КОМПЛЕКСНАЯ ГЕОФИЗИЧЕСКАЯ ЭКСПЕДИЦИЯ 1937 ГОДА
Изучение верхних слоев атмосферы в течение последнего десятилетия становится одним из самых боевых участков геофизики; это обусловливается, с одной стороны, практическим значением, которое начинают приобретать эти слои, и с другой — расширением методической базы исследования и развитием новых способов изучения атмосферы и в особенности ее верхних слоев. Исследование верхних слоев атмосферы в полярных областях имеет при этом особенно большое значение; это обусловлено отчасти тем, что граница стратосферы в полярных областях расположена на меньшей чем в низких широтах высоте; однако главное преимущество изучения верхних слоев атмосферы в высоких широтах заключается в большей ясности и выразительности процессов, характерных для различных слоев атмосферы; к этому необходимо добавить еще и то, что общий режим верхних слоев, подчиненный главным образом воздействию солнечной радиации, имеет в высоких широтах очень ясно выраженный годовой ход и сравнительно слабо выравненный суточный ход.
— 397 —
Для разрешения некоторых задач, связанных с изучением верхних слоев атмосферы, Геофизический отдел Всесоюзного Арктического института предполагает организовать в 1937/38 г. на одной из зимовок комплексное изучение процессов в атмосфере. Программа предполагаемых исследований состоит из следующих разделов.
1. Изучение полярных сияний и свечения ночного неба. Наряду с визуальными определениями интенсивности полярных сияний, их формы, частоты и др. на сети станций, на основной станции и одной или двух вспомогательных должно быть поставлено фотографирование полярных сияний и определение их высот. Кроме того предполагается спектрофотометрировать полярные сияния и в частности сияния, освещенные солнцем. Предположена также фоторегистрация интенсивности полярных сияний.
2. Изучение атмосферного озона предполагается проводить в течение полярного дня по спектру солнца, а в течение полярной ночи по спектру луны и звезд с помощью светосильного кварцевого спектрографа.
3. Измерение высот и электронных плотностей слоев ионосферы должно вестись методом коротких сигналов с приемом эхо-сигналов на катодный осциллограф. Наблюдения должны вестись и визуально и с применением фоторегистрации.
4. Условия распространения радиоволн предполагается изучать практикуемым уже на полярных станциях методом радиокомпарирования средних (200—2000 м) и коротких (10—200 м) волн с фоторегистрацией напряженности поля некоторых наиболее характерных радиостанций.
Особенное внимание будет уделено изучению внутриполярных коротковолновых связей, для чего четыре полярных станции должны будут работать по специальной программе.
5. Атмосферное электричество будет изучаться в следующих разделах: а) регистрация градиента потенциала, б) измерение проводимости атмосферы, в) измерение объемных зарядов во время тумана и пурги, г) измерение вертикального электрического тока и е) измерение радиоактивности воздуха. Одна часть измерений будет вестись непрерывно с помощью регистрирующих установок, другая будет осуществлена путем достаточного числа визуальных наблюдений.
6. Атмосферные помехи будут непрерывно регистрироваться на длинных волнах с помощью установки, аналогичной работающей в Секторе атмосферного электричества Главной геофизической обсерватории и дающей распределение помех во времени и по азимутам. Большое внимание должно быть уделено изучению помех на коротких и средних волнах, в особенности во время местных электрометеорологических нарушений.
7. По земному магнетизму предполагается, кроме нормальной работы магнитной обсерватории, установка самописцев с большой скоростью для изучения быстрых колебаний напряженности магнитного поля; должна быть также осуществлена автоматическая сигнализация наступления магнитных бурь.
8. Земные токи будут регистрироваться с помощью двух взаимно-перпендикулярных линий и фоторегистрирующей установки.
9. Изучение космических лучей будет состоять в регулярных измерениях интенсивности лучей на поверхности земли и измерении их интенсивности на различных высотах с помощью нескольких автоматических стратостатов.
— 398 —
10. Метеорологические и аэрологические наблюдения должны вестись по нормальной программе станции I класса.
Как видно из этого перечня, программа должна достаточно полно охватить весь комплекс магнитно-электрических и оптических явлений в атмосфере; отсюда и из предыдущего ясна необходимость комплексного характера изучения: из перечисленных задач нельзя назвать хотя бы одну, которая не была бы связана с двумя-тремя другими задачами программы.
Осуществление этой программы именно в 1937/38 г. необходимо ввиду наступления максимума солнечной активности; вследствие этого наблюдения в 1937/38 г. дадут материалы, характерные для одной половины, одиннадцатилетнего периода солнечной деятельности; повторное исследование через 5 лет даст в совокупности полное представление об изучаемых явлениях в максимуме и минимуме солнечной деятельности.
Проведение исследования намечается в бухте Тихой (главная станция) и на о. Алджер (вспомогательная станция), в 40 км от первой, на Земле Франца-Иосифа.
Выбор именно этой станции обоснован тем, что она расположена в достаточно высокой магнитной и географической широте, а также и тем, что по бухте Тихой имеется по некоторым дисциплинам уже ряд наблюдений за несколько лет; использование этого материала при обработке и интерпретации материала 1937/38 г. повысит значение полученных результатов. Бухта Тихая представляет известные преимущества и в отношении доступности, связи и пр.
Необходимость и своевременность намеченной геофизической экспедиции становится совершенно ясной, если проследить развитие геофизических исследований в высоких широтах в течение последних нескольких лет. Начало этих исследований положено, пожалуй, во 2 Международный полярный год, когда на ряде полярных станций были предприняты работы по расширенной программе; после анализа материала, полученного во время 2 Международного полярного года, наметилось ясное устремление в проведении геофизических исследований на Севере. В некоторых случаях это устремление реализовалось, как это видно на примере геофизической обсерватории в Тромсё, и дало очень ценные материалы, в других случаях (например, планы Люжона относительно наблюдений атмосферных помех в высоких широтах) подобные планы остались невыполненными.
В СССР необходимость и своевременность подобной комплексной геофизической экспедиции отмечались рядом научных конференций (например, решения Конференции по изучению стратосферы, созывавшейся Академией наук в 1934 г., постановления Сессии Ученого совета Всесоюзного Арктического института в 1935 г. (секция гидрологии и геофизики), решение VI Сессии Комиссии земного магнетизма и атмосферного электричества и др.).
Кроме научной и практической ценности самих результатов предположенной экспедиции, ее следует рассматривать как расширение методической базы, освоение и приспособление к условиям работы на Севере некоторых новых методов исследований, уже освоенных в институтах и обсерваториях СССР. В этом отношении комплексная геофизическая экспедиция явится несомненным шагом вперед в развитии полярных исследований и свяжет исследования 2 Международного полярного года с будущим международным полярным годом цепью самостоятельных, исследований советских научных работников.
— 399 —
В заключение естественно поставить вопрос: насколько возможно осуществление такой сравнительно широкой по программе экспедиции?
Значительное большинство тем является развитием работы, уже ведущейся в стационарных условиях в лабораториях и институтах; задача заключается в приспособлении методики исследований к особым условиям полярных областей. По некоторым темам имеется уже практический полярный опыт, и задача будет заключаться в усовершенствовании методики на основе полученного опыта. Часть тем ставится в высоких широтах в СССР заново и требует особенного внимания к себе (спектрофотометрия полярных сияний, исследование ионосферы, изучение космических лучей на различных высотах) и подготовки аппаратуры и научного состава уже в текущем году. Помощь институтов, разрабатывающих частные задачи комплекса и несомненно заинтересованных в проведении этой экспедиции, обеспечит подготовку аппаратуры и научного состава для проведения экспедиции.
Проект экспедиции составлен и выдвинут группой научных сотрудников геофизических институтов, Академии наук, Института связи и Арктического института и принят решением Междуведомственного совещания при Всесоюзном Арктическом институте.
Б. АРХАНГЕЛЬСКИЙ