Ким Померанец - Несчастья невских берегов. Из истории петербургских наводнений

Основные из них следующие.

1. Температура воздуха – выражает физическое состояние атмосферы, ее внутреннюю энергию. Измеряется не прямо (подобно, например, длине), а путем соприкасания измеряемого объекта с термометрическим веществом, в качестве которого могут использоваться вода, спирт, ртуть. В метеорологическом термометре термометрическим веществом обычно служит ртуть, помещенная в резервуар термометра. Считается, что термометр изобрел Галилей в 1597 г. Применяются термометры различных конструкций, различного назначения и различной точности, например минимальные, максимальные, почвенные, глубоководные и другие, фиксирующие измеренную температуру. Выражается по стоградусной шкале, предложенной в 1742 г. Андерсом Цельсием, профессором астрономии шведского университета в Упсале.

В отечественную метеорологию шкала введена с 1 января 1870 г. директором Главной физической обсерватории (ГФО) Г.И. Вильдом, отмечавшим: «Может показаться поразительным, что до сих пор в науке остается нерешенным вопрос, что надо разуметь под температурой воздуха, тогда как этот вопрос является основным для метеорологии». В итоге многолетних исследований Вильд установил, что для надежного определения действительной температуры воздуха необходимо выполнить три условия: 1) защитить термометры от солнечной радиации; 2) создать вентиляцию у резервуаров термометров; 3) установить термометры на такой высоте, чтобы исключить влияние земной поверхности. Окончательное решение, принятое в инструкции 1889 г., гласило: «Термометр, установленный в цинковой клетке деревянной будки (будке Вильда или русской будке) на высоте 2 м над поверхностью почвы, после двухминутного вентилирования потоком воздуха скоростью 2– 2,5 м/сек, дает истинную температуру воздуха».

2. Атмосферное давление – сила, действующая на единицу площади. Измеряется высотой ртутного столба, уравновешивающего давление атмосферы. Выражается в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Нормальным (стандартным) атмосферным давлением считают вес столба ртути высотой 760 мм с основанием 1 кв. см. В единицах силы – миллибарах, которыми также пользуются метеорологи, такому давлению соответствует 1013,2 миллибар. В Петербурге зафиксированы колебания от 730 мм (сентябрь 1948 г.) до 790 мм (ноябрь 1941 г.). Величина атмосферного давления вызывает в наше время сугубый интерес в связи с всеобщей озабоченностью состоянием здоровья каждого индивида и человечества в целом. Не уместно ли вспомнить «Золотого теленка»? – «Вы знаете, Зося, – сказал великий комбинатор, – на каждого человека, даже партийного, давит атмосферный столб весом в двести четырнадцать кило. Вы этого не замечали?..»

Атмосферное давление измеряется барометрами. Изобрел этот прибор Торричелли в 1643 г. В России с 1835 г. использовался барометр конструкции А.Я. Купфера, основателя и первого директора ГФО. В 1870—1882 гг. этот барометр был усовершенствован Вильдом, заново построен, сравнен с другими приборами, в том числе и заграничными, доведен до высокой точности. Установленные в ГФО барометры Купфера Вильда получили титул «нормальных», служили эталонами в течение столетия, до 1977 г.

3. Ветер – движение воздуха относительно земной поверхности.

3.1. Направление ветра – указание точки горизонта, откуда дует ветер. В наземных метеорологических измерениях направление дается по странам света с делением горизонта на 8 или 16 частей (румбов) или в градусах, ведя отсчет от севера по часовой стрелке. Так, ветер северного направления обозначается «с» и 0 градусов, северо-восточного – «св» и 45 градусов, южного – «ю» и 180 градусов, западного – «з» и 270 градусов, северо-западного – «сз» и 315 градусов. В Петербурге, морском городе, часто приходится встречаться с указаниями направлений течения воды. Необходимо знать, что они отсчитываются от точки, куда стремится поток. Так, невские воды продолжают свое движение в Невской губе и далее к Финскому заливу, то есть течение имеет в ординарных условиях западное направление, от города. А западный ветер направлен к городу.

3.2. Скорость ветра – скорость движения воздуха относительно земной поверхности. Измеряется длиной, пройденной частицей воздуха за единицу времени: в метрах в секунду, иногда в километрах в час.

Направление и скорость ветра измеряются по флюгеру, который состоит из укрепленных на столбе высотой 8-10 м указателя сторон света и доски весом 800 граммов, отклоняющейся силой ветра вдоль металлической дуги со штифтами. Каждому штифту соответствует определенная скорость. Принцип флюгера известен с древности, но в метеорологическую практику России этот прибор внедрен Вильдом в 1869—1871 гг. и в почти неизменном виде используется до сих пор. Генрих Иванович не довольствовался флюгером и изобрел механический прибор для измерения скорости ветра – анемометр, в котором движение воздуха воспринималось четырьмя вращающимися полушариями («чашками») и счетчиком числа оборотов. Испытания анемометра проводились летом 1871 г. на Варшавской железной дороге при безветренной погоде. Чашки были установлены на тендере паровоза, скорость которого регулировалась в пределах 15—45 км/час. У каждого верстового столба отмечалось время и число оборотов чашек. После таких испытаний и поверок анемометр использовался в практической работе. Приборы для измерения скорости и направления ветра постоянно совершенствовались и наряду с традиционными флюгерами применяются и в настоящее время. Наиболее распространены электрические анемометры, фиксирующие направление, осредненную скорость ветра и его максимальные порывы.

4. Влажность воздуха – содержание водяного пара в воздухе. Абсолютная влажность – количество водяного пара в единице объема, измеряемое в граммах на 1 кубический сантиметр. Относительная влажность – отношение количества водяного пара, содержащегося в воздухе, к его количеству при полном насыщении. Практически используется и непосредственно воспринимается именно относительная влажность, выражаемая в процентах. Влажность воздуха измеряется косвенно: через температурные измерения, как разность показаний обычного («сухого») термометра, показывающего температуру окружающего воздуха, и показания «смоченного» термометра, с поверхности которого происходит испарение. По измеренным значениям температур с помощью специальных таблиц находят абсолютную и относительную влажность. Существуют также гигрометры – приборы, непосредственно измеряющие влажность с помощью обезжиренного волоса, изменяющего длину при изменении относительной влажности. Измерение влажности воздуха считается в метеорологии едва ли не самой сложной процедурой.