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

Работа, начатая Бьеркнесом и Россби и продолженная Джеролд, была направлена в том числе на то, чтобы трансформировать изучение облаков в нечто большее, нежели научный эквивалент коллекционирования марок. К 1930-м гг., когда Россби приехал в Америку, развитие метеорологии преследовало две разные цели. Во-первых, она должна была оказывать практическую поддержку военным – научить авиаторов принимать информированные решения о том, когда и куда лететь. Во-вторых, Россби и его коллеги стремились превратить метеорологию в физическую науку. Под этим они подразумевали науку, в основе которой лежат физические уравнения, описывающие движение воздушных масс в атмосфере. Хотя эти две задачи были очевидным образом связаны между собой, они также были очень различны. Метеорологические прогнозы можно было составлять и без физических теорий. И физические теории не всегда бывали так уж полезны, когда речь шла о практическом прогнозировании погоды. В каком направлении двигаться, чтобы достичь прогресса, оставалось неясно.

Джеролд преподавала на курсах всего год, с осени 1943-го до лета 1944 г. Но этого оказалось достаточно, чтобы ее «затянуло» в метеорологию. Она записалась на годичную магистерскую программу, а по завершении ее продолжила слушать лекции. В 1947 г. она все еще училась. На этот раз Джоан выбрала курс по теме, которую скандинавские метеорологи, создавшие современную науку об атмосферных фронтах, обошли своим вниманием. Этой темой была тропическая метеорология. То, что Джеролд узнала, поразило ее воображение и заставило раз и навсегда отбросить сомнения, стоит ли ей посвящать себя науке, которая, как она раньше думала, возможно, не обеспечит ей ни стабильного дохода, ни интеллектуально вознаграждающей работы. Открывшаяся перед ней новая область исследований тянула к себе так мощно, почти осязаемо, что она была не в силах сопротивляться. «Меня словно пронзила молния, – позже вспоминала она, – и я сказала себе и своему сокурснику: "Вот оно – тропические кучевые облака, вот чем я хочу заниматься!"» [174] Duncan Blanchard, «The Life and Science of Alfred H. Woodcock,» BAMS 65, no. 5 (1984): 460.

Лектором, которому Джеролд была обязана этим «ударом молнии», оказался Герберт Риль, молодой ученый всего на восемь лет старше ее. В юности он, еврей, был вынужден покинуть Германию и перебраться сначала в Англию, а затем в Америку. Мечтая стать сценаристом, в США Риль несколько лет пытался пробиться на этом поприще, но успеха так и не достиг и в поисках более надежной работы подал заявку на участие в учебной программе Воздушного корпуса Армии США. Он хотел записаться на курс электротехники, но тот оказался переполнен, поэтому пришлось остановиться на метеорологии. По окончании годичной программы обучения в Нью-Йоркском университете Риль также отправился к Россби, и тот сделал ему то же предложение, что и Джеролд. Риль согласился и преподавал на метеорологических курсах в Чикагском университете с 1941 по 1942 г., за год до Джеролд.

К 1942 г. война в Тихоокеанском регионе приняла опасный оборот. Японцы оккупировали Бирму, Малайзию, Голландскую Ост-Индию, Филиппины и Таиланд. Чтобы успешно противостоять японской угрозе, американским ВВС нужно было лучше понимать погодные условия тропической зоны. Тысячи боевых вылетов над тропической областью Тихого океана показали, что погода ведет себя там совершенно иначе, чем в небе над Северной Европой. Внезапные шквалы могли возникнуть при отсутствии каких бы то ни было фронтов, буквально из ниоткуда. Температура в небе была такой высокой, что дожди часто выпадали из водяных облаков, в которых не было ледяных кристаллов. Все это не просто сбивало с толку, но и было опасно. Требовалось обеспечить более точные прогнозы неблагоприятной погодной обстановки. Поэтому, когда Россби предложил помимо девятимесячной программы подготовки курсантов-метеорологов создать специальный институт, командование Воздушного корпуса Армии США согласилось. Вся организационная работа была проведена в кратчайшие сроки, и летом 1943 г. в Пуэрто-Рико открылся Институт тропической метеорологии. Ожидалось, что новые наблюдения и скоординированные усилия позволят добыть новые полезные знания, которые помогут американским летчикам успешнее воевать в небе над тропиками.

Риль провел в Пуэрто-Рико два года, сначала как инструктор, затем как директор едва оперившегося института, а в конце войны его перевели обратно в Чикаго. Это было время перемен. Метеорологическая школа, которая так гордо и уверенно заявила о себе в Бергене, в тропиках проявила себя почти бесполезной. Знаменитая теория формирования дождя Тора Бержерона, которая утверждала, что без наличия ледяных кристаллов дождь не может выпасть из облаков [175] Позже Бержерон признал ограниченность собственного опыта, отметив, что «на тот момент мне не доводилось сталкиваться с какой-либо погодой или климатом южнее 50° северной широты (кроме зимы 1928–1929 гг. на Мальте)». О Бержероне см.: Robert Marc Friedman, Appropriating the Weather: Vilhelm Bjerknes and the Construction of a Modern Meteorology (Ithaca, NY: Cornell University Press, 1989); Roscoe Braham, «Formation of Rain: A Historical Perspective,» in Historical Essays on Meteorology, 1919–1995 , 181–223; Arnt Eliassen, «The Life and Science of Tor Bergeron,» Bulletin of the American Meteorological Society 59, no. 4 (April 1978): 387–392. , возможно, была верна для Норвегии, но одного дня на Карибах оказывалось достаточно, чтобы убедиться в обратном. Риль хорошо запомнил свой первый вечер в Пуэрто-Рико: «Мы с несколькими коллегами гуляли по пляжу и восхищались красотой пассатных кучевых облаков в лунном свете. Поскольку нас учили, что дождь выпадает только при наличии в облаках ледяных кристаллов, эти кучевые облака, которые плыли на высоте не больше 2500 м, где температура воздуха выше +10 ℃, не вызывали у нас никаких опасений. Но внезапно все вокруг начало тускнеть, а затем и вовсе скрылось из глаз; мы услышали, как к нам приближается грохот тропического ливня, барабанящего по крышам. Через несколько минут, стоя на пороге нашего дома, промокшие и дрожащие, мы осознали, что нахождение верхней границы облаков на высоте с температурами ниже нуля вовсе не обязательное условие выпадения сильного дождя из пассатных кучевых облаков. Тут же возник вопрос: а как в тропиках обстоит дело с другими общепризнанными метеорологическими теориями?» [176] Herbert Riehl, «Preface,» Tropical Meteorology (New York: McGrawHill, 1954).

Риль задал этот вопрос студентам, сидевшим перед ним в аудитории Чикагского университета. Он рассказал, как в конце войны Военно-морской флот разрешил небольшой группе исследователей из Океанографического института в Вудс-Хоуле использовать некоторые из своих самолетов и кораблей для изучения пассатов в Северной Атлантике. Проект был восхитительно неформальным, воплощавшим в себе дух независимости, характерный для этого исследовательского института в те времена. Два человека – специалист в области физической химии Джеффрис Уайман и талантливый самоучка и мастер на все руки Эл Вудкок – провели одни из первых измерений температуры и скорости внутри и снаружи пассатных кучевых облаков (так называется тип облаков, образующихся к северу и югу от экватора, там, где ветры постоянно дуют в направлении экватора и из-за вращения Земли также приобретают направление с востока на запад) [177] Alfred Woodcock and J. Wyman, «Convective Motion in Air over the Sea,» Annals of the New York Academy of Sciences 48 (1947): 749–776. . Полученные ими данные навсегда опровергли идею о том, что тропическая атмосфера имеет фронтовую организацию. Вместо этого Уайман и Вудкок показали, что экваториальной атмосфере присуще то, что один из метеорологов позже назовет «обескураживающим единообразием». В отличие от северного неба, где облака образовывали длинные фронтальные облачные системы, в тропическом небе плыли бесконечные поля пассатных кучевых облаков – пухлых и пушистых, похожих на комки ваты, которые так любят рисовать в детских книжках, – простирающиеся от края до края [178] Michael Garstang and David Fitzjarrald, Observations of Surface to Atmosphere Interactions in the Tropics (New York: Oxford University Press, 1999), 58. . Тропическое небо разительно отличалось от северного не только внешним обликом, но и непредсказуемым нравом: безмятежное с виду, оно таило в себе способность порождать внезапные сильнейшие штормы. В отличие от более высоких широт, в тропиках они возникали без какого-либо видимого предупреждения. Иногда эти циклоны достигали поистине чудовищной силы: в Тихом океане они были известны как тайфуны, в Атлантике – как ураганы. Что именно провоцировало их появление, когда и где, оставалось загадкой.