Солнечная радиация - это неисчерпаемый источник энергии, залог жизни на Земле. В то же время она может представлять и весьма серьезную угрозу для обитателей нашей планеты - прежде всего, из-за влияния на климат. Поэтому точное измерение интенсивности солнечного излучения - и не вообще, а той его части, что достигает поверхности Земли, - имеет огромное значение - как теоретическое, так и практическое.

И пиргелиометры нуждаются в поверке

Для точной количественной оценки прямой солнечной радиации давно существуют специальные приборы - так называемые пиргелиометры. Ясно, что получаемые с их помощью результаты, как и в случае любых других измерений, должны быть сопоставимыми друг с другом, иначе теряется сам смысл этой процедуры. Поэтому пиргелиометры, как и все прочие измерительные приборы, калибруют, а затем регулярно поверяют. Но поверка, скажем, термометров или манометров связана с гораздо меньшими трудностями, чем поверка пиргелиометров. Дело в том, что эталоном в измерении солнечной радиации в 1977 году условились считать усредненный показатель группы из шести пиргелиометров, установленных во Всемирном радиационном центре при Физико-метеорологической обсерватории в Давосе в Швейцарии. Совершенно ясно, что это не оптимальное решение проблемы, да и абсолютная погрешность измерения при этом непомерно высока: она составляет 0,6 процента. Но чтобы обеспечить хотя бы такую точность, в Давос раз в пять лет свозят на поверку приборы со всего мира.

Единственное занятие приборов - греться на солнце

Как раз сейчас - с 27 сентября по 15 октября - здесь проходит одиннадцатая по счету Международная и региональная поверка пиргелиометров (International and Regional Pyrheliometer Comparisons). В Давос съехались специалисты из Японии и Германии, Мозамбика и Филиппин, Польши и Чили, США и Испании. И не просто съехались, а привезли с собой весьма увесистый багаж. Просторная парковка перед зданием Всемирного радиационного центра на три недели превратилась в своего рода обсерваторию: она уставлена сотнями пиргелиометров, нацеленных на Солнце.

Приборы имеют разную конструкцию, но принцип их действия один и тот же - он основан на измерении количества тепла, образующегося при поглощении солнечного излучения, - говорит Вернер Шмуц (Werner Schmutz), директор Всемирного радиационного центра: "По сути дела, единственное занятие этих приборов - греться на солнце. Все они представляют собой так называемый полый объемный резонатор, то есть, проще говоря, трубу. Эту трубу направляют на Солнце, попадающие внутрь солнечные лучи нагревают зачерненную пластину, и этот нагрев измеряется".

Что-то вроде эталонного килограмма

Все специалисты, изучающие воздействие солнечного излучения на земной климат, ориентируются на результаты измерений, выполненных с помощью давосских эталонных пиргелиометров. В известной мере эти результаты служат международным эталоном при измерении солнечной радиации и выполняют ту же функцию, какую при измерении массы выполняет эталонный килограмм, хранящийся в Международном бюро мер и весов в Севре близ Парижа.

Поэтому в Давос прибыли и самые простые приборы, и высокотехнологичные изделия, предназначенные для установки на исследовательских космических аппаратах NASA, - говорит руководитель поверки Вольфганг Финстерле (Wolfgang Finsterle): "У нас есть эталон, и мы должны на его основе обеспечить единство измерений солнечной радиации в любой стране мира. Для этого такая поверка и организуется. Все специалисты съезжаются в Давос и три недели одновременно измеряют одно и то же излучение с одной и той же точки. Это дает возможность сравнить результаты и определить для каждого прибора поправочный коэффициент. Это позволит проводить измерения, сравнимые с измерениями нашей эталонной группы пиргелиометров".

Больше Солнца!

Одна беда: в эти дни Солнца в Давосе видно не было. Мало того, что плотная облачность скрыла светило, так время от времени из нее даже начинала сыпаться мелкая морось, что вынуждало экспертов каждый раз лихорадочно бросаться укрывать свои приборы от дождя. Специалисты всерьез нервничают: обойтись без такой поверки они не могут. Согласно некоторым компьютерным моделям, глобальное потепление на 30 процентов объясняется ростом интенсивности солнечной радиации в минувшем столетии. Подтвердить или опровергнуть эти расчеты могут лишь натурные измерения.

Да и компьютерные модели тоже ведь строятся на основе реальных данных, - говорит Вольфганг Финстерле: "Климат - это как раз всемирное дело, это касается всех. Поэтому существует глобальная сеть станций по измерению солнечной радиации, но полученные там результаты ничего не стоят, если их нельзя сравнить и сопоставить друг с другом. То есть все должны мерить одним аршином, иначе всерьез заниматься климатологией невозможно. Обеспечить всех единым аршином - в этом и состоит наша задача".

А для этого, - говорит Вольфганг Финстерле, - нам в Давосе нужно в ближайшие дни одно: "Больше Солнца! И чистое небо!"

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Ефим Шуман