ЦЕНТРАЛЬНОЙ АЭРОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ 70 ЛЕТ

В 2011 году Центральной аэрологической обсерватории (ЦАО) исполняется 70 лет. Обсерватория была создана в 1941 году “... в целях быстрого проектирования, изготовления и испытания новых конструкций аэрометеорологических приборов и улучшения зондирования атмосферы в городе Москве”. Согласно приказу от 8 сентября по Главному Управлению Гидрометеорологической Службы Красной Армии № 65 Обсерватория организовывалась на базе Аэрологической обсерватории Центрального института прогнозов (ЦИП) “в составе Конструкторско-Испытательного отдела с Мастерской и Отдела наблюдений с подчинением Обсерватории IX Отделу ГУГМС Красной Армии”. Первым исполняющим обязанности начальника Обсерватории был назначен Н.П. Коноплев. Уже через неделю на подпись начальнику Главного Управления Гидрометслужбы Красной Армии, знаменитому полярнику, бригинженеру Евгению Константиновичу Федорову были представлены Положение об Обсерватории и план работ до конца 1941 года. Общий штат молодого института насчитывал всего 36 единиц. Большинство из них составляли сотрудники Аэрологической обсерватории ЦИПа и шесть человек - из штата Московской Геофизической Обсерватории.

Деятельность предшественницы нашей Центральной аэрологической обсерватории, Аэрологической обсерватории ЦИПа, «созданной в 1940 году по инициативе О.Г. Кричака, С.С. Гайгерова, Н.З. Пинуса и др. основывалась на широком использовании воздухоплавательных средств для различных экспериментальных работ. При этом основной лабораторией была сама атмосфера. Одной из тем было изучение трансформации движущихся воздушных масс, другой – физика и микрофизика облаков, третьей – изучение атмосферных фронтов. Кроме того с самого начала своей деятельности Аэрологическая обсерватория приступила к изучению высоких слоев атмосферы. Среди этих работ особое место занимали высотные полеты субстратостатов. В исследованиях участвовали О.Г. Кричак, С.С. Гайгеров, Н.З. Пинус, В.А. Белинский, П.Ф. Зайчиков, А.М. Боровиков, В.Д. Решетов и др. Воздухоплавательную часть возглавлял М.Н. Канищев. Полеты, в основном, проводились воздухоплавателями А.А. Фоминым, Г.И. Голышевым, С.А. Зиновеевым, А.Ф. Крикуном, Б.А. Неверновым, П.П. Полосухиным»[1].

Начиная с момента создания Обсерватории и далее на протяжении почти двух десятилетий пилотируемое воздухоплавание в научных исследованиях в ЦАО играло значительную роль. Пилоты-аэронавты Г.И. Голышев, А.Ф. Крикун, Б.А. Невернов, А.А.Фомин и П.П. Полосухин осуществили рекордные полеты в открытой гондоле до нижней границы стратосферы. Пилоты Обсерватории установили несколько международных рекордов по продолжительности и высоте полета на аэростатах.

В 1941 г. многие сотрудники ушли на фронт, полеты были прекращены. Работа развивалась «в двух направлениях: разработка новых методов аэрологических наблюдений и конструирование приборов для проведения наблюдений для служб погоды войск ПВО. К чести коллектива надо сказать, что наблюдения не прекращались ни один день. А ведь, сколько было трудностей, связанных с необходимостью возвращать радиозонды и ремонтировать их для повторных запусков! Сколько риска и опасности было связано с самолетным зондированием! Тем не менее, оно проводилось регулярно».[2]

В 1943 г. Главное управление гидрометеорологической службы приняло решение возложить на ЦАО функции общесоюзного научно-методического аэрологического центра, поскольку ранее исполнявший эту функцию Институт аэрологии ГГО в Павловске был разрушен фашистами.

В том же 1943 году В.В. Костарев предложил применить радиолокаторы для определения ветра в атмосфере и тем самым сделать наблюдения ветра всепогодными. За короткое время был разработан и внедрен метод ветрового радиозондирования атмосферы. Радиозонды, на которые устанавливались дипольные или уголковые радиолокационные отражатели, сопровождались с помощью радиолокаторов. По синхронным записям координат зонда и телеметрического сигнала строили профили температуры, влажности и ветра. С внедрением изобретения В.В. Костарева завершилось создание современного облика системы температурно-ветрового зондирования атмосферы, начало которому было положено изобретением в 1930 г. П.А. Молчановым первого радиозонда.

В создании и становлении Обсерватории огромную роль сыграл ее директор Г.И. Голышев. Он был инициатором многих направлений деятельности ЦАО.

В 1946 г. ЦАО принимала участие в ряде крупных исследований заключавшихся в проведении полетов, целью которых являлось выполнение исследований под руководством С.Н. Вернова. С участием ЦАО «С.Н. Вернов провел наиболее важные эксперименты в стратосфере, создал Долгопрудненскую научную станцию ФИАН для изучения космических лучей в стратосфере. Чтобы понять природу космических лучей, естественно было проводить эксперименты в верхней стратосфере. Однако, на этом пути была существенная трудность, которая заключалась в том, что в то время экспериментатор не имел возможности подняться с приборами на высоту более 10 км, и нужно было разрабатывать автоматический прибор, проводящий измерения без участия человека»[3]. В то время большую поддержку ЦАО оказал президент Академии Наук СССР С.И. Вавилов.

Было предложено техническое решение для создания автоматических стратостатов, которые впоследствии нашли широкое применение для исследования стратосферы и летных испытаний новых видов аппаратуры. К 1947 г. относится создание и начало использования автоматических аэростатов. В 1948 г. с летной площадки ЦАО впервые удалось поднять автоматический стратостат с грузом 125 кг до высоты, примерно, 22 км и обеспечить затем его нормальную посадку. В дальнейшем подобные научно-исследовательские полеты на аэростатах и субстратостатах стали для ЦАО регулярными. Полеты автоматических стратостатов позволили получить уникальные данные о радиационных и оптических характеристиках атмосферы и ее составе. Стратосферные исследования с использованием автоматических стратостатов ЦАО продолжались вплоть до 1991 г. Полученный опыт организации стратосферных экспериментов применяется и используется и в настоящее время. За период 1991-2011 г.г. сотрудники ЦАО приняли участие в организации и проведении практически всех осуществленных в Арктике международных кампаний аэростатных исследований атмосферы, в основном направленных на изучение состояния озонного слоя Земли.

Еще до окончания войны началось восстановление и развитие аэрологических наблюдений в масштабе всей страны. Для организации этой работы в послевоенные годы был увеличен штат Обсерватории, ей была предоставлена новая техника, радиолокационные станции, самолеты, аэростаты. После окончания войны в Обсерваторию возвратились ее старые сотрудники (Н.З. Пинус, С.С. Гайгеров, А.С. Масенкис), коллектив Обсерватории укрепился (пришли работать А.Х. Хргиан, И.И. Гайворонский, В.Г. Кастров), началось широкое развитие экспериментальных исследований атмосферы. Восстанавливалась аэрологическая сеть, создавалась сеть самолетного зондирования, продолжались воздухоплавательные исследования, начинались новые работы на основе озонометрических измерений. Перед Обсерваторией ставились также задачи, которые были связаны с послевоенной безопасностью страны.

В 1946 г. сеть радиоветрового зондирования насчитывала 22 станции, около ста станций радиозондирования и трехсот шаропилотных пунктов. В это же время началось развитие ЦАО как всесоюзного методического центра в области аэрологии.

В 1950 г. при участии ЦАО создана система радиозондирования "Малахит"-А-22, впоследствии модернизированная в радиолокационную систему путем оснащения дальномерной приставкой.

В 1985 г. завершено создание и началось внедрение на аэрологической сети новой системы радиозондирования АВК-1-МРЗ, разработанной при активном участии ЦАО. С помощью АВК-1 производится автономная автоматическая обработка данных непосредственно на станциях вплоть до выдачи аэрологических телеграмм.

Жизнь в самой Обсерватории также налаживалась. В 60-70-е годы государством были выделены значительные средства для расширения ЦАО – началось строительство научного городка с полной инфраструктурой: в 1948 г. был построен корпус воздухоплавательного отдела, а позже, в послевоенном сталинском стиле был построен административно-лабораторный корпус. На существующей территории были построены лабораторный корпус отдела фазовой кинетики и динамики атмосферы (1963 г.), корпус экспериментально-производственных мастерских, корпус отдела аэрологии (1967 г.), лабораторный корпус (1969 г.), озонометрический павильон. В том же 1969 г. в ЦАО появился свой просторный конференц-зал с большим светлым помещением библиотеки и и читальным залом, своя столовая. К 1971 г. ЦАО занимало территорию в 18,7 га с девятью основными корпусами, не считая вспомогательных объектов и строений, предназначенных для запуска радиозондов, водородохранилища, гаража, котельной, складов и прочих построек. В 1955 г. был создан уникальный спецобъект «Чаша» - радиолокатор вертикального зондирования, имеющий железобетонный металлизированный рефлектор с диаметром 20 м. С 1957 по 1963 г.г. функционировала первая и единственная в мировой практике сеть самолётного зондирования атмосферы, состоящая из 31 пункта на территории бывшего СССР.

Кроме этого, на базе ЦАО была создана сеть полевых баз и СРЗА. ПЭБ в Рыльске (Курской области), в Пензе, в Молдавии (Корнешт), СРЗА в Астраханской области (г. Капустин Яр), СРЗА на арктической обсерватории о. Хейса, в Казахстане (г. Приозерск), СРЗА на станции Молодежная в Антарктике, на полигоне Тумба (Индия), в г. Ахтопол (Болгария), на о. Кергелен (Франция), в г. Цингст (Германия), СРЗА морского базирования на НИС «А.И. Воейков», НИС «Б.М. Шокальский», «Академик Ширшов», «Академик Королев» и НИСП «Прилив», «Волна», «Муссон», «Пассат», «Виктор Бугаев», «Георгий Ушаков», «Эрнст Кренкель».

Без преувеличения, можно сказать, что период с середины 1960-х до середины 1980-х годов был «золотым веком» для ЦАО. Обсерватория представляла собой научный городок, с многочисленной сетью по стране, жизнь которого полностью была посвящена изучению атмосферы. География экспедиционных исследований ЦАО охватывала пространство от Северного полюса до Южного, и от Восточного полушария до Западного.

На сегодняшний день ЦАО продолжает исследования атмосферы на полевой базе в Рыльске, на СРЗА о. Хейса, СРЗА г. Знаменска. Планируется строительство СРЗА Тикси.

В 90-х годах в тяжелых экономических условиях коллектив ЦАО приложил много усилий для обеспечения методического руководства работой аэрологической сети, модернизации комплексов АВК и разработки новых технических средств. Была разработано новое Наставление по производству радиозондирования, модернизированы 80 комплексов АВК, завершена разработка и испытания аэрологического радиолокационного вычислительного комплекса (АРВК) нового поколения МАРЛ-А с активной фазированной антенной решеткой, созданного на современной элементной базе.

С середины 2000-х годов начался период модернизации и одновременного восстановления сети радиозондирования. К настоящему времени, на сети установлено уже более 50-ти АРВК МАРЛ-А. Существенный вклад внесла ЦАО в методическое сопровождение реализации проекта «Модернизация и техническое перевооружение учреждений и организаций Росгидромета», в рамках которого на аэрологическую сеть было поставлено 60 новых АРВК: 34 МАРЛ-А и 26 Вектор-М. Существенный вклад внесли ученые ЦАО в развитие метеорологической радиолокации. Уже в 1946 г. в ЦАО В.В. Костаревым впервые в России начато применение радиолокационных станций сантиметрового диапазона для обнаружения ливней и гроз. Под его руководством в начале 50-х годов была создана первая радиолокационная сеть штормового оповещения. В 60-е и 70-е годы в ЦАО под научным руководством В.В. Костарева был выполнен цикл теоретических и экспериментальных работ по разработке радиолокационных методов измерения осадков, атмосферной турбулентности, ветра. Эти исследования позволили превратить метеорологический радиолокатор в средство измерения параметров облаков и осадков. Работы этого направления были удостоены Государственной премии СССР. В 1980 г. по инициативе ЦАО и при поддержке Мосссовета была создана первая в России сеть автоматизированных метеорологических радиолокаторов "Московское кольцо", объединившая радиолокационные метеорологические комплексы в Москве, Калуге и Рязани.

В 1948 г. ЦАО включается в разработку метеорологической ракеты, успешные летные испытания которой были проведены в октябре 1951 г. Первая в мировой практике метеорологическая ракета МР-1 с высотой подъема 90 км успешно эксплуатировалась до 1959 г. Данные, полученные с помощью этой ракеты, легли в основу первой версии стандартной атмосферы СССР (ГОСТ 4401-64).

В дальнейшем был создан ряд твердотопливных метеорологических ракет: МР-12 (высота подъема 180 км), М-100 Б (высота подъема 90 км) и ММР-06 (высота подъема 60 км). Этими ракетами была оснащена сеть станций ракетного зондирования, охватывавшая восточное полушарие от Земли Франца-Иосифа до обсерватории Молодежная в Антарктике (8 наземных и 8 корабельных станций). Большой вклад в развитие сети станций ракетного зондирования внес Г.А. Кокин. Результаты ракетного зондирования позволили создать еще несколько версий стандартных атмосфер СССР (ГОСТ 4401-73, ГОСТ 22721-77 и ГОСТ 24631-81). Данные ракетного зондирования легли в основу Международных справочных атмосфер Международного комитета по космическим исследованиям и Международной организации стандартизации. Ракетное зондирование являлось важным элементом обеспечения испытаний высотных летательных аппаратов, а накопленный массив данных был использован для проведения исследований структуры, движений и состава средней атмосферы. В последние годы особое внимание было обращено на изучение озоносферы, особенно в районах, характерных аномальными изменениями озона, в Арктике и Антарктике.

Данные ракетного зондирования позволили обнаружить значительное охлаждение верхней и средней атмосферы, более 30°К за 30 лет, что указывает на необходимость дальнейшего уточнения стандартной атмосферы.

В 90-е годы в связи со сложными экономическими условиями сеть станций ракетного зондирования практически прекратила свое существование. Из всех станций была сохранена единственная станция - СРЗА г. Знаменска Астраханской области, где в настоящее время осуществляется регулярное метеорологическое зондирование высоких слоев атмосферы. В соответствии со «Стратегией деятельности в области гидрометеорологии и смежных с ней областях на период до 2030 года (с учетом аспектов изменения климата)», утвержденной распоряжением Правительства Российской Федерации от 3 сентября 2010 г. № 1458-р, предусмотрена модернизация и расширение сети пунктов ракетного зондирования атмосферы, которая к 2015 г. должна состоять из 3 станций – СРЗА г. Знаменска, о. Хейса и Тикси. При этом будут использоваться принципиально новые метеорологические ракеты класса «Дарт» с высотой подъема до 100 км.

С 60-х годов ХХ века в ЦАО важным направлением работ стало развитие численных моделей динамики и температурного режима средней атмосферы и термосферы до высот 500 км (А.И. Ивановский). Были созданы также численные модели атмосферных приливов, в том числе учитывающие вклад электрических полей. Эти модели впервые позволили сопоставить данные об атмосфере на этих высотах, полученные с помощью ракет и спутников. В настоящее время в обсерватории созданы глобальные трехмерные модели химического состава, температурного режима и циркуляции средней атмосферы, которые впервые позволяют корректно исследовать механизмы изменчивости атмосферы в том числе вклад различных факторов солнечной активности.

В 1967 г. в составе отдела спутниковой метеорологии была создана Лаборатория телевизионных устройств (Горелик А.Г.), основной задачей которой было создание новых методов и технических средств СВЧ радиометрического зондирования атмосферы. С 1968 г. впервые в мире были проведены работы по совместному радиолокационно-радиометрическому зондированию параметров облаков и осадков. Результатом этих работ явилось создание основ спутникового микроволнового тепловидения. На успешность выполнения работы указывает тот факт, что с 1969 г. ЦАО стало головной организацией в системе Гидрометслужбы СССР в области радиометрического зондирования атмосферы.. В 1974 г. на долгоживущей метеолаборатории - спутнике «Метеор – 18» был запущен разработанный в ЦАО СВЧ поляриметр для комплексного исследования облачности, осадков, волнения моря, и ледяного покрова. Таким образом, впервые микроволновая радиометрическая аппаратура была установлена на оперативном метеорологическом спутнике, где она успешно проработала около двух лет.

В 60-е годы ЦАО подключилась к работам по созданию аппаратуры для зондирования атмосферы с помощью ИСЗ. За короткое время был создан отдел спутниковой метеорологии, который оказал значительное влияние на развитие спутниковой наблюдательной системы. Этот отдел впоследствии вошел в состав вновь организованного Государственного научно-исследовательского Центра по изучению природных ресурсов.

В 1982 г. начались работы по созданию бортового озонометрического спектрофотометра СФМ-1 для КА “Метеор”. Он был установлен на борт КА “Метеор-Природа 3-2" в 1983 г. Второй экземпляр прибора СФМ-1 был установлен на КА “Метеор-3”, который функционировал с конца 1988 г. по 1990 г. В последствии была произведена модернизация прибора и новый вариант спектрофотометра - СФМ-2, был установлен на борт КА “Метеор-3” NN 3, 4, 5, которые функционировали с 1988 г. по 1993 г. С помощью этих приборов были получены данные о вертикальном распределении плотности озона в полярных районах Северного и Южного полушарий в диапазоне высот 35-80 км. С 2001 г. 2006 г. прибор СФМ-2 успешно работал на борту КА “Метеор-3М” N1.

С 1986 года в Лаборатории радиосистем отдела физики высоких слоев атмосферы были начаты циклы работ по созданию бортовых спутниковых спектрорадиометров миллиметрового диапазона волн для измерений профилей температуры стратосферы и профилей концентрации озона. Были созданы совместно с ИКИ РАН уникальные микроволновые спектрорадиометры с центральными частотами 60 ГГц и 144 ГГц, которые были использованы в 1989-1990 г.г. в семи пусках высотных аэростатов (с высотой подъема до 42 км) на полевой экспериментальной базе ЦАО (г. Рыльск, Курской области). Эти результаты вошли в перечень важнейших достижений Академии наук СССР за 1990 г.

В рамках межправительственного соглашения между СССР и США об исследовании и использовании космического пространства в мирных целях от 15 апреля 1987г. Госкомгидромет СССР подписал соглашение с NASA США об установке американского прибора ТОМС на советском космическом аппарате «Метеор-3». По этому соглашению на ЦАО были возложены функции по созданию алгоритмов обработки, архивации и распространению информации о ежесуточном глобальном распределении общего содержания озона (ОСО) по данным прибора ТОМС. Разработанные алгоритмы и программы обеспечили оперативный мониторинг глобального ОСО с 1991 по 1995 г.г. по данным Метеор-3/ТОМС, а с 1996 г. по настоящее время – ежесуточное глобальное картографирование, анализ, архивацию и распространение информации об ОСО по данным зарубежной спутниковой аппаратуры OMI. В рамках этих работ сотрудниками Обсерватории создан уникальный для России архив ежесуточных данных ОСО с 1978 г. по 1994 г. и с 1996 г. по настоящее время.

Дальнейшее развитие теоретических и практических работ по космическому мониторингу газового и аэрозольного состава атмосферы получило в рамках российско-американского проекта Метеор-3M/SAGE-3. Созданный в Обсерватории аппаратно-программный комплекс для обработки «сырой» информации от американской аппаратуры SAGE-3 позволили осуществить оперативный мониторинг вертикальных профилей озона, двуокиси аэрозоля, водяного пара, экстинкции аэрозоля в период с 2002 по 2006 г.г. Созданные алгоритмы обеспечили получение функции пропускания атмосферы на наклонных трассах в диапазоне высот от 10 до 90 км с вертикальным разрешением 0,5 км. Полученная в рамках проектов ТОМС и SAGE-3 экспериментальная информация является одним из важнейших источников для исследования процессов протекающих в озоносфере.

В 1963 г. в ЦАО впервые в России были начаты работы по созданию и использованию лазерного локатора для зондирования атмосферы. Результаты этих работ явились основой для создания в России нового направления в дистанционных исследованиях атмосферы.

В 1968 г. в ЦАО зарегистрировано открытие существования области повышенной ионизации на высотах от 10 до 40 км и области пониженной ионной концентрации на высотах 50-70 км. В 1975 г. в ЦАО открыто явление аномального рассеяния радиоволн атмосферными облаками.

В 70-80 г.г. ЦАО выполнен цикл пионерских исследований по применению диодной лазерной спектроскопии для высокочувствительного газоанализа и исследования состава атмосферы. Работы по этому направлению цикла проводились ЦАО в содружестве с коллективами ученых Академии наук СССР (Физический институт им. П.Н. Лебедева, Институт общей физики, Институт спектроскопии) и Института атомной энергии им. И.В. Курчатова. В 1985 году за создание методов диодной лазерной спектроскопии и их применения заведующий лабораторией ЦАО, Хаттатов В.У., участвовавший в этом цикле работ, был удостоен Государственной премии СССР в области науки и техники.

В 70-е годы были начаты работы по исследованию возможностей использования геофизических лидаров на космических аппаратах с целью получения глобальной информации о характеристиках атмосферы. В ЦАО это направление работ было развито под руководством В.М. Захарова. Совместно с разработчиками лазерного высотомера космического базирования в ЦАО был проведен цикл теоретических исследований и методических работ по обоснованию возможностей лазерного зондирования параметров атмосферы из космоса. Зав. отделом ЦАО В.М. Захаров, участвовавший в этом цикле работ, был удостоен Государственной премии СССР в области науки и техники.

В 1992 г. с целью объединения усилий специалистов, занимающихся радиометрическими измерениями параметров атмосферы, в ЦАО по инициативе А.А. Черникова была образована новая Лаборатория дистанционного зондирования. В 1992 – 2010 г.г. усилиями новой лаборатории в ЦАО был разработан целый ряд новых приборов, не имевших аналогов в мире, в частности: микроволновый температурный профилемер МТП-5, прибор для прогноза обледенения самолетов ДОС; система для прогноза возникновения и диссипации туманов на автомагистралях, автоматизированная система для контроля состояния дорожных покрытий ДИСКО, радиолокационный измеритель осадков АБО «Капля» и многие другие. Данные приборов МТП-5, установленных в г. Москва и в 17 городах используются в оперативной практике для составления краткосрочных прогнозов погоды и прогнозов распространения загрязнений. Разработанные в ЦАО микроволновые температурные профилемеры были закуплены и успешно используются в таких странах, как США, Япония, Италия, Нидерланды, Испания, Швейцария, Австралия, Франция, Китай, Тайвань, демонстрировались на многих международных и всероссийских выставках. Полярная версия температурного профилемера более года в непрерывном режиме успешно отработала в 2004-2005 г.г. на франко-итальянской антарктической станции «Конкордия», при температуре ниже минус 78^оС.

Исследования по физике облаков были начаты в ЦАО с момента ее создания и продолжались на протяжении всей истории обсерватории. Научный фундамент многолетних исследований был заложен создателями наиболее авторитетной в нашей стране школы физики облаков - А.Х. Хргианом и А.М. Боровиковым. Накопленные в ЦАО результаты измерений позволили получить уникальные данные о микроструктуре, а также фазовом строении облаков в различных регионах СССР в разные сезоны. Были получены уникальные по объему сведения о макро- и мезоструктуре облаков, о вертикальном распределении размеров и концентрации облачных элементов, их фазовом состоянии, водности, зависимости микрофизических параметров облаков различных типов от высоты, сезона, мезо- и макросиноптических условий. Эти данные широко используются у нас в стране и за рубежом. Впервые были выполнены детальные исследования атмосферных параметров в перистых и в кучево-дождевых облаках различных регионов.

В 1945-2000 г.г. был выполнен большой цикл научно-прикладных исследований по авиационной метеорологии. Впервые в нашей стране для изучения облаков и строения полей влажности, температуры и ветра в свободной атмосфере были использованы специально оборудованные многочисленной оригинальной измерительной аппаратурой самолеты‑метеолаборатории. Большая часть исследований касалась изучения влияния на полеты неоднородностей в полях ветра в облаках и в ясном небе, исследованию таких явлений как обледенение воздушных судов, факторов, определяющих видимость на различных высотах. Большое внимание уделялось также возмущениям, возникающим в атмосфере под влиянием орографических, термических и других неоднородностей подстилающей поверхности. Наиболее полным, как в нашей стране, так и в других странах, был цикл самолетных исследований турбулентности и ее энергетики в тропосфере и нижней стратосфере.

Успехи в области физики облаков заложили основу для изысканий методов искусственного воздействия на облака и туманы, которые развивались в Обсерватории начиная с 1948 г. В 1951 г в ЦАО под руководством И.И. Гайворонского впервые разработана методика самолетного рассеяния переохлажденных туманов в аэропортах с помощью твердой углекислоты и начаты оперативные работы в двух аэропортах. В дальнейшем в ЦАО были разработаны разнообразные наземные и самолетные углекислотные распылительные установки и создана отечественная методика рассеяния переохлажденных туманов для нужд авиации наземными средствами. В 80-е годы в ЦАО создается новая, экологически чистая и высокоэффективная, технология рассеяния туманов с помощью жидкого азота, с успехом примененная в 1997-2001 г.г. в контрактных работах по рассеянию туманов в аэропортах и на автодорогах Северной Италии.

В 1958 г. ЦАО и Институт геофизики Академии наук Грузии первыми в стране разработали ракетный метод борьбы с градобитиями. Для диспергирования в ракетах льдообразующих веществ ЦАО совместно с Научно-исследовательским институтом прикладной химии был предложен и применен пиротехнический способ, ставший затем основой всех отечественных аэрозольных средств активных воздействий. На базе созданного противоградового метода в 1961 г. была организована первая в стране противоградовая служба в Грузии и в 1964 г. – в Молдавии, что положило начало созданию общегосударственной системы оперативных служб по борьбе с градобитиями. В 1969 г. за разработку и внедрение методов и средств борьбы с градом И.И. Гайворонский и Ю.А. Серегин были удостоены Государственной премии СССР.

Принципиально новой разработкой ЦАО в области активных воздействий явилось создание в 70-х годах динамического метода разрушения конвективных облаков. Обширным комплексом натурных и лабораторных экспериментов была показана возможность инициирования нисходящих потоков и разрушения мощных конвективных облаков введением в их вершины грубодисперсных порошков нерастворимых веществ. Метод подавления развития облаков был использован для уменьшения выпадения осадков при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС.

В 90-е годы в ЦАО отработана технология оперативного увеличения осадков для нужд различных отраслей народного хозяйства. В результате участия в Международном проекте по увеличению осадков (ПУО), в Испании в 1979-1981 г.г., проведения обширной серии рандомизированных экспериментов на Пензенском метеорологическом полигоне, выполнения по Межправительственному соглашению пятилетнего рандомизированного эксперимента на острове Куба в 1984-1988 г.г., выполнения шестилетнего коммерческого проекта на территории Сирийской Арабской Республики, в ЦАО создан метод, позволяющий осуществлять операции по увеличению осадков на площади более 150 тысяч квадратных километров с сезонным увеличением осадков на 12‑15%. В настоящее время метод успешно используется в коммерческом проекте по увеличению водных ресурсов в провинции Йязд Исламской республики Иран (1999 -2007 г. г).

Разработанные в ЦАО методы регулирования атмосферных осадков начиная с 1995 г. и по настоящее время активно применяются в работах по улучшению погодных условий над мегаполисами в дни празднования национальных праздников. Это работы по случаю празднования Дня Победы в Великой Отечественной Войне (Москва,1995, 2000, 2003 – 2011 г.г.), это празднование Дня России (Москва, 2003 – 2011 г.г.), празднование Дня города (Москва, 2003 – 2010 г.г.), празднование 300–летия Санкт-Петербурга (2003 г.), проведение международных спортивных мероприятий (Москва, 2003г.), проведение Саммита «Большая восьмерка» (Санкт-Петербург, 2006 г.), проведение Саммита «ШОС» (Екатеринбург, 2006 г.) и многие другие мероприятия. В течении пяти полевых сезонов (1995, 1997, 2003, 2004, 2005 г.г.) были проведены оперативные работы по увеличению осадков в Республике Саха Якутия в бассейне рек Лены и Амги.

В 2004 г. ведущими НИИ Росгидромета под руководством ЦАО были завершены трехлетние исследования по разработке методов комплексной оценки возможного вредного влияния на окружающую среду при работах по активным воздействиям на метеорологические и геофизические процессы. В ходе этой работы были детально изучены и обобщены все возможные неблагоприятные воздействия на природную среду и условия жизнедеятельности людей при проведении различных видов активного воздействия на погоду и получены оценки предельных уровней неблагоприятного воздействия. При этом, на большом статистическом материале было установлено, что создаваемые активными воздействиями уровни загрязнения воздуха, воды и почвы вредными примесями во всех случаях на несколько порядков ниже фоновых уровней присутствия этих веществ в природной среде.

Под научно-методическим руководством ЦАО была создана и функционировала с 1957 по 1963 г. первая и единственная в мировой практике сеть самолетного зондирования атмосферы, состоящая из 31 пункта на территории СССР. С помощью самолетов было выполнено много уникальных крупномасштабных экспериментов и производственных работ по исследованиям атмосферы и активным воздействиям, как в России, так и за рубежом.

В 1993-95 г. г. специалисты ЦАО приняли активное участие в создании летающей лаборатории на базе высотного самолета-разведчика М-55 "Геофизика". С помощью летающей лаборатории были проведены исследования озонового слоя, полярных стратосферных облаков, газового и аэрозольного состава нижней стратосферы в экваториальной зоне, тропиках, Арктике и в Антарктиде.

Значительное внимание в Обсерватории уделялось теоретическим исследованиям и моделированию атмосферных процессов. В 60-70е годы во всем мире важным инструментом атмосферных исследований стали численные эксперименты с использованием современных высокопроизводительных электронно-вычислительных машин (ЭВМ). С 1960 г. Обсерватория подключилась к этому направлению - интенсивно проводились разработки численных моделей конвективных, слоистообразных и фронтальных облаков, а также мезомасштабных образований во внеоблачной части атмосферы. На этих моделях изучены многие, ранее не известные, особенности процесса осадкообразования при естественной эволюции фронтальной облачности и при искусственных воздействиях на нее.

Первые наблюдения за состоянием озонового слоя в атмосфере в ЦАО проведены в 1957 г. в период Международного геофизического года. В ЦАО были проведены измерения общего содержания озона и его концентраций наземной аппаратурой и устанавливаемой на самолетах и метеорологических ракетах. Исследования озонового слоя вновь активизировались в 80-е годы, когда в мире было зарегистрировано постепенное уменьшение общего содержания озона в глобальном масштабе. С 1988 г. в ЦАО впервые был начат оперативный мониторинг состояния озонового слоя. Для России и прилегающих территорий в период 1991-1997 г.г. издавался специальный бюллетень о состоянии озонового слоя, позднее стали печататься ежеквартальные обзоры о состоянии озонового слоя в журнале «Метеорология и гидрология». В связи с наблюдаемым уменьшением общего содержания озона с 1988 г. особое внимание было уделено мониторингу ультрафиолетовой облученности территорий. В 1998 г. в ЦАО разработана система и начат мониторинг УФ-Б облученности территории России и прилегающих государств.

Под влиянием идей А.Х. Хргиана, сотрудники ЦАО выполнили комплексные исследования связи атмосферного озона с основными элементами динамики атмосферы. Исследования сотрудников ЦАО показали, что существенный вклад в отрицательные тренды озона, наблюдаемые в период 1978-1996 г.г., внесли естественные факторы, связанные с трендами (колебаниями) циркуляции атмосферы и солнечной активности, а также вулканическими извержениями. Показано, что количественный вклад естественных факторов в наблюдаемый тренд озона, различный в разные сезоны и в различных регионах, составил около 50 % от величины наблюдаемого общего тренда.

С 1991 г. в ЦАО начаты, и до настоящего времени продолжаются, регулярные наблюдения приземной концентрации озона. Установлено, что с конца 1990-х г.г. концентрации приземного озона в Московском регионе в теплое время года стали превышать разовые предельно допустимые концентрации для населенных мест. Определены характеристики изменчивости приземного озона, их связи с изменчивостью метеопараметров, идентифицированы метеорологические ситуации, когда концентрации приземного озона превышают предельно допустимые. На основе найденных закономерностей разработана оригинальная методика прогнозирования суточных максимумов приземного озона.

За прошедшие годы в ЦАО выполнено большое количество научно-исследовательских работ в области метеорологии и физики атмосферы, многие из которых были пионерскими. Сейчас Центральная аэрологическая обсерватория является одним из ведущих научно-исследовательских и научно-методических учреждений Федеральной службы России по гидрометеорологии и охране окружающей среды. В настоящее время научно-исследовательская работа в ЦАО проводится в следующих направлениях:

· высотное зондирование атмосферы, разработка прямых и косвенных методов наблюдения и контроля параметров атмосферы с помощью радиозондов, высотных аэростатов, ракет, самолетов-лабораторий, радио- и оптических локационных средств, космических аппаратов и т.п.;

· экспериментальные и теоретические исследования физики и химии свободной атмосферы, изучение механизма образования облаков и осадков с целью усовершенствования методов прогнозов метеорологических явлений и разработки методов активных воздействий на опасные метеорологические явления;

· исследования и мониторинг состояния озонового слоя Земли;

В разные годы ЦАО возглавляли такие видные ученые и практики, как Г.И.Голышев, В.Д. Решетов, Е.Г. Швидковский, А.А. Черников, А.А. Иванов. Огромную роль в создании и становлении Обсерватории сыграл ее первый директор, лауреат Ленинской премии, лауреат Государственной премии СССР пилот-воздухоплаватель Г.И.Голышев. Он был инициатором многих направлений деятельности ЦАО. На этом посту его сменил лауреат Государственной премии СССР, профессор А.А. Черников, который до конца 2005 г., четверть века, в том числе и в наиболее трудные годы перестройки, возглавлял Обсерваторию. А.А. Черников уделял большое внимание развитию дистанционных методов исследования атмосферы. С 2005 г. по 2009 г. директором ЦАО был А.А.Иванов. С 2009 г. директором Обсерватории был назначен Ю.А. Борисов.

ЦАО всегда, одной из первых, откликалась на призывы Родины - и в период Великой Отечественной войны и в период прорывных усилий отечественной науки в изучении природы: исследованиях атмосферы в труднодоступных районах, в том числе в Арктике и в Антарктиде, на научно-исследовательских судах в водах Мирового океана, в создании сети ракетного зондирования, в разработке методов и средств активного воздействия на облачность. Только в ликвидации аварии на Чернобыльской АЭС по призыву страны участвовало 76 сотрудников Обсерватории.

Центральная аэрологическая обсерватория приобрела известность и авторитет среди других научно-исследовательских институтов в нашей стране и за рубежом исключительно благодаря усилиям нескольких поколений наших сотрудников, многие из которых отмечены Государственными премиями, высокими правительственными или ведомственными наградами. Ученые ЦАО продолжают нести вахту исследователей атмосферы. В 2000 г. Ю.В. Мельничуку присвоено почетное звание "Заслуженный метеоролог Российской Федерации", А.А. Иванов награжден медалью ордена "За заслуги перед отечеством II степени", в 2004 г . Н.А. Зайцевой и в 2010 г Г.П. Берюлеву присвоено звание «Заслуженный метеоролог Российской Федерации». В 2009 г. Г.П. Берюлев стал лауреатом Государственной премии.

ЦАО создавалась как научно-методический и как научно-исследовательский центр в области аэрологии. Мы всегда стремились, что бы наше учреждение обладало широкими техническими возможностями для проведения разнообразных исследований в свободной атмосфере, одновременно развивая работы теоретического плана. В последние два года Обсерватория включилась в решение новой задачи, поставленной перед коллективом – создание современного поколения многоцелевых летающих метеорологических лабораторий для изучения тонкой структуры атмосферы. Восстановление научных исследований атмосферы с помощью самолетов-лабораторий является делом чести коллектива Обсерватории, ведь именно это направление в 70-80 годы привело к созданию уникальных, не имеющих аналогов в мире, измерительных бортовых комплексов для изучения атмосферы, мезоструктуры термодинамических полей, микрофизических характеристик облачности, турбулентности атмосферы. С помощью самолетов-лабораторий были выполнены циклы работ по изучению строения струйных течений, структуры турбулентных зон в тропосфере, мезомасштабной структуры полей температуры и ветра, полей облачности и осадков атмосферных фронтов, энергетики циклонических образований, выполнены многие другие научные и прикладные задачи. Полученные экспериментальные результаты позволили ЦАО создать первые мезомасштабные модели атмосферных фронтов. Перед ЦАО также стоит задача восстановления сети ракетного зондирования. Именно на базе ракетных исследований была создана первая версия стандартной атмосферы СССР.

Школа геофизических исследований, школа физики облаков, созданные в ЦАО, воспитали не одно поколение исследователей, их научные труды известны как в нашей стране, так и за рубежом. Формируя научный коллектив, администрация Обсерватории стремится к привлечению молодых специалистов и подготовке кадров высшей квалификации через обучение в аспирантуре ЦАО выпускников лучших ВУЗОВ страны - МГУ, МФТИ, МИФИ. Сейчас в ЦАО подрастает новая смена молодых ученых – сотрудники научных коллективов надеются передать опыт и знания в надежные руки.

Юбилейная брошюра

[1] В тексте использованы выдержки из статьи Голышева Г.И., Хргиана А.Х. Центральная аэрологическая обсерватория и некоторые итоги ее работы. Труды ЦАО. 1971.с.3-13

[3] Ю.И.Логачев, М.И.Панасюк, Ю.И.Стожков. Сергей Николаевич Вернов и космические лучи, ч. 1.