А Тимашев - Воейков

Однако издать на родине большой научный труд было делом нелегким. Издатели избегали выпускать книги, предназначенные для ограниченного круга читателей, а потому малоприбыльные.

Не будучи уверен в том, что в России найдется издательство, которое напечатает его труд, Воейков все-таки не прекращал работы. Он придавал «Климатам земного шара» такое большое значение, что систематически записывал в тетрадь ход своих исследований. Только когда половина работы была закончена, Воейкову удалось получить от картографического издательства Ильина согласие напечатать ее. За огромный труд, состоящий из тридцати пяти глав с графиками и картами, Ильин назначил Воейкову очень скромный гонорар в размере тысячи пятисот рублей, да и то с рассрочкой уплаты.

Воейков старался, чтобы его новая книга могла быть использована студентами. Поэтому он включил в текст пояснения, которые были бы излишними, если бы работа предназначалась только для узких специалистов.

С чего начинает Воейков это исследование? С того же, с чего он начал свою научную деятельность. С солнечного тепла.

«Я думаю, что одна из важнейших задач физических наук в настоящее время — ведение приходо-расходной книги солнечного тепла, получаемого. земным шаром, с его воздушной и водяной оболочкой», — писал Воейков.

Он подчеркнул эту фразу, и крылатые слова «приходо-расходная книга солнечного тепла» приобрели права гражданства среди метеорологов, климатологов, географов.

В своей первой научной работе — докторской диссертации — Воейков уже затронул этот вопрос. Теперь его взгляды сложились в стройную систему. Александр Иванович определил сумму солнечного тепла, получаемого землей в северном и южном полушариях, исследовал температуры океанов и морей и подробно объяснил причины воздушных течений.

На северном склоне Швейцарских Альп зимой дуют с юга теплые сухие ветры («фены»). До Ханна и Воейкова климатологи считали, что эти ветры дуют из Сахары. Но каким образом воздух из Сахары попадает на северные склоны Альп? Ведь зимой Средиземное море холоднее Сахары. Метеорологи делали странное предположение: ветер из Сахары пролетает над морем и над Альпами, не останавливаясь ни перед какими препятствиями. Но почему у южного склона Альп нет ветров из Сахары, а температура воздуха у южного склона гор и на высоте гораздо ниже, чем у северного склона?

Научное объяснение фенов впервые дал Ханн. Воейков продолжил и развил исследования Ханна, что значительно обогатило представления о «динамическом нагревании» воздуха. Воздух нагревается не только солнцем. Даже в семь часов утра, когда солнце еще не взошло, нисходящий воздух уже начинает нагреваться. Следовательно, теплота воздуха у северного склона Альп вызывается его собственным движением, а не тем, что это воздух из Сахары.

Затем Воейков приводит другой пример — Гренландия, где зимой с востока и с юго-востока дуют фены. Там воздух стекает с плоскогорья, покрытого толстым слоем льда. Этот воздух так сух и температура его настолько высока, что испаряется даже снег. Воздух нагревается от собственного движения, если это движение направлено вниз. Если же движение идет вверх, то воздух охлаждается, так как на подъем затрачивается много энергии.

Воейков переходит и давлению воздуха и его движению в горизонтальном направлении. Двадцать лет занимались метеорологи этим вопросом, но объяснения таких явлений, как пассаты, циклоны, антициклоны, оставались неверными и сбивчивыми. Например, пассаты объясняли разностью между температурами воздуха на экваторе и «а широте около 30 градусов. Разница в температуре этих двух зон не больше 8 градусов, а расстояние между ними 2775 километров. Изменение температуры на 1 градус приходится на целых 347 километров расстояния. Такая разность температур не может вызвать воздушного течения. Воейков приводит пример. Температура горения дров в печке около 600 градусов, температура комнаты в 10 метрах от печки — 20 градусов, разность температур на 1 метр расстояния составляет 58 градусов. Итак, разность температур в комнате в 20 миллионов раз больше, чем в пассатной полосе. Метеорологи придают значение разнице температур, совершенно ничтожной. В чем их ошибка?

Температура воздуха — это температура небольшого пространства, окружающего термометр. Она может быть очень различна на близких расстояниях. Следовательно, горизонтальное движение воздуха или ветер нельзя объяснять разностью температур.

Не раз возвращаясь к этому вопросу, Воейков, начиная с «Атмосферной циркуляции», неизменно опровергал господствующий до него в науке взгляд, будто схема воздушной циркуляции аналогична движению воздуха у печки. Он доказал, что массовые восходящие тони на экваторе невозможны. Не располагая, естественно, огромными материалами наблюдений наших дней, Воейков тем не менее очень близко подошел к воззрениям, которые установились в современной науке,

«Причина ветра, — объясняет Воейков, — заключается в различной температуре и удельном весе всего воздушного столба. Если в одном месте давление выше, чем в другом, лежащем на том же уровне, то воздух от места большего давления стремится к месту меньшего давления.

У экватора удельный вес всего столба воздуха меньше, чем по обе стороны его в широтах 30 градусов к северу и югу. Ведь у экватора воздух теплее, а водяного пара в воздухе больше, чем на широте 30 градусов. Поэтому в нижних слоях возникает движение воздуха от более высоких широт к экватору. Это пассаты, дующие из высоких широт к экватору. Следует иметь в виду, что под влиянием вращения земли пассаты отклоняются от прямого пути и в северном полушарии имеют направление северо-восточное, а в южном — юго-восточное».

Говоря о столбах воздуха, Воейков предвосхитил учение о движениях воздушных масс, на котором основана современная климатология, возникшая в двадцатых годах нашего столетия. Тридцатью пятью годами раньше климатологов XX столетия Воейков правильно представлял себе циркуляцию атмосферы.

Изменения погоды Воейков объяснил перемещениями циклонов (центров низкого давления) и антициклонов (центров высокого давления) и указал, что влияние силы вращения Земли зависит от широты места.

Вслед за солнечным теплом и ветрами велико значение в климатических явлениях влажности воздуха, испарения, облачности, водных осадков, рек и озер, снежного покрова. Влияние каждого из этих элементов Воейков излагает в отдельной главе. С неопровержимой логикой развертывается цепь явлений, формирующих в конечном итоге климат страны.

Особенно важную роль в формировании климата играют океаны, моря, реки и озера. «Реки — продукт климата», — говорит Воейков, «…страна будет тем богаче текучими водами, чем обильнее осадки и чем менее испарение как с поверхности почвы и вод, так и растений». Воейков, тонко анализируя условия питания рек, создает прочно вошедшую в науку классификацию рек, различая их по характеру и режиму питания.