Метеорологи

Накануне член ЛДПР Алексей Журавлёв в эфире телеканала «Россия-1» сказал, что так Соединённые Штаты могли попытаться повлиять на погоду в нашей стране.

«Такого лета не может быть, мы все понимаем, что не может быть. Значит, что: пожары у нас идут, ливни в Москве. Ну, обком вашингтонский работает. Я считаю, что это серьёзно, и надо к этому правильно относиться», — заявил депутат Госдумы.

Ведущий специалист центра погоды «Фобос» Евгений Тишковец в эфире радиостанции «Говорит Москва» опроверг это предположение:

«Конечно же, это безответственное заявление. И я вам должен сказать, что, во-первых: это всё, мягко выражаясь, бред. Во-вторых: самое холодное лето в Москве было в 1884 году, когда не было ни климатического оружия, ни технологий. В-третьих: причиной тому, уже набившей оскомину, — это глобальное потепление, которое стирает грань между Арктикой и экватором, температурную грань. И, соответственно, ослабевают западно-восточные переносы воздушных масс, и усиливается влияние либо севера, либо юга. То, что мы и наблюдаем в нашей стране: то есть европейская часть России страдает от холода, дождей, а Сибирь изнывает от зноя. Ну, и в-четвёртых: Россия в своё время была впереди планеты всей по разработке климатического метеорологического оружия. Такими технологиями обладают лишь несколько стран. И если бы что-то подобное было бы против нас применено, мы бы об этом обязательно узнали. И у нас есть, что называется, «свой ответ Чемберлену». И у нас есть знания в этом смысле. Поэтому нет, конечно, никакое не климатического оружие».

Тишковец, как бывший военный метеоролог, раскрыл принципы работы климатического оружия.

«Станции на Аляске, в Норвегии, занимаются периодической бомбардировкой верхних слоёв атмосферы, в ионосфере создаётся некое плазменное облако, которое нагревается до четырёх-пяти тысяч [градусов — прим. ГМ], ну и проецируется, скажем так, энергия луча на те или иные районы, и подогреваются либо, что называется, провоцируются блокирующие антициклоны или усиливаются циклонические вихри, которые и несут невероятные изменения в климате. Но ещё раз повторюсь, они, конечно, этим балуются, но таких вот прямых доказательств ни у кого нет. Это самая-самая закрытая часть пентагоновских программ».

Ведущий специалист центра погоды «Фобос» сообщил также, что тепло скоро вернётся в Москву. По его словам, температура воздуха поднимется выше 20 градусов.

Источник

С древнейших времен, ежедневно испытывая на себе превратности погоды, человек проявлял живой интерес к окружающей его природной среде. Ученые датируют возникновение первых метеорологических воззрений у наших предков эпохой первобытно-общинного строя (примерно 700-800 тысяч лет назад). На исходе каменного века, еще не имея представления о физической картине мира, люди пытались найти объяснение процессам, происходившим вокруг. Визуально наблюдаемые объекты и явления материального мира, такие как земля, небо, вода и молнии находили отражение в мифологии. Не были исключением и облака.
В качестве примера можно привести древнегреческую мифологию. Богом, как бы сегодня выразились, верхних слоев атмосферы, в ней был Эфир, рожденный от союза бога мрака Эребра и богини ночи Никты. Его называли отцом всех ветров, приписывая ему повелевание облаками. В славянском язычестве тоже были боги – повелители стихий. Не зная физических основ круговорота воды в природе, не имея представления об испарении влаги и механизме формирования облаков, славяне предполагали о наличии постоянных запасов воды где-то высоко над землей, на небе. По их мнению, эта небесная влага иногда, в непредсказуемое время, могла принимать вид туч, проливаясь на землю в виде дождя, содействуя росту трав и урожаю. В воззрениях славян согревающие лучи солнца и живительные капли воды, доходящие до земли, являлись даром небес, а облака – механизмом дарования. Так сформировались представления о хозяине небесной воды, распоряжающемся дождями, грозовыми ливнями и молниями. В славянской языческой картине мира появился могущественный бог Род, влияющий на все живое посредством облаков и водяных капель.
Однако, люди не только созерцали, поклонялись и трепетали. Наиболее пытливые умы стремились познать, проникнуть в суть природных явлений. Переход от собирательного к производящему земледелию обострил внимание наших предков к метеорологическим явлениям. Благополучие человека оказалось в еще большей зависимости от переменчивой погоды, в первую очередь от количества солнечного света и количества выпавшей влаги. Даже нашим далеким предкам было очевидно, что количество этих небесных благ теснейшим образом связано с облаками.
Существенно забегая вперед, скажем, что в ХХ веке немецкий специалист в области биоклиматологии доктор Дитмар Ассман в книге «Чувствительность человека к погоде» (Die wetterfuhligkeit dea menschen) расширил наши представления о влиянии облачности на людей. Ученый установил, что облачность оказывает влияние на человека, прежде всего, посредством регулирования интенсивности солнечного освещения. Он доказал, что с изменениями облачности непосредственно связаны некоторые биологические реакции организма, в частности ферментационная функция микробов.
Веками люди проявляли интерес к атмосферным явлениям. Однако, лишь с возникновением письменности они получили возможность аккумулировать полученные знания, сохраняя их для потомства. До нас дошли записи о состоянии погоды, сделанные человеком еще за 3000 лет до нашей эры. Есть такие и в русских летописях. Первые письменные свидетельства эпизодических наблюдений нашими предками за погодой датированы второй половиной IX века. Как правило, в летописях находили отражение чрезвычайные проявления погоды или необычные атмосферные явления – события, поражавшие воображение или непосредственным образом влиявшие на повседневную жизнь. Исследователи, сопоставившие впоследствии древние источники, утверждают, что русские летописи содержат более широкий и надежный материал, чем зарубежные.
В книге «Очерки развития метеорологических наблюдений в России» исследователь истории отечественной гидрометеорологии Д.Ф. Нездюров привел ряд фрагментов славянских летописей разных веков, иллюстрируя их содержание и стиль изложения. Вот характерные примеры: «1127 г. – четыре дня и две ночи падала густая метель», «1144 – на пасху выпал большой снег – коню по грудь», «1163 – зима же была теплая с большими дождями и страшными грозами и молниями», «1657 – гром гремел и молния блистала, и шел дождь велик» и т.д.
В приведенных примерах нет ни слова об облаках. Это объясняется тем, что облака сами по себе не причиняли людям неудобств. Однако, косвенно их влияние прослеживается практически в каждом, приведенном случае: дождь, снег, град, молнии, аномальная жара и аномальный холод имеют непосредственную связь с состоянием облачного покрова. Век за веком русский крестьянин, наблюдая за природой, подмечал эту связь, накапливая знания, делясь ими с соседом, передавая их детям. Так, со временем, облака заняли свое место в общей картине мироздания, став в сознании людей неотъемлемой частью процессов, происходящих в природе. С пониманием этого, наблюдение за облаками получило важнейший прикладной смысл.
Наряду с крестьянами, существенный вклад в копилку познаний русского народа об облаках внесли первопроходцы и мореплаватели. Продвигаясь на север и восток, они преодолевали обширные территории и водные пространства. В длительных походах они подмечали взаимосвязь между облаками и погодой. Кроме того, от облаков зависела освещенность ночного неба луной и возможность ориентироваться по звездам. Это обусловило внимание славян, покорявших север и восток современной России, а также омывающие их моря, к облакам.
Важная веха в отечественной истории изучения облаков связана с именем и эпохой Петра I. Претендуя на статус «просвещенного монарха», Петр был еще и практикующим мореплавателем, не понаслышке знакомым с превратностями погоды. Царь не только лично наблюдал за погодой с помощью доставленных из Европы приборов, но и всемерно насаждал эту необходимость среди подчиненных, в первую очередь в армии и на флоте. В частности, «Походные журналы Петра Великого» изобилуют записями о ежедневных наблюдениях. С созданием регулярного флота и учреждением Устава морского, регистрация погодных условий стала для военных моряков обязанностью.
Петр уделял метеорологическим наблюдениям большое внимание. Когда царь не мог принимать личного участия в походе, он поручал наблюдать за погодой командующему своим флотом вице-адмиралу К.И. Крюйсу с непременной отправкой результатов наблюдений в Петербург. Неотъемлемой частью этих донесений были сведения об облаках в районе действия эскадры. В те времена не существовало механизмов качественной оценки облачного покрова, поэтому они получали лишь количественную: «чисто», «ясно», «пасмурно». К примеру, в одном из писем Петру К.И. Крюйс писал: «1722 г. марта 26 день в понедельник. Поутру пасмурно, ветер малый ост и ост-норд-ост, в полдень чисто и солнце, к вечеру и через всю ночь добрый мороз».
Не меньшее внимание к изучению погодных процессов, в целом, и облаков, в частности, проявляли и за рубежом. По накоплению определенного объема метеорологических знаний в отдельных странах, стало очевидным, что погода не признает государственных границ. Следующим шагом на пути ее познания стало объединение международных усилий. В 1723 г. в журнале Лондонского Королевского метеорологического общества была размещена статья под названием «Приглашение к производству общими силами метеорологических наблюдений». Эта статья дала толчок к развитию регулярных наблюдений в России, побудив многих образованных людей начать ежедневно «тщательно отмечать в дневнике» предложенные метеорологические элементы. Одним из них был «вид неба». Важным событием в истории изучения облаков в России стало создание Петербургской Академии наук. Еще до своего официального открытия, Академия приступила к активной работе по организации метеорологических наблюдений.
Следующей вехой в истории изучения облаков стал переход от наблюдений с земной поверхности к исследованию непосредственно в небе. Первые шаги в этом направлении датированы серединой XVIII века и связаны с именем М.В. Ломоносова. Выдающийся русский ученый в своей работе уделял существенное внимание изучению атмосферы, сам производил наблюдения и конструировал приборы. Он пришел к мысли о необходимости вести наблюдения не только у поверхности земли, но и в толще атмосферы. Работая над этой идеей, он на несколько десятилетий опередил уровень развития технической мысли. Ученый предпринял попытку создать летательный аппарат для подъема метеорологических приборов. Он первым попытался на практике осуществить аэрологические наблюдения, подготовив для них необходимое научное обоснование.
Примечательно, что при таком внимании к облакам, никто не брался их классифицировать. Бытовало мнение, что чрезвычайная изменчивость неба не позволяет установить, какой бы то ни было системы в замысловатых облачных конфигурациях. Впервые попытка разделения облаков по их внешнему виду на различные группы была предпринята в 1776 г. известным французским естествоиспытателем, метеорологом-любителем Ж.Б. Ламарком. Однако предложенная им классификация ввиду своего несовершенства не нашла широкого применения.
Большего успеха удалось добиться британцу Л. Говарду, который предложил свою классификацию облаков ученому сообществу в 1802 г. Он использовал для описания форм облаков латинские термины из животного и растительного мира. Именно его авторству принадлежат общепринятые названия трех основных типов облаков: «cumulus» (кучевые), «stratus» (слоистые), «cirrus» (перистые). Их комбинации позволили британскому метеорологу охарактеризовать ещё четыре типа облаков: «cirro-cumulus», «cirro-stratus», «cumulostratus», «сumulo-cirro-stratus» или «nimbus». В 1803 г. он опубликовал «Эссе о видоизменениях облаков» (Essay on the Modifications of Clouds), познакомив британскую метеорологическую общественность со своим взглядом на типизацию облаков.

Л. Говард

Спустя полвека после теоретических заключений М.В. Ломоносова, 30 июня 1804 г. под руководством академика Я.Д. Захарова состоялся первый полет на воздушном шаре с целью исследования атмосферы. Многие учёные, воодушевленные первыми практическими достижениями Я.Д. Захарова, задумались над возможностями исследования атмосферы с помощью летательных аппаратов.
В 1810 г. известный русский ученый основатель Харьковского университета В.Н. Каразин выступил на заседании Московского общества любителей естествознания с речью, в которой в частности говорил: «несмотря на быстрые успехи в наш век естественных наук, одна из частей физики остается до сих пор в том же виде, в каком была во времена Аристотеля. Это метеорология». Если по отношению к метеорологии в целом, это утверждение было несколько преувеличенным, то в вопросах изучения облаков он был не далек от истины.
Исправить ситуацию предстояло, систематизировав наблюдения над ними с земли. Одним из первых мероприятий отечественной Академии наук на этом поприще стало создание соответствующих инструкций. Первая инструкция была составлена и издана директором Нормальной обсерватории А.Я. Купфером в 1835 г. Она разъясняла, как использовать наблюдательные приборы и как вести визуальные наблюдения. В числе прочих метеорологических элементов, она предписывала вести наблюдения и за облаками. Российским метеорологам первой половины XIX в., предписывалось внимательно наблюдать и записывать «светло ли небо или не очень светло, или пасмурно; когда небо все бело бывает, есть ли на небе облака и много ли оных или не много, густы ли они редки, или в иных местах густы, а в иных редки».
Важной вехой в истории изучения нашими соотечественниками облаков стало создание в 1849 г. Главной физической обсерватории. Обосновывая необходимость учреждения в России единого органа, руководящего всей метеорологической отраслью, академик А.Я. Купфер писал: «…может быть со временем объяснится связь между давлением атмосферы, влажностью воздуха и образованием облаков и их разрешением в дождь и снег».
В середине XIX века, когда отечественная сеть метеорологических наблюдений лишь зарождалась, «правильные» регулярные наблюдения в России велись только в Петербурге. Однако, благодаря путешествиям академиков, ученых и походам военных наблюдения распространялись и в других районах страны. Каждая экспедиция обогащала отечественную науку новыми сведениями. В числе прочих, ширился массив наблюдений над облаками, что углубляло познания о них. Благодаря этому русские ученые, как часть международного метеорологического сообщества приняли участие в уточнении и дополнении классификации Говарда. К этому времени британец, первым отличивший кучевые облака от других и предложивший называть их «кумулюсами», уже стал членом Королевского метеорологического общества и пользовался славой «крестного отца облаков».
Благодаря энергичной деятельности ученых Главной физической обсерватории, руководящие документы для отечественных наблюдателей неоднократно переиздавались и совершенствовались. В поисках оптимальных форм наблюдений за облаками, директор Обсерватории А.Я. Купфер официально внедрил в России классификацию Л. Говарда, уже принятую к тому времени принятую в разных странах мира. В «Прибавлении к Руководству для наблюдений» 1850 г. отечественным метеорологам впервые предложили вместо словесных разношерстных описаний классифицировать облака, наблюдаемые на небе. В Инструкции давалось описание основных форм облаков и классификация, разработанная Л. Говардом. Так «кумулюсы», «стратусы» и «нимбусы» вошли в обиход русских метеорологов. Преемник А.Я. Купфера Г.И. Вильд в первой своей инструкции наблюдателям 1869 г. также рекомендовал пользоваться этой классификацией.
Последняя треть XIX века ознаменовалась стремительным расширением сети наблюдений в России. В 1875 г. она насчитывала 118 станций, в 1880 – 149, в 1885 – 255, а в 1890 – уже 432 станции. Речь идет о станциях, ведущих наблюдения полного цикла по единой методике с использованием однотипных приборов. В программу входили и наблюдения над облачностью. Важно, что метеорологи в различных пунктах, удаленных друг от друга на тысячи километров, расположенных в разных широтах и на разной высоте, вели наблюдения одинаково.
Согласно инструкции 1869 г. наблюдение за облаками проводились в стандартные сроки вместе с регистрацией других метеорологических элементов. Количество облаков определялось по «10 степеням», а их форма – по классификации Л. Говарда. В уточненной инструкции 1876 г. предполагалось ежедневно в 13 часов дополнительно регистрировать направление движения облаков. В Главной физической обсерватории наблюдения велись по расширенной программе. С начала 1876 г. здесь проводились ежечасные наблюдения над облачностью с 6 утра до 10 вечера.
В конце XIX века в обиход метеорологов вошли технические средства наблюдений за облаками. Первым и наиболее простым из них стала сетка, натянутая между четырьмя столбами. Наблюдая небо сквозь такую сетку, метеоролог мог определить направление смещения облаков.

Сетка на столбах

В 1882 – 1883 гг. в рамках программы Первого международного полярного года шведская экспедиция на Шпицбергене положила начало определению высоты облаков с помощью базисных наблюдений. С 1887 г. в России в качестве дополнительных предлагалось вести наблюдения за направлением движения облаков и их скоростью по зеркалу Финемана или нефоскопу. Описание прибора приводилось в инструкции наблюдателям. Особое внимание при этом предлагалось уделять наблюдениям за перемещениями перистых облаков.
По мере развития метеорологической науки и обобщения практики метеорологических наблюдений учеными различных стран был предложен ряд классификаций облаков, каждая из которых обладала своими достоинствами и недостатками. В 1887 г. ученые Г. Гильдебрандсон (Швеция) и Р. Эберкромби (Шотландия), переработав классификацию Л. Говарда, предложили проект новой классификации, которая легла в основу всех последующих и была признана международной.
Примечательно, что при широком распространении классификации, дававшей словесное описание разным видам облаков, долгое время не существовало атласов, содержащих их графические изображения. Только в 1879 г. появилась статья Г. Гильдебрандсона «О классификации облаков», к которой были приложены рисунки. Между тем, все явственнее ощущалась необходимость объединения накопленных знаний о морфологии облаков и их научного анализа. Важным этапом в истории исследования облаков стал 1896 г., когда на Второй международной метеорологической конференции была образована постоянная Международная комиссия по наблюдениям за облаками под председательством Г. Гильдебрандсона, а также вышел в свет первый Международный атлас облаков, содержащий уточненную классификацию облаков и 30 цветных литографий.
Следует отметить единение метеорологических сообществ ведущих стран в вопросе изучения облаков и вклад в общее дело русских ученых. Согласно решению Международной метеорологической конференции в Упсале в 1894 г., с 1 мая 1896 г. были учреждены международные наблюдения за облаками. Россия приняла в этой коллективной работе самое активное участие. Наблюдения под международной эгидой проводились в филиальных обсерваториях в Павловске, Екатеринбурге, Иркутске и Тифлисе в течение двух лет (1896 – 1897 гг.). В дополнение к визуальным наблюдениям и наблюдениям сквозь натянутую сетку, определялась высота облаков при помощи фотограмметров Серензена. По окончании Международного облачного года синхронные наблюдения над высотой, направлением и скоростью движения облаков проводились в обсерваториях и на отдельных станциях в рамках ежемесячных международных дней.
На Парижском конгрессе 1896 г. вопрос об изучении высоких слоев атмосферы был признан важнейшей задачей метеорологии. Было принято решение «учредить правильные наблюдения на привязных шарах… при помощи летучих змеев». Участники конгресса одобрили способы изучения атмосферы с помощью одновременного подъема наблюдательных приборов на аэростатах и шарах-зондах с последующим обменом полученными результатами.
Существенным подспорьем в работе отечественных наблюдателей за облаками стало издание в России Международного атласа облаков в 1898 г.

Он представлял собой сочетание международной классификации облаков с инструкцией по ее применению, адаптированной для работы Главной физической обсерватории и подведомственной ей сети.
При столь широкой практике и столь глубокой проработке теоретических аспектов, препятствием на пути формирования полной картины распределения облаков над территорией России мешала разрозненность метеорологических сетей. Сложнейшую задачу по их объединению решил М.А. Рыкачев, вступивший в управление Главной физической обсерваторией в 1895 г.

М. А. Рыкачев

Наряду с прочими нештатными должностями, выдающийся русский ученый был избран в Комиссию по изучению облаков. Благодаря вниманию, которое он уделял этому вопросу, наблюдения за облаками занимали важное место в системе работ Главной физической обсерватории, ее филиалов и наблюдательной сети.
В части, касающейся аэрологических наблюдений, роль «флагмана» сети Российской Империи была отведена филиалу Главной физической обсерватории – Павловской магнитной и метеорологической обсерватории, ставшей «Меккой аэрологии».

Константиновская магнитная и метеорологическая обсерватория

В 1878 г. здесь начались аэрологические наблюдения с использованием самых передовых методик и приборов своего времени. Крупнейшие ученые России и зарубежья часто посещали обсерваторию, имея возможность делиться опытом и обмениваться мнениями по вопросам аэрологических исследований, в том числе и облаков.
На рубеже XIX и XX веков Павловская обсерватория стала методическим центом исследования атмосферы с помощью самописцев, поднимаемых в небо на воздушных шарах или змеях. Наиболее активное участие в этих работах приняли В.В. Кузнецов, С.Д. Грибоедов и С.И. Савинов. По мере совершенствования наблюдательных приборов и создания самописцев, а также средств их доставки, высказывались соображения, что человеку нет необходимости подниматься в воздух, рискуя своей жизнью. Однако, участие человека, по-прежнему, было необходимо. Подъемы совершали М.А. Рыкачев, Д.И. Менделеев, М.М. Поморцев, А.М. Кованько и В.А. Семковский. В 1901 г. М.М. Поморцев обобщил данные, добытые в этих полетах, представив профессиональному сообществу «научные результаты 40 воздушных путешествий, сделанных в России».
В 1902 г. сотрудничество России с другими странами в вопросе аэрологических наблюдений и исследования облаков достигло такого масштаба, что Академия наук приняла решение о создании при Павловской обсерватории Змейкового отделения, которое возглавил талантливый ученый В.В. Кузнецов.

В.В. Кузнецов

По итогам первого года работы В.В. Кузнецовым в соавторстве с М.А Рыкачевым была подготовлена статья «Международные наблюдения над облаками в Константиновской обсерватории в г. Павловске…». Далее последовали статьи, написанные В.В. Кузнецовым лично: «Таблица для наведения обоих фотограмметров на одно и то же облако», «Об определении скорости движения облаков» и другие.
Под его руководством была проведена большая работа по созданию новых средств подъема и самописцев, а также совершенствованию методики наблюдений.

Змейковый метеорограф В.В. Кузнецова

В частности, по предложению М.М. Поморцева в Павловске начали наблюдать направление движения облаков при помощи теодолита. В 1905 г. для этих целей стал использоваться нефоскоп Бессона. Он не уступал в точности наблюдений нефоскопу Финемана, но был дешевле в изготовлении и проще в эксплуатации. В 1906 – 1908 гг. В.В. Кузнецов начал практиковать определение высоты облаков в ночное время с помощью прожектора, а также усовершенствовал методику базисных наблюдений. Рост объемов научно-исследовательских работ, проводимых Змейковым отделением, обусловил его преобразование в Аэрологическую обсерваторию.
В 1910 г. Международный атлас облаков был переиздан. В дополненной и расширенной версии, вышедшей в свет, в том числе и в России, была приведена международная классификация облаков, их характеристика и описание, инструкция по наблюдениям. Форму облаков рекомендовалось определять, согласно классификации, количество – по десятибалльной системе, а направление их движения по нефоскопу. Следует отметить, что наряду с нефоскопами Финемана и Бессона на наблюдательных станциях появились нефоскопы отечественной конструкции В.В. Кузнецова и М.М. Поморцева.

Нефоскоп конструкции М.М. Поморцева

Мощный толчок к развитию наблюдений за облаками дала Первая мировая война. Метеорологическая отрасль России была милитаризована. На базе Главной физической обсерватории было создано Главное военно-метеорологическое управление, а в действующей армии сформированы военно-метеорологические отделения при штабах армий и военно-метеорологические станции при авиационных ротах.
Активная работа русских ученых, благодаря которой появилась отечественная школа аэрологии и был достигнут высокий уровень развития теории и практики аэрологического дела, создала предпосылки к появлению в России своего атласа облаков. Первая мировая война выступила катализатором его создания. Десятки метеорологических подразделений, спешно созданных в Действующей армии, нуждались в средствах наблюдения, руководящих документах и пособиях. Если производство приборов было налажено на базе мастерских Главной физической обсерватории, руководящие документы написаны чинами Главного военно-метеорологического управления, то разработать атлас облаков могли лишь в Аэрологической обсерватории. Обобщить работу коллег и оформить ее в качестве атласа взялся заведующий обсерваторией В.В. Кузнецов.
Работа над Атласом была завершена на рубеже 1916 и 1917 гг. Определенное время потребовалось на одобрение органами военной цензуры и тиражирование. В итоговом варианте, увидевшем свет практически одновременно с выходом Российской Империи из Первой мировой войны, содержалась классификация облаков, словесное описание их форм и 50 цветных фотографий .
Безусловно, история изучения облаков в России на этом не завершилась, а, скорее, лишь началась. Советские аэрологи продолжили работу в лучших традициях своих предшественников. Физика облаков была выделена в самостоятельное направление внутри аэрологической науки. К исследованиям облачного покрова были привлечены самолеты, радиолокация, а затем и космические технологии. Результатом труда отечественных специалистов стали содержательные всеобъемлющие атласы облаков, изданные массовыми тиражами (1933, 1940, 1957, 1978 гг.).
В 2011 г. в Российской Федерации вышел в свет новый Атлас облаков, отличающийся исчерпывающим содержанием, значительным количеством высококачественных фотографий и информативных приложений. На современном этапе российские метеорологи активно участвуют в работе над инициативой Всемирной метеорологической организации по созданию инновационного цифрового Международного атласа облаков. Однако, никакие последующие достижения и новинки не отнимут у кузнецовского детища статуса первого отечественного Атласа облаков. 100-летний юбилей создания этого документа – важная веха в истории отечественной метеорологической науки.

На фото момент раскрытия коробки с цементом

Основное занятие большинства метеорологов - не предсказание погоды, как обычно думают, а наблюдения за погодой. Без наблюдений не может быть и прогнозов. Более того, чтобы грамотно составить прогноз погоды, нужно иметь результаты наблюдений в десятках и сотнях точек. Наблюдения ведут на метеорологических станциях.

Метеорологическая станция (метеостанция) - учреждение, в котором круглосуточно проводятся регулярные наблюдения за состоянием атмосферы и атмосферными процессами, в том числе отслеживаются изменения отдельных метеорологических элементов (температуры, давления, влажности воздуха, скорости и направления ветра, облачности и осадков и т.д.). На станции имеются метеорологическая площадка, где расположены основные метеорологические приборы, и закрытое помещение для обработки наблюдений. Метеорологические станции страны, области, района составляют метеорологическую сеть.

Только немногие измерения могут проводиться "на глаз", нужны измерительные приборы, действие их основано на законах физики.

Нередко услышав по радио, что сейчас такая-то температура, мы смотрим на наружный термометр за окошком и обнаруживаем разницу до трех-четырех градусов. Это связано с тем, что, во-первых, метеостанция, по которой нам сообщили сведения, находится на некотором расстоянии от нашего дома; во-вторых, приборы на метеостанции установлены не так, как у нас; и в-третьих, бытовые приборы далеко не так точны, как метеорологические. Наблюдение за погодой на метеостанции считается рутинной работой, потому что она регламентирована строгими инструкциями, нарушать которые нельзя, иначе наблюдения, проведенные на разных метеостанциях (да и разными наблюдателями на одной и той же) нельзя будет сопоставить. Дело не только в том, что на разных станциях должны быть приборы одной и той же конструкции. Результаты наблюдений зависят и от того, как и где эти приборы установлены, как ими пользоваться, как записывать наблюдения и т.д. Но то богатство впечатлений, которое предоставляет нам объект наблюдения - погода, - с лихвой возмещает видимое однообразие методов.

Каждый прибор на метеостанции снабжен сертификатом, в котором указано, какие поправки нужно вносить в его показания. Например в сертификате термометра указано:

от -5,7 до +2,1 +0,2

от +2,2 до +9,4 +0,1.

Это значит, что если термометр показывает -0,2°C, то истинная температура будет (-0,2°C) + (+0,2°C) = 0,0°C; если показывает +5,7°C, то температура +5,8°C. Для другого термометра, даже если он был выпущен на заводе в составе той же серии, поправки почти всегда будут другие. Такие поправки называются инструментальными. Они есть у любых приборов, что бы ими не измеряли.>

Теперь рассмотрим приборы, предназначенные для измерения отдельных метеорологических элементов.

ДАВЛЕНИЕ ВОЗДУХА

Давление воздуха - важнейший метеорологический показатель, даже важнее температуры. Давление измеряют с помощью ртутного барометра, который не претерпел существенных изменений за три с половиной века, с тех пор, как его изобрел Эванджелиста Торричелли. Барометр позволяет определить высоту ртутного столба с точностью до 0,1 мм. Давление в помещении и снаружи одинаково, поэтому прибор вешают на стене в закрытом помещении - наблюдательской, где ведут обработку наблюдений. В шкалу барометра вмонтирован термометр, показывающий температуру в помещении, потому что при повышении температуры ртуть в барометре расширяется, и в показания приходится вводить температурную поправку по специальной таблице.

Кроме того, в величину давления вводят поправку на абсолютную высоту, т.е. вычисляют давление, которое было бы в данной точке, если бы барометр находился на уровне моря. Не будь этой поправки, любая горная страна, в пределах которой расположены на разных высотах многочисленные метеостанции, независимо от погодных условий оказалась бы изображенной на карте изобар как область низкого давления, причем весьма причудливой конфигурации.

В наблюдательской же находится и гораздо более привычный широкой публике барометр-анероид, он считается менее точным прибором, его держат на всякий случай. Основная деталь анероида - круглая жестяная коробочка с рифлеными крышками. Из нее выкачан воздух, и она запаяна. При увеличении атмосферного давления крышки прогибаются внутрь, при уменьшении - распрямляются. Движения крышек через систему рычажков передаются стрелке.

На том же принципе основано действие находящегося здесь же барографа, вычерчивающего кривую изменения давления воздуха. Стрелка с крохотной чернильницей на кончике отклоняется вверх или вниз в соответствии с изменением суммарного прогиба крышек стопки коробочек и вычерчивает кривую изменения давления на ленте, которой обернут барабан. Барабан вращается с помощью часового механизма. Если барабан делает оборот за сутки, кривая плавная; если за неделю, точность отсчетов меньше, но изменения давления видны более четко. Лучше иметь и суточный, и недельный барографы. У других самописцев недельные барабаны применяются редко.

ТЕМПЕРАТУРА И ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Температура - наиболее ощущаемый нами метеорологический показатель, погода для нас - это прежде всего "тепло" или "холодно". Температурой воздуха считается температура, которую показывает термометр, находящийся на высоте 2 м над землей и защищенный от прямых солнечных лучей. Термометры размещают в одной из будок на метеоплощадке. Метеоплощадка - это ровное место метрах в двадцати от помещения метеостанции, с сохраненным естественным покровом (травой мхом, словом, тем, что составляет естественную подстилающую поверхность для данного места). Будки выкрашены в белый цвет, их стенки набраны из дощечек так, что воздух в будку проходит свободно, а солнечные лучи не проникают никогда. Возле будки есть постоянная лесенка.

Два термометра срочные, т.е. показывают температуру в данный момент. Они расположены вертикально, шарик которого обернут полоской ткани, конец которой опущен в стаканчик с водой. Термометры соответственно и называются - сухой и смоченный. Возможно, читателю приходилось видеть такую пару термометров в помещениях, где важно следить за влажностью воздуха, например в музеях. Термометры ртутные. Но при очень низких температурах ртутный термометрах заменяют спиртовым (ртуть замерзает при -39°). Температура, которую показывает сухой термометр, и есть температура воздуха в данный момент.

Пара термометров - сухой и смоченный - составляют прибор, называемый психрометром - измерителем влажности. Поэтому и будка называется психрометрической. На испарение воды затрачивается тепло, и смоченный термометр, как правило, показывает более низкую температуру, чем сухой. Если воздух сух, испарение идет быстро, на него расходуется много тепла и разница в показаниях термометров большая. При влажном воздухе вода испаряется медленно, соответственно уменьшается разница показаний. Когда влажность достигает 100%, испарения нет, показания термометров одинаковы. По специальным таблицам (а это довольно солидный том) наблюдатель определяет абсолютную влажность, относительную влажность и дефицит влажности, т.е. количество пара, которое еще может вместить воздух. Понятно, что при относительной влажности 100% дефицит влажности равен нулю.

Абсолютную влажность воздуха человек не ощущает, относительную же замечает только тогда, когда она сильно отличается от оптимальной (60-70%) - либо воздух слишком сухой (40% и меньше), либо слишком сырой (90-100%). При сухом воздухе значительно легче переносятся мороз и жара. Мороз в 15-20° в Мурманской области при стопроцентной влажности да еще с ветерком (а ветерок иной раз и с ног валит) куда тяжелее, чем знаменитые сибирские морозы при низкой влажности и безветрии.

Влажность фиксируется также еще одним прибором - волосным гигрометром. Его действие основано на том, что в зависимости от влажности обезжиренный человеческий волос - обязательно женский (он тоньше) и светлый (пигмент ухудшает его восприимчивость к влаге) - несколько изменяет свою длину.

Гигрометр помещается в той же будке, что и психрометр. Его показания менее точны, их проверяют по психрометру, но зато он позволяет определить влажность сразу, без расчетов: его шкала отградуирована в процентах относительной влажности.

В той же будке находятся еще два горизонтальных термометра - максимальный и минимальный. Они нужны для того, чтобы знать, каких наибольших и наименьших величин достигала температура в период наблюдения. Максимальный термометр известен всем - это, например, медицинский. Он показывает температуру тела не только тогда, когда его держат под мышкой, но и потом, когда его вынут, до тех пор, пока не стряхнут. Только в максимальном термометре, применяемом в метеорологии, диапазон температур значительно больше, а горлышко меду трубкой и резервуаром пошире, поэтому и стряхивать его легче. Именно поэтому его кладут в будке горизонтально, чтобы ртуть сама случайно не соскользнула в резервуар. Но использовать его в качестве медицинского нельзя: сколько бы мы его под мышкой не держали, он будет показывать температуру ниже нормальной, потому что длинный, а значительная часть ртути принимает температуру окружающего воздуха. Но что это? Сухой термометр показывает 15°, максимальный 19°; к следующему сроку наблюдений температура неуклонно падает, на сухом термометре уже 7°, а на максимальном опять те же 19°! Оказывается, наблюдатель, сняв показания максимального термометра, забыл его встряхнуть. Так бывало. Чтобы этого не повторялось впредь, в записях наблюдений ввели специальную графу: "Показания максимального термометра после встряхивания".

Нетрудно догадаться, что минимальный термометр должен показывать наименьшую температуру за период наблюдений. Принцип действия этого термометра таков. В капилляре с бесцветным спиртом плавает штифтик. В каждый срок наблюдений, слегка наклоняя термометр, подгоняют штифт к поверхности спирта и кладут термометр горизонтально.

Метеорологические термометры позволяют брать отсчеты с точностью до 0,1°C.

В другой будке помещаются самописцы - термограф и гигрограф, непрерывно фиксирующие изменение температуры и относительной влажности; барабаны с часовым механизмом у них такие же, как у барографа, а стрелки соединены с датчиками температуры и влажности. Датчик влажности - человеческий волос, датчик температуры - биметаллическая пластина.

Для определения скорости ветра существует множество приборов самых разных конструкций. Суть большинства их сводится к одному: ветер крутит вертушку, а счетчик оборотов (механический или электрический) измеряет скорость вращения. Такие приборы называются анемометрами (в переводе с греческого - ветромер). Подобные устройства сейчас можно видеть во многих городах: на вертикальной оси закреплено что-то вроде большой полой дыни, разрезанной пополам; половинки смещены относительно друг друга, на каждой половинке - реклама какой-то фирмы. Втер довольно свободно обтекает половинку, которая обращена к нему выпуклой стороной, а на вогнутую сторону другой половинки оказывает заметное давление. И все устройство начинает вращаться - тем быстрее, чем сильнее ветер. нетрудно сообразить, что вращение всегда будет в одну сторону, куда бы ни дул ветер.

Но для метеостанций стандартным является не анемометр, а довольно простой прибор, сконструированный более ста лет назад директором Главной геофизической обсерватории в Петербурге Г.И. Вильдом. Флюгер Вильда состоит из флюгарки - металлического флажка, свободно вращающегося на оси, и свисающей металлической доски, поворачивающейся вместе с флюгаркой и всегда располагающейся поперек ветрового потока. Под флюгаркой закреплены штыри, указывающие стороны горизонта - основные (север, восток, юг, запад) - и промежуточные, - всего 8. Направление ветра - это сторона горизонта, откуда дует ветер, поэтому оно определятся не по флюгарке, повернутой куда дует ветер, а по противовесу к ней, обращенному всегда навстречу ветру. Металлическая доска отклоняется от вертикального положения тем больше, чем сильнее ветер. Рядом с доской приварена металлическая дуга со штифтами, по которым и определяют степень отклонения доски, а затем, уже по таблице, - скорость ветра. Впрочем, поработав неделю-другую, наблюдатель пишет скорость ветра уже не глядя в таблицу. Флюгер помещают на высоте около 10 м над землей, на отдельно стоящем столбе или над крышей метеостанции. Чаще флюгеров два - с легкой доской для слабого ветра (до 20 м/с) и с тяжелой для сильного (от 12-15 м/с). Здесь, правда, нужна оговорка. Под воздействием ровного, без завихрений, ветра доска никогда не примет горизонтального положения. Завихрения, турбулентность потока, могут расположить доску и горизонтально, и даже (на которое время) задрать ее вверх. Например, если направление между западом и юго-западом, а легкая доска - между вторым и третьим штифтами, а при порывах же достигает четвертого, запись, сделанная в момент наблюдения выглядит так: "ЗЮЗ, л.д. 2-3(4)". если лоска неподвижна, пишут: "Тихо".

Скорость ветра измеряют в м/с; исключение составляют авиационные и морские метеостанции: первые дают скорость в км/ч, вторые - в узлах (морских милях в час), чтобы легче было сравнивать скорость ветра со скоростью соответственно воздушных и морских судов.

Нетрудно подсчитать, что 1 м/с = 3,6 км/ч = 1,94 узла (1 морская миля = 1852 м). 15 м/с - это шторм; 30 м/с - ураган, при котором еле стоишь на ногах. Скорости более 40 м/с флюгер уже не берет, нужны специальные приборы. Один из них, ураганометр, рассчитанный на 60 м/с, в Хибинах при отдельных порывах тоже зашкаливал. А в Антарктиде зафиксировали однажды около 90 м/с. Судя по разрушениям, причиняемым тропическими циклонами (тайфунами), в них скорость ветра может превышать 100 м/с.

СОЛНЕЧНОЕ СИЯНИЕ

В каждый срок наблюдения нужно отметить солнечное сияние. Если Солнце ничем не закрыто и светит ярко, возле значка Солнца в записи ставится двойка - вторая степень. Если Солнце слегка затуманено (обычно это бывает при высоких облаках), но предметы отбрасывают тени, показатель степени не ставится, т.е. подразумевается первая степень. Когда теней нет, но положение Солнца на небе все же можно определить, пишут нулевую степень. Если Солнце закрыто плотными облаками или находится под горизонтом, значок вообще на ставят.

Постоянно же фиксирует солнечное сияние прибор гелиограф. Это уникальный измерительный прибор,отличающийся от всех других тем, что в нем нет ни одной движущейся части. Даже рулетку, даже портновский сантиметр мы должны подвинуть, расположить так, чтобы нуль шкалы совпал с началом измеряемого отрезка. У термометра подвижен столбик ртути; у термографа, барографа есть часовой механизм, который поворачивает барабан, и стрелка, которая поднимается и опускается.

Основная деталь гелиографа - шар диаметром около 100 мм, сделанный из хорошего оптического стекла и хорошо отшлифованный. Такой шар представляет собой собирающую линзу, которая в отличие от привычных нам линз, применяемых в очках, микроскопах, биноклях и т.п., не имеет единственной главной оптической оси: любая прямая, проведенная через центра шара, - это его оптическая ось. Как всякая линза шар имеет свое фокусное расстояние, у него оно одинаково во всех направлениях. На этом расстоянии вдоль поверхности шара в специальной обойме помещают картонную ленту с делениями. Солнце, совершая видимое движение по небосводу, прожигает в ленте след. В какой-то момент Солнце скрывается за облаками и перестает прожигать ленту; оно продолжает свое движение за облаками, и, когда небо проясняется, появляется новый прожог. Каждое большое деление на ленте соответствует 1 ч. Ленты хватает на 8 ч; после этого, если день длится больше, ставят новую ленту и поворачивают обойму на 120° - именно такую дугу описывает Солнце за 8 ч. Зимой дни короткие, ставится одна лента - с 8 до 16 ч. Весной и осенью (а в тропиках - круглый год) - две, с 4 до 12 и с 12 до 20 ч. Детом даже на широте Москвы уже требуются три ленты, потому что день длится более 16 ч, а еще дальше к северу Солнце может и не заходить, ленты ставят в 0, 8, 16 ч.

Гелиограф может работать как самописец потому, что движется сам вместе с вращающейся Землей, подставляя Солнцу для прожога то одну точку своей ленты, то другую. Сравнимы с ними только солнечные часы - практически тот же прибор, только не самопишущий.

ОБЛАКА

Облака - один из самых сложных для наблюдения метеорологических элементов, поэтому приборов нет. Нужно на глаз определить степень покрытия небосвода облаками (10% - 1 балл облачности, 30% - 3 балла, весь небосвод покрыт облаками - 10 баллов), род и вид облаков, хотя бы приблизительно - их высоту. Правда, есть метеостанции, запускающие в каждый срок наблюдений шар-пилот, скорость подъема которого известна; скрылся шар в облаках через столько-то секунд - и известна высота. Но во-первых, далеко не все станции запускают такие шары, во-вторых, шар может проскочить между кучевыми облаками, и в-третьих - и это самое главное - удачей считается именно последний случай, потому что шар-пилот нужен в первую очередь для определения не высоты облаков, а направления ветра на разных высотах.

Есть, правда, довольно примитивный прибор нефоскоп, якобы позволяющий определить направление и скорость движения облаков, но я что-то не припомню случая, чтобы им кто-то пользовался...

ОСАДКИ

Количество осадков - это толщина слоя воды, который образовался бы от выпадения дождя, снега и т.п., если бы вода не стекала и не испарялась. Измеряется в миллиметрах. Прибор (осадкомер) представляет собой просто цилиндрическое ведро, которое помещают на столбе. В каждый срок наблюдений накопившуюся в нем воду сливают в мерный цилиндр с делениями, позволяющий измерять объем с точностью до 0,1 мм. Если осадки твердые (снег, град, крупа), ведро вносят в наблюдательскую, а когда осадки растают, воду сливают в стакан. Летом, а особенно в жаркую погоду, измерять количество выпавших осадков нужно сразу после дождя, иначе вода испарится.

Вокруг ведра осадкомера расположены металлические пластины, образующие что-то вроде цветка. Они препятствуют выдуванию осадков (в основном, конечно, снега) из ведра.

ТЕМПЕРАТУРА ПОЧВЫ. СНЕЖНЫЙ ПОКРОВ

Температуру почвы измеряют такими же термометрами, как и в психрометрической будке, только лежат все три на поверхности земли (зимой - на снегу) и не защищены от прямых солнечных лучей. Кроме того, на агрометеорологических станциях измеряют температуру почвы на разных глубинах, обычно 5, 10 и 15 см. Термометры по форме напоминают хоккейную клюшку: резервуар со ртутью помещается горизонтально на нужной глубине, а шкала выступает над поверхностью. Но в показания этих термометров нужно вносить поправки, т.к. выступающая часть корпуса, в частности столбик ртути, подвержены влиянию температуры воздуха и прямых солнечных лучей.

Со времени установления осенью постоянного снежного покрова и до его схода весной по ней высота снежного покрова регулярно фиксируется с помощью снегомерной рейки.

МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ

О них упомянем только вкратце, потому что наблюдения ведут в основном без приборов и носят качественный характер, измерения почти отсутствуют.

Метеоролог должен постоянно выглядывать в окно и почаще выходить из здания, иначе можно многое пропустить. Начался дождь - отметь время; слабый дождь перешел в умеренный - сновать отметь. Нужно зафиксировать время начала и окончания осадков, тумана, метели, радуги, полярного сияния и многого другого. Для каждого явления существует свой значок, поэтому запись напоминает китайские иероглифы вперемешку с цифрами.

За последние десятилетия все больше входят в научный и технический обиход электронные приборы. Но сохраняют свое место и традиционные измерительные приборы; они обычно служат эталонами, по которым все остальные приборы поверяют, по которым их настраивают.