Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Одним из таких способов было наблюдение за движением облаков, и именно им воспользовались создатели Международного облачного атласа. Но такие наблюдения давали очень ограниченные знания. Ученым требовались более точные данные, а их можно было получить только одним способом – запуская научные приборы в небо. Вскоре воздушные змеи и воздушные шары-зонды стали главными инструментами метеорологов. В конце 1890-х гг. Тейсерен де Бор, ушедший в отставку с поста директора Центрального метеорологического бюро Франции, основал метеорологическую полевую станцию в Траппе, к юго-западу от Парижа. Там он придумал новаторский метод запуска очень больших и тонкостенных воздушных шаров, способных достигать верхних слоев атмосферы: для этого был построен большой ангар на вращающейся платформе, защищавший метеозонды от наземных ветров, пока те не поднимались в воздух. Используя такие шары и прибор-самописец, регистрировавший показания температуры, давления и влажности, де Бор на рубеже 1900-х гг. осуществил десятки зондирований верхних слоев атмосферы. Изучая регистрограммы прибора-самописца, наносимые красителем из ламповой сажи, устойчивым к высокой влажности, де Бор обнаружил одну особенность: температура воздуха равномерно снижалась до тех пор, пока зонд не достигал высоты примерно в 8 км, после чего оставалась постоянной. В 1902 г. де Бор назвал этот слой атмосферы стратосферой, а ближайший к Земле переименовал в тропосферу [162] Nebeker, Calculating the Weather , 48. .

Уокер также прекрасно осознавал необходимость глубокого изучения верхних слоев атмосферы. «На мой взгляд, взаимосвязи в мировой погоде настолько сложны, что единственный шанс объяснить их – через эмпирическое накопление фактов, – писал он в конце своей жизни, – и есть весомые основания полагать, что, когда в нашем распоряжении будут иметься данные о давлении и температуре на высоте 10 км и 20 км, мы найдем ряд новых критически важных зависимостей» [163] R. B. Montgomery, «Report on the Work of GT Walker,» Monthly Weather Review 39 (1940): supplement 1–22. . Во время своего пребывания на посту директора он организовал аэрологическую обсерваторию в Агре на севере Индии, а в 1914 г. начал 10-летнюю экспериментальную программу аэрологических исследований. Воздушные зонды, запускавшиеся в ходе этой программы, показали, что стратосфера – зона постоянной температуры – над Индией находится намного выше, чем над Европой [164] Sikka, «The Role,» 397. .

В 1924 г., после 20 лет службы, Уокер покинул Индию. Его заслуги (включая политику найма в Метеорологическую службу сотрудников из числа образованных индийцев) получили высокое признание: он был удостоен рыцарского звания – и должности профессора метеорологии в Имперском колледже Лондонского университета. Вскоре по возвращении в Англию Уокер вступил в планерный клуб при колледже. И хотя он сетовал на то, что его реакции были недостаточно быстры, чтобы успешно овладеть искусством планеризма, он несколько раз сопровождал молодых планеристов в поездках в Саут-Даунс. Иногда Уокер брал с собой бумеранг. Запуская его привычным движением руки, он наблюдал за тем, как тот разрезает прозрачный воздух Южной Англии, делает идеально выверенный разворот и, легко вибрируя в невидимых потоках турбулентности, возвращается в исходную точку, чтобы вновь оказаться в его длинных, изящных пальцах.

Уокер так и не узнал, что вызывает муссоны. В 1941 г., спустя почти 20 лет после отъезда из Индии, он получил от директора метеорологических обсерваторий Чарльза Норманда письмо, в котором тот сообщал, что прогноз муссонов на текущий год, основанный на методике Уокера, был «немногим лучше или даже ничуть не лучше, чем прогноз, который мог бы сделать любой разумный человек, совершенно не знакомый с метеорологией, но представляющий кривую повторяемости муссонных дождей». Норманд не хотел выпускать официальные прогнозы такого качества. «Я бы предпочел вообще ничего не говорить, – продолжал он, – поскольку от прогнозов на основе корреляций не больше пользы, чем от предсказаний смышленого неспециалиста». Уокер мог только согласиться. Сам он никогда не воспринимал попытки прогнозировать муссоны всерьез. «Я полностью согласен с вашей политикой не создавать ажиотаж вокруг прогнозирования муссонов», – написал он в ответ [165] Ibid., 401. . Дело в том, что Южная осцилляция – и Уокер первым это признал – была, как охарактеризовал ее Норманд, «активным, а не пассивным свойством мировой погоды, более эффективным как прогнозирующее, а не прогнозируемое событие» [166] Ibid., 415. . К 1950 г. от мечты о прогнозировании муссонов если не отказались полностью, то отложили ее на неопределенный срок. Метеорологи понимали, что им требуется гораздо больше данных, и к тому же все чаще приходили к выводу, что одних только данных никогда не будет достаточно. С. К. Банерджи, первый индиец, возглавивший Индийский метеорологический департамент в 1945 г., ясно осознавал это, отмечая также, что сбор информации отнимал «неимоверно много сил». «Полученные результаты нельзя назвать удовлетворительными. Мы по-прежнему не знаем всех факторов, влияющих на осадки в Индии… Представляется маловероятным, что эта проблема может быть окончательно решена в ближайшем будущем. Возможно, этот вид сезонных осадков в принципе невозможно прогнозировать» [167] Ibid., 401. .

Уокер никогда не был уверен в успехе своей работы. Тем не менее, прочитав эту историю, трудно не испытать укол разочарования. Человек, положивший конец поискам взаимосвязей между пятнами на Солнце и муссонами, не сумел отыскать собственный Святой Грааль – способ прогнозировать муссонные дожди. Но в процессе исследований он открыл нечто другое, не менее важное, а именно способ изучения взаимосвязей между отдаленными частями мировой атмосферы посредством оценки того, какие статистические связи с наибольшей вероятностью указывают на существование связей физических. Уокер так и не сумел установить природу этих связей, тем более что разработанные им методы не позволяли этого сделать. Только в 1969 г., через 10 лет после его смерти, тайна муссонов приоткрылась еще немного, когда скандинавский метеоролог Якоб Бьеркнес показал, чего именно не хватает в уокеровской концепции мировой погоды [168] J. Bjerknes, «Atmospheric Teleconnections from the Equatorial Pacific,» Monthly Weather Review 97 (1969): 163–172. . Огромным «слоном в комнате», которого не заметил Уокер, оказался океан. Это вторая важнейшая составляющая глобальной системы термической циркуляции, посредством которой температуры океана влияют на температуры воздушных масс над ним. Бьеркнес назвал этот круговорот тепла в восточном и западном направлении циркуляцией Уокера. Ее основной механизм заключался в следующем: холодная вода, поднимавшаяся из глубин в восточной части Тихого океана, охлаждала находящийся над ним воздух, тем самым не давая ему перемещаться вверх. Пассаты переносили этот холодный воздух на запад, где он в конце концов нагревался и поднимался над западной частью Тихого океана. Затем этот воздух возвращался на восток в верхних слоях атмосферы, где, замыкая круг, опускался над восточной частью Тихого океана. Колебания температуры холодной воды, поднимавшейся из глубин океана, не объясненные ни в 1969 г., ни по сей день, предположительно и были причиной того, что в течение нескольких лет эта циркуляция «не обеспечивала» Индию муссонными дождями.