Популярная аэрономия

* (Данилов А. Д. Химия, атмосфера и космос. Л., Гидрометеоиздат, 1969)

Автор надеется, что данная книга будет не менее полезной в этом отношении. Со времени выхода в свет "Химии, атмосферы и космоса" прошло семь лет - для такой быстро развивающейся науки, как аэрономия, срок большой. Многие проблемы в 1969 году, перестали быть проблемами. К большенству загадок того времени найдены ответы. Но появились новые проблемы и загадки. О них - то и пойдет речь.

В отличиии от книги 1969 года, здесь автор стремился построить изложение системотичнее, описать не только острые проблемы, но и области аэрономии, где положение относительно спокойнее. Это неизбежно связано с риском сделать книгу более скучной, однако автор надеется, что полнота изложения компенсирует этот недостаток.

Конечно, хотелось бы, чтобы книга нашла и более широкого читателя. Именно поэтому автор старался свести к минимуму число формул и менее существенных деталей. И естественно, хотелось бы, чтобы чтение этой книги побудило читателей, далеких атмосферных проблем, особенно будущих исследователей - студентов, асперантов, - познакомиться с аэрономией глубже, прочесть более серьезные труды в этой области. Но это - благие пожелания автора. А как минимум он сочтет свою задачу выполненой, если эта книга станет полезной его коллегам, работающим в широком диапазоне смежных наук.

Автор выражает глубокую благодарность А. Х. Хргиану, внимательно прочитавшему рукапись и сделавшему ряд весьма полезных замечаний, и А. В. Михайлову, оказавшему большую помощь в написании ряда разделов книг. Автор считает также своим приятным долгом сказать несколько слов об оформителе этой книжки - Л. В. Корнеевой. Будучи физиком. она прочла рукопись и нашла орегинальные решения для иллюстрации некоторых важных вопросов. Не будучи профессиональным художником она мужественно прошла через все профессиональные испытания, прежде чем книжка смогла появиться в ее сегодняшнем виде. Остается надеяться, что читатели найдут наше сотруднечество плодотворным.

Что такое аэрономия?

Если задать этот вопрос разным специалистам, изучающим атмосферу Земли, мы получим несколько разных ответов. Причина этого в том, что граница молодой науки аэрономиии - детища ракето-спутникого энтузиазма начала 60-х годов - все еще довольно размыты. Входит ли в ведение аэрономии стратосферы? А тропосфера? Если нет, то где граница между метеорологией - наукой о приземном слое атмосферы и аэрономией - наукой о верхней атмосфере. И должна аэрономия включать все, что мы изучаем в верхней атмосфере? Например, приливы и ветры, потоки микрометеоров, распространение радиоволн в ионосфере - является ли все это предметом изучения аэрономии?

Однозначных ответов на все эти вопросы пока не существует. И не очень хорошо видна перспектива более четкого определения границ аэрономии. Ибо указанные вопросы появились в последние годы в связи с непрерывным развитием атмосферных исследований. Их дальнейшее развитие может привести к еще большему услажнению( или, если угодно, расширению ) понятия "аэрономия".

Здесь мы будем рассматривать аэрономию как науку прежде всего о строении верхней атмосферы Земли и о происходящих там микропроцессах. Именно так представлял себе аэрономию бельгийский ученный М. Николе, который первым ввел это понятие в обиход исседователей верхней атмосфере и написал в 1961 году первую книгу по аэрономии.

Таким образом в нашем понимании аэрономия должна заниматься поисками ответов на вопросы: как устроена верхняя атмосфера и какие физико-химические процессы ответственны за ее строение? Ответ на первый вопрос предпологает изучения распределения с высотой и различных вариаций так называемых термобарических параметров атмосферы (т.е. плотности, температуры, давления газа) и концентраций различных компонент отмосферного газа, от основных, таких, как азот и кислород, до малых составляющих. К малым составляющим формально относятся и концентрации заряженных частиц (ионов и электронов), которые образуют очень важную область атмосферы - ионосферу. При ответе на второй основной вопрос аэрономии мы должны изучить различные микропроцессы, происходящие в атмосферном газе и контролирующие поведение всех тех параметров, которые интересуют нас в первом вопросе. К таким микропроцессам относятся прежде всего ионизация и диссоциация частиц атмосферного газа под действием внешних источников (солнечное излучение, вторгающееся в атмосферу частицы и т.д.), различные химические превращения одних частиц в другие, молекулярная и амбиполярная диффузия.

Крупномасштабные динамические процессы - ветры, дрейфы, различные волны - должны, видимо, рассматриваться в качестве предмета агрономического изучения лишь постольку, поскольку в некоторых случаях, как мы теперь понимаем, они влияют на состав и строение верхней атмосферы.