Välitööd ja ekspeditsioonid

Fütoaktinomeetria maapealsed mõõtmised

Esimesed välitööd olid 1962. a. Tartu lähedal tolleaegse aktinomeetriajaama kõrval, kuhu külvati mais. Samal aastal tehti mõõtmisi maisipõllul ka Väimelas. Peamine idee oli mõõta kiirguse läbitulekut erinevatel kõrgusnivoodel maisipõllu sees, et teha kindlaks kiirguse nõrgenemise seaduspärasused. Sellele järgnes juba suur üleliiduline ekspeditsioon maisipõllul Jõgeval (1963), kus ekspeditsiooni ülemaks oli H. Tooming. Lisaks kiirguse ja fotosünteesi mõõtmistele maisipõllul, tehti hulgaliselt maisi struktuuri mõõtmisi (lehtede pindala vertikaalne jaotus, lehtede kaldenurkade jaotus), sest neid suurusi oli vaja taimkatte läbipaistvuse valemite ja kiirguslevivõrrandite kordajate tarvis ja ka vastavate empiiriliste seoste tuletamisel. Kuna Eesti muutlik ilmastik ei ole eriti soodne välitööde tegemiseks, siis korraldas J. Ross järgnevatel aastatel kaks suurt ekspeditsiooni Moldovassse (1964) ja Tadžikimaale (1965). Eriti Tadžiki ekspeditsioon oli suurejooneline (kokku 60 inimest mitmest N. Liidu teadusasutusest). Mõõdeti maisi, puuvilla, päevalille ja sorgo kiirgusrežiimi, fütomeetrilist struktuuri ja fotosünteesi.

Juhan Ross Kenttajärvil mõõtmisi tegemas.

Välitööde tegemiseks sisustati kaks mahakantud juuksuribussi, üks kiirgusmõõtmisteks ja teine fotosünteesi mõõtmisteks. 1970-1974 leidsid aset ulatuslikud taimkatte struktuuri ja kiirgusvälja mõõtmised Eerikal ja Kuremaal põldoa, kartuli ja maisi põldudel ning ZBI Voore statsionaari kuusikus. Mõõtmistel osalesid V. Ross, T. Nilson, A. Aho, laborandid E. Pastak, S. Vaher jt., abitööjõuna näiteks (tollal veel kooliõpilastena) hilisemad tuntud teadlased Andres Koppel ja Olevi Kull.

Koos Soome kolleegidega Helsingi Ülikooli välibaasis.

Tolleaegsed kiirgusvastuvõtjad olid peamiselt kas integraalsed või lairiba-vastuvõtjad ja seetõttu oli tulemuste tõlgendamine raskendatud. Ka oli tõsiseks probleemiks kiirgusmõõtmiste tulemuste salvestamine välitingimustes. Olulisemad tulemused saadi põldudel kaldnõela, A. Laisa konstrueeritud taimkatte läbipaistvuse analüsaatori e. hiire ning kalasilmaobjektiiviga poolsfäärifotode abil.

Mõõtmistel Soomes.

Et meil kasutada olnud kalasilmaobjektiiv oli teadaolevalt ainus tolleaegses N. Liidus, tellisid mitmed vene asutused meilt poolsfäärifotosid oma metsa-katsealadest. Nii käiski T. Nilson Moskva ülikooli tellimisel tegemas poolsfäärifotosid Kaug-Idas Habarovski krais Vladivostoki lähistel Kavalerovos (1973), Krasnojarski lähistel Sajaanides (1975) ja mitmel aastal Moskva lähistel Malinovki katsealal.

Välitööd olid oluliseks osaks 1980-1990. a. toimunud Soome ja N. Liidu akadeemiatevahelise ühisprojekti raamides, milles J. Rossi juhitud töörühm osales. Tegelikult korraldati juba aasta enne ametliku projekti algust (1979) ühisekspeditsioon Kenttajärvi statsionaaris Karjalas, kus uuriti loodusliku männiku kiirgusrežiimi ja arhitektoonika vahelisi seoseid. Ühisprojekti raamides toimusid iga-aastased välimõõtmised männimetsades vaheldumisi Karjalas Kenttajärvel ja Soome poolel Hyytiäläs (Helsingi Ülikooli katsejaam), Mekrijärvel (Joensuu Ülikool) ja Muddusniemis (Lapimaa). Hiljem veel ka Venemaal Voroneži ja Irkutski lähistel. Mõõdeti metsade struktuuri, tehti kiirgusmõõtmisi ja poolsfäärifotosid kiirguse läbituleku teoreetiliste valemite kontrolliks. Ekspeditsioonidel osalesid J. Ross, T. Nilson, V. Ross, A. Aho, K. Ross, J. Kõdar, A. Jõeveer.

Atmosfääri töörühma välitööd

Välimõõtmised on olnud meie atmosfäärifüüsika, eriti fütoaktinomeetria ja kaugseire uurimistöö lahutamatuks osaks. Välitöödel saadud tulemused on olulises osas kujundanud meie edasisi uurimissuundi. Suure panuse on andnud observatooriumiga tihedalt seotud aktinomeetriajaam, mille kiirgusmõõtmiste kvaliteetne andmebaas on olnud aluseks mitmetele kiirguskliimaga seotud uurimistele (V. Russak, A. Kallis, varem ka I. Undla ja J. Ross).

Atmosfääri töörühmas toimusid välimõõtmised nii lennukitelt, uurimislaevadelt kui ka maa pealt. Alates 1972. a. tehti pilvisuse ja päikesekiirguse vaheliste seoste uurimiseks lennukimõõtmisi lennukilt An-2, peamiselt trassil Tartu-Pärnu.

Gradientmõõtmiste mast.

Mõõteriistadeks olid üles ja alla vaatavad püranomeetrid ning M. Sulevi kitsasnurga radiomeeter (pilve indikaator) lennuki laes seniidi suunas vaatamas. Lendasid V. Russak, H. Ohvril, A. Kuusk jt. Saaremaal Tagamõisas oli 1973. a. suur FAI ja Moskva Atmosfäärifüüsika instituudi ühisekspeditsioon pilveväljade struktuuri, kiirgusvälja ning atmosfääri optika alasteks uuringuteks. AFS-ist osalesid Ü. Mullamaa, V. Põldmaa, A. Kuusk, E. Pastak, S. Haldre.

1979. aasta suvel oli suur ühisekspeditsioon Võrtsjärve kaldal Tamme poldril. Osalesid AAI, ZBI ning TÜ geograafiakateedri töötajad. Uuriti aluspinna kiirgusrežiimi, mulla temperatuuri- ja niiskusrežiimi, aluspinna ja maalähedase kihi soojusbilanssi, põldude ja metsade peegeldusomadusi. Osalejate hulgas olid V. Põldmaa, M. Sulev, M. Mölder, N. Danziger, M. Vari, S. Lemberg, A. Kuusk jt.

1990. a. korraldati Tõravere lähedal põllul suur rahvusvaheline maalähedase õhukihi energeetika ekspeditsioon TARTEX-90, millest võtsid osa ka teadlased Venemaalt, Poolast ja Saksamaalt. Meilt osalesid J. Ross, M. Sulev ja M. Mölder. Mõõdeti aluspinna energiabilansi komponente ja maalähedase atmosfääri turbulentsi karakteristikuid. Mõõtmistulemuste analüüs näitas, et energiabilanssi klappima ei saadud. 1991. a. võeti osa analoogilisest ekspeditsioonist KUREX-91 Venemaal.

Osalemine uurimislaevade ekspeditsioonides

1974. Ekspeditsioon TROPEX-74. Vene uurimislaeval Akadeemik Koroljov mõõtsid Ü. Mullamaa, H. Niilisk, A. Kuusk, M. Tiisler ja O. Kurm pilveväljade struktuuri troopilistel meredel. Reis kestis 8 kuud: Vladivostok - Rabaul - Panama - Havanna - Dakar - Las Palmas - Havanna - Panama - Rabaul - Vladivostok. Kolm 20-päevast mõõtmisperioodi veedeti Dakari lähistel Atlandi passaatide vööndis. 1978 a. tegid H. Ohvril, V. Põldmaa (nüüd Russak), A. Kurvits, Ü. Kährik kaasa JASIN ekspeditsiooni Atlandil uurimislaeval Akadeemik Vernadski. Ekspeditsioonil mõõdeti kiirguse ja pilvede välja muutlikkust Põhja-Atlandil.

Uurimislaev Arnold Veimer.

Palju kordi osaleti alates 1976 uurimislaevade Aju-Dag ja Arnold Veimer (hiljem Livonia) ühekuulistel reisidel Läänemerel (Uno Veismann, Kalju Eerme, Charles Villmann, Leo Märtin, Kalev Toots , Olavi Kärner, Viivi Randmets jt.). Mõõdeti veepinnale langenud ja sealt peegeldunud päikesekiirgust jms. Eksperimentaalsete mereuuringute algatajaks, teadusjuhendajaks ja väsimatuks korraldajaks oli Ain Aitsam, kes suutis TA Termofüüsika instituudi rüpes luua üsna suure ja tegusa teadusüksuse. Mere ja atmosfääri optikamõõtmisi toimetati meie oma kosmoseuuringute aparatuuri baasil loodud instrumentidega, ehitati ka täiesti uusi kaugseire instrumente. Ei saa küll varjata, et soov kolmes välissadamas kolm päeva viibida ja tühine summa valuutat kippusid motiividena ähmastama teadusprogramme.

Läänemere-ekspeditsioonide alguspäevil püüti uurimislaeval ära kasutada olemasolevaid kosmose-teleradiomeetreid, saadud kogemuste baasil ehitati  merepinna spektraalsete heledustegurite määramiseks fotomeeter MC-1.