Спутники «Ионосфера-М» впервые составили карту распределения озона в атмосфере Земли
Российские спутники «Ионосфера-М» № 3 и № 4 получили данные, по которым специалисты построили предварительную глобальную карту общего содержания озона в атмосфере Земли. Измерения проводят находящиеся на орбите спектрометры «Озонометр-ТМ», способные одновременно отслеживать озон и диоксид азота.
На полученной карте хорошо заметна одна из основных особенностей земной озоносферы: над тропическими широтами общее содержание озона ниже, чем в средних и высоких широтах, в том числе над значительной частью России. Это не означает, что озон плохо образуется в тропиках. Напротив, именно в тропической стратосфере под действием солнечного ультрафиолетового излучения происходит его активное образование. Затем атмосферная циркуляция переносит озон к более высоким широтам, где его концентрация возрастает.
Для наблюдений используются два прибора «Озонометр-ТМ», установленные на спутниках «Ионосфера-М» № 3 и № 4. Аппараты были запущены с космодрома Восточный 25 июля 2025 года. На первых двух спутниках серии, отправленных на орбиту раньше, таких приборов не было.
«Озонометр-ТМ» представляет собой спектрометр, работающий в ближнем ультрафиолетовом и части видимого диапазона — от 300 до 500 нанометров. Прибор смотрит в сторону Земли и измеряет спектр солнечного света, отражённого поверхностью и рассеянного атмосферой. Озон поглощает определённые длины волн, поэтому по изменению зарегистрированного спектра можно рассчитать его общее содержание в атмосферном столбе над конкретным участком планеты.
Спектральная выборка прибора составляет 0,1 нанометра, а разрешение — около 0,3–0,4 нанометра. Этого достаточно, чтобы измерять не только озон, но и диоксид азота NO₂. Последний образуется как в результате природных процессов, так и при сгорании топлива, поэтому его концентрация используется в том числе как один из показателей загрязнения атмосферы.
Полученная карта показывает именно общее содержание озона, а не его концентрацию на какой-либо одной высоте. Большая часть атмосферного озона сосредоточена в стратосфере, где он образует слой, поглощающий значительную долю опасного для живых организмов солнечного ультрафиолетового излучения. Поэтому регулярные спутниковые наблюдения позволяют следить за крупномасштабными изменениями озоносферы и оценивать, как меняется защита поверхности Земли от ультрафиолета.
Особенность новой системы заключается в том, что измерения выполняются сразу двумя аппаратами. «Ионосфера-М» № 3 и № 4 входят в космический комплекс «Ионозонд», созданный для наблюдений за верхней атмосферой, ионосферой, радиационной обстановкой и процессами, связанными с космической погодой. Помимо озонометров спутники несут приборы для регистрации заряженных частиц, электрических и магнитных полей и других параметров околоземного пространства.
Космическая система «Ионозонд» уже прошла лётные испытания. По данным Института космических исследований РАН, общий объём научной информации, поступающей со спутников комплекса, достигает примерно 60 Гбайт в сутки. Измерение общего содержания озона стало одним из видов наблюдений, доступных после ввода новой орбитальной аппаратуры.
Нынешний результат пока называется предварительным. Полученная карта показывает, что установленная на двух спутниках аппаратура работает на орбите и позволяет восстанавливать крупномасштабное распределение озона над планетой. Следующим этапом станет накопление более длительных рядов наблюдений. Такие данные позволят отслеживать сезонные и долговременные изменения озоносферы, а одновременные измерения диоксида азота дадут дополнительную информацию о состоянии земной атмосферы.