Сибирские огни, 1980, № 6

е д и н ы й в о м н о ж е с т в а х замерять одновременно температуру, дав­ ление, влажность, силу и направление вет­ ра, аэрозоль и другие параметры. Притом этот одновременный замер надо произво­ дить не менее, чем на десяти высотах. Д о­ статочно даже приблизительно сложить все гипотетические данные, чтобы представить себе, каков объем будущей информации: десятки миллионов измеряемых единиц! Когда к существовавшим до последнего времени акустическому, радиолокационно­ му и спектрографическому методам нечего было добавить, перспективы развития тео­ рии и техники прогнозов погоды казались весьма туманными. И тут появляется на на­ учной арене лазер, новый источник света. Веками свет использовался для самых различных целей. Он был ориентиром при движении по бурному морю, был почталь­ оном, передающим от человека к человеку, от поселения к поселению тексты важных и экстренных сообщений, был проводником в ненастье. Он стал, наконец, исследова­ тельским инструментом, который в умелых руках превращался в источник важных на­ учных данных. Человек, став на путь всестороннего ис­ пользования света, логически пришел к идее изучения при его помощи свойств не только твердых или жидких предметов, но и такого невесомого на первый взгляд, та­ кого прозрачного объекта, каким является материнское покрывало земли, ее атмо­ сф ера. Точка, от которой ведется отсчет изуче­ ния атмосферы при помощи луча света, со­ относится с 1905 годом. Именно тогда в журнале «Известия Академии наук» была опубликована статья В. В. Кузнецова, кото­ рая посвящалась первым результатам оп- \ ределения высоты облаков при помощи прожекторного луча. * В наши дни этого мало. Нужно знать еще несколько параметров, которые ускольза­ ют от исследователя, вооруженного про­ стым прожекторным лучом. Положение изменилось с изобретением лазеров. При лазерном зондировании Ат­ мосф еры в интересующий исследователя район посылается импульс излучения, ко­ торое отражается от мельчайших неодно­ родностей воздуха — ну, скажем, от пыли­ нок — и частично возвращается в направ­ лении источника. Здесь эта вернувшаяся часть излучения фиксируется специальным приемным устройством — телескопом и передается для прочтения специалистам. О стается извлечь прибывшую информа­ цию. А вот это-то как раз и представляет немалую трудность. Томичам предстояло заняться сложным делом — разработать сначала теорию, а за­ тем и алгоритмы извлечения информации о физических параметрах атмосферы из такого тонкого источника, как те «искаже­ ния» лазерного пучка, которые появлялись в. нем при прохождении через атмосферу^ Иначе говоря, предстояло научить лазерный луч «рассказывать» все, что он «знает». А знает он много. Информативность лазер­ ного луча, способность его передавать на любые расстояния разнообразную инфор- 13'1 мацию, поражает воображение. Специали­ сты уверенно говорят о том, что потенци­ альные возможности передачи лазером информации практически безграничны. Ги­ потетически подсчитано, что один лазерный луч способен одновременно передавать сто тысяч телевизионных программ или сто миллионов телефонных разговоров. Такие потрясающие способности лазерно­ го луча объясняются тем, что он обладает огромной частотой излучения, а ведь имен­ но частота излучения электромагнитной волны определяет количество информации, которое она способна переносить. Если же сравнить «транспортные» способности ла­ зерной волны и обычной радиоволны, то можно обнаружить, что даже у наиболее высокочастотных радиоволн частоты в мил­ лионы раз меньше, чем у лазеров, а значит, во столько же раз меньше и «транспорт­ ные» способности. «Долазерная» эпоха ■ исследовательской деятельности томичей завершилась заклад­ кой физического фундамента, обнаружени­ ем ряда закономерностей поглощения и рассеяния видимого и инфракрасного излу­ чения а различных узких участках спектра. Основные результаты нашли отражение в монографии Зуева «Прозрачность атмо­ сферы для видимых и инфракрасных лу­ чей», появившейся в 1966 году. Новая эпоха для молодого коллектива1 началась в 1963 году, когда в распоряже­ нии Зуева и его коллег появился первый лазер, работавший на гелиево-неоновой смеси. Начались комплексные исследования спектров поглощения атмосферных газов, рассеяния излучения аэрозолями — обла­ ками, туманами, дымами, осадками. Важное место в научных планах коллектива заня­ ли анализ влияния турбулентности атмо­ сферы на структуру лазерных пучков и изу­ чение нелинейных эффектов, возникающих при проникновении мощного излучения в атмосферу. Ради чистоты теоретико-экспе­ риментальных работ приходилось учиты­ вать также характеристики самих лазеров — их мощность, энергию, спектр, угол расхо­ димости и длительность излучени я, диа­ метр луча. Мало того, приходилось еще иметь в виду всевозможные метеорологи­ ческие условия, какие только могут встре­ титься на различных высотах в атмосфере всей планеты. Теоретики Института оптики атмосферы в ходе исследований получили важные ре­ зультаты — они решили важную проблему оценки энергетических потерь лазерного излучения, вызванных поглощением атмо­ сферными газами и рассеянием различны­ ми аэрозолями. Это был важный шаг, за которым последовал очередной — опреде­ ление оптимальных параметров лазеров для решения набора конкретных задач. В одной из своих монографий В. Е. Зуев настойчиво подчеркивает, что важная черта работы томских оптиков атмосферы — комплексность проводимых ими исследова­ ний. «Именно такой подход, по нашему мне­ нию, обеспечивает максимальный эф ф ект не только в фундаментальны х исследовани