В Томске разрабатывают новые метеостанции для Арктики

Томские ученые планируют в 2019 году создать прототип универсальной полностью автоматизированной метеостанции для мониторинга климата в Арктике, а уже в 2020 году испытать ее и начать производство. Как будет оборудована новая метеостанция и какими преимуществами обладать по сравнению с зарубежными аналогами — в материале ТАСС.

Автоматический мониторинг

Разработкой стационарных метеостанций для Арктики, которые будут работать полностью автономно, без участия людей, занимаются ученые Института мониторинга климатических и экологических систем (ИМКЭС) Сибирского отделения РАН совместно с компанией «Сибаналитприбор»: институт ведет фундаментальные и прикладные исследования, а компания отвечает за производство и внедрение разработок.

«Для метеорологического обеспечения, хозяйственной, военной деятельности в Арктике необходим качественный мониторинг метеорологической ситуации. Такой мониторинг обеспечивает Росгидромет, но Росгидромет не обладает сегодня, скажем так, классом автоматических метеостанций, которые смогли бы работать в этих условиях без участия человека. То есть, на станциях, которые используются сегодня, работают люди, метеорологи, проводя вручную необходимые исследования и периодически, раз в 3 часа, передавая эту информацию в центр обработки», — сообщил ТАСС замдиректора ИМКЭС Владимир Корольков.

По его словам, для замены метеорологов в Арктике финская компания Vaisala ранее разработала автоматические станции, однако при очень высокой цене на установку и обслуживание они не дают необходимого функционала — не могут охватить все нужные параметры погодных явлений.

«Мониторинг — это непрерывные измерения большого количества метеорологических величин: скорости и направления ветра, температуры и влажности воздуха, атмосферного давления, интенсивности, количества, вида осадков, интенсивности солнечной радиации, высоты снежного покрова. Наша задача — создать отечественную автоматическую станцию, которая смогла бы работать без участия человека на протяжении минимум года, в полностью автоматическом режиме», — пояснил собеседник агентства.

Лазеры и ультразвук

Для исследования необходимых параметров будут применяться самые современные методы — акустические, оптические и радиационные. Важно, чтобы они были достаточно надежными и устойчивыми к критическим условиям. Нынешние методы измерения параметров погоды этим требованиям не отвечают, считает Корольков.

«Сейчас для измерения скорости ветра используется вертушка. Крутятся вертушки, и по вращению определяется скорость ветра. Представляете, в Арктике, где температура 60 градусов ниже нуля, где замерзают все подшипники, смазки и так далее, она должна крутиться год, не переставая, при этом не менять своих метрологических характеристик», — отметил Корольков, пояснив, что в станции, разрабатываемой в Томске, подвижных элементов не будет, а параметры ветра будут измеряться с помощью ультразвукового излучения.

Параметры осадков — интенсивность, количество и даже размер падающих частиц дождя и снега — планируется определять с помощью лазерного луча. Это более точный метод измерения, чем используемый сейчас — с помощью прибора под названием «Ведро Третьякова». «Он был изобретен еще в 19-м веке. Действительно ведро, в котором осадки накапливаются, их человек потом берет, несет, смотрит, сколько воды набралось в это ведерко за данное время или сколько снега нападало. Таким образом, определяет интенсивность осадков», — рассказал Корольков.

Уникальная система питания

Для защиты от диких животных часть станции планируется размещать в толще вечной мерзлоты. К тому же, по замыслу разработчиков, оборудование не будет представлять интереса для любопытных медведей и других животных. «Нет для них интереса — вращающихся элементов, например или запахов. <…> Часть электроники закапывается в вечную мерзлоту, поскольку там условия работы электроники лучше, но заодно защищается и от животных», — уточнил Корольков.

По его мнению, самое сложное в работе над автоматической станцией, которая будет работать вдали от людей в течение долгого времени, — защитить ее от вандалов. По этой причине ученые опасаются использовать изотопные источники питания, которые могут украсть.

«По этому поводу у нас серьезная проблема применения источников питания автономных станций — там нет сетей электрических, работают от солнца, ветра. Солнечные в полярную ночь не работают, ветровые не работают, когда ветра нет», — рассказал он.

Для решения этого вопроса учеными ИМКЭС и Томского политехнического университета (ТПУ) сейчас создается комплексный источник питания, работающий на ветре, солнце и водороде.

Прототип и испытания

Корольков уточнил, что сейчас разработка — на этапе создания макетов, на которых будут наглядно видны технические характеристики. В дальнейшем будут разработаны экспериментальные образцы и создан прототип.

«По плану работы прототип должен быть сделан в конце этого года. И в следующем проведем испытания, сначала здесь у нас [в Томской области], в условиях резкого континентального климата, а затем, тоже в 2020 году — в реальных условиях Арктики», — рассказал собеседник агентства.

По его словам, разработки ведутся на средства гранта федеральной целевой программы, а также института и компании. 105 миллионов на работы выделяет федерация, еще 45 — сам Институт и его индустриальный партнер «Сибаналитприбор».

/tass.ru/