185 лет гидрометеорологической службе России
В 2019 году Гидрометеорологической службе России, одной из старейших в мире, исполнилось 185 лет. История службы чрезвычайно богата и многогранна.
В начале XIX века появилось множество предложений по созданию службы регулярных гидрометеорологических наблюдений в Российской Империи. Они и явились основой проекта организации службы, за осуществление которого взялся выдающийся ученый и организатор, академик Адольф Яковлевич Купфер.
26 апреля 1834 года, согласно "высочайшему соизволению" Императора Николая I, имевшему силу закона, в Санкт-Петербурге при Корпусе горных инженеров были учреждены Нормальная обсерватория и ряд ее филиалов.
На базе Нормальной обсерватории в 1849 году была создана Главная физическая обсерватория (ГФО). С этого времени началось на планомерной основе формирование регулярной сети метеорологических и магнитных наблюдений, печатание и распространение материалов наблюдений, создание метеорологического приборостроения и системы поверки приборов.
Резкому прорыву в сфере создания мирового метеорологического сообщества "способствовала" Крымской война. 14 ноября 1854 года на английские и французские корабли в гавани и на внешнем рейде Балаклавы обрушился сильнейший ураган (смерч). Тогда у крымского побережья затонули свыше 30 судов. Буря нанесла такой ущерб англо-французской армии, что на метеорологию впервые обратили внимание не только ученые, но и государственные деятели. В феврале 1855 года, спустя всего три месяца после шторма в Балаклаве, была создана первая прогностическая карта погоды. Начали создаваться национальные метеорологические службы, а в 1871 году по инициативе руководителя Российской службы Академика Г.И. Вильда была учреждена Международная метеорологическая организация (с 1950 года — Всемирная метеорологическая организация — ВМО).
В 1884 г. академик М. А. Рыкачев подготовил Программу по организации метеорологических наблюдений", предусматривающей создание единой инструкции по производству наблюдений для всех станций любого подчинения.
Начавшаяся после Октябрьской революции гражданская война и интервенция принесли огромный ущерб наблюдательной сети. Прекратили работу 1072 станции в Европейской территории России и 461 станция — в Сибири.
С самого начала зарождения аэронавтики при полетах использовалась метеорологическая информация, но крайне бессистемно. Но уже в 1914 году, сразу после начала Первой мировой войны при Генеральном штабе Русской императорской армии было организовано специальное управление по метеорологическому обеспечению полетов военных аэропланов. Ну а в последующие десятилетия с совершенствованием воздушных судов, увеличением скоростей и эшелонов полетов росли требования к метеорологической информации для обеспечения безопасности авиации.
К 1920 году на территории России действовало 673 станции. Именно в это трудное время, еще до окончания гражданской войны, 21 июня 1921 г. Совет народных комиссаров РСФСР принял "Декрет об организации метеорологической службы РСФСР", подписанный В.И. Лениным. Этот декрет не только узаконил деятельность ГФО как метеорологического центра России, но и предоставил широкие возможности для дальнейшего развития метеорологических исследований.
На июнь 1941 года в Гидрометслужбе СССР функционировало 3947 метеорологических, 190 аэрологических, 240 авиационно-метеорологических станций, 4463 гидрологических станций и постов. В службе действовало научно-техническое издательство, было создано 4 завода по выпуску гидрометеорологических приборов и ряд других организаций. К этому времени в системе работало около 30 тысяч сотрудников, в том числе более 3,5 тысяч специалистов с высшим и средним специальным образованием.
С началом Великой Отечественной войны Гидрометслужба страны была переведена в состав Красной Армии. Гидрометеорологическое обеспечение боевых действий Вооруженных Сил в период 1941–1945 гг. является одной из ярких страниц деятельности службы, внесшей неоценимый вклад в Великую Победу.
В октябре 1941 года союзники по только складывающейся антигитлеровской коалиции договорились о поставках из США в СССР значительного количества боевых самолетов. В связи с тем, что доставка северным маршрутом через Мурманск оказалась чрезмерно опасной, а южным маршрутом через Иран — слишком протяженной по времени, было принято решение об организации воздушной трассы, которая соединила бы Аляску и Сибирь (АЛСИБ).
Наряду с прочим, предстояло организовать надежное метеорологическое обеспечение перелетов по новой трассе. В небывало сжатые сроки, всего за 10 месяцев были закончены строительство и реконструкция 16 аэродромов. К созданию системы метеорологического обеспечения перегонки самолётов на бескрайних просторах Сибири были привлечены все возможные ресурсы метеорологической отрасли региона. На вновь созданных аэродромах АЛСИБа сформировали авиационные метеорологические станции. Воздушная трасса начиналась в американском Форбенксе, что придавало ей статус международной авиалинии. Но она эксплуатировалась советскими экипажами, и большая ее часть проходила по территории СССР. В конце сентября 1942 года по АЛСИБу пошли первые группы самолетов, передаваемых США Советскому Союзу по Ленд-Лизу. Обо всех трудностях эксплуатации АЛСИБа красноречиво говорит фраза, высказанная американскими летчиками: "... по этой трассе могут летать либо сумасшедшие, либо самоубийцы, либо русские".
В основе системы метеорологического обеспечения лежала сеть наблюдений, осуществлявшихся наблюдательными станциями. Летом 1943 года таких станций было не более 50. На протяжении войны сеть постоянно расширялась, и к моменту ее окончания насчитывала уже 82 станции.
Темпы перегонки самолётов по АЛСИБу год от года возрастали. Если в 1942 году советско-германскому фронту было поставлено 114 машин, то в 1943 уже 2 465, в 1944 — 3 029, а за 9 месяцев 1945 года — 2 300 самолётов. Всего по трассе было проведено около 8000 самолётов!
Новый этап в развитии Гидрометслужбы наступил в 1960-е годы. На Гидрометслужбу было возложено выполнение ряда новых ответственных задач: создание служб контроля загрязнения атмосферы и водных объектов, активных воздействий на гидрометеорологические процессы и явления. Огромное развитие получили спутниковые методы исследования в области метеорологии, гидрологии, океанологии, изучения природных ресурсов.
"Несмотря на колоссальные экологические резервы биосферы и возможности эволюции в новых условиях, некоторые антропогенные воздействия приводят к резко отрицательным последствиям, с которыми биосфера справиться не в состоянии. Это относится к загрязнению биосферы химическими веществами, в первую очередь не свойственными природе" академик Ю.А. Израэль.
Гидрометслужбой СССР по инициативе и при непосредственном участии Юрия Антониевича Израэля был организован и выполнен широкий комплекс научно-исследовательских работ и организовано проведение наблюдений и прогнозирование химического загрязнения окружающей среды.
Гидрометслужбе СССР было поручено:
— организовать Общегосударственную службу наблюдений и контроля за уровнем загрязнения атмосферы, почвы и водных объектов по физическим, химическим и гидробиологическим (для водных объектов) показателям и экстренной информации о резких изменениях уровня загрязнения атмосферы, почв и вод (ОГСНК);
— обеспечивать заинтересованные организации и учреждения систематической информацией и прогнозами об уровнях загрязнения атмосферы, почвы, водных объектов и о возможности их изменения под влиянием хозяйственной деятельности и гидрометеорологических условий.
Госкомгидрометом СССР впервые в нашей стране (1980 г.) была проведена полномасштабная инвентаризация источников выбросов в атмосферу. Госкомгидромет СССР является родоначальником теории и практики введения в стране системы регулирования выбросов в атмосферу через установление нормативов предельно допустимых выбросов (ПДВ). В 1983 г. такие нормативы были установлены для всех предприятий, расположенных в городах приоритетного списка с наибольшим уровнем загрязнения атмосферного воздуха.
Основные направления развития и расширения состава и программ наблюдений ОГСНК были утверждены приказом Госкомгидромета СССР в 1987 году. В соответствии с этим приказом вплоть до 1990 г. происходило интенсивное развитие наблюдательной сети, ее оснащение современными измерительными приборами и оборудованием, совершенствование научно-методической базы осуществления мониторинга.
Деятельность воздушного транспорта отличается наибольшей погодозависимостью из всех отраслей экономики. По данным Международной организации гражданской авиации (ИКАО) за последние четверть века от 6 до 20 процентов авиационных происшествий произошло из-за неблагоприятных метеоусловий. Поэтому метеорологическое обслуживание гражданской авиации является приоритетным направлением деятельности Росгидромета.
Основными целями метеообеспечения гражданской авиации являются: - содействие повышению уровня безопасности, регулярности и эффективности осуществления полетов воздушных судов; - улучшение обеспеченности авиационных пользователей своевременной и достоверной метеорологической информацией, отвечающей требованиям Федеральных авиационных правил и рекомендациям ИКАО и ВМО.
В Российской Федерации авиационное метеорологическое обслуживание гражданской авиации осуществляют 249 оперативных подразделений Росгидромета. Количество самолетовылетов, обслуженных авиаметеорологическими подразделениями Росгидромета, составило в 2018 году 1 миллион 147 тысяч. Оправдываемость прогнозов погоды по аэродромам очень высокая и составляет 94%.
В настоящее время проводятся большие работы, направленные на создание единой системы современного многоэтапного прогнозирования, которая усваивает все имеющиеся данные наблюдений (спутниковые, радарные, данные наблюдений с борта воздушных судов, данные наблюдений на аэродромах), комбинирует выходную продукцию моделей численных прогнозов погоды, в том числе для сверхкраткосрочных на 2-6 часов (наукастинга). Большую важность имеют работы по воздействию на гидрометеорологические процессы, проводимые Гидрометслужбой.
В 1920 годах в СССР коллективом российских ученых впервые в мире был начат комплексный эксперимент по активным воздействиям на атмосферные процессы. Его результаты показали, что такие воздействия возможны, и перспективны.
В 1958 году Советом Министров СССР принято постановление о дальнейшем развитии работ по активному воздействию и созданию для их проведения необходимой экспериментальной базы.
В 1961 году по инициативе академика Е.К. Фёдорова был создан Высокогорный геофизический институт в Нальчике, который стал головным научно-исследовательским учреждением Гидрометслужбы в области исследований физики конвективных облаков и активного воздействия на градовые и снеголавинные процессы. Тогда же была начата разработка противоградовых изделий для подавления града. Первые опытно-производственные работы по защите сельскохозяйственных культур от градобитий на значительных площадях были проведены в 1961–1966 годах в районах Северного Кавказа, Закавказья, Молдавской ССР и в республиках Средней Азии. К 1967 году учреждения Гидрометслужбы совместно с предприятиями промышленности создали комплексы радиолокационной аппаратуры, ракетных и артиллерийских систем, разработали методики их применения в различных физико-географических условиях. В результате в 1974 году Советом Министров СССР было принято постановление "О создании военизированных служб по борьбе с градом".
Впервые в СССР работы по предупредительному спуску снежных лавин с применением минометов были начаты в 1939 году. Позднее Высокогорным институтом (ВГИ) был разработан метод по предупредительному спуску снежных лавин с целью обеспечения безопасности людей, уменьшения материального ущерба объектам, расположенным в лавиноопасных районах.
В 1978 году Советом Министров СССР принято постановление "О мерах по улучшению защиты объектов от снежных лавин". В 1982 году Северо-Кавказская военизированная служба приступила к организации первого в системе Госкомгидромета СССР Аксаутского военизированного противолавинного отряда.
Во исполнение постановления Правительства Российской Федерации от 11 мая 1993 г. № 443 Росгидрометом создана единая противолавинная служба в составе противолавинных центров на Северном Кавказе, Сахалине, Камчатке, Забайкалье.
В 1976 году были проведены эксперименты по применению установленных на самолетах аэрозольных генераторов для вызывания осадков с целью тушения лесных пожаров, начаты работы по активному воздействию на кучево-дождевые облака с целью их разрушения с использованием грубодисперсных порошков.
Постановление Правительства от 1973 г. "Об усилении охраны природы и улучшения использования природных ресурсов" положило начало разработке научных методов тушения лесных пожаров искусственно вызываемыми осадками. Наибольший прогресс достигнут в конце 80-х — начале 90-х годов в Научно-исследовательском центре дистанционного зондирования атмосферы.
Внедрение вычислительной техники, численных методов анализа и прогноза погоды, автоматизированных систем сбора, обработки, представления и распространения информации в корне преобразовало технологические процессы, развитые и используемые в службе. Функционировали новые первоклассные научно-исследовательские суда, самолеты-лаборатории и др.
С начала 1990-х годов в ходе экономических и политических реформ финансирование деятельности Росгидромета резко сократилось. Ухудшение коснулось всех компонентов — наблюдательных сетей, систем передачи данных, средств архивации и обработки данных, качества подготавливаемых прогнозов, оценок климата и его изменений, научно-исследовательской базы. Несмотря на эти непростые условия, Росгидромет продолжал выполнять свои функции, сохранив основные технические кадры и специалистов, традиции и самостоятельность организации.
В начале 2000-х годов в процессе реализации проекта "Модернизация и техническое перевооружение учреждений и организаций Росгидромета" было установлено 2000 автоматизированных метеорологических наблюдательных систем, что способствовало значительному увеличению объёмов собираемой и распространяемой информации, сокращению времени доведения до центров обработки информации.
В 2014 году вступило в силу Соглашение о займе между Российской Федерацией и Международным банком реконструкции и развития, которое предусматривает привлечение финансовых средств на реализацию второй стадии проекта "Модернизация и техническое перевооружение учреждений и организаций Росгидромета" (проект Росгидромет-2).
Важнейшей вехой проекта Росгидромет-2 явилась установка и введение в эксплуатацию в ГВЦ Росгидромета суперкомпьютерного комплекса Cray производительностью в 1,3 ПЕТАФЛОПС (квадриллионов операций в секунду). Это позволило увеличить вычислительную мощность суперкомпьютерной базы гидрометслужбы РФ более чем в 30 раз.
Новый суперкомпьютер гидрометслужбы занимает второе место в рейтинге самых мощных вычислительных комплексов стран СНГ, уступая только суперкомпьютерной системе "Ломоносов-2″, установленной в МГУ им. М.В.Ломоносова.
Помимо основного суперкомпьютерного комплекса в ГВЦ Росгидромета, в оперативных подразделениях Росгидромета в городах Новосибирске и Хабаровске установлены вычислительные комплексы Cray производительностью по 76 ТЕРРАФЛОПС (триллионов операций в секунду) в каждом. Внедрение указанных комплексов позволяет создать новейшую технологическую платформу для реализации прорывных технологий гидрометеорологического обеспечения отраслей экономики, оборонного комплекса и населения России.
В целом модернизация и техническое перевооружение учреждений и организаций Росгидромета в рамках двух Проектов позволят вывести гидрометслужбу страны на ведущие мировые позиции, как это было 25-30 лет назад.
Главная задача любой гидрометслужбы мира, как государственного института, является повышение гидрометеорологической безопасности населения и отраслей экономики за счет снижения отрицательных воздействий опасных природных явлений (ураганы, наводнение, засухи, морозы, ливни, град, снегопады и др.).
Правильное и своевременное использование фактической и прогностической гидрометеорологической информации ежегодно позволяет снизить у нас в стране экономические потери в размере 39 млрд. руб., а главное, сохранить жизни тысячам людей.
Материал подготовлен: Северо-Западный филиал ФГБУ "Авиаметтелеком Росгидромета" В. А. Тренин, С. Г. Быкова.