Современные радиозонды могут использовать различные механизмы для определения скорости и направления ветра, например, системы позиционирования (ГЛОНАСС, GPS и др.). Радиозонды, как правило, весят до 250 г. Следует также отметить, что после разрыва оболочки, стандартный радиозонд неконтролируемо падает на землю и специально не разыскивается.
Иногда радиозонды сбрасывают с самолета. Они чаще всего используются в специальных научно-исследовательских проектах, например, при изучении шторма.
В 2011 году Всемирная метеорологическая организация признала радиозонд производства финской компании Vaisala лучшим в мире.