Том Джексон - Взламывая планету Земля

Способность предсказать погоду на завтра помогает многим из нас определиться с планами — провести день на пляже или взять с собой плащ. Но раньше от метеопрогнозов зависела жизнь людей.

Метеорологическая карта 1880-х годов для Северной Европы. Изогнутые линии представляют собой изобары, они соединяют точки с одинаковым атмосферным давлением. Карты показывают, как за день меняются погодные условия, и могут быть использованы для будущего прогноза.

Термин «прогноз» ввел английский морской офицер Роберт Фицрой. Фицрой был протеже Франсуа Бофорта, чью шкалу силы ветра успешно применяли для оценки морских условий в данный момент, но при этом она не могла подсказать, что будет дальше. В 1854 году Фицрой ушел в отставку и учредил метеорологическую службу для британского правительства. Служба собирала унифицированные сведения о погоде, предоставляемые британскими судоходными компаниями, чтобы включить данные о климате в морские карты.

В этом же году сильный шторм обрушился на Черное море. Вспомогательные суда, которые везли провиант для французских и британских войск, сражавшихся с русскими в Крымской войне, пропали без вести. Французский астроном Урбен Леверье доказал, что движение шторма на восток через Европу прослеживалось в сводках погоды, сопоставленных после инцидента. Если бы из этих метеоданных можно было составить синоптическую карту в течение нескольких часов, а не недель, можно было бы избежать потери крымского флота. Тогда для передачи наблюдений в новые метеорологические обсерватории была запущена телеграфная сеть (недавно изобретенная). Метеослужба Фицроя стала первой в мире службой прогнозирования погоды, которая проработала многие годы. К 1861 году она стала передавать предупреждения об опасных явлениях погоды при помощи телеграфа и публиковала суточный прогноз в лондонской газете Times (что делает до сих пор).

Прежде чем стать синоптиком, Роберт Фицрой командовал кораблем Его Величества «Бигль». Это был небольшой бриг-шлюп, используемый для морских исследовательских экспедиций. Во время второго путешествия (1831–1836) Фицрой совершил на нем кругосветное плавание через мыс Кейп Хорн, Новую Зеландию и Австралию. Он взял с собой гражданского спутника Чарлза Дарвина, который сравнивал и сопоставлял животных со всего земного шара. Это занятие вдохновило его на создание теории эволюции.

Погода — это атмосферное явление, и чтобы понять ее, имеет смысл подняться в воздух и рассмотреть поближе атмосферу. Два первых исследователя воздушного пространства так и сделали.

В 1862 году Британская ассоциация развития науки предложила организовать экспедицию для изучения «воздушного океана». Генри Коксвелл, главный аэронавт страны, был назначен для полета на огромном водородном воздушном шаре (2600 м 3), он должен был подняться выше, чем кто-либо до него. С ним в команде был ученый Джеймс Глейшер, он использовал барометр для измерения высоты (которая увеличивалась вместе с падением атмосферного давления), а также строил диаграмму соответствующего падения температуры.

Путешествие Коксвелла и Глейшера на шаре по «воздушному океану» могло обернуться катастрофой, так как они поднялись на высоту с разреженным воздухом, несовместимую с жизнью.

Члены команды также взяли с собой на борт шесть почтовых голубей, планируя отпускать их по одному по мере набора высоты. Огромный воздушный шар поднялся очень быстро, и команда оказалась над облаками уже через 12 минут. Все шло хорошо, экипаж восхищался невероятным видом облачного покрова — что-то подобное люди видят сегодня из иллюминатора самолета, но в те времена это было в новинку. На высоте 4,83 км Глейшер начал отпускать голубей. На высоте 6,44 км было видно, что голубю тяжело лететь, а на высоте 8 км птицы просто падали вниз. На этом участке Глейшер доложил, что его мутит, он хотел предупредить Коксвелла, но потерял сознание. Коксвелл был моложе Глейшера, и поэтому меньше пострадал: у него лишь онемели руки. Ему удалось открыть зубами предохранительные клапаны, чтобы выпустить водород, и в течение 20 минут воздушный корабль вернулся на землю, оба члена экипажа остались живы. Анализ, проведенный позднее, показал, что ученые поднялись на высоту в 11,3 км, значение близкое к современной крейсерской высоте реактивного самолета и гораздо выше горы Эверест. На такой высоте человеческий организм испытывает сильный стресс из-за недостатка кислорода. Атмосферное давление наверху равно лишь пятой части от значения давления на уровне моря, а разреженный воздух почти не способен удерживать тепло, поэтому максимальная температура равна –40 °C.

Первые воздушные шары, способные перевозить пассажиров, были построены французскими братьями Монгольфье. В 1783 году на борту судна из бумаги и шелка полетели первые аэронавты: овца, утка и петух, специально отобранные по физическим показателям. На утку высота не действует, петух — птица, которая не может летать высоко, а овца и вовсе не умеет. За восьмиминутный полет никто из животных не пострадал.

Организация, ставшая впоследствии Национальной метеорологической службой, была создана в 1870 году и уже через три года выпустила первое предупреждение об урагане. С тех пор служба занимается исследованием этих штормовых гигантов.

Самые сильные ветры находятся в «стене глаза», необъятном кольцевом облаке, которое окружает глаз — чистую зону со слабыми ветрами и ясным небом в самом центре бушующего шторма.

Президент Улисс Грант основал Бюро погоды США, чтобы «обеспечить проведение метеорологических наблюдений на военных базах внутри континента и в других точках штатов и территорий… и уведомить о приближающемся шторме и его силе на северных озерах или морском побережье с помощью телеграфа и морских сигналов». Новая организация находилась под эгидой министра обороны: чтобы получить результат, требовалась жесткая дисциплина. (С тех пор Бюро претерпело множество изменений, теперь это Национальная метеорологическая служба, часть Национального управления океанических и атмосферных исследований.)