31 июля. День двадцать второй. Метеорологический шаман Дмитрий Ковалев
В этом интервью вы узнаете, почему Дмитрия Ковалева, ведущего инженера кафедры информационных систем и технологий, называют метеорологически шаманом и почему облачность - злейший враг ледового эксперта.
Проект, с которым Дмитрий Ковалев работает в рейсе «Арктического плавучего университета-2018», называется «Исследование высокоширотной ионосферы на границе приполярного аврального овала».
Этот проект осуществляется уже шестой год совместно с Институтом прикладной геофизики академика Е.К. Федорова.
- Чтобы объяснить, почему и как я оказался на борту «Профессора Молчанова», я должен отступить немного назад. В 2013 году я третий год работал в Центре космического мониторинга Арктики. Мы занимались расшифровкой спутниковых снимков, и по этой расшифровке вели как экологический мониторинг, так и ледовый мониторинг.
Возьмем для примера ДЗЗ. Поскольку наш целевой регион Арктика и Северный морской путь, то возникает огромная проблема - полярная ночь. Вторая проблема - большинство дней, более трехсот, в году облачные. Обычный арктический спутник ДЗЗ представляет собой телескоп, к которому прикреплен очень сложный фотоаппарат. В отличие от обычного фотоаппарата он снимает не только в привычных нам видимых цветах, но и в цветах, которые мы не видим. Например, есть спутник «Terra», который снимает в тридцати шести спектральных каналах. Выбирая определенное сочетание каналов, можно увидеть наличие или отсутствие растительности, можно классифицировать лёд по типам и так далее. Но им очень мешает облачность, поэтому есть еще радарные спутники, которые в отличие от оптических активны: они излучают радиоволны, а потом ждут отражения. Облачность таким спутникам не страшна.
Почему все считают, что я связан с метеорологией? На самом деле, я с ней не очень связан, если бы не одно «но». Поскольку моя работа и задача в Центре - тематическое дешифрирование космических снимков, и я ищу, например, разливы нефти, ищу терпящие бедствие суда, участки максимальной напряженности льда, тяжелые даже для прохождения ледоколами, то мне очень здорово мешает погода, в частности облачность. Мне важно знать, будет облачность или нет. Чтобы заказать снимок определенного участка, мне нужно за 24, а лучше за 48 часов спланировать этот снимок. Чтобы он нормально получился, я должен точно знать, что в момент, когда будет пролетать спутник, ожидается хорошая погода. Для этого мне пришлось заняться тем, что мы считаем метеорологией.
Я использую специальную программу, которая способна запрашивать сервера NOAA на предмет тех даных, которые мне необходимы. В этой программе я, например, могу посмотреть, какая будет облачность в определенный момент времени. Более простым аналогом такой программы является сайт windy.com, которым пользуются яхтсмены-любители.
Прогнозы, которые приходят на мостик в виде телеграмм, напоминают что-то вроде лотереи: на моей памяти они ни разу не совпали с реальностью.
Вокруг Земли вращается огромное количество спутников, которые делятся на определенные группы.
Например, есть спутники связи - те, которые обеспечивают нам интернет на борту, телевещание и прочее.
Есть навигационные спутники, всем известные GPS и Глонасс.
Третья группа - метеорологические спутники, одни из основных спутников, это NOAA. Погодные спутники бывают геостационарными и полярно-орбитальными.
Четвертая группа - спутники дистанционного зондирования земли (ДЗЗ).
Почему Константин Сергеевич называет меня шаманом? Я получаю огромный массив данных и понятно, что любая модель весьма условна и не передает всех нюансов той или иной территории. Я знаю, как скорректировать данные, чтобы прогноз был более достоверным, могу предполагать так называемые окна спокойствия. Например, окно спокойствия в плюс/минус полчаса для высадки имеет огромное значение. Когда-то я сказал, что мне нужно немного подшаманить с цифрами, и тогда я могу сказать точно, сможем ли высадиться. Вот и прилепилось, теперь меня поддразнивают метеорологическим шаманом.
Как можно вычислить окна спокойствия?
Есть определенные математические зависимости, есть результат наблюдений за разные месяцы и разные годы, накоплен большой архив данных, есть тенденция, и я могу на основе всей этой информации сделать прогнозы об ожидаемой спокойной погоде.
Откуда вы получаете метео-данные?
Программа получает информацию с сайта, на который выкладывается информация со спутника. Она обрабатывается без участия человека, автоматически. Система достаточно совершена, она ни разу не подводила меня за восемь лет.
Кому выгодно выкладывать эти данные?
Данные публикуются оператором спутника на некоммерческой основе. Есть и те, кто покупает данные, но они получают их более оперативно, а так сайт обновляется каждые три часа. Зайти на сайт, просто набрав ссылку в браузере, не получится. Чтобы получить доступ к серверу со спутниковыми данными, нужно писать специальный запрос на этот сайт, для чего используется либо язык программирования, либо специальное программное обеспечение.
Для чего вы обрабатываете снимки со спутника?
Мы делаем это на заказ, это коммерческие снимки. Оператор спутника и мы получаем за это деньги. Ведется мониторинг огромного количества объектов, а не только льда на территории Северного морского пути. В зону мониторинга входят многие порты, например, Новороссийский. Иногда возникает ситуация, когда танкеры сбрасывают нефтепродукты в воду. На снимках это хорошо видно, можно определить не только, когда это сделано, но и модель танкера, по ней, по времени прохождения и координатам можно определить владельца. Неоднократно мы выступали в роли экспертов по запросам прокураторы и в Архангельске, и в других городах.
Мы ведем мониторинг, например, алмазных месторождений по заказу добывающей компании. Для нее дешевле изучить детальный снимок с разрешением 30 сантиметров, где видно расположение отвалов породы, движение самосвалов и прочее, чем отправлять вертолет.
В чем отличие от гугл-карт?
Разница между гугл-картами и тем, что мы делаем, в том, что гугл-картинка уже приведена к естественным цветам. Мы же получаем снимок по результатам сочетания огромного количества каналов в специальном формате. И этот сырой снимок нужно довести до того, что называем продуктом. Например, мне нужно найти заболевания растений, ветровалы, то есть когда ураган повалил деревья, и нужно определить участок, куда отправлять бригаду для работы. Это намного дешевле, чем собирать экспедицию, вертолеты и прочее. Поэтому и называется - дистанционное зондирование Земли.
Если я ищу разливы нефти, то использую одно сочетание каналов, если ищу болезнь растений - другое, ветровалы - третье, заболоченные участки - совсем другое сочетание каналов.
Можно ли восстановить прошлые события, обработав спутниковые снимки? Например, можно ли найти пропавшего человека, проследить его маршрут?
Тут нужно понимать, что во-первых, на снимках обзорных спутников человека не видно. Нужно гораздо более высокое разрешение. Все это пока на уровне научной фантастики. Но в будущем возможно. Есть такая система экстренного реагирования, когда спутники разных стран объединяются в единую группу и дают комплексный выброс информации. Чтобы это произошло, должно произойти масштабное событие, например, массированный розлив нефти, колоссальный пожар или выброс пепла из вулкана. Тогда вся спутники объединяются в некую «мировую сеть» и совместными усилиями устанавливают, что и когда произошло.
Можно ли допустить такую ситуацию - информация со спутника, которая лежит в открытом доступе, используется в не очень хороших целях?
Даже в голову такое не приходило…
Например, по программе видна облачность…
…и можно спилить и вывезти пол гектара леса. Теоретически такое возможно. К нам было подобное обращение из прокуратуры. На определенном участке был завезен качественный песок под строительство такого-то числа, а такого-то числа песка на месте уже не было. Мы искали детальные снимки за этот период. Нашли: видны машины, номеров которых, конечно, не разглядеть, но можно установить модель, движение, в каком направлении ехали. Эти данные потом приобщались к уголовному делу.
Как работа с дешифровкой снимков помогает вашей научной деятельности?
На «Профессор Молчанов» я попал как ледовый эксперт. Поскольку экспедиция 2012 года показала, что данные, которые приходили в виде телеграмм, не помогают навигации. Было много неудачных попыток прохода к ЗФИ и работы в Карском море. Срывались высадки, терялось время, маршрут был заведомо заблокирован непроходимыми ледовыми полями. Стало понятно, что судно не имеет нормальных средств доставки метео-информации с земли. В 2013 году был предпринят эксперимент - пригласить меня в качестве ледового эксперта, и первый опыт оказался позитивным. Мы смогли предсказать, через какие проливы можно пройти, удалось высадиться на острове Хейса, который обычно закрыт в это время.
И еще одно слово в названии вашего проекта - ионосфера.
Когда я говорю ионосфера, все пугаются обычно, потому что мало кто знает, что это такое и зачем нужно. Ионосферой принято считать ту область атмосферы, которая тянется от 50 км и выше. Важно понимать, что ионосфера нестабильна, живет своей определенной жизнью и оказывает на нас не такое прямое, а скорее опосредованное влияние. Во-первых, есть утилитарная задача - мы не могли бы осуществлять радиосвязь на дальние расстояния. Так как ионосфера действует как отражатель, то мы можем связываться с людьми на конце другого земного шара. Ионосфера и помогает, и мешает в распространении связи. Для космического аппарата на орбите ионосфера создает почти непреодолимый заслон, чтобы отправить и получить сигнал, нужна определенная энергия и определенные частоты, которые пропускает ионосфера (частоты называются окнами прозрачности). Ионосфера связана с геомагнитным полем, и эта связь взаимная. Магнитные аномалии и катаклизмы - все это тесно связано и влияет на наше здоровье. Почему Арктика и ионосфера? Арктика - это целевой регион, где активно развивается инфраструктура, промышленность, добыча нефти, чтобы осуществлять транспорт логистику нужна связь. Нужно уметь обходить подводные камни верхней оболочки Земли.
Еще одно - если нашу Землю рассматривать как обычный магнит, то магнитное поле в районе экватора однородно, а в районе полюсов есть воронка, эти области называются областями приполярного каспа. Я изучаю проекцию воронки магнитного поля Земли, которая и является границей аврального овала (зона полярных сияний). Эта граница может расширяться, сужаться, она ведет себя по-разному в зимнее и летнее время, утром и вечером. Поведение и сложная структура ионосферы оказывает влияние и на навигационные спутниковые системы. В настоящее время задача точного определения координат имеет приоритетное значение при навигации, строительстве, мониторинге ледников, авиаперевозках в Арктическом регионе. В связи с активным освоением Арктики данные об ионосфере особенно важны: они позволяют уточнить расчетные алгоритмы, что в свою очередь позволяет повысить точность определения координат.
31 июля. День двадцать второй. Продолжение. Остров Сосновец
- Ну вот мы и дома. Тихо как. Это самое тихое место в мире.
Здесь так красиво. Здесь никого нет.
- Но мы же здесь.
«Сталкер»
Репортаж с острова Сосновец, что расположен в западной части Горла Белого моря, вблизи Терского берега Кольского полуострова. Обойти остров вдоль и поперек можно за 15 минут, его длина - всего лишь километр. Ширина - 670 метров.
- Я со вчерашнего дня не ложился спать. Владимир Викторович книгу подкинул интересную. Про пападанцев. Это люди, которые вроде бы в одной реальности уже не существуют, а в другой - живут. Забыл название. Про сталкеров в общем.
Работники морской гидрометеорологической береговой станции «Сосновец» и маяка Сосновецкий немногословны. Сначала вообще отказывались разговаривать: был неприятный опыт общения с журналистами. Но слово за слово, и вот мы уже беседуем два часа.
На острове Сосновец живут и работают всего шесть человек: трое на маяке, трое на метеостанции. Сказать, что здесь тихо и спокойно - это банальность. Здесь все стерильно, как говорят сами сосновцы. Они даже не болеют годами.
Морская гидрометеорологическая станция была создана в августе 1896 года. В журнале каждый год отмечают, кто прибыл/убыл/выбыл, записи одной строкой.
Кто-то на острове работает вахтами, кто-то живет уже несколько лет. Средняя зарплата здесь - 30 тысяч. Плюс два месяца отпуска. Плюс тринадцатая зарплата. И вообще люди живут на полном государственном довольствии. Это значит, что раз в год ледокол «Михаил Сомов» привозит годовой запас продуктов - консервов. Раз в год, в сентябре, сюда завозят свежие овощи. Последний раз «Сомов» приходил 26 июня. То есть прибытие «Профессора Молчанова» - второй случай за год, когда островитян посещают гости. Бывают здесь и необычные захожане, например, этой зимой забредал олень. С острова его прогнал Грей, помесь лайки с дворняжкой. Ест он только конфеты и кильку в томатном соусе. Мясом брезгует.
«Для развивающегося мореплавания в Белом море необходимы были сведения о гидрометеорологических явлениях на судоходных трассах, и поэтому в июле 1862 года на острове Сосновец были организованы наблюдения над температурой воздуха, скоростью и направлением ветра, состоянием льдов в море. Эти наблюдения проводились смотрителями маяка».
Это самая первая запись под заголовком «Введение» в журнале об истории метеостанции.
- Всё в людях, - говорит Владимир Викторович Зотов, работник метеостанции, выглядывая в окно и рассматривая нашу экспедицию, заглядывающую во все уголки и строения и залезающую на все возможные вышки.
- Двойственное ощущение: хочу ли я вернуться из отпуска на остров или нет. Когда съездишь домой, залатаешь все дыры, а я из Ростова-на-Дону, и денег почти не остается, вот тогда, да, хочется обратно. А так… - Говорит Роман, хранитель маяка.
У Романа на крыше дома установлен «триколор», в основном он смотрит новости, есть интернет, но страничка «Одноклассники» открывается по десять минут. Есть у него и терабайт с фильмами и сериалами для темных зимних ночей. Играет на гитаре и умеет вырезать розы из металла. Правда, давно уже этого не делал. Коллега Романа, Александр, играет на баяне и мастерит из дерева. Под потолком на кухне метеостанции висит большая самодельная птица счастья.
- На всех метеостанциях, где я работал, обязательно есть фортепиано, а здесь нет. - Говорит Владимир Викторович, старожил Сосновца.
Владимир Викторович работает на различных метеостанциях с 1984 года после окончания курсов полярных работников. Он зимовал на Вайгаче, в Амдерме и на других северных метеостанциях. Для него не существует вопроса «А вам тут не бывает скучно?» Это его работа. Каждые три часа нужно передавать метеоданные, или на профессиональном жаргоне - выйти на срок: измерить облачность, видимость и атмосферные явления. Владимир Викторович вместе с женой несет вахту метеоролога.
- А меня лень одолевает летом, - говорит Роман, хранитель маяка. - Зимой хоть холодно: надо топить печь, готовить. А летом я просто сторож.
Каждую среду в деревню Сосновка, где живет 20 человек, летает вертолет с продуктами, зимой - раз в две недели. Иногда островитянам удается заказать продукты из деревни. От Сосновца до большой земли по проливу Сосновская Салма добраться можно, но часто это проблематично сделать - больно уж вода норовистая. В ноябре часты штормы. И уже пять лет, как по воде дрейфует лед, то есть пройти напрямую по нему почти невозможно. Наша полевая группа уходила с острова последней, на воде уже заходили барашки, и «фрегат» шел против волн, так что мы по щиколотку сидели в морской соленой воде, и с правого борта нас захлестывало волнами.
- А зимой не страшно?
- Ну, когда ветер 32 метра в секунду, и дом трещит, кажется, что крышу снесет, и все разлетится в щепки - тогда страшно.
На Сосновце можно пренебрегать здоровым сном, потому что все равно нет строгого режима работы. Встают, когда захотят, главное, чтобы метеоданные передали вовремя и маяк засветил в нужный момент.
Остров покрыт морошковыми полями, по которым предусмотрительно проложены деревянные мосточки. Ходить по ним нужно аккуратно. Островитяне по-прежнему собирают ягоду и продают по 200 рублей килограмм. Были времена, продавали и по 400 рублей.
Сосновцы выращивают в теплице традиционно огурцы, редиску, зелень и редьку.
- Как проходит ваш день?
- Встанем, сходим друг к другу в гости. 375 метров от маяка до станции в одну сторону, потом обратно. Дров наколем. Приберемся. Приготовим поесть. Плюшки испечем в хлебопечке. - Рассказывает Светлана, сотрудник метеостанции. - Зимой - шитье и вязание.
Светлана сама попросилась на станцию, хотя уже на пенсии, но решила выручить - трудно найти работника, а несколько месяцев отдохнуть от детей и внуков на пользу.
У Владимира Викторовича в день нашего приезда, 30 июля, был День рождения.
- Как отмечать будем? Нарубим дрова, Света потаскает. Откроем по банке кильки в томатном соусе. Запьем принцессой Нури. Тихо и спокойно.
Так и должно быть на метеостанции, которая построена намерено вдали от шумной цивилизации. Здесь как будто другое измерение. Малюсенький клочок земли, продуваемый ветрами со всех сторон, не защищенный ни скалами, ни лесами, становился всё уже по мере отхода «Профессора Молчанова» на юг, в сторону темных ночей и поздних закатов.
***
На судне потихоньку готовятся к отъезду, реанимируют коробки, заклеивая скотчем прорехи, складывают туда образцы почв, собирают оборудование. Совсем скоро мы придем в Архангельск.
Автор дневника - Наталья Авдонина, к. полит. н., доцент кафедры журналистики, рекламы и связей с общественностью САФУ имени М. В. Ломоносова.