Text
                    ЭЛИЗЕ РЕ КАЮ

Томъ VIII.

АТМОСФЕРА И ВОЗДУШНЫЯ ЯВЛЕНІЯ.



ЗЕМЛЯ. ОПИСАНІЕ ЖИЗНИ ЗЕМНОГО ШАРА. Томъ VIII. Атмосфера ~~ и воздушныя явленія. ПЕРЕВОДЪ СЪ ФРАНЦУЗСКАГО ПОДЪ РЕДАКЦІЕЙ и СЪ ДОПОЛНЕНІЯМИ == Н. К. ЛЕБЕДЕВА. ==
ф Типографія Т-ва И. Д. СЫТИНА, Пятницкая, собств. помъ. МОСК В А. —1914.
Воздушный океанъ и его теченія. і. Воздухъ, какъ необходимое условіе жизни на землѣ.—Химическій составъ Свѣтовыя явленія въ атмосферѣ. воздуха.— Если бы паша земля пе имѣла своего воздушнаго покрова, окружающаго ее со всѣхъ сторонъ, то на пей царили бы вѣчная тьма и полное безмолвіе. На землѣ пе было бы тогда никакой жизни, такъ какъ только благодаря воздуху все па землѣ живетъ и движется. Эта газообразная, прозрачная, иногда совершенно невидимая воздушная масса, почти не соединенная съ Землей, представляетъ главную стихію, отъ которой зависитъ вся жизнь. Всѣ мы—люди, животныя и растенія—обитаемъ па землѣ, но жи­ вемъ въ воздухѣ и воздухомъ. Не говоря уже о птицахъ, всѣ жи­ выя существа безъ исключенія могутъ быть названы вполнѣ дѣтьми атмосферы. Разсматриваемая какъ небесное свѣтило, наша планета со­ стоитъ изъ внутренняго ядра, называемаго барисферой-, это ядро окружено тремя послѣдовательными слоями: твердой оболочкой изъ горныхъ породъ — литосферой, водной оболочкой изъ морей и океановъ и, наконецъ, воздушной оболочкой, или атмосферой. Земля плаваетъ въ этомъ воздушномъ океанѣ, волны котораго совершаютъ непрерывное движеніе отъ полюсовъ къ экватору и отъ экватора къ полюсамъ. .Атмосфера — это легкія нашей планеты, и въ ней постоянно совершаются процессы обмѣна воздушныхъ слоевъ, подобно дыханію человѣка. Этотъ обмѣнъ воздушныхъ частицъ происходитъ пе только среди атмосферныхъ волнъ, но также охватываетъ и всѣ предметы на Землѣ; атмосферные газы проникаютъ въ живыя существа, въ растенія и въ камни, остаются тамъ болѣе или менѣе продолжительное время и затѣмъ снова возвращаются въ атмосферу. Всѣ животныя и растенія скоро погибли бы, и на Землѣ угасла бы всякая жизнь, если бы въ атмосферѣ не происходило постоял наго перемѣщенія и движенія воздушныхъ частицъ. Люди и жи­ вотныя задохнулись бы, если бы имъ пришлось снова вдыхать углекислоту, выдыхаемую нашими легкими. Но, къ счастью, воз­ душныя теченія безпрерывно очищаютъ воздухъ и, такимъ обра1*
4 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. зомъ, разносятъ жизнь по всему земному шару. Въ страны умѣ­ реннаго климата, — главное мѣстопребываніе человѣка,—воздуш­ ныя теченія приносятъ кислородъ, выдыхаемый обширными лѣ­ сами тропическаго пояса, а этимъ лѣсамъ доставляютъ углеродъ, губительный для человѣка и животныхъ. Мало того, воздушныя теченія оживляютъ самую Землю, перенося огромныя массы во­ дяныхъ паровъ на вершины горъ, гдѣ эти пары осѣдаютъ въ видѣ дождя и снѣга, образуютъ ледники и горные источники, которые разносятъ влагу по долинамъ и равнинамъ. Подобно сердцу въ живомъ существѣ, атмосфера. посылаетъ безпрерывно живитель­ ныя струи во всѣ точки земного организма. Каждая частица атмосфернаго газа, то находящаяся въ соеди­ неніи съ другими элементами, то свободная, вѣчно переходитъ отъ одной жизни къ другой. Становясь поочередно вѣтромъ, волной, почвой, животнымъ или цвѣткомъ, опа, несмотря на свои ничтож­ ные размѣры, служитъ символомъ безконечнаго движенія. Воздухъ— неизсякаемый источникъ, откуда все живое черпаетъ необходи­ мое для жизни; атмосфера—это обширное вмѣстилище, въ которое отдаетъ свой послѣдній вздохъ все умирающее. Люди, растенія и животныя представляютъ не что иное, какъ уплотненный воздухъ. Всѣ части живого организма взяты изъ атмосферы и въ нее же рано или поздно должны вернуться. Подобно тому, какъ вода для того, чтобы упасть дождемъ на землю, должна быть сначала под­ нята солнцемъ въ газообразномъ видѣ вверхъ, такъ и атомы, со­ ставляющіе тѣло человѣка и животнаго — кислородъ, водородъ, азотъ, углеродъ — должны пройти черезъ атмосферу въ га­ зообразномъ состояніи для того, чтобы быть уплотненными въ растеніяхъ и затѣмъ уже попасть въ животный организмъ. Въ воз­ духѣ, которымъ мы дышимъ, заключены и жизнь и смерть, по­ стоянно чередующіяся путемъ обмѣна газообразныхъ частицъ. Ча­ стицы кислорода, выдѣляемыя листьямп дерева, переносятся вѣ­ тромъ въ легкія новорожденнаго ребенка, а послѣдній вздохъ уми­ рающаго идетъ на образованіе блестящаго вѣнчика красиваго цвѣтка. Тихій вѣтерокъ, нѣжно колеблющій стебельки травы, въ своемъ дальнѣйшемъ движеніи превращается въ ураганъ, вырываетъ съ корнемъ вѣковыя деревья и топитъ въ морѣ большія суда съ нахо­ дящимися на нихъ людьми. Будучи сходно съ воднымъ океаномъ, по безпрерывному кру­ говороту своихъ частицъ, воздушное море не замкнуто, однако, по­ добно воднымъ морямъ, въ ограниченный берегами бассейнъ. Воз­ душный океанъ безбреженъ; его частицы скользятъ всюду и про­ никаютъ между порами тѣлъ; онѣ проходятъ глубоко въ нѣдра Земли; мы встрѣчаемъ частицы воздуха и въ глубинѣ морей, гдѣ онѣ служатъ поддержкой жизни многочисленныхъ инфузорій и другихъ глубоководныхъ морскихъ существъ. Волны воздушнаго океана неустанно странствуютъ съ мѣста на мѣсто, увлекая съ собою всѣ мельчайшіе предметы, не прикрѣпленные къ почвѣ. Онѣ подхватываютъ пепелъ кратера и переносятъ его за нѣсколько со­ тенъ, а иногда п тысячъ километровъ отъ мѣста изверженія. Онѣ поднимаютъ съ собою милліарды мелкихъ животныхъ и тучи опло­ дотворяющей цвѣточной пыльцы растеній, и переносятъ все это черезъ океаны въ другія страны. Воздушныя теченія уносятъ съ
Радуга надъ Іеллоустонскимъ озеромъ въ Сѣверной Америкѣ.
6 ЭЛИЗЕ Р Е Ь Л Ю. собою даже часть морей въ видѣ облаковъ и тучъ, и распредѣля­ ютъ эту воду по всѣмъ мѣстамъ материковъ. Воздушный океанъ насыщается потоками электричества, которое производитъ сѣверныя сіянія и блески молніи. Атмосфера представляетъ какъ бы про­ водникъ, при посредствѣ котораго совершается всеобщій кругово­ ротъ элементовъ и частицъ, составляющихъ твердую кору Земли, водную оболочку и органическія тѣла. «Міръ ио великъ», говорилъ Колумбъ, но его размѣры еще болѣе уменьшаются благодаря воздуху. На самомъ дѣлѣ, сѣвер- Поверхность нашей планеты омываютъ два океана: одинъ водный, а другой—воздуш­ ный, являющійся проводникомъ свѣта и тепла. Между этими двумя океанами совер­ шается постоянный обмѣнъ водныхъ частицъ; лучи солнца поднимаютъ въ видѣ пара милліарды капель воды изъ океана, эти пары сгущаются въ облака, и воздушныя теченія относятъ эти облака въ далекія страны, гдѣ они и проливаются живитель­ нымъ дождемъ. пые берега, напримѣръ, Средиземнаго моря, находятся, въ сущно­ сти, недалеко отъ великихъ пустынь Африки, откуда вѣтеръ легко приноситъ имъ пыль. Точно такъ же можно сказать, что и берега Бразиліи, по направленію къ которымъ дуетъ пассатный вѣтеръ, какъ бы смежны съ отдаленными архипелагами Азорскихъ и Ка­ нарскихъ острововъ, откуда вѣтры приносятъ иногда сѣмена ра­ стеній и микроскопическихъ животныхъ. Вслѣдствіе постояннаго смѣшенія воздушныхъ массъ всѣ области земного шара какъ бы сближаются между собою, различія сглаживаются, и между кли­ матами Земли и общимъ видомъ природы устанавливается извѣст­ ная гармонія. Воздушныя теченія являются также могущественными геоло­ гическими дѣятелями. Такъ, напримѣръ, въ нѣкоторыхъ мѣстно­ стяхъ онѣ приносятъ громадное количество пыли, которая съ те
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. і ченіемъ столѣтій можетъ образовать довольно толстый слой почвы. Лессъ, или «желтая земля», покрывающая обширное пространство въ Китаѣ и имѣвшая столь важное и рѣшающее вліяніе на судьбы крайняго востока, была вся перенесена, по мнѣнію Рихт­ гофена, вѣтромъ съ плоского­ рій Монголіи. На берегахъ многихъ морей вѣтеръ воздви­ гаетъ громадныя песчаныя дю­ ны, о которыхъ говорилось въ прошломъ выпускѣ «Земли». Въ нѣкоторыхъ мѣстахъ воздушное теченіе можетъ да­ же временно измѣнить уровень моря. Вѣтеръ, дующій долгое время въ одномъ направленіи, можетъ нагнать волны на низ­ менные берега и затопить ихъ на далекое пространство, или же совершенно осушить мор­ Въ воздухѣ, которымъ мы дышимъ, находит­ ское дно. Кромѣ этого, вѣтеръ ся большое количество пыли, состоящей изъ микроскопическихъ частицъ различныхъ ве­ можетъ также служить при­ ществъ. чиной измѣненія очертанія бе­ реговъ, такъ какъ волны прибоя, вліяющія въ значительной степепи па форму береговъ, получаютъ отъ него свою двигате.льную силу. Но главная геологическая работа вѣтровъ совершается преимущественно косвеннымъ образомъ; вѣтры переносятъ съ морей влагу на материки, или же съ однихъ мѣстъ суши па другія и, такимъ образомъ, осушаютъ или увлажняютъ горныя породы и способству­ ютъ ихъ разрушенію 1). Черезъ посредство атмосфе­ ры совершается также и об­ мѣнъ частицъ между Землей и тѣлами, блуждающими въ не­ бесномъ пространствѣ. Когда болидъ или осколокъ какойнибудь планеты встрѣчается съ верхними слоями воздушной оболочки Земли,оиъ тотчасъ же Микроскопическія изслѣдованія показали, что воспламеняется и оставляетъ въ воздухѣ содержится большое количество позади себя длинную свѣтя­ безконечно малыхъ организмовъ: микробовъ, бактерій, вибріоновъ и т. п. Всѣ эти орга­ щуюся полосу, рѣдко достигая низмы часто являются причиной заразныхъ до поверхности самой Земли. болѣзней. ') См. о вывѣтриваніи горныхъ породъ вып. II «Земли».
8 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. Атмосфера, окутывая весь земной шаръ прозрачнымъ слоемъ, служитъ проводникомъ свѣтовыхъ и звуковыхъ волнъ и только благодаря ей мы можемъ любоваться различными окрасками пред­ метовъ и слышать другъ друга. Безъ атмосферы весь міръ погру­ зился бы для насъ въ мракъ и безмолвіе. Кромѣ этого, атмосфера задерживаетъ тепловые лучи солнца и не даетъ имъ разсѣяться въ небесномъ пространствѣ; благодаря этому земной шаръ сохра­ няетъ свою естественную для него температуру и можетъ быть вслѣдствіе этого ареною жизни. * Воздухъ состоитъ изъ тѣхъ же самыхъ газовъ, которые встрѣ­ чаются въ огромномъ количествѣ и въ твердой корѣ земного шара. Лучи заката. Съ картины Клода Лоррэна. Четыре главные элемента всякаго растительнаго или животнаго организма: кислородъ, азотъ, водородъ и углеродъ, находятся и въ атмосферѣ. Всѣ эти газы смѣшаны между собою въ разныхъ пропорціяхъ механическимъ образомъ, то-есть подобно тому, какъ смѣшиваются, напримѣръ, вода и масло, когда ихъ сильно взбал­ тываютъ. Главной составной частью воздуха является газъ азотъ, что значитъ безжизненный; его въ земной атмосферѣ содержится около 76 частей по вѣсу на сто частей всего воздуха. Послѣ азота слѣ­ дуетъ по количеству кислородъ, котораго въ атмосферѣ находится около 23 вѣсовыхъ частей на сто. Кромѣ этихъ двухъ газовъ въ атмосферѣ есть еще незначительное количество углекислоты, аргопа, криптона, гелія и пеона. Помимо этихъ газовъ воздухъ со­ держитъ въ себѣ извѣстное количество водяныхъ паровъ, а также небольшія количества озона, амміака, азотной кислоты и водорода.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 9 Кромѣ газовъ и водяныхъ паровъ въ воздухѣ находится боль­ шое количество пыли, состоящей изъ микроскопическихъ частицъ различныхъ веществъ. Микроскопическія изслѣдованія показали, что одинъ кубическій сантиметръ воздуха въ большихъ городахъ со­ держитъ въ себѣ болѣе двухсотъ тысячъ различныхъ пылипокъ. Въ каждой каплѣ воздуха плаваютъ также многочисленныя бактеріи, микробы, инфузоріи и вибріоны различныхъ заразныхъ болѣзней. Воздухъ въ лѣсахъ, около рѣкъ и морей, и на высокихъ го­ рахъ значительно чище отъ пыли и микробовъ, чѣмъ воздухъ горо­ довъ и большихъ селеній. Особенной чистотой отличается воздухъ въ горахъ. Изслѣдованія, произведенныя па вершинахъ Альпій­ скихъ горъ, показали, что въ горномъ воздухѣ насчитывается только отъ 400 до 800 пылинокъ въ ку­ бическомъ сантиметрѣ. * Атмосфера, поддерживающая жизнь и движеніе па нашей планетѣ, является так­ же главной причиной многочисленныхъ свѣтовыхъ явленій. Безъ атмосферы наша планета носилась бы въ небесномъ про­ странствѣ не только ненаселенной, но и безцвѣтной и мрачной; только благодаря воздуху небесный сводъ"и отдаленныя горы на горизонтѣ принимаютъ прекрасный ла­ зурный оттѣпокъ, болѣе или менѣе тем­ ный, смотря по высотѣ мѣста, обилію во­ дяныхъ паровъ и т. и. Если бы Земля не была окутана воздушнымъ покрыва­ ломъ, то вмѣсто лазурнаго небосвода мы видѣли бы надъ собой мрачную бездну. Дни и ночи на Землѣ наступали бы вне­ запно, и мы не знали бы величествен­ ныхъ явленій восхода и захода. Опущенная въ стаканъ съ водой *Солнечный свѣтъ, благодаря измѣ­ ложка кажется переломленной неніямъ, которымъ подвергаются лучи въ томъ мѣстѣ, гдѣ начинается вода. солнца, проходя черезъ слои атмосферы, порождаетъ безконечно разнообразные от­ тѣнки и постоянно мѣняющіеся свѣтовые эффекты. Это объ­ ясняется тѣмъ, что атмосфера обладаетъ свойствомъ не только отражать лучи солнца, но и преломлять и разлагать ихъ па отдѣльные цвѣта. Это зависитъ отъ того, что воздушные слои имѣютъ не одинаковую плотность и прозрачность; въ силу же фи­ зическихъ законовъ, когда лучъ свѣта проходитъ изъ одной про­ зрачной среды въ другую, имѣющую различную плотность, чѣмъ первая среда, онъ преломляется и отклоняется отъ своего пря­ мого пути. Намъ кажется, напримѣръ, что палочка или ложка, погруженныя въ стаканъ съ водой, переломлены въ томъ мѣстѣ, гдѣ начинается жидкость, и что та часть палочки или ложки, ко­ торая находится въ водѣ стоитъ болѣе вертикально, чѣмъ та, какая находится надъ водой. То же самое происходитъ и съ лучомъ свѣта, когда опъ проходитъ черезъ слои воздуха неодинаковой плотности и прозрачности. Вслѣдствіе преломленія солнечныхъ лучей въ ат­ мосферѣ происходитъ разсѣяніе свѣта, и этотъ разсѣянный свѣтъ
10 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. и представляетъ тотъ дневной свѣтъ, въ которомъ мы видимъ пред­ меты. Однако, цвѣтные лучи солнца — красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синіе и фіолетовые, — которые всѣ вмѣстѣ обра­ зуютъ бѣлый свѣтъ, не всѣ одинаково преломляются и имѣютъ неодинаковую длину. Въ чистой и прозрачной атмосферѣ частицы воздуха разсѣиваютъ и отражаютъ преимущественно свѣтовые лучи съ короткими волнами (фіолетовыя и синія) и поглощаютъ лучи, обладающіе наиболь­ шей длиной волны (красныя). Этимъ объ­ ясняется тотъ фактъ, что чѣмъ суше, чище и прозрачнѣе воздухъ, тѣмъ ярче голубой цвѣтъ неба. Если атмо­ сфера содержитъ много воды или же пыли, то цвѣтъ неба въ этомъ случаѣ становится бѣ­ ловатымъ и мутнымъ среди дня, когда солн­ це стоитъ высоко; ут­ ромъ же и вечеромъ, при насыщеннымъ во­ дою или пылью воз­ духѣ, воздушныя ча­ стицы пропускаютъ и отражаютъ преимуще­ ственно лучи съ длин­ ными волнами (крас­ ныя и оранжевыя) и поглощаютъ лучи съ короткими волна м и (фіолетовыя и синія). Благодаря этому при восходѣ и заходѣ солн­ ца мы видимъ вели­ Явленіе миража въ полярномъ морѣ. колѣпныя по красотѣ утреннія и вечернія зори, предшествующія появленію сумерекъ или же появленію па небосклонъ солнца. Ничто не можетъ сравниться по красотѣ съ закатомъ солнца въ горахъ. Никакое описаніе не можетъ дать понятія о чудной кар­ тинѣ заката солнца въ Альпахъ. Особенно эффектно вечернее освѣ­ щеніе Монблана, видимое изъ Женевы. Когда солнце скроется за вершинами горъ, то небо на западѣ продолжаетъ быть сильно освѣ­ щеннымъ и почти бѣлымъ. По склонамъ горъ быстро ползутъ кверху тѣни. Яркіе тона меркнутъ, и скоро вся окрестность получаетъ однообразный, мрачный оттѣнокъ. Черезъ 23 или 24 минуты послѣ захода солнца тѣнь достигаетъ самой низкой изъ снѣжныхъ вер­ шинъ — Бюэ, поднимающейся на 3075 метровъ; черезъ три минуты
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 11 Свѣтовой круп, вокругъ лупы. опа закрываетъ вершину Эгюиль - Вертъ, па высотѣ 4080 метровъ. Тогда остается освѣщеннымъ только одинъ Монбланъ, блестящій яркимъ оранжевымъ, а иногда огненно-краснымъ цвѣтомъ, какъ раскаленный уголь. «Наблюдателю кажется, говоритъ Неккеръ-деСоссюръ, что передъ нимъ лежитъ какое-то небесное тѣло на томной поверхности земли. Черезъ пять минутъ воздушная иллюминація вдругъ потухаетъ, горящіе цвѣта пропадаютъ и пейзажъ прини­ маетъ мертвенный видъ; горы кажутся сплошной, мрачной, сѣрой стѣной, по которой мѣстами проходятъ синеватыя жилки и пятна выступовъ скалъ, непокрытыхъ снѣгомъ; ничто такъ вѣрно не выражаетъ контраста между жизнью и смертью на лицѣ человѣка, какъ этотъ переходъ отъ дневного свѣта къ ночному мраку на вы­ сокихъ горахъ» х). Въ жаркихъ тропическихъ странахъ присутствіе большого количества влаги въ атмосферѣ способствуетъ множеству свѣтовыхъ явленій, совершенно неизвѣстныхъ на. сѣверѣ. Трудно описать ве­ чернюю зарю подъ тропиками, когда нѣжная синева отдаленныхъ горъ сливается съ розовыми и фіолетовыми тонами вершинъ болѣе близкихъ, съ яркимъ золотомъ заката, темной лазурью въ зенитѣ и зеленоватыми оттѣнками на восточной половинѣ неба! Но если вечерняя заря красива, будучи видима на сушѣ, то ея красота еще болѣе увеличивается на морѣ, гдѣ, благодаря отраженію свѣта, *) Necker-de Saussure. Annales de Chimie et de Physique. 1839.
12 ЭЛИЗЕ РЕК Л ГО. волны мѣстами бываютъ окрашены въ ярко-красный цвѣтъ, а мѣ­ стами черны, какъ смола и покрыты бѣлыми гребнями пѣны. * Однако свѣтовыя явленія происходятъ не только въ верхнихъ слояхъ атмосферы, но иногда и въ слояхъ, прилегающихъ къ Землѣ. Къ числу явленій такого рода принадлежитъ, напримѣръ, миражъ, или марево. Это явленіе обусловливается разницей въ плотности воздушныхъ слоевъ; благодаря этой разницѣ, отдаленные предметы кажутся памъ иногда видоизмѣненными, изуродованными или пе­ ревернутыми, смотря по отклоненію луча свѣта, отраженнаго п преломленнаго слоями воздуха, имѣющими различную плотность. Когда поверхность Земли сильно нагрѣта солнцемъ, то нижніе слои воздуха расширяются и часто становятся легче лежащихъ надъ ними слоевъ. Если есть вѣтеръ, то нагрѣвшійся воздухъ поднимается вверхъ, и всѣ предметы, находящіеся за этой полосой восходящаго воздуха, кажутся дрожащими. Въ совершенно же тихую погоду всѣ тѣла, окруженныя болѣе плотными слоями воздуха, отражают­ ся, какъ въ водѣ, въ разрѣженныхъ слояхъ атмосмеры, и всѣ’изо­ браженія получаются двойныя,—отсюда и названіе зеркало, данное миражу южно-американцами. Среди безплодной песчаной пустыни, гдѣ на сотни километровъ нѣтъ ни ручейка, ни озера, кустарники и скалы отражаются въ воздухѣ, какъ въ бассейнѣ фонтана. На морѣ корабли, утесы и маяки отражаются въ воздухѣ въ обратномъ видѣ. Этотъ оптическій обманъ извѣстенъ въ Италіи подъ назва­ ніемъ «фата-моргана» (фея Моргана), въ венгерской пуштѣ—подъ именемъ обольстительной «Делибабъ», а въ равнинахъ Индостана— подъ названіемъ «жажда газели». Часто въ необозримой пустынѣ усталый путникъ спѣшитъ къ зеленѣющему оазису и живительному Многочисленныя свѣтовыя галб, наблюдавшіяся въ городѣ Аржаитипѣ во Франціи 3 мая 1886 г.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 13 ручью, которые онъ видитъ вдали; но на мѣстѣ оазиса онъ нахо­ дитъ тотъ же голый, горячій песокъ, ту же жгучую жажду и, мо­ жетъ-быть, смерть. * Преломленіемъ, отраженіемъ и отклоненіемъ солнечныхъ лучей въ мельчайшихъ водяныхъ капляхъ или въ тончайшихъ ледяныхъ кристаллахъ, находящихся въ воздухѣ, объясняются также и явленія ра­ дуги, круговъ около солнца и вѣнцовъ. Если наблюдатель находится въ такомъ положеніи, что за его спиною свѣтитъ солнце, а передъ нимъ идетъ дождь, то онъ видитъ раду­ гу, при условіи, что высота солнца бу­ детъ меньше 42 гра­ дусовъ. Въ этомъ случаѣ солнечные лучи, преломившись въ капляхъ дождя, отражаются тогда въ глазу наблюда­ теля, при чемъ, бла­ годаря преломленію. бѣлый свѣтъ солнца разлагается на со­ ставные пвѣта, ко­ торые располагают­ ся въ слѣдующемъ порядкѣ: вверху по­ лоса краснаго цвѣ­ та, внизу фіолетова­ го, а между ними послѣдовательно по­ лосы: оранжевая, желтая, зеленая, голубая и синяя. Кромѣ главной ду­ Брокенское видѣніе. ги, происходящей вслѣдствіе двойного преломленія и однократнаго отраженія свѣта въ дождевыхъ капляхъ, наблюдаются иногда еще и побочныя дуги съ обратной послѣдо­ вательностью цвѣтовъ, какъ результатъ двойного отраженія свѣта отъ заднихъ поверхностей дождевыхъ капель. Къ оптическимъ явленіямъ въ атмосферѣ принадлежатъ еще и наблюдаемые вокругъ солнца и луны вѣнцы и круги, а равно и такъ называемыя туманныя картины, наблюдаемыя на высокихъ горахъ и во время подъема па воздушныхъ шарахъ. Вѣнцы и круги небольшихъ размѣровъ вокругъ солнца и луны, образуются при
14 ЭЛИЗЕ Р Е К Л ю. слабой облачности и окрашены обыкновенно въ различные цвѣта; они происходятъ вслѣдствіе прохожденія лучей черезъ небольшіе промежутки между отдѣльными частицами облаковъ. Размѣры вѣн­ цовъ растутъ вмѣстѣ съ уменьшеніемъ тумана, и наоборотъ. Со­ вершенію другой причиной объясняются свѣтлые круги, окружаю­ щіе иногда па большомъ разстояніи луну и гораздо рѣже солнце. Такія явленія бываютъ преимущественно при нѣжныхъ или пе‘ристыхъ облакахъ и происходятъ вслѣдствіе преломленія свѣто­ выхъ лучей па большой высотѣ въ тончайшихъ ледяныхъ иголь­ чатыхъ кристаллахъ призматической формы. Поэтому такъ назы­ ваемое явленіе гало вокругъ солнца наблюдается наиболѣе часто и въ наиболѣе совершенной формѣ въ полярныхъ странахъ, гдѣ воздухъ почти постоянно содержитъ ледяные кристаллы. Нерѣдко вокругъ солнца появляются даже нѣсколько круговъ съ побочными и отраженными солнцами, а равно и свѣтлыя дуги на внутреннихъ и внѣшнихъ кругахъ, благодаря чему на небѣ образуются сложныя геометрическія фигуры, поражающія своей гармоничностью и кра­ сотою цвѣтовъ. На горныхъ вершинахъ, ири ясномъ небѣ, если при этомъ солнце свѣтитъ въ легкомъ туманѣ въ спину наблюдателя, можно видѣть изображеніе собственной тѣни громадныхъ размѣровъ на экранѣ тумана. Такія туманныя изображенія называются «Брокенскими призраками» по имени вершины горы Брокена на Гарцѣ, въ Германіи, гдѣ такія явленія наблюдались впервые. Такія ту­ манныя картины можно видѣть и на вершинахъ многихъ швей­ царскихъ горъ, въ особенности на Риги и Пилатусѣ. Наконецъ, во время полетовъ на воздушныхъ шарахъ на нижележащихъ обла­ кахъ бываетъ видна иногда громадная тѣнь шара. * II. Вѣсъ воздуха.—Высота атмосферы.—Барометръ и воздушное давленіе. Воздухъ, какъ бы онъ легокъ и прозраченъ ни былъ, облада­ етъ все-таки извѣстной тяжестью и имѣетъ свой собственный вѣсъ. Въ древности воздухъ признавали чѣмъ-то невидимымъ и не вѣсо­ мымъ, и только въ пятнадцатомъ и шестнадцатомъ вѣкахъ вопросъ о вѣсѣ воздуха былъ рѣшенъ въ положительномъ смыслѣ. Знаме­ нитый живописецъ и ученый эпохи Возрожденія Леонардо да-Виичи, а затѣмъ Галилео Галилей уже учили, что воздухъ имѣетъ свой вѣсъ; однако опредѣлить этотъ вѣсъ удалось только въ концѣ се­ мнадцатаго столѣтія. Одинъ литръ воздуха, взятаго на поверхности Земли при тем­ пературѣ въ нуль, вѣситъ въ 770 разъ менѣе, чѣмъ литръ воды. Однако давленіе, оказываемое воздухомъ на поверхность Земли, достигаетъ значительныхъ размѣровъ, такъ какъ воздухъ окружаетъ Землю сравнительно толстымъ слоемъ. Если мы предположимъ, что . воздухъ сухъ и имѣетъ температуру въ пуль, то его давленіе надъ моремъ составитъ 10.330 килограммовъ на одинъ квадратный метръ. Насколько велико это давленіе, мы поймемъ еще лучше, если скажемъ, что давленіе, оказываемое воздушнымъ сло­ емъ на человѣка средняго роста, не менѣе 14.000 или 15.000 кило­ граммовъ (около 900 пудовъ). Если такой страшный вѣсъ насъ не
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 15 раздавливает, такъ это только потому, что давитъ сразу со всѣхъ сторонъ и во всѣхъ направленіяхъ, снаружи, какъ и изнутри, при чемъ давленіе распредѣляется повсюду равномѣрно и взаимно урав­ новѣшивается. Однако, зная вѣсъ атмосферы, мы еще не можемъ сказать съ точностью, на какое разстояніе воздухъ поднимается въ простран­ ство. Если бы плот­ ность всей атмо­ сферы была такая же, какъ плот­ ность воздушныхъ слоевъ, прилегаю­ щихъ къ почвѣ,то общая толщин а атмосферы не пре­ вышала бы 7.953 метровъ надъ уров­ немъ моря. Но ме­ жду тѣмъ, вели­ чайшія горы Зе­ мли — Г а у р и з а нк а р ъ, Кинчинджинга, ДаЙсангъ и другія вершины поднимаются выше этого предѣла и па ихъ вершинахъ также і е с т ь воз­ духъ. Однако, чѣмъ выше мы подни­ маемся надъ зе­ млей, тѣмъ воз­ духъ становится все болѣе и болѣе рѣдкимъ. По вы­ Воздушное видѣніе въ горахъ Андалузіи въ Испаніи. Это ви­ численіямъ знаме­ дѣніе наблюдала группа французовъ, членовъ фламмаріонитаго Лапласа, повскаго общества, 4 апрѣля 1884 года въ 6 ч. 20 м. утра. Какъ видно па рисункѣ, въ воздухѣ отразилась вся группа выше 42.000 кило­ путешественниковъ и ихъ собака. Видѣніе было окружено метровъ надъ по­ ореоломъ изъ б полосъ: бѣлой, фіолетовой, синей, желтой и красной и продолжалось нѣсколько минутъ. верхностью Земли, воздушныя части­ цы, какія могли бы еще находиться въ этихъ пространствахъ, неизбѣжно должны были бы отдѣлиться отъ Земли, вслѣдствіе возрастанія центробѣжной силы и уменьшенія силы центростре­ мительной. Быть-можетъ, дѣйствительно, въ этихъ высокихъ обла­ стяхъ, у самыхъ предѣловъ сферъ притяженія свѣтилъ, совершается обмѣнъ ихъ газообразныхъ частицъ. Но, во всякомъ случаѣ, атмо­ сфера, пригодная для дыханія человѣка, оканчивается на высотѣ весьма незначительной въ сравненіи съ крайнимъ предѣломъ, ука­ заннымъ Лапласомъ. На вершинѣ Этны, то-есть на высотѣ 3.320 метровъ, мы имѣемъ подъ ногами почти треть всей воздушной массы На высотѣ 6.000 метровъ, выше которой многія горы
16 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. поднимаютъ свои вершины, давленіе воздуха уже въ два раза мень­ ше, чѣмъ на уровнѣ океана. Такимъ образомъ, вся газообразная масса, находящаяся выше шести тысячъ метровъ, равняется по вѣсу массѣ воздуха, который занимаетъ пространство на высоту шести тысячъ метровъ надъ уровнемъ моря. Арабскій ученый Альхазенъ первый нашелъ, что атмосфера разрѣжается въ высотахъ пространства. Точный законъ умень­ шенія давленія воздуха и всякаго дру­ гого упругаго газа былъ найденъ Маріоттомъ; согласно этому закону плотность воздуха всегда бываетъ пропорціональна выносимому имъ давленію. До самаго по­ слѣдняго времени этотъ законъ считался вполнѣ соотвѣтствующимъ истинѣ. Но опыты Эммануэля Ліэ доказали, что при извѣстномъ разрѣженіи воздухъ не только не стремится еще болѣе расши­ риться, но что частички его притягива­ ются другъ къ другу, какъ какой-ни­ будь клейкой жидкостью. Слѣдовательно, упругость воздуха, въ силу которой онъ расширяется при уменьшеніи давленія, имѣетъ свои границы, за которыми воз­ духъ пріобрѣтаетъ всѣ свойства жид­ кости, хотя и очень легкой. Разсматривая съ этой точки зрѣнія условія, въ которыхъ находится наша атмосфера, и принимая во вниманія ба­ Ртутпый барометръ Торричели. рометрическія, термометрическія и гигро­ Барометръ былъ изобрѣтенъ метрическія наблюденія, произведенныя итальянскимъ ученымъ Торриче­ на разныхъ высотахъ Гей-Люссакомъ ли въ 1642 году. Онъ первый открылъ, что если запаянную съ Гумбольдтомъ и Буссеиго, Ліэ опредѣ­ одного конца стеклянную трубку лилъ минимальную высоту атмосферы наполнить ртутью и затѣмъ опро­ въ сорокъ восемь километровъ надъ кинуть ее въ сосудъ тоже съ уровнемъ моря. ртутью, то. ртуть изъ трубки выльется не’ вся, а будетъ стоять Вѣсъ воздушнаго столба, прости­ на опредѣленномъ уровнѣ, а имен­ рающагося до крайнихъ предѣловъ атмо­ но на высотѣ 76 сантиметровъ. сферы, равенъ вѣсу столба воды высо­ Это доказываетъ, что давленіе тою въ десять метровъ или же равенъ внѣшняго воздуха равно давле­ нію столба въ 76 сантиметровъ. давленію ртутнаго столба въ 76 санти­ метровъ высотою. На этомъ фактѣ и осно­ вано устройство прибора, называемаго барометромъ и служащаго для измѣренія давленія атмосферы. Въпростѣйшемъ своемъ видѣ барометръ состоитъ изъ стеклянной трубки, запаянной съ верхняго конца. Эта труб­ ка наполнена ртутью или спиртомъ и погружена открытымъ концомъ въ сосудъ съ тою же жидкостью, какая находится въ трубкѣ, т.-е. съ ртутью или спиртомъ. Такъ какъ окружающій воздухъ оказы­ ваетъ давленіе на жидкость въ сосудѣ, то ртуть или спиртъ, на­ ходящіеся въ трубкѣ, не вытекаютъ въ сосудъ, а стоятъ на извѣст­ ной высотѣ, а именно столбъ ртути имѣетъ ровно 76 сантиметровъ высоты на уровнѣ моря; если этотъ приборъ перенести въ горы, то уровень жидкости будетъ постепенно понижаться на величины, со-
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 17 отвѣтствующія вѣсу тѣхъ слоевъ воздуха, которые лежатъ ниже и не давятъ уже болѣе на барометръ. Опыты, доказывающіе справедливость этого теоретическаго вывода, были произведены слишкомъ двѣсти лѣтъ тому назадъ французомъ Перье; онъ поднялся па вер­ шину горы Пюи-де-Домъ съ барометромъ въ рукѣ, и во время восхожденія столбикъ ртути въ трубкѣ постепенно опускался. Такимъ образомъ былъ от­ крытъ способъ опредѣленія высоты горъ надъ уров­ п немъ моря съ по­ 7$ мощью барометра. Кромѣ ртутныхъ и 7Ѵ спиртовыхъ баро­ ?3 метровъ въ боль­ шомъ употребленіи барометры - анерои­ ды. Анероидъ со­ Механизмъ барометра - анероида. Барометръ - анероидъ со­ стоитъ изъ метал­ стоитъ изъ металлической коробки К, изъ которой выкачанъ лической коробки, весь воздухъ. При увеличеніи давленія воздуха коробка крышка которой сплющивается, вслѣдствіе чего прикрѣпленная къ копобкѣ имѣетъволнообразстрѣлка Б перемѣщается, и ея копецъ поднимается кверху; при уменьшеніи давленія воздуха коробка расширяется и ную форму. Воз­ копецъ стрѣлки Б опускается. духъ изъ коробки выкачивается, и сама коробка запаивается. Съ измѣненіемъ давленія воздуха крышка коробки или вдавливается или же выпрямляется. Эти движенія посредствомъ механизма передаются стрѣлкѣ - пока­ зателю, которая движется по кругу съ дѣленіями. Свѣряя по­ казанія такого барометра съ нормальнымъ ртутнымъ, ставятъ про­ тивъ соотвѣтствующихъ положеній стрѣлки цифры, показывающія давленіе воздуха въ миллиметрахъ или въ дюймахъ. До какой же высоты воздухъ еще достаточно плотенъ, чтобы че­ ловѣкъ могъ находить въ немъ' не­ обходимое для дыханія количество кислорода? Путешественники, подни­ мавшіеся на горы, не достигали этого предѣла вслѣдствіе утомленія и трудности восхожденія. Поэтому на высочайшія вершины Гималаевъ и Андъ, хотя па нихъ и есть еще достаточное количество воздуха, до сихъ поръ не ступала пога человѣка. Роберту Шлагинтвейту удалось под­ няться только на вершину Иби-Гамипъ, па высоту 6704 метровъ надъ Внѣшній видъ барометра-анероида. уровнемъ океана. На этой высотѣ ртуть въ барометрѣ опустилась до 339 миллиметровъ, такъ что путешественники имѣли ниже себя около трехъ пятыхъ всей массы атмосферы. При такомъ умень­ шеніи давленія воздуха органы человѣка отказываются работать, и правильное функціонированіе организма нарушается. Человѣкъ, Элизе-Реклю. Земля. Т. 8.
18 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. повидимому, не можетъ существовать на высотахъ, превосходя­ щихъ 9000 метровъ. Самое возвышенное въ настоящее время мѣсто, обитаемое человѣкомъ, это селеніе Токъ-Джалунгъ, находящееся на высотѣ 4.979 метровъ. Благодаря изобрѣтенію воздушныхъ шаровъ и смѣлости возду­ хоплавателей мы, однако, можемъ имѣть нѣкоторое понятіе о томъ, до какой высоты можетъ подняться человѣкъ. Въ 1804 г. ГейЛюссакъ поднялся'да высоту 7016 метровъ; въ 1851 г. Варраль и Биксіо поднялись нѣсколько выше; въ 1858 г. Решь и Гринъ под­ нялись1, до 8143 метровъ. 5 сентября 1862 года Глешеръ п Коксуэль пред­ приняли въ Уольвергемптопѣ воздушное путеше­ ствіе, при чемъ они рѣ­ шились подниматься , до тѣхъ поръ, пока будутъ сохранять ■ сознаніе. Воз­ духъ, сдѣлавшись ■ [рѣд­ кимъ, затруднялъ дыха­ ніе; пальцы холодѣли и отказывались двигаться. Воздухоплаватели чувство­ вали, что силы ихъ оста­ вляютъ, по воля поддер­ живала ихъ; они продол­ жали выбрасывать песокъ изъ корзины и давали, такимъ образомъ, новый толчокъ поднятію. Нако­ нецъ Глешеръ потерялъ способность владѣть ру­ ками и ногами, потомъ пе­ ресталъ видѣть и затѣмъ лишился чувствъ. Коксу­ эль не дѣлалъ ничего, Глешеръ п Коксуэль, производящіе метеорологачтобы остановить ПОДЪСМЪ. ческія наблюденія на воздушномъ шарѣ. Постепенно впадая въ оцѣпенѣніе, воздухопла­ ватель дождался момента, когда его руки перестали повино­ ваться и сдѣлались совершенно черными. Но онъ держалъ въ зубахъ веревку отъ клапана и, когда почувствовалъ, что только одна секунда отдѣляетъ его самого и его друга отъ смерти, онъ усиленными движеніями открылъ клапанъ. Шаръ на мгновеніе остановился и затѣмъ сталъ постепенно спускаться. Согласно вы­ численіямъ Глешера, они достигли высоты около 10.900 метровъ и даже, можетъ-быть, 11.000 метровъ, такъ какъ барометръ упалъ до 24,4 миллим. Такимъ образомъ Глешеръ и Коксуэль могли подняться на высоту, равную высотѣ Гауризанкара, перваго ве­ ликана Гималаевъ, сложенную съ половиной высоты Монблана. * Послѣ экспедиціи Глешера и Коксуэля, изслѣдованія верх­ нихъ слоевъ атмосферы были предприняты Тисандье. Фламмаріо-
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ 19 номъ и многими другими, но всѣ они не достигали такой высоты, какъ Глеіперъ и Коксуэль. Только въ 1901 г. Берсону и Сурипгу, въ Берлинѣ, удалось подняться на высоту 10.800 метровъ. Такимъ образомъ изученіе атмосферы прекращалось на высотѣ одиннадцати километровъ. Н& этомъ пространствѣ находится около четырехъ пятыхъ по вѣсу всей массы атмосферы. Выше же этого предѣла воздухъ слишкомъ разрѣженъ для легкихъ человѣка и поэтому со­ вершенно недоступенъ для непосредственнаго изслѣдованія. Въ послѣдніе годы для измѣренія температуры верхнихъ слоевъ атмосферы и для изученія ихъ состава стали употреблять такъ называемые баллоны-зонды. Баллоны дѣлаются изъ бумаги илп каучука. Каучуковые баллоны-зонды очень напоминаютъ дѣтскіе шары, но гораздо больше ихъ. Обыкновенно они имѣютъ въ діа- Отправленіе воздушныхъ баллоновъ - зондовъ съ яхты «Принцесса Алиса» судна князя Монакскаго. научнаго метрѣ 1—2 метра. Въ теченіе подъема діаметръ можетъ достиг­ нуть 6—8 метровъ, то-есть увеличиться раза въ четыре. Эти бал­ лоны наполняются водородомъ для того, чтобы ихъ подъемная сила была по возможности велика сравнительно съ ихъ объемомъ. Къ баллонамъ прикрѣпляются самопишущіе инструменты: барометръ, термометръ, гигрометръ и т. д. Эти инструменты отмѣчаютъ да­ вленіе, температуру и влажность тѣхъ слоевъ воздуха, черезъ ко­ торые проходитъ баллонъ. Достигнувъ высшей точки своего подъема, баллонъ, обыкновенно, лопается, и ящикъ съ инструментами падаетъ внизъ. Чтобы сберечь эти инструменты, баллонъ покрывается пара­ шютомъ, который прп паденіи расправляется и медленно опускается вмѣстѣ съ инструментами. Если хотятъ получить пробы воздуха съ разныхъ высотъ, то къ баллону прикрѣпляютъ небольшія трубочки безъ воздуха и наглухо запаянныя. На извѣстной высотѣ ударъ, вызванный при по­ мощи часового механизма, отламываетъ въ опредѣленный моментъ копчикъ трубочки, въ которую проникаетъ воздухъ. Затѣмъ тру­ бочка автоматически запаивается черезъ нисколько минутъ. Изслѣ­ дованія при помощи баллоновъ-зондовъ были произведены за по­ слѣдніе годы почти во всѣхъ странахъ. Во многихъ случаяхъ бал­ лоны поднимались па большую высоту, такъ, напримѣръ, баллопъ2*
20 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. зондъ, пущенный 5 ноября 1908 г. съ обсерваторіи ІОккеля, близъ Брюсселя, поднялся на высоту 29.040 метровъ. Но самой большой высоты достигъ баллонъ-зондъ, выпущенный 17 декабря 1912 года изъ аэрологической об­ серваторіи въ Павіи. Этотъ баллонъ достигъ высоты 37.700 метровъ. Это наивысшій пунктъ отъ поверхности земли, куда когда-либо про­ никалъ измѣрительный научный приборъ чело­ вѣка. Атмосферное да­ вленіе на этой высотѣ оказалось только три миллиметра, то-есть въ двѣсти пятьдесятъ разъ меньше, чѣмъ на по­ верхности земли. На основаніи ре­ зультатовъ, получен­ ныхъ при изслѣдовані­ яхъ атмосферы посред­ ствомъ баллоновъ - зон­ довъ, извѣстный метео­ рологъ Тейссерапъ - деБоръ предложилъ раз­ дѣлить атмосферу на три части. Первая часть рас­ положена отъ земной поверхности приблизи­ тельно до высоты 3.000 метровъ. Въ этой зонѣ находятся почти всѣ имѣющіяся въатмосферѣ водяные пары и частицы пыли. Здѣсь возникаютъ и развиваются почти всѣ значительныя атмо­ сферныя явленія. Тем­ пература здѣсь падаетъ весьма неравномѣрно и въ этой зонѣ происхо­ дятъ преимущественно вѣтры и другія воздуш­ Распредѣленіе различныхъ зонъ атмосферы, по мнѣ­ ныя теченія. Эти слои нію Тейссерана де-Бора. атмосферы хорошо из­ слѣдованы при помощи свободныхъ баллоновъ-зондовь и въ особенности воздушныхъ змѣевъ. Вторая зона атмосферы расположена отъ высоты 3.000 до 10.000 ме­ тровъ. Въ ней лишь изрѣдка встрѣчаются небольшія облачка. Въ этой зонѣ происходятъ вихревыя движенія и господствуютъ восходя-
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ, 21 щіе и нисходящіе токи. Эту часть атмосферы Тейссерапъ-де-Боръ на­ зываетъ тропосферой. Въ тропосферѣ температура падаетъ значи­ тельно и доходитъ на высотѣ девяти километровъ до 56 градусовъ ниже пуля. Выше тропосферы, начиная съ высоты десяти километровъ, идетъ третья зона—-стратосфера, названныя такъ потому, что здѣсь не происходитъ уже вертикальныхъ воздушныхъ теченій. Тропосферу и стратосферу нѣмецкій метеорологъ Вегенеръ называетъ сферой азота, такъ какъ этотъ газъ здѣсь является преобладающимъ. По его мнѣнію, выше 70 километровъ отъ Земли количество азота умень­ шается и преобладающее значеніе занимаетъ водородъ, слои ко­ тораго идутъ въ высоту до 200 километровъ. Въ этой сферѣ водо­ рода происходитъ воспламенѣпіе падающихъ звѣздъ и явленіе лу­ чистыхъ полярныхъ сіяній. Еще выше сферы водорода прости­ рается, по мнѣнію Вегенера, сфера неизвѣстнаго на земной по­ верхности газа — геокоронія, въ средѣ котораго, на высотѣ 400— 500 километровъ, происходятъ полярныя сіянія въ формѣ спокой­ ныхъ однородныхъ дугъ. Въ доказательство справедливости своей теоріи Вегенеръ указываетъ на то, что спектръ лучистыхъ поляр­ ныхъ сіяній обнаруживаетъ какъ линіи азота, такъ и линіи во­ дорода; но линіи азота преобладаютъ въ нижнихъ, а линіи водо­ рода въ верхнихъ частяхъ лучей. Спектръ, самыхъ высокихъ по­ лярныхъ сіяній, спокойныхъ однородныхъ дугъ, состоитъ только изъ одной зеленой линіи; Вегенеръ и предполагаетъ, что эта линія принадлежитъ неизвѣстному на землѣ газу—геокоронію, соста­ вляющему внѣшнюю оболочку земной атмосферы III. Среднее давленіе атмосферы подъ различными широтами.—Увеличеніе количества воз­ духа въ сѣверномъ полушаріи.—Суточныя колебанія барометрическаго столба.—Годич­ ныя колебанія давленія атмосферы.—Изобары. Атмосфера обладаетъ такою подвижностью, что ея вѣсъ или давленіе, опредѣляемое съ помощью ртутнаго барометра, безпре­ станно измѣняется на всѣхъ точкахъ земного шара. Различныя колебанія погоды, переходы отъ холода къ теплу, отъ сухости къ влажности, увеличиваютъ или уменьшаютъ давленіе воздуха въ данной мѣстности, и вслѣдствіе этого, вызываютъ соотвѣтственное колебаніе барометра. Когда воздухъ нагрѣтъ солнцемъ или теплыми воздушными и морскими теченіями, то частицы его расширяются, становятся отно­ сительно болѣе легкими и поэтому поднимаются въ пространство; въ этомъ случаѣ давленіе воздуха въ данномъ мѣстѣ уменьшается, а, слѣдовательно, ртуть въ трубочкѣ барометра не вытѣсняемая воздухомъ, падаетъ. Когда же воздухъ вслѣдствіе холода или дру­ гихъ причинъ сгущается, іо давленіе его увеличивается и ртуть въ барометрѣ повышается. Иногда измѣненія въ высотѣ столба ртути въ барометрѣ достигаютъ разницы въ 5 или 6 сантиметровъ, т.-е. одной пятнадцатой части всей его высоты. Въ этомъ случаѣ колебанію жидкости въ барометрѣ соотвѣтствуетъ буря въ воздуш­ номъ океанѣ J). і) См. ниже главу «Ураганы».
22 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. Давленіе атмосферы измѣняется во всѣхъ частяхъ Земли и его нельзя еще опредѣлить съ точностью для всего земного шара. Весьма вѣроятно, что на поверхности] морей это давленіе въ сред­ немъ равно 761 миллиметру. Близъ экватора, обыкновенно, давленіе не превышаетъ 758 миллиметровъ. Но,ч начиная отъ 10 градуса широты въ обоихъ полушаріяхъ давленіе воздуха мало - по - малу возрастаетъ и около 30 или 35 градуса дастигаетъ максимума, а именно 762—766 миллиметровъ *). Далѣе, по направленію къ полюсамъ, давленіе воздуха умень­ шается. Около 50-го градуса широты оно равно 760, а еще сѣвер­ нѣе — 755 и даже 752 миллиметрамъ. Но, начиная отъ 65 градуса давленіе снова постепенно увеличивается. Такимъ образомъ да­ вленіе воздуха всего сильнѣе почти: на; пол овинѣ разстоянія между экваторомъ и полюсомъ. Но такъ какъ въ воздушныхъ слояхъ умѣ­ реннаго пояса гораздо болѣе содержится влаги, чѣмъ въ слояхъ полярнаго пояса, то при совершенной сухости воздуха давленіе увеличивается регулярно отъ экватора къ полюсамъ въ болѣе или менѣе правильной пропорціи. Изслѣдованія Джемса Росса и Уилькса въ южныхъ полярныхъ моряхъ установили, что средняя высота барометра нѣсколько выше въ сѣверномъ полушаріи, чѣмъ въ южномъ, изъ чего .слѣдуетъ заключить, что въ сѣверномъ по­ лушаріи, гдѣ находятся материки, воздуха больше, чѣмъ въ юж­ номъ полушаріи. ііці Однако въ теченіе лѣта на материковомъ или сѣверномъ полу­ шаріи давленіе воздуха уменьшается, а въ южномъ полушаріи, гдѣ въ это время бываетъ зима, давленіе увеличивается. Такимъ образомъ значительная масса воздуха перемѣщается въ теченіе года отъ одного полюса къ другому, а за этими двумя большими основными волнами перемѣщаются и всѣ второстепенныя волны грозъ и ясной погоды. Кромѣ этого давленіе воздуха бываетъ различно въ разные часы сутокъ. Барометрическія наблюденія показываютъ, что еже­ дневно воздушная масса колеблется два раза въ противоположныхъ направленіяхъ. Ежедневно около четырехъ часовъ утра барометръ показываетъ первый минимумъ давленія; затѣмъ L6ap о метръ посте­ пенно поднимается и около десяти часовъ утра достигаетъ наибольшей высоты. Далѣе давленіе воздуха уменьшается до че­ тырехъ часовъ вечера, когда барометръ снова падаетъ до минимума. Послѣ этого давленіе снова увеличивается, и барометръ продол жаетъ подниматься до десяти часовъ вечера, чтобы снова упасть къ четыремъ часамъ утра. Періоды дня, въ которые происходитъ пово­ ротъ въ измѣненіи высоты барометра, извѣстное подъ названіемъ тропическихъ часовъ, амплитуда полусуточнаго колебанія барометра, равная въ среднемъ тремъ миллиметрамъ, можетъ увеличиваться, въ особенности въ нѣкоторыхъ областяхъ Перу, въ два раза а). Полу­ суточныя колебанія давленія атмосферы гораздо правильнѣе на экваторѣ, чѣмъ въ умѣренныхъ поясахъ. Какая же причина этихъ полусуточныхъ колебаній атмосферы? Въ прежнее время многіе метеорологи смотрѣли на нихъ какъ на *) Buchan. Meteorology. 2) Kaimond: Journ. Geogr. Soc. 1868.
Линіи изобаръ и распредѣленіе вѣтровъ на земномъ шарѣ въ январѣ мѣсяцѣ.
24 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. правильные приливы и отливы, подобные приливамъ и отливамъ воднаго океана, вызываемые притяженіемъ солнца или луны. Но этотъ взглядъ опровергается тѣмъ фактомъ, что суточныя колебанія воздушнаго давленія происходятъ всегда въ одни и тѣ же часы и не представляютъ, во время новолуній, полнолуній и четвертей луны, явленій, соотвѣтствующихъ тѣмъ, какія замѣчаются въ эти періоды въ приливѣ и отливѣ. Правда, изслѣдованія Эме-де-Фложерга и другихъ физиковъ установили существованіе воздушнаго прилива, но амплитуда этого движенія весьма ничтожна въ сра­ вненіи съ тою, какая наблюдается между такъ называемыми тропи­ ческими часами, т.-е. между четырьмя и десятью часами утра и между четырьмя и десятью часами вечера. Дове объясняетъ періо­ дическое возвышеніе и пониженіе атмосфернаго давленія двойнымъ вліяніемъ: 1) дневной теплотою и 2) давленіемъ водяныхъ паровъ. Постепенное нагрѣваніе температуры послѣ холодныхъ утреннихъ часовъ естественно должно сопровождаться расширеніемъ воздуха и, слѣдовательно, паденіемъ барометра. Но въ то время, какъ давленіе согрѣвающейся атмосферы уменьшается, въ воздухѣ увеличивается, благодаря испаренію, количество водяныхъ паровъ, и ихъ давленіе, соединяясь съ давленіемъ воздуха, производитъ родъ временной волны, послѣ которой барометръ продолжаетъ понижаться до наступленія ночного холода, когда онъ снова начи­ наетъ подниматься. Если бы давленіе паровъ исчезло изъ атмосферы, то барометръ во всякое время года поднимался бы до ма­ ксимума около полуночи и опускался бы до минимума около полудня. Суточныя колебанія атмосфернаго давленія несравненно пра­ вильнѣе и замѣтнѣе въ жаркомъ поясѣ и на уровнѣ моря, чѣмъ въ умѣренныхъ поясахъ и внутри материковъ. Это объясняет­ ся тѣмъ, что подъ тропиками перемѣны температуры, испареніе воды и всѣ другія физическія явленія, слѣдуютъ въ болѣе правиль­ номъ порядкѣ, чѣмъ въ другихъ частяхъ земного шара. Какъ въ теченіе сутокъ, такъ точно и въ теченіе года давленіе воздуха въ разныхъ мѣстахъ земного шара бываетъ различно. Въ тропическихъ странахъ, гдѣ времена года чередуются съ большей правильностью, и во внутреннихъ странахъ материковъ, въ воздухѣ которыхъ содержится лишь незначительное количество водяныхъ паровъ давленіе атмосферы постепенно уменьшается отъ зимы къ лѣту и увеличивается въ теченіе осени и зимы. Такъ въ Калькуттѣ, Бенаресѣ, а также въ Петербургѣ и въ Нерчинскѣ атмосферное давленіе достигаетъ максимума въ январѣ, а минимума — въ іюлѣ. Среднее годичное давленіе атмосферы совпадаетъ въ эпохою равно­ денствій, когда температура даннаго мѣста бываетъ почти равна средней годичной. Что касается неправильныхъ измѣненій высоты барометра, то они тоже происходятъ въ извѣстномъ порядкѣ въ различныхъ мѣстахъ земного шара. Подъ экваторомъ этихъ неправильностей и рѣзкихъ колебаній въ давленіи воздуха почти не существуетъ; но, по мѣрѣ приближенія къ тому или другому полюсу, онѣ стано­ вятся все замѣтнѣе, и колебанія барометра, вызываемыя быстрыми перемѣнами температуры, вѣтрами и грозами, бываютъ чаще. Не слѣдуетъ, однако, думать, что во всѣхъ пунктахъ, отстоя­ щихъ на равномъ разстояніи отъ. экватора, давленіе атмосферы
Изобары и распредѣленіе вѣтровъ па вемномъ шарѣ рь іюлѣ мѣсяцѣ. о о
26 8 Л И 3 Е Р Е К Л Ю. будетъ одинаково. Напротивъ въ этомъ отношеніи замѣчены весьма значительныя уклоненія, зависящія , по всей вѣроятности, отъ раз­ личія климатовъ, формы материковъ и другихъ условій. Если мы возьмемъ карту и отмѣтимъ на ней мѣста, гдѣ давленіе атмосферы одинаково, а затѣмъ эти мѣста соединимъ линіями, то мы получимъ цѣлый рядъ кривыхъ линій, называемыхъ изобарами. Эти кривыя, указывающія одинаковое давленіе атмосферы, выражаютъ истинную широту для общихъ движеній атмосферы. Несмотря на пеобыкновенпую подвижность воздушной массы, несмотря на бурныя волны, стремительно несущіяся съ той или другой стороны горизонта и нарушающія па мгновенія правильное движеніе атмосферы, изобарометрическія линіи по­ стоянно, изъ года въ годъ, сохраняютъ свое среднее напра­ вленіе; служа ука­ зателями воздушныхъ волненій, онѣ своимъ постоянствомъ и пра­ вильностью доказы­ ваютъ, что и эти вол­ ненія атмосферы зави­ сятъ отъ великихъ об­ щихъ законовъ, упра­ вляющихъ жизнью нашей планеты. * Изобарометрическія карты показы­ Объясненіе барометрическаго градіента. Неправильные круги представляютъ изобары, указывающія, что на мѣ­ ваютъ, что изобары стѣ первой линіи давленіе воздуха 740 миллиметровъ, па распредѣляются не мѣстѣ второй—735 и па мѣстѣ третьей замкнутой линіи одинаково близко 730. Лиліи АБ и ВГ по длипѣ равны и соотвѣтствуютъ одна отъ другой, то111 километрамъ (длинѣ градуса меридіана). Смотря па рисунокъ, мы видимъ, что между А и Б давленіе воз­ есть, говоря другими духа па протяженіи 111 кил. измѣнилось па 10 милли­ словами, давленіе воз­ метровъ, а между В Г па томъ же протяженіи давленіе духа измѣняется не воздуха измѣнилось только на 5 миллиметровъ. Эта раз­ одинаково быстро па ница въ давленіи атмосферы на растояпіи 111 килом. (105 верстъ) и называется барометрическимъ градіентомъ. поверхности Земли. Степень измѣненія атмосфернаго давленія на разстояніи 111 километровъ (одного геогра­ фическаго градуса) называется барометрическимъ градіентомъ. На­ глядное объясненіе градіента дано на помѣщенномъ здѣсь рисункѣ. Смотря на рисунокъ, мы безъ труда поймемъ, что градіентъ будетъ тѣмъ больше, чѣмъ ближе и гуще расположены изобары. Вели­ чина градіента имѣетъ большое значеніе при опредѣленіи силы вѣтра. На самомъ дѣлѣ, чѣмъ больше разность давленія воздуха на протяженіи географическаго градуса, тѣмъ сильнѣе будетъ вѣ­ теръ, или, другими словами, чѣмъ больше будетъ барометрическій градіентъ, тѣмъ сильнѣе долженъ быть вѣтеръ. Изучая распредѣленіе изобаръ на земномъ шарѣ, извѣстный французскій метеорологъ, Тейссеранъ де Боръ, пришелъ къ заклю­ ченію, что всѣ области высокихъ и низкихъ давленій на Землѣ можно раздѣлить на три группы: 1) области, гдѣ колебанія атмо-
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 27 сфернаго давленія совершаютъ свой полный циклъ въ годъ; таковы поясъ слабаго давленія вдоль экватора и области высокихъ да­ вленій около 30 градуса широты въ обоихъ полушаріяхъ; 2) области, гдѣ максимальное или минимальное давленіе существуетъ только въ извѣстное время года, напримѣръ, область слабаго давленія зимою южнѣе Аляски и Исландіи; 3) наконецъ, области, въ кото­ рыхъ слабое давленіе во время лѣта смѣняется высокимъ давлені­ емъ во время зимы; таковы области, лежащія въ среднихъ широ­ тахъ надъ Азіей, Америкой, Австраліей и южной частью Африки. Сравненіе барометрическаго давленія въ различныхъ мѣстахъ на поверхности Земли имѣетъ, какъ мы увидимъ дальше, важное значеніе для изслѣдованія вѣтровъ и погоды. Неравномѣрное да­ вленіе атмосферы не остается постояннымъ; нарушенное равновѣсіе въ слояхъ воздуха стремится къ возстановленію, и изъ области высокаго давленія воздухъ вытѣсняется въ области съ низкимъ да­ вленіемъ. Эти движенія воздушныхъ слоевъ порождаютъ въ атмо­ сферѣ различныя теченія, которыя извѣстны подъ именемъ вѣтровъ. Вѣтры различаются между собою по силѣ и интенсивности своего стремленія, а также по направленію и по своей мощности. IV. Общій законъ движенія вѣтровъ. — Пассаты сѣверо-восточный и юго-восточный. — Экваторіальный поясъ безвѣтрія. Главной причиной возникновенія вѣтровъ, или горизонталь­ наго движенія воздуха, является, какъ мы сказали выше, разли­ чіе въ давленіи воздуха, или, говоря иначе, различіе въ плот­ ности воздушныхъ слоевъ въ разныхъ мѣстностяхъ Земли. Проис­ хожденіе вѣтра объясняется слѣдующимъ образомъ: надъ какимълибо участкомъ земной поверхности, сильно нагрѣтымъ солнечными лучами, происходитъ разрѣженіе воздуха или депрессія, такъ какъ нагрѣтый воздухъ поднимается вверхъ, гдѣ и растекается во всѣ стороны. Кругомъ области депрессіи господствуетъ болѣе высо­ кое , давленіе и поэтому частицы воздуха, болѣе холодныя и сжа­ тыя, стремятся въ сосѣднюю область депрессіи, гдѣ давленіе мень­ ше. Такимъ образомъ возникаетъ вѣтеръ. Береговые и морскіе вѣтры, о которыхъ будетъ говориться подробнѣе ниже, наиболѣе ясно обнаруживаютъ это явленіе, которое было уже извѣстно древнимъ греческимъ мудрецамъ. Днемъ суша нагрѣвается сильнѣе моря, и воздушное теченіе идетъ поэтому съ моря на сушу: вечеромъ вѣтеръ стихаетъ, какъ только прекращается нагрѣваніе суши солнцемъ. Ночью суша, вслѣдствіе лучеиспусканія, охлаждается сильнѣе, чѣмъ море, и воздушное теченіе направляется съ суши на море въ видѣ бе­ регового вѣтра. Совершенно подобное явленіе происходитъ въ гро­ мадномъ масштабѣ и въ общемъ круговоротѣ атмосферы на зем­ номъ шарѣ. Въ жаркомъ экваторіальпомъ поясѣ воздухъ, сильно нагрѣваемый солнцемъ, образуетъ восходящій токъ, который подняв­ шись на извѣстную высоту, направляется къ полюсамъ, тогда какъ холодный, сильно сжатый, воздухъ полярныхъ странъ напра-
28 ЯЛИЗЕ РЕКЛЮ. вляется въ тропическія области, гдѣ давленіе атмосферы меньше. Такимъ образомъ, въ обоихъ полушаріяхъ происходитъ движеніе воздушныхъ частицъ въ нижнихъ слояхъ въ направленіи къ эква­ тору, а въ верхнихъ слояхъ — въ направленіи къ полюсамъ. Въ странахъ материковыхъ, особенно въ странахъ умѣреннаго пояса, часто бываетъ трудно опредѣлить сразу этотъ общій за­ конъ движенія атмосферы. Здѣсь первоначальное движеніе можетъ измѣняться вслѣдствіе множества мѣстныхъ обстоятельствъ, ка­ ковы: направленіе и высота горныхъ хребтовъ, протяженіе долинь, очертаніе береговъ, изобиліе пли недостатокъ растительности. Въ странахъ умѣреннаго пояса иногда въ одинъ и тотъ же день вѣтеръ дуетъ послѣдовательно со всѣхъ точекъ горизонта, такъ что совершенно невозможно опредѣлить нормальное направленіе воздушныхъ теченій. Для того, чтобы понять законы движенія атмосферы во всей ихъ простотѣ, нужно перенестись въ экваторіаль­ Схема образованія вѣтра. Надъ какимъ-либо участкомъ земной поверхности, сильно нагрѣтымъ солнечными лучами, теплый воздухъ поднимается вверхъ, гдѣ и растекается во всѣ стороны. Вмѣсто этого, на поверхность земли, болѣе холодный и тяжелый воздухъ изъ сосѣднихъ странъ стремится въ нагрѣтую область, гдѣ воздухъ поднялся и сталъ рѣже. Такимъ образомъ происходятъ воздушныя теченія. ныя области океана, надъ которыми солнце каждый день описы­ ваетъ громадный полукругъ въ теченіе двѣнадцати часовъ. Въ этихъ областяхъ всѣ явленія природы, зависящія отъ солнца, происходятъ съ замѣчательной правильностью и здѣсь можно, такъ сказать, уловить первое перемѣщеніе газообразныхъ частицъ воздуха, увлекающихъ за собою всю необъятную массу атмосферы, прилегающую къ поверхности Земли. Въ этихъ областяхъ мы при­ сутствуемъ при зарожденіи вѣтровъ. Подъ экваторомъ, какъ мы только что сказали, солнечные лучи дѣйствуютъ съ наибольшей силой. Вслѣдствіе этого, воздухъ сильно нагрѣвается, становится легче и поэтому поднимается вверхъ. Такимъ I образомъ здѣсь образуется пустота, которую стремятся заполнить сосѣднія воздушныя массы; вслѣдствіе этого два гори­ зонтальныхъ теченія воздуха направляются съ обѣихъ сторонъ эк­ ватора къ большому вертикальному теченію, поднимающемуся въ экваторіальныхъ странахъ отъ поверхности Земли въ высоты про­ странства. Эти горизонтальныя теченія, въ свою очередь, оставля­ ютъ за собою пустыя пространства, куда устремляются новыя
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 29 массы воздуха изъ болѣе холодныхъ сосѣднихъ странъ. Такимъ образомъ, атмосферныя волны распространяются по всей поверхно­ сти земного піара до полярныхъ льдовъ и съ обоихъ полюсовъ планеты направляются къ экватору, куда ихъ притягиваетъ, какъ вытяжная труба, восходящее движеніе нагрѣтаго воздуха. Два вѣтра, — одинъ сѣверный, другой южный, — берутъ начало среди противолежащихъ льдовъ па обоихъ полюсахъ и сходятся вмѣстѣ надъ экваторіальнымъ кругомъ. Если бы Земля была неподвижна и не вращалась вокругъ самой себя, то воздушныя теченія шли бы отъ полюсовъ къ эква­ тору по прямой линіи, не уклоняясь ни вправо, ни влѣво отъ линіи меридіана. Но, вслѣдствіе вращенія Земли съ запада на Схема распредѣленія главныхъ вѣтровъ на земномъ шарѣ. востокъ, движеніе воздушныхъ слоевъ претерпѣваетъ нѣкоторое измѣненіе, и воздушныя теченія отклоняются въ сѣверномъ полу­ шаріи вправо, а въ южномъ полушаріи — влѣво. Благодаря этому, въ поясѣ, занимающемъ тридцать градусовъ по обѣ стороны эква­ тора, вѣтры принимаютъ въ сѣверномъ полушаріи сѣверо-восточное направленіе, а въ южномъ — юго-восточное направленіе. Такимъ образомъ два атмосферныхъ теченія въ тропическомъ поясѣ, идутъ постоянно въ косомъ направленіи, какъ показано схематически на прилагаемомъ здѣсь рисункѣ, навстрѣчу одно другому. Эти вѣтры называются пассатными вѣтрами, или просто пассатами-, англичане же называютъ ихъ «торговыми вѣтрами» по ихъ важному значенію для торговаго мореплаванія. Пассатные вѣтры были совершенно неизвѣстны въ древности, и ихъ существованіе было открыто лишь отважными испанскими и португальскими мореплавателями. При­ выкшіе къ неправильнымъ, измѣнчивымъ вѣтрамъ Европы, испан­ скіе моряки были удивлены постоянствомъ этихъ вѣтровъ, гнавшихъ ихъ къ экватору. Спутники Колумба видѣли въ этомъ дѣйствіе дьявольской силы и съ ужасомъ думали — не направляется ли
30 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. этотъ вѣтеръ къ какой-нибудь безднѣ, находящейся у предѣловъ Земли. Однако слѣдуетъ замѣтить, что пассатные вѣтры не имѣютъ настолько правильнаго движенія, чтобы па него можно было раз­ считывать такъ же, какъ на появленіе звѣздъ. Смѣны временъ года и большія атмосферныя возмущенія заставляютъ ихъ отклоняться вправо или влѣво, двигаться медленнѣе или быстрѣе и иногда даже совершенно останавливаться на извѣстное время. Вблизи морскихъ бе­ реговъ, колебанія тепла и холода, смѣняющія другъ друга па матери­ кахъ, заставляютъ вѣтры отклоняться отъ ихъ направленія. Лишь въ открытомъ морѣ, на большомъ разстояніи отъ берега, паруса судовъ ровно надуваются вѣтромъ, дующимъ съ одного и того же мѣста горизонта, но и тогда вѣтеръ бываетъ сильнѣе утромъ и вечеромъ, чѣмъ среди дня. Въ Атлантическомъ океанѣ, окаймленномъ во мно­ гихъ мѣстахъ материками съ довольно правильными формами, дви­ женія пассатныхъ вѣтровъ отличаются наибольшей равномѣрностью. Въ Великомъ океанѣ множество острововъ, усѣивающихъ водную поверхность, въ значительной степени измѣняетъ правильность вѣтровъ, и на огромномъ протяженіи ихъ естественной области пас­ сатные вѣтры превращаются въ перемѣнные. Дойдя до экваторіальной области , обѣ волны противополож­ ныхъ пассатовъ оказываютъ давленіе другъ па друга и образуютъ вокругъ всей Земли экваторіальный поясъ безвѣтрія, который, смотря по времепп года, занимаетъ надъ моремъ пространство ши­ риною отъ 250 до 1000 километровъ. Впрочемъ, не слѣдуетъ ду­ мать, что въ этомъ поясѣ безвѣтрія воздухъ бываетъ совершенно спокоенъ; здѣсь атмосфера бываетъ только чаще въ состояніи равно­ вѣсія, чѣмъ во всякой другой части земной поверхности. Легко понять, что этотъ поясъ, раздѣляющій сѣверный и южный пассат­ ные вѣтры, неизбѣжно долженъ перемѣшаться по временамъ года: то къ сѣверу, то къ югу, слѣдуя за положеніемъ солнца. Этотъ поясъ безвѣтрія занимаетъ такія мѣста, въ которыхъ воздухъ сильнѣе всего нагрѣвается солнечными лучами и гдѣ происходитъ вертикальное движеніе воздушныхъ частицъ. Когда солнце пере­ ходитъ экваторъ и направляется къ тропику Рака, очагъ тяги пассатныхъ вѣтровъ, а слѣдовательно, и поясъ безвѣтрія перемѣ­ щается къ сѣверу. Наоборотъ, послѣ ’Да сентября, когда солнце поворачиваетъ къ тропику Козерога, поясъ безвѣтрія передви­ гается къ югу. Въ концѣ марта сѣверпая граница экваторіальнаго пояса безвѣтрія въ Атлантическомъ океанѣ находится въ среднемъ около второго градуса сѣверной шпроты, а въ концѣ сентября та же граница достигаетъ обыкновенно 13 или 14 градуса сѣверной широты. Въ экваторіальныхъ областяхъ Великаго океана поясъ без­ вѣтрія также перемѣщается изъ мѣсяца въ мѣсяцъ, сообразно дви­ женію солнца; ширина его измѣняется отъ 220 километровъ въ фев­ ралѣ до 1350 километровъ и даже болѣе—въ августѣ *)• Вслѣдствіе этой годовой періодичности, вся воздушная масса непрерывно пере­ мѣщается вмѣстѣ съ видимымъ движеніемъ солнца. По этой же причинѣ въ сѣверномъ полушаріи сѣверные вѣтры, притягиваемые па югъ, зимою бываютъ гораздо сильнѣе. *) Kerhallet. Considérations generales sur Г Océan Pacifique.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 31 V. Противопассаты, или возвратные вѣтры. Массы воздуха, приносимыя обоими пассатными вѣтрами* къ экватору, не могутъ скопляться непрерывно въ области экваторіаль­ наго безвѣтрія; подъ вліяніемъ теплоты онѣ расширяются, поднима­ ются на высоту нѣсколькихъ километровъ, раздѣляются снова на двѣ большихъ волны, которыя направляются въ противоположныя сто­ роны и образуютъ въ верхнихъ областяхъ атмосферъ два обратныхъ воздушныхъ теченія къ полюсамъ. Еще двѣсти лѣтъ тому назадъ, физикъ Галлей, который первый разработалъ теорію пассатныхъ вѣтровъ, утверждалъ, что безъ существованія этихъ пвухъ атмос­ ферныхъ обратныхъ теченій на Землѣ не могло бы установиться равно­ вѣсія атмосферы. Воздухъ, приносимый пассатами къ экватору, неминуемо долженъ возвратиться къ полюсамъ. Движеніе, разсѣян­ ныхъ облаковъ, замѣчаемое на большой высотѣ въ направленіи, про­ тивоположномъ пассатамъ, и совершающееся съ неизмѣнной правиль­ ностью, служитъ яснымъ доказательствомъ существованія этихъ верх­ нихъ воздушныхъ возвратныхъ теченій. Схема теченія пассатныхъ и противопассатныхъ вѣтровъ на островѣ Тенерифѣ. Въ экваторіальномъ поясѣ воздушное теченіе, противоположное пассатнымъ вѣтрамъ, можетъ быть обнаружено не ниже семи-восьми километровъ надъ уровнемъ моря. Самыя высокія вершины Кордильеровъ находятся еще въ области нижняго теченія, то-есть пас­ сата. Однако, приближаясь къ умѣренному поясу, верхнее теченіе, постепенно охлаждаясь, понижается и приближается къ поверхности земли. Такъ, на островѣ Тенерифѣ, на вершинѣ горы ІІико-де-Тейде, возвышающейся па 3,676 метровъ, уже господствуетъ возвратный вѣтеръ. Зимою, когда поясъ экваторіальнаго безвѣтрія перемѣщается къ югу, возвратное теченіе спускается еще ниже и доходить до поверхности моря около береговъ Португаліи. Затѣмъ оно вновь поднимается вверхъ и обнаруживается на Мадерѣ и на среднихъ и нижнихъ склонахъ Пико-де-Тейде. По изслѣдованіями астронома Піацци Смита, плоскость, раздѣляющая эти двѣ воздушныя рѣки, текущія въ обратныхъ направленіяхъ, находится, въ среднемъ, на высотѣ 2,740 метровъ. На вершинѣ горы воздухъ быстро не­ сется съ юго-запада па сѣверо-востокъ, между тѣмъ какъ въ ниж­ нихъ частяхъ острова пассатный вѣтеръ продолжаетъ дуть съ своей обычной правильностью съ сѣверо-востока на юго-западъ. Путешественники, поднимающіеся въ лѣтнее время на склоны Пико-де-Тейде, встрѣчаютъ чистое небо, какъ только минуютъ
32 ЭЛИЗЕ Р*ЕКЛ Ю. поясъ облаковъ отъ 300 до 400 метровъ толщиною, разстилающихся, словно второе море, надъ воднымъ океаномъ. Выше этого лежитъ поясъ чистаго воздуха, который какъ бы служитъ границей между двумя теченіями, а надъ этимъ поясомъ простирается полоса про­ тивопассата, гдѣ снова встрѣчаются облака, но плывущія къ сѣверу, а не къ югу. Когда происходитъ смѣна временъ года, то между верхнимъ и нижнимъ воздушными теченіями возникаетъ борьба, длящаяся иногда нѣсколько дней. Во время этой борьбы пассатный вѣтеръ (нижній) то поднимается до высшихъ скатовъ^горы, то оттѣсняется противопассатомъ въ болѣе низкіе слои. Направленіе верхняго обратнаго теченія воздуха точно такъ же, какъ и направленіе пассатныхъ вѣтровъ, измѣняется благодаря вращательному движенію Земли. Возвращаясь отъ экватора, верх­ нее теченіе постепенно отклоняется къ востоку и въ £ странахъ умѣреннаго пояса образуетъ юго-западный вѣтеръ. Съ перваго взгляда можно предположить, что верхнее обрат­ ное теченіе воздуха идетъ до самаго полюса въ верхнихъ обла­ стяхъ атмосферы, въ то время какъ полярный вѣтеръ, несущій холодный, болѣе плотный воздухъ, всегда дуетъ по поверхности Земли. Однако, въ дѣйствительности, верхнее теплое теченіе, по­ степенно охлаждаясь въ пространствѣ, спускается ближе къ1 по­ верхности Земли и даже достигаетъ уровня моря. Въ сѣверной ча­ сти Атлантическаго океана, между 21 и 35 градусами широты, воз­ вратный вѣтеръ встрѣчается съ теченіемъ, идущимъ отъ полюса. Поясъ, гдѣ происходитъ это столкновеніе вѣтровъ, считается внѣш­ ней границей пассатовъ; этотъ поясъ называютъ совершенно невѣрно поясомъ тропическаго безвѣтрія, хотя здѣсь и наблюдается чаще чѣмъ въ другихъ мѣстахъ полное равновѣсіе атмосферы. Однако, безвѣтріе здѣсь продолжается не болѣе одного дня въ двѣ или три недѣли. Лѣтомъ въ сѣверномъ полушаріи’противопассаты мо­ гутъ обнаружиться довольно правильнымъ образомъ даже на ши­ ротѣ Сѣверной Германіи пли Петербурга. Осенью и зимою граница теплыхъ возвратныхъ вѣтровъ отодвигается далѣе къ югу сѣвер­ ными вѣтрами. Городъ Брестъ на западѣ Франціи и затѣмъ Лис­ сабонъ остаются крайними предѣлами, гдѣ верхнее теплое теченіе спускается до Земли. Почему же верхнее теченіе спускается изъ высшихъ слоевъ атмосферы на поверхность Земли? Повидимому, главная причина этого заключается въ томъ, что оно несетъ съ собою громадное количество водяныхъ паровъ, благодаря которымъ опо дѣлается тяжелѣе, чѣмъ холодный, но сухой воздухъ, притекающій отъ полюсовъ. Вслѣдствіе своей высокой температуры, это теченіе под­ нимается сначала выше Кордильеровъ, а затѣмъ, постепенно охладив­ шись, опускается все ниже и ниже подъ тяжестью насыщающей его влаги. Вступивъ въ умѣренный поясъ, опо падаетъ па поверхность Земли, вмѣстѣ съ своими облаками и дождями, и вступаетъ въ борьбу съ полярнымъ теченіемъ. Однако, весьма часто экваторіальное воз­ душное теченіе не можетъ достигнуть поверхности земли, и тогда вѣтеръ, дующій съ сѣвера, образуетъ непрерывное течепіе отъ полюса до экватора. Но такъ продолжается недолго. Какой-нибудь толчокъ нарушаетъ установившійся порядокъ, и борьба между воздушными теченіями снова возобновляется.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 33 VI. Материковые пассаты.—Муссоны.—Годичные (этезійскіе) вѣтры. Пассатные вѣтры на материкахъ не имѣютъ такой правиль­ ности, какъ на океанѣ. На поверхности океана движущіяся массы воздуха по задерживаются никакимъ препятствіемъ; онѣ свободно распространяются до предѣловъ экваторіальнаго пояса безвѣтрія и не отклоняются отъ своего пути притяженіемъ какого-либо центра теплоты. Совершенно иное мы видимъ на материкахъ и большихъ островахъ. Здѣсь цѣпи горъ часто преграждаютъ путь воздушнымъ теченіямъ и заставляютъ ихъ измѣнять свое направленіе. Лѣса, луга, большія озера, плоскогорья, холмистыя мѣстности и большія равнины различно нагрѣваются солнцемъ, вслѣдствіе чего вѣтеръ, дующій съ сосѣднихъ морей, уклоняется отъ своего первоначаль­ наго направленія и часто раздѣляется на нѣсколько отдѣльныхъ теченій. Правда, па значительной высотѣ вѣтеръ можетъ свободно двигаться надъ горами и плоскогоріями; но ниже, по неровнымъ мѣстностямъ земной поверхности, воздушныя теченія утрачиваютъ свою правильность и здѣсь дуютъ перемѣнные, неправильные вѣтры. Пассатные вѣтры дуютъ по материкамъ на пространствахъ столь же обширныхъ, какъ и на поверхности морей. Дѣйствительно, не­ достатокъ дождя и почти полное отсутствіе древесной раститель­ ности въ обширной пустынѣ Сахарѣ служатъ доказательствомъ существованія правильнаго сѣверо-восточнаго вѣтра. Пройдя надъ высокими плоскогорьями Азіи и освободившись отъ большой части своихъ водяныхъ паровъ, это атмосферное теченіе пересѣкаетъ всю Африку отъ береговъ Нила до береговъ Нигера. На этомъ огромномъ протяженіи въ 2700 километровъ оно приноситъ дождь лишь на вершины горъ, какова, напримѣръ, Джебель-Хоггаръ,и рѣдко образуетъ хотя бы одно облачко на ясной лазури неба. На за­ падномъ краю Сахары знойный вѣтеръ, называемый гарматтаномъ, есть нс что иное, какъ сѣверо-восточный пассатъ, болѣе или менѣе отклонившійся отъ своего направленія вслѣдствіе близости моря. Около семнадцатаго градуса сѣверной широты: на южной границѣ Судана, въ воздушномъ океанѣ образуется наконецъ облако; обиль­ ные дожди питаютъ почву, и безплодіе пустыни уступаетъ мѣсто прекрасной растительности. Здѣсь кончается область постоянныхъ вѣтровъ и начинается поясъ экваторіальнаго безвѣтрія, гдѣ суще­ ствуетъ восходящее теченіе воздуха. Въ южной половинѣ Африки юго-восточные пассаты дуютъ, по свидѣтельству Ливингстона, съ полной правильностью черезъ весь материкъ, отъ устья Замбези до берега Анголы. По другую сторону Атлантическаго океана тропическія страны Южной Америки также освѣжаются постояннымъ дыханіемъ влажныхъ юго-восточныхъ вѣтровъ. Бразилія, Парагвай, значительная часть Аргентинской республики, Боливія, Перу' Гвіана и Колумбія входятъ въ эту метеорологическую область. Пассатный вѣтеръ, отклоняющійся вблизи экватора съ востока къ западу, поднимается вверхъ по долинѣ рѣки Амазонки, проника­ етъ въ ущелья Андъ и далее переходитъ черезъ эту высокую ограду горъ. Элизе Реклю. Земля. Т. 8. 3
34 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. Даже въ тѣхъ частяхъ свѣта, гдѣ пассатные вѣтры перестаютъ быть постоянными, измѣненія и уклоненія воздушныхъ теченій проявляются періодически и совершаются правильно, смотря по времени года. Среди такихъ періодическихъ вѣтровъ особенно выдѣ­ ляются такъ называемые муссоны Индіи и Аравіи, которые стали извѣстны грекамъ со временъ похода Александра Македонскаго. Арабское названіе этого вѣтра «моссимъ», или «муссимъ» озна­ чаетъ смѣну временъ года. Дѣйствительно, періодъ этихъ вѣтровъ дѣлитъ годъ па двѣ половины. Возникновеніе муссоновъ на Индій­ скомъ океанѣ и въ прилегающихъ къ нему странахъ объясняется слѣ­ дующимъ образомъ: во время сильныхъ лѣтнихъ жаровъ плоскогорья средней Азіи и даже равнины Индостана, нагрѣвающіяся гораздо силь­ нѣе моря, дѣйствуютъ какъ громадная вытяжная труба. Воздухъ, па ходящійся надъ этими странами, расширяется и поднимается вверхъ, а на его мѣсто притекаютъ съ Индійскаго океана новыя массы воздуха. Насыщенный водяными парами, поднимающимися съ Индій­ скаго океана, муссонъ заливаетъ проливными дождями все Малабарское побережье и берега полуострова, лежащаго за Гангомъ; затѣмъ муссонъ встрѣчается съ высокими Гималайскими горами и другими горными хребтами, ограничивающими съ юга плоско­ горья внутренней Азіи. Эти горы задерживаютъ волны муссона и ихъ влагу. По облакамъ муссона на склонахъ горъ можно видѣть, что онъ не поднимается выше 1500—2500 метровъ. Надъ волнами муссона, на высотѣ 4000—5000 метровъ можно замѣтить но длин­ нымъ полосамъ перистыхъ облаковъ другой великій возвратный потокъ воздуха, или противопассатъ, проходящій на такой же высотѣ и надъ Антлаптическимъ океанамъ, около Канарскихъ острововъ. Зимою въ сѣверномъ полушаріи, когда солнце болѣе согрѣваетъ южное полушаріе, муссонъ дуетъ въ обратномъ напра­ вленіи, т.-е. съ суши на море. Муссоны восточной Индіи не единственные вѣтры, нарушаю­ щіе однообразное направленіе пассатныхъ вѣтровъ. Во всѣхъ обла­ стяхъ тропическаго пояса, гдѣ берега материковъ идутъ параллель­ но экватору, вѣтры правильно чередуются вслѣдствіе того, что наибольшее нагрѣваніе и наибольшее разрѣженіе воздуха проис­ ходитъ то на сушѣ, то на морѣ. Такъ во время сильныхъ жаровъ африканскіе берега, тянущіеся отъ Бенинскаго залива къ Мысу Пальмъ, привлекаютъ муссоны Гвинейскаго залива. Эти воздушныя массы, измѣнивъ свое направленіе, уклоняются въ сѣверо-восточ­ ную сторону и быстро несутся къ великой пустынѣ Сахарѣ гдѣ раскаленная атмосфера бываетъ, обыкновенно, болѣе нагрѣта и болѣе разрѣжена, чѣмъ во всякой другой странѣ свѣта. Около января, когда въ Сахарѣ воздухъ становится холоднѣе, чѣмъ въ экваторіальныхъ моряхъ, сѣверо-восточный пассатъ беретъ пере­ вѣсъ и пересѣкаетъ всю сѣверную Африку, уклоняясь къ берегамъ южной Гвинеи. Вначалѣ весьма сильный, онъ вскрѣ ослабѣваетъ и дуетъ не болѣе двухъ или трехъ недѣль, уступая затѣмъ мѣсто морскому муссону. Воздушное теченіе, идущее изъ пустыни, постоянно несетъ съ собою бѣлую пыль, похожую на густой ту­ манъ. Это—песокъ пустыни Сахары, который въ областяхъ къ сѣверу отъ Гвинеи бываетъ почти бѣлаго цвѣта, тогда какъ пыль, подни­ маемая съ землп гарматтаномъ, имѣетъ почти кирпичный цвѣтъ.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ 35 На берегахъ Чили и Калифорніи, па островахъ Великаго океана, вокругъ Мексиканскаго залива и Антильскаго моря про­ носятся свои муссоны, приносящіе дожди. Китай и Японія лежатъ г'оже на границѣ области муссоновъ. Поэтому зимою здѣсь господ­ ствуютъ сухіе материковые вѣтры, о.ъ сѣвера и сѣверо-запада распространяющіеся до тропиковъ и приносящіе съ собою холодъ, а лѣтомъ ихъ мѣсто занимаютъ теплые и влажные морскіе вѣтры, дующіе съ юга и юго-востока. Средиземное море имѣетъ также свои муссоны, извѣстные еще древнимъ грекамъ, которые дали имъ названіе этезійскихъ вѣтровъ (сезонныхъ). Причиной этихъ вѣтровъ является пустыня Сахара Карта океаническихъ вѣтровъ, дующихъ въ іюлѣ мѣсяцѣ. Стрѣлки, указывающія направленіе вѣтровъ, наиболѣе толстыя означаютъ вѣтры наиболѣе сильные; стрѣлки тѣмъ длиннѣе, чѣмъ правильнѣе вѣтры. в Египетъ, лежащіе къ югу отъ Средиземнаго моря. Лѣтомъ песчаная почва этихъ странъ нагрѣвается и накаляетъ воздухъ, который съ силою стремится кверху и затѣмъ течетъ на сѣверъ. Вслѣдствіе этого, внизу, на поверхности Земли, появляется сильное теченіе воздуха къ югу, въ Сахару и Египетъ. Это теченіе ощущается уже въ Греціи, въ Италіи и въ Провансѣ, гдѣ вѣтеръ, дующій съ сѣвера, преобладаетъ надъ другими. Благодаря сѣвернымъ вѣ­ трамъ вся сѣверная часть Балеарскихъ острововъ, и въ особенности Минорка, сильно страдаютъ, такъ какъ сѣверный вѣтеръ задержи­ ваетъ здѣсь ростъ растительности. Сѣверный вѣтеръ господствуетъ лѣтомъ также въ Алжирѣ, Тулонѣ и Марселѣ. Зимою же, когда пески пустыни сравнительно сильно охлаждаются, въ Египтѣ дуетъ южный вѣтеръ, очень холодный, но по силѣ уступающій сѣвер­ ному вѣтру, дующему лѣтомъ. 3*
36 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. VII. Береговые вѣтры.—Горные бризы.—Солнечные вѣтры.—Мѣстные вѣтры.—Самумъ, сиронко, фёнъ, снѣжныя метели или бураны, мистраль. Кромѣ боковыхъ отклоненій, которыя происходятъ дважды въ годъ, пассатные вѣтры подвергаются еще вдоль морскихъ береговъ суточнымъ отклоненіямъ. Вся береговая линія материковъ окаймлена, такъ сказать, бахромой изъ легкихъ вѣтровъ, вызываемыхъ раз­ личіемъ температуры на поверхности суши и моря. Днемъ прибреж­ ныя мѣстности нагрѣваются гораздо быстрѣе, чѣмъ поверхность моря. Около десяти часовъ утра, послѣ нѣкотораго затишья, про­ исходитъ нарушеніе равновѣсія между воздушными массами; воз­ духъ, болѣе холодный, лежащій надъ моремъ, направляется къ сушѣ, чтобы замѣнить здѣсь нагрѣтый воздухъ, поднявшійся въ верхніе слои. Постепенно это движеніе воздуха, которое вначалѣ захватываетъ только слои воздуха около берега, сообщается всѣмъ воздушнымъ слоямъ и охватываетъ довольно обширное пространство надъ моремъ и сушей. Ночью Земля, вслѣдствіе лучеиспусканія, теряетъ значительную часть теплоты, полученную днемъ, и охлаждается больше, чѣмъ поверхность моря. Послѣ вечерняго періода затишья равновѣсіе атмосферы снова нарушается, по теперь уже вѣтеръ дуетъ въ противоположномъ направленіи, то-есть съ суши на море. Такимъ образомъ въ теченіе сутокъ береговой вѣтеръ дуетъ поочередно то съ моря на сушу, то съ суши на море, представляя явленіе, сходное съ явленіемъ прилива и отлива. Береговой вѣтеръ, дующій съ моря, носитъ названіе бриза. Береговые вѣтры, которые можно было бы назвать суточными муссонами, существуютъ совмѣстно съ пассатами и, слѣдовательно, вовлекаются въ общій круговоротъ воздушныхъ массъ. Береговые вѣтры образуются не только въ области пассатовъ пли по окраинамъ океановъ: они дуютъ всюду, гдѣ существуетъ значительная разница температуръ между сушей и водной поверхностью. Замѣчательнымъ примѣромъ этого явленія служитъ узкій бассейнъ Адріатическаго моря. Здѣсь въ ясную погоду бризъ поднимается съ середины моря и направляется съ одной стороны, къ берегамъ Италіи, а съ дру­ гой — къ островамъ и горамъ Истріи и Далмаціи. Ночью полу­ кругъ береговъ, окружающихъ воды Адріатики, возвращаетъ морю полученный имъ воздухъ, и расходящіеся токи воздуха, шедшіе днемъ съ моря, смѣняются волною сходящихся воздушныхъ теченій, собирающихся въ срединѣ моря, какъ въ общемъ фокусѣ. Въ свою очередь, горы имѣютъ также свою систему періоди­ ческихъ бризовъ, чередующихся съ такою же правильностью, какъ и береговые вѣтры океана. Днемъ, особенно лѣтомъ, когда вершины горъ сильно нагрѣваются и получаютъ значительное количество тепла, воздухъ на высотахъ расширяется и поднимается вверхъ; на его мѣсто изъ долинъ и ущелій поднимается болѣе плотный воздухъ, такъ что на склонахъ горъ образуется днемъ восхо­ дящій воздушный токъ. Ночью происходитъ обратное явленіе: высокія горныя вершины быстро охлаждаются послѣ захода солн­ ца, тогда какъ въ долинахъ воздухъ долго еще не остываетъ; благодаря этому болѣе холодный воздухъ съ вершинъ спускается
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 37 въ долины и равнины, окружающія горы. Какъ па примѣръ гор­ ныхъ вѣтровъ, называемыхъ также бризами, мы можемъ указать на воздушныя теченія въ долинахъ Савойи. Одно изъ этихъ теченій движется по долинамъ Лрвы отъ Женевы къ Моблану, второе идетъ въ долинѣ рѣки Изера, а третье поперемѣнно то поднимается, то спускается по всей долинѣ Арка къ Монъ-Сепису и къ Изеранскому ущелью. Обыкновенно восходящій вѣтеръ начинается около десяти часовъ утра, а нисходящее теченіе съ горъ начинаются съ десяти часовъ вечера. Въ нѣкоторыхъ странахъ существуютъ свои мѣстныя системы вѣтровъ, которые происходятъ, прежде всего, отъ неравномѣрнаго распредѣленія тепла. Таковъ «памперо» въ Аргентинской республи­ кѣ, спускающійся съ Андъ на пампасы; таковъ «хамсинъ» въ Егип­ тѣ и таково, въ особенности, воздушное теченіе, которому въ Сахарѣ1 даютъ имя «самума», отравленнаго. Какъ только этотъ вѣтеръ начинаетъ дуть, путнику становится крайне трудно дышать; воз­ духъ становится сухимъ и жгучимъ, какъ будто онъ выходитъ изъ жерла раскаленной печи. Температура поднимается до 45 и даже до 56 градусовъ; солнце заволакивается облаками, и всѣ предметы принимаютъ фіолетовый или темно-красный оттѣнокъ; воздухъ наполняется пылью, проникающей всюду. Чтобы не задохнуться въ этомъ воздухѣ, люди обертываютъ себѣ лицо одеждой, а вер­ блюды прячутъ голову въ песокъ. Самумъ, дующій подъ рядъ нѣсколько дней, является самымъ страшнымъ врагомъ путешествен­ никовъ, переходящихъ песчаныя пустыни Аравіи и Африки. Отъ этого вѣтра иногда погибаютъ цѣлые караваны, состоящіе изъ де­ сятковъ верблюдовъ и сотенъ людей. Въ Сициліи и въ южной Италіи дуетъ иногда теплый южный вѣтеръ, который считается родомъ самума и насыщается влагой, проходя черезъ Средиземное море; это — сирокко; обыкновенно сирокко движется медленно, и его порывы прерываются удушли­ выми затишьями. Въ это время густой туманъ застилаетъ небо­ склонъ, и солнце скрывается за покровомъ бѣловатыхъ обла­ ковъ. Подъ раздражающимъ вліяніемъ этого южнаго вѣтра вся­ кая работа становится тяжелой, тѣмъ не менѣе, сирокко не приноситъ съ собою страшныхъ явленій, которыя сопровождаютъ самумъ. Въ Швейцарскихъ Альпахъ иногда дуетъ южный вѣтеръ, дѣй­ ствіе котораго на человѣка сходно съ дѣйствіемъ сирокко; этотъ вѣтеръ извѣстенъ подъ названіемъ фёна. Отличительнымъ призна­ комъ этого вѣтра является тяжелый зной. Подъ дыханіемъ фёна растапливаются моментально цѣлые пласты снѣга и льда. Откуда же происходитъ это теченіе? Начинается ли опо въ Сахарѣ, или же это просто противопассатный вѣтеръ, спустившійся съ высотъ ат­ мосферы? На эти вопросы не можетъ быть еще достовѣрпыхъ отвѣ­ товъ, такъ какъ метеорологи до сихъ поръ не пришли еще къ согла­ шенію въ томъ, какого рода вѣтрамъ слѣдуетъ присвоить названіе фёна. Распространеніе фёна по Швейцаріи ограничено; на западѣ оно не переходитъ за Юрскія горы, а па востокѣ Блуденцъ въ Форарльбергѣ представляетъ, повидимому, единственное мѣсто, гдѣ ■фёнъ является со всѣми настоящими признаками. Въ долинѣ рѣки Изера наблюдается также своего рода сирокко, спускающійся
38 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. въ равнины съ высоты ущелій боковыхъ отроговъ Альпъ. Въ Пиренеяхъ есть также свой фёнъ. Нѣкоторые бурные вѣтры западной Сибири и южной Россіи, бураны и мятели, вздымающіе снѣгъ и песокъ, страшныя вьюги въ горахъ и на равнинахъ могутъ быть вызваны самыми различ­ ными вѣтрами, дующими съ той или съ другой стороны горизонта. Ужасно быть застигнутымъ какимъ-либо изъ этихъ воздушныхъ явленій. Зимою бѣлыя снѣжныя массы, разносимыя сильными поры­ вами вѣтра, заносятъ все, что встрѣчается на пути. Несчастные, затерявшіеся въ такой бурѣ, не видятъ ни дороги подъ ногами, ни какого бы то ни было предмета кругомъ себя. Оглушаемые шумомъ бурана, ослѣпляемые тучами мелкаго снѣга, хлещущаго имъ въ лицо, застывая отъ холода, путники вскорѣ сбиваются съ пути и теряютъ всѣ свои силы. Сотни труповъ людей и лошадей, павшихъ въ разныхъ мѣстахъ горныхъ ущелій въ Каракорумѣ и Гималаяхъ, напоминаютъ о снѣжныхъ мятеляхъ, свирѣпствовавшихъ на этихъ горахъ. Случаи такого же рода весьма часты и на плоскогорьяхъ. Аидъ въ Чили, Боливіи и Перу. Когда мѣсто убѣжища находится далеко и «парамо» разбушуется, то всякая надежда на спасеніе потеряна, и караваны скоро неминуемо гибнутъ подъ снѣгомъ. Даже въ Пиренеяхъ и Альпахъ, въ наиболѣе посѣщаемыхъ ущель­ яхъ, гдѣ устроены пріюты для спасенія путниковъ отъ снѣжныхъ бурь, все-таки ежегодно гибнутъ отъ такихъ бурь нѣсколько чело­ вѣкъ Мѣстностямъ на югѣ Франціи приходится испытывать также дѣйствіе вѣтра, являющагося настоящимъ бичомъ. Это—сѣверозападный вѣтеръ, которому народъ далъ названіе мистраля, что означаетъ владыка, или главный. Это воздушное теченіе по спра­ ведливости заслужило свое названіе; оно обладаетъ страшной силой и достигаетъ почти быстроты урагана. Галлы ронской долины видѣли въ немъ самаго страшнаго изъ своихъ боговъ, воздвигали ему' алтари и приносили жертвы. Кимвры, привлеченные богатыми рав­ нинами юга, бѣжали передъ нимъ, какъ отъ непріятельскаго войска. Мистраль особенно чувствителенъ зимою и весною, когда Севепны, покрытыя снѣгомъ, сравнительно сильно охлаждаются, а морскіе берега продолжаютъ ежедневно нагрѣваться солнечными лучами. Тогда воздушныя массы катятся потоками съ вершины горъ къ бе­ регу моря. Лѣтомъ различіе температуры между морскими берегами и высотами Севепнъ менѣе значительно; въ теченіе этого времени года и мистраль менѣе силенъ или прекращается совсѣмъ. Въ различныхъ мѣстностяхъ побережья Испаніи, Италіи, Ил­ лиріи, Греціи и Малой Азіи, вѣтры того же рода, какъ и мистраль, но извѣстные подъ другими именами, также спускаются съ вершинъ прибрежныхъ горъ. Напримѣръ, во впадинѣ, открывающейся между Корбьерами и Черной горой, по праву пользуется страшной славой вѣтеръ «серъ». Въ восточныхъ департаментахъ Франціи свирѣпымъ вѣтромъ является базъ, который дуетъ почти прямо съ Сѣвернаго моря. На побережья Адріатическаго моря бизъ извѣстенъ подъ названіемъ боры; здѣсь онъ бываетъ настолько силенъ, что опроки­ дываетъ кареты съ лошадьми и срываетъ крыши съ домовъ. Въ. Испаніи тотъ же самый вѣтеръ, являющійся для этой страны сѣ­ веро-восточнымъ, ноептъ названіе галъего.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 39 VIII. Поясы перемѣнныхъ вѣтровъ.—Борьба противоположныхъ воздушныхъ теченій.—Сред­ нее направленіе вѣтровъ.—Опредѣленіе силы вѣтра.—Законъ вращенія вѣтровъ. За измѣнчивыми предѣлами области пассатныхъ вѣтровъ въ обоихъ полушаріяхъ начинаются пояса перемѣнныхъ вѣтровъ. Въ этихъ областяхъ воздушныя массы движутся то въ одномъ, то въ другомъ направленіи, повидимому, не подчиняясь никакому закону. Иногда одинъ и тотъ же вѣтеръ постоянно дуетъ вт> про­ долженіе нѣсколькихъ дней и даже недѣль съ одной стороны го­ ризонта; иногда же слѣдующіе другъ за другомъ вѣтры въ нѣ­ сколько часовъ обходятъ весь горизонтъ. Такому безпорядочному теченію воздуха въ Европѣ и въ дру­ гихъ странахъ, лежащихъ внѣ предѣловъ пассатныхъ вѣтровъ, способствуютъ, главнымъ образомъ, выступы материковаго рельефа. Главныя воздушныя теченія, проходя надъ цѣпями горъ, утрачи­ ваютъ свою правильность. Послѣдовательные порывы вѣтра должны быть 'Гѣмъ менѣе ровны, чѣмъ менѣе гладка поверхность суши, черезъ которую проносятся вѣтры. Тотъ же самый воздушный слой, который движется надъ морями плавно и ровно, подобно громадной рѣкѣ, отклоняется отъ своего правильнаго хода, какъ только онъ проносится надъ неровной сушей. У подножія большихъ горъ Швейцаріи, въ особенности въ окрестностяхъ Женевы, гдѣ мѣстность весьма холмиста, сила вѣтра можетъ утраиваться. Въ высокихъ ущельяхъ Альпъ часто случается, даже во время сильнѣйшихъ бурь, что въ атмосферѣ временами наступаетъ совершенное затишье. Яростные порывы разбушевавшагося воздуха смѣняются на минуту покоемъ. Это происходитъ оттого, что атмосферныя теченія, подобно теченіямъ океана, не направляются неизмѣнно къ одному и тому же мѣсту горизонта, а перемѣщаются послѣдовательными уклоне­ ніями то вправо, то влѣво отъ оси своего движенія. Даже въ мѣстностяхъ сравнительно съ ровной поверхностью и въ равнинахъ, усѣянныхъ домами и лѣсами, вѣтеръ не проно­ сится такъ же ровно, какъ надъ моремъ; онъ движется послѣдова­ тельными порывами, изъ которыхъ каждый служитъ выраженіемъ побѣды, одержанной атмосфернымъ теченіемъ надт> какимъ-нибудь препятствіемъ па равнинѣ. У поверхности почвы напряженіе вѣтра бываетъ перемежающимся, но въ атмосферныхъ высотахъ воздушное теченіе движется почти всегда ровно п плавно, какъ теченіе рѣки. Внезапные шквалы въ нижнихъ слояхъ воздушнаго океана предста­ вляютъ лишь второстепенныя явленія; безпорядокъ, съ какимъ, повидимому, дуютъ перемежающіеся вѣтры, скорѣе кажущійся, чѣмъ дѣйствительный. На самомъ дѣлѣ, хотя вѣтеръ и дуетъ въ умѣренныхъ странахъ со всѣхъ сторонъ горизонта, въ умѣренныхъ поясахъ существуетъ только два воздушныхъ теченія — одно при­ текающее отъ йолюса для замѣщенія поднявшагося вверхъ теплаго воздуха и другое — отливающее отъ экватора вьппе слоевъ пас сатпыхъ вѣтровъ. Въ сѣверномъ полушаріи эти два теченія идутъ одно съ сѣвера, другое съ юга. Однако, вслѣдствіе вращенія Земли, направленіе ихъ постепенно измѣняется по мѣрѣ того, какъ они
40 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. удаляются отъ точки своего исхода. Сѣверный вѣтеръ превра­ щается въ сѣверо-восточный, а южный — въ юго-западный. Эти два главныхъ воздушныхъ потока оспариваютъ постоянно другъ у друга поверхность каждаго полушарія между полюсомъ и тропикомъ. Обыкновенно все это пространство раздѣлено на об­ ширныя косыя полосы, составленныя изъ воздушныхъ массъ, дви­ жущихся въ противоположныхъ направленіяхъ, — однѣ отъ полюса, а другія отъ экваторіальныхъ областей. Эти полосы перемѣщаются по окружности земного шара и на одномъ и томъ же пространствѣ получаетъ преобладаніе то полярный, то тропическій вѣтеръ. Однако, между этими атмосферными теченіями всегда суще­ ствуетъ извѣстное уравновѣшеніе: вѣ­ теръ, ослабленный или отодвинутый на­ задъ въ одномъ мѣстѣ, тотчасъ же беретъ перевѣсъ въ другомъ. Пока происходитъ борьба между этими двумя главными воз­ душными теченіями, случайныя столкно­ венія второстепенныхъ воздушныхъ волнъ и постепенный перевѣсъ одного изъ глав­ ныхъ теченій вызываютъ измѣненіе на нѣсколько часовъ или дней обычнаго хода воздушныхъ теченій въ данной мѣст­ ности. Отъ этой встрѣчи двухъ главныхъ воздушныхъ теченій и происходитъ види­ мая неправильность перемѣнныхъ вѣ­ тровъ. Надъ .океаномъ атмосферныя теченія, направляющіяся отъ экватора, естественно отклоняются къ востоку; вслѣдствіе этого, большая часть вѣтровъ, дующихъ на за­ падныхъ берегахъ, беретъ начало на за­ падѣ. Такъ, напримѣръ, въ Калифорніи и Орегонѣ юго-западные вѣтры бываютъ господствующими; имъ приходится лишь нѣсколько уклоняться къ сѣверу вслѣд­ Изображеніе флюгера для опре­ дѣленія направленія вѣтра. ствіе общаго направленія береговыхъ гор­ ныхъ хребтовъ; между тѣмъ, въ южной части Аляски кажется,, будто вѣтры дуютъ съ востока. На берегахъ Атлантическаго океана во Франціи преобладаетъ также югозападный вѣтеръ, который господствуетъ во всей Европѣ. Въ пашемъ полушаріи господствующіе вѣтры дуютъ въ двухъ главныхъ направленіяхъ. Иногда преобладаетъ юго-западное, а иногда сѣверо-восточное. Первое несетъ съ собою тепло и влагу, а послѣднее—холодъ и сушь. На растительность они вліяютъ совер­ шенно противоположнымъ образомъ, и урожай вполнѣ зависитъ отъ времени и продолжительности господства каждаго изъ этихъ тече­ ній. Всѣ остальные вѣтры въ Европѣ происходятъ изъ этихъ двухъ главныхъ теченій. * Для того, чтобы опредѣлить направленіе вѣтра пользуются флюгеромъ. Флюгеръ устанавливается на высокомъ шестѣ на крышѣ зданія или на открытомъ мѣстѣ. Подъ флюгеромъ укрѣпляется
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ И ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 41 крестовина съ указаніемъ странъ горизонта; стержень съ буквой N указываетъ на сѣверъ. Флюгеръ всегда устанавливается самъ собою противъ вѣтра и сравнивая его положеніе съ положеніемъ стержней, обозначающихъ страны горизонта, мы можемъ опредѣ­ лить какой въ данный моментъ дуетъ вѣтеръ. Четыре главныхъ на­ правленія вѣтра обозначаютъ, согласно постановленію междуна­ роднаго конгресса въ Вѣнѣ 1873 г., буквами N—-сѣверный, Ё— восточный, й — южный, ЛѴ — западный. Для того, чтобы опредѣлить господствующее направленіе вѣ­ тровъ въ данной странѣ, сосчитываютъ обыкновенно число дней, въ которые дулъ ка­ ждый вѣтеръ, и за­ тѣмъ берутъ отно­ шеніе этого числа ко сту или тысячѣ. Предположимъ, на­ примѣръ, что въ данной странѣ того западный вѣтеръ дулъ 91 день въ го­ ду; это составляетъ ровно четверть года и потому частоту появленія юго - за­ паднаго вѣтра мы можемъ обозначить дробью 0,250. Обо­ значивъ такимъобразомъ всѣ бывшіе въ Средняя годовая роза вѣтровъ въ Россіи. Изъ этой діа­ году вѣтры мы полу­ граммы видно, что въ Россіи господствующими вѣтрами чимъ сравнительную являются сѣверо-западный, западный и сѣверо-восточный. таблицу вѣтровъ. Согласно такимъ вычисленіямъ мы можемъ легко видѣть какой вѣтеръ въ данной странѣ является преобладающимъ. Вотъ, напри­ мѣръ, сравнительная таблица частоты различныхъ вѣтровъ въ нѣко­ торыхъ европейскихъ странахъ: NW Е. ЙЕ. Вѣтры. й. Й\Ѵ. N. КТЕ. 110 76 117 192 155 140 84 Франція 126 120 99 225 171 81 111 Англія 82 111 198 131 87 97 84 98 119 185 Германія 84 130 98 143 166 192 191 Россія 99 102 104 80 110 128 210 159 і 196 Швеція Для большей наглядности частоту и направленіе вѣтровъ выражаютъ обыкновенно въ діаграммахъ, въ видѣ такъ называемой «розы вѣтровъ». Эта роза вѣтровъ для каждой мѣстности чертится слѣдующимъ образомъ: обозначивъ на бумагѣ центральную точку, откладываютъ отъ нея по всѣмъ главнымъ румбамъ линіи, пропорці­ ональныя по своей длинѣ числу дней, въ теченіе которыхъ дулъ данный вѣтеръ. Когда мы отложимъ линіи всѣхъ вѣтровъ, дувшихъ въ этой мѣстности, то мы получимъ рядъ линій неодинаковой длины, расходящихся въ разныя стороны. Если окончанія этихъ линій
42 ЭЛИЗЕ Р Е К Л ІО. соединить другъ съ другомъ линіями, то получится неправильная многоугольная фигура, смотря на которую легко можно сказать, какіе вѣтры преобладаютъ въ данной мѣстности. Вѣтры движутся впередъ съ различной скоростью. Скорость вѣтра опредѣляется числомъ метровъ въ секунду; для измѣренія этой скорости употребляются особые приборы, называемые анемометрами. Наиболѣе удобнымъ и употребительнымъ изъ анемометровъ счи­ тается анемометръ Робинзона. Этотъ аппаратъ состоитъ из ь вертикаль­ наго стержня, па верхнемъ концѣ котораго свободно вращается равноконечный крестъ, на копцахъ котораго надѣты четыре полыя полушарія, обращенныя выпуклой по­ верхностью въ одну сторону. Откуда бы пи дулъ вѣтеръ, дѣйствіе его на вогну­ тую поверхность чашекъ будетъ сильнѣе, чѣмъ на выпуклую и поэтому анемометръ будетъ всегда вращаться въ одну сто­ рону. Внизу вертикальнаго стержня на­ рѣзывается безконечный винтъ, который приводитъ въ движеніе систему зубча­ тыхъ колесъ, устроенную такъ, что при полномъ оборотѣ предыдущаго колесика слѣдующее за нимъ передвинется на одинъ зубецъ. Такимъ образомъ, полный оборотъ перваго зубчатаго колеса соотвѣтствуетъ. 100 оборотамъ самого креста съ чашками. Число сдѣланныхъ анемометромъ оборо­ товъ записывается обыкновенію автомати­ ческимъ счетчикомъ, изъ показаній ко­ тораго легко вычислить, сколько киломе­ тровъ проходитъ вѣтеръ въ извѣстную единицу времени, напримѣръ,въ секунду. Силу вѣтра обыкновенно обозначаютъ условно цифрами по такъ называемой ска­ лѣ Бофорта. По этой скалѣ сила вѣтра обо­ значается цифрами отъ 0 до 12. Помѣ­ щаемая здѣсь таблица даетъ возможность, Анемометръ по системѣ Ро­ сравнить эту скалу со скоростью вѣтра бинзона . въ секунду. Сила вѣтра по скйлѣ Бофорта. 0. 1. 2. 3 4. 5. 6. 7. 8. Скорость вѣтра, въ метрахъ въ секунду. Совершенная тишина. Штиль Очень слабый вѣтеръ 1,7 Дымъ идетъ почти отвѣсно. Легкій вѣтеръ 3,1 Колебаніе легкихъ предметовъ. Слабый вѣтеръ 4,8 Колебаніе листьевъ па деревѣ. Умѣренный вѣтеръ 6,7 Колебаніе вѣтвей па деревьяхъ. Свѣжій вѣтеръ 8,8 Слышенъ шумъ вѣтра. Сильный вѣтеръ 10.7 Шумъ вѣтра усиливается. — 12,9 Въ стоячей водѣ образуются волны, качаются деревья. Бурный вѣтеръ 15,4 Идущій человѣкъ съ трудомъ удерживается па ногахъ.
ВОЗДУШНЫЙ ОКЕАНЪ Полная буря Сильная буря Тяжелая буря Ураганъ ЕГО ТЕЧЕНІЯ. 43 Скорость вѣтра въ метрахъ въ секунду. Сила вѣтра по скАлѣ Бофорта. 9. 10. 11. 12. И 18,0 21,0 — — Срываніе крышъ. Вырываются деревья Разрушеніе домовъ. Сильныя опустошенія. Уже много вѣковъ тому назадъ наблюдатели установили, что въ сѣверномъ полушаріи смѣна въ направленіи вѣтровъ совер­ шается обыкновенно отъ юго-запада къ сѣверо-востоку черезъ западъ и сѣверъ, и отъ сѣверо-востока къ юго-западу черезъ востокъ и югъ. Это вращательное движеніе, подобное кажущемуся движенію солнца, замѣчено было еще Аристотелемъ, который говоритъ въ своей «Метеорологіи»: «Когда одинъ вѣтеръ прекращается, уступая мѣсто другому, то эта перемѣна происходитъ сообразно движенію солнца». Это метеорологическое явленіе признано новѣйшими уче ними несомнѣннымъ, такъ что метеорологи Дове и Бейсъ-Балло попробовали даже формулировать его какъ метеорологическій закопъ. Законъ Бейсъ-Балло выраженъ такъ: воздухъ, направляю­ щійся изъ мѣстъ съ болѣе высокимъ давленіемъ въ мѣста съ болѣе низкимъ давленіемъ, отклоняется въ сѣверномъ полушаріи вправо, а въ южномъ — влѣво. Слѣдовательно, если наблюдатель въ на­ шемъ полушаріи станетъ такъ, чтобы вѣтеръ дулъ въ спину, то область слабаго барометрическаго давленія будетъ находиться влѣво отъ него, немного впереди, а область высокаго давленія— направо, немного позади. «Законъ вращенія вѣтровъ», формулированный Дове, выра­ жается такъ: «направленіе вѣтра въ данномъ мѣстѣ чередуется въ слѣдующемъ порядкѣ: сѣверъ, сѣверо-востокъ, востокъ, юговостокъ, югъ, юго-западъ, западъ, сѣверо-западъ» Этотъ законъ представляетъ лишь частный случай вышеупомянутаго общаго закона движенія вѣтровъ и справедливъ только при опредѣленныхъ поло­ женіяхъ. Однако, и общій законъ движенія вѣтровъ, формулиро­ ванный Бейсъ-Балло, позволяетъ судить по изобарометрическимъ линіямъ лишь о направленіи и распредѣленіи вѣтровъ па земной поверхности, но онъ не даетъ никакихъ указаній относительно силы вѣтра. Въ этомъ отношеніи американскій метеорологъ Стефенсонъ предложилъ свой законъ, согласно которому мы можемъ по изоба­ рамъ опредѣлить приблизительную силу вѣтра. Этотъ законъ кратко выражается такъ: «если разница въ давленіи воздуха на одномъ и томъ же разстояніи больше, то вѣтеръ здѣсь сильнѣе» Такимъ образомъ, смотря на керту изобаръ, мы безошибочно можемъ сказать, что гдѣ изобары лежатъ наиболѣе близко другъ къ другу, тамъ и сила вѣтра является наибольшей, тамъ же гдѣ изобары лежатъ па большомъ разстояніи другъ отъ друга, скорость вѣтра незначительна, такъ какъ разница въ давленіи воздуха здѣсь наблю­ дается на большемъ разстояніи. Эти общіе метеорологическіе законы являются первыми попытками къ уясненію воздушныхъ теченій*.
Кучевыя облака па вечернемъ небѣ. ОБЛАКА и ДОЖДИ. і. Водяные пары въ атмосферѣ. — Влажность воздуха. — Абсолютная влажность. и относительная Воздухъ, непрерывно перемѣщающійся па поверхности Земли, служитъ въ то же время великимъ факторомъ въ распредѣленіи па Землѣ водяныхъ паровъ. Благодаря постоянному обмѣну, суще­ ствующему между всѣми слоями атмосферы, отъ одного полюса до другого, вода, испаряющаяся изъ океановъ, морей, рѣкъ и озеръ, поднимсясь въ видѣ пара въ воздухъ, разносится во всѣ страны земного піара. Въ то время какъ водный океанъ омываетъ лишь нѣкоторую часть Земли, воздушный океанъ, содержа въ себѣ гро­ мадное количество воды, распредѣляетъ ее надъ всею поверхностью нашей планеты. Надъ всякою водной поверхностью и даже надъ льдомъ всегда образуется паръ, если только воздухъ не «насыщенъ» влагой, тоесть если онъ не содержитъ въ себѣ именно то количество водяныхъ паровъ, которое онъ можетъ содержать. Этотъ предѣлъ насыщенія измѣняется съ температурой воздуха. Такъ, при 20° ниже нуля, одинъ кубическій метръ воздуха, вѣсящій самъ по себѣ около ІЗОО граммовъ, не можетъ содержать болѣе одного грамма водяного пара. При температурѣ тающаго льда опт. можетъ поглотить болѣе пяти граммовъ. Отъ 10 до 30 градусовъ тепла число граммовъ погло­ щаемыхъ воздухомъ пароръ почти равно температурѣ воздуха, т.-е.
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 45 кубическій метръ воздуха, имѣющій, напримѣръ, двадцать гра­ дусовъ тепла, можетъ поглотить приблизительно 20 граммовъ пара и т. д. Выше температуры въ 30 градусовъ способность воздуха къ поглощенію водяныхъ паровъ возрастаетъ гораздо быстрѣе. При температурѣ въ сто градусовъ воздухъ можетъ поглотить объемъ пара, равный своему собственному объему; при этой температурѣ упругость воды становится равной упругости воздуха и происходитъ явленіе кипѣнія воды, т.-е. образующій­ ся паръ поднимаетъ весь воздушный столбъ, находящійся надъ нимъ. * Такимъ образомъ, благодаря различ­ ной температурѣ воздуха, количество во­ дяного пара въ атмосферѣ можетъ быть очень различно. Такъ какъ верхніе слои воздуха, а зимою и нижніе имѣютъ температуру ниже пуля, то вода въ атмосферѣ можетъ одновременно нахо­ диться въ трехъ состояніяхъ: въ твердомъ (снѣгъ), въ жидкомъ и газообразномъ (паръ). Количество водяныхъ паровъ въ нѣкоторой массѣ воздуха (наир., въ кубич. метрѣ) называется влажностью воз­ духа. Для опредѣленія этой влажпости употребляютъ особые приборы, называемые гигрометрами (влагоизмѣрителями). Самый простой изъ нихъ изобрѣтенъ швейцар­ скимъ ученымъ Соссюромъ и состоитъ изъ волоска. Какъ извѣстно, человѣ­ ческій волосъ обладаетъ способностью по­ глощать воду и набухать въ сыромъ воздухѣ, отчего онъ становится длиннѣе. Въ гигрометрѣ одинъ конецъ волоса Гигрометръ для опредѣленія укрѣпляютъ въ верхней части рамки аппа­ влажности воздуха. Человѣче­ рата, а пижпій копецъ перекидывается скій волосъ прикрѣпленъ къ рамки винтомъ, а внизу черезъ небольшой блокъ и натягивается верху проходитъ черезъ блокъ и на­ маленькой гирькой. Къ блоку прикрѣ­ тянутъ гирькой. Къ блоку пляется стрѣлка, которая при увеличеніи прикрѣплена стрѣлка; при уве­ влажности въ воздухѣ, т.-е. когда волосъ личеніи влажности воздуха волосъ удлиняется, и стрѣлка удлиняется, движется вправо, а при умень­ ДЕижется вправо; при умень­ шеніи влажности—влѣво. Противъ стрѣлки шеніи влажности стрѣлка дви­ помѣщаютъ пластинку въ видѣ дуги, на жется влѣво. которой наносятъ дѣленія. На одномъ концѣ дуги, гдѣ стрѣлка останавливается тогда, когда воздухъ насыщенъ парами воды, ставятъ цифру 100, а на томъ, гдѣ стрѣлка останавливается, когда воздухъ совершенно сухъ, ставятъ О; за­ тѣмъ все пространство отъ нуля до ста дѣлятъ на сто равныхъ частей; къ аппарату прикрѣпляется термометръ. Несмотря на тщательность устройства аппаратъ этотъ не можетъ, однако, дать очень точныхъ показаній, а потому па обсерваторіяхъ употребляютъ гигрометры другого устройства. Наиболѣе употреби­ тельнымъ изъ такихъ приборовъ является такъ называемый пси­ хрометръ. Опт состоитъ изъ двухъ одинаковыхъ термометровъ, при-
46 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. крѣпленныхъ къ одному и тому же штативу. Шарикъ съ ртутью у одного термометра завертывается въ кусокъ тонкаго батиста, одинъ конецъ котораго опущенъ въ стаканчикъ съ водой. Съ влаж­ наго батиста вода постепенно испаряется, а тгкъ какъ для йена репія воды необходима теплота, то она отбирается изъ воздуха около завязаннаго термометра, и поэтому ртуть въ завязанномъ термометрѣ падаетъ, между тѣмъ находящійся рядомъ свободный термометръ будетъ показывать настоящую темпертуру воздуха. Чѣмъ больше будетъ разница между показаніями двухъ термо­ метровъ, тѣмъ суше воздухъ. Для вычисленія влажности воздуха пользуются особым) психрометрическими таблицами; эти таблицы составлены такъ, что по нимъ, сравнивая температуры сухого и смоченнаго термометровъ, можно сразу безъ всякихъ вычисленій узнать влажность воздуха. * Количество водяныхъ паровъ увеличивается въ атмосферѣ сообразно повышенію температуры. Тотъ предѣлъ, когда при дан­ ной температурѣ воздухъ вполнѣ насыщенъ нарами и не можетъ болѣе поглощать ихъ, называется точкой росы, такъ какъ при этомъ предѣлѣ при малѣйшемъ пониженіи температуры излишекъ водяного пара начинаетъ выдѣляться въ видѣ капелекъ и осаждаться на поверхности растеній. Однако одинаковое увеличеніе температуры надъ двумя вод­ ными поверхностями не имѣетъ неизбѣжнымъ послѣдствіемъ обра­ зованіе одного и того же количества пара; подвижность воздуха является также однимъ изъ самыхъ важныхъ условій, способствую­ щихъ испаренію. Дѣйствительно, если бы атмосфера была все время неподвижна, то ея части, лежащія надъ водою, скоро насы­ тились бы влажностью и перестали бы поглощать водяной паръ. Но такъ какъ въ атмосферѣ существуютъ теченія, и воздушный слой, уже насыщенный паромъ, уносится вѣтромъ, то замѣнившій его новый слой сухого воздуха, въ свою очередь, впитываетъ въ себя извѣстное количество влаги. Слои воздуха, слѣдующіе за этимъ слоемъ, насыщаются въ свою очередь, и испареніе, такимъ образомъ, будетъ нтти тѣмъ быстрѣе, чѣмъ сильнѣе будетъ воз­ душное теченіе. Извѣстію, съ какой быстротой сухіе вѣтры вы­ сушиваютъ поля и влажныя дороги. При видѣ того, какъ быстро исчезаетъ вода въ лужахъ, можно сказать, что эти вѣтры высасы­ ваютъ влагу изъ почвы. Способствуя испаренію воды изъ морей и изъ сырыхъ мѣстъ материковъ, вѣтры переносятъ водяные пары въ различныя страны, такъ что нигдѣ, даже на разстояніи нѣсколькихъ тысячъ километ­ ровъ отъ океана, воздухъ не бываетъ совершенно лишенъ влаж­ ности. Легко понять, однако, что количество паровъ распредѣляет­ ся въ воздухѣ не вполнѣ однообразно. Надъ моремъ количество паровъ въ атмосферѣ уменьшается довольно правильно по направле­ нію отъ экватора къ полюсамъ. Внутри же материковъ, гдѣ го­ сподствуютъ перемѣнные вѣтры, количество паровъ въ воздухѣ весь­ ма неравномѣрно. Въ то время какъ надъ Англіей и Ирландіей воздухъ почти всегда насыщенъ парами, въ степяхъ внутренней Азіи онъ весьма сухъ и содержитъ, обыкновенно, лишь 15—20% того количества паровъ, которое онъ могъ бы поглотить. Въ сред­ немъ, атмосфера материковъ содержитъ три нятыхъ части влажности.
ОБЛАКА И 47 ДОЖДИ. которую она могла бы поглотить, если бы была вполнѣ насыщена на всемъ своемъ протяженіи1). Это такое отношеніе, какое заранѣе можно было предвидѣть при сравненіи поверхности океановъ съ поверхностью суши. Точка насыщенія воздуха парами измѣняется въ каждой странѣ и въ каждое время года сообразно пониженію или повышенію температуры. То же количество в.тажпости, которое зимою вполнѣ и сыщаотъ холодный воздухъ, было бь слишкомъ незначительно для нагрѣтой лѣтней атмосферы. Весьма важно поэтому ясно отличать абсолютную влажность воздуха отъ влажности относительной. Абсолютная влажность выражаетъ лишь количество водяныхъ паровъ въ нѣкоторой массѣ воз­ духа, напр., въ кубическомъ метрѣ, а относительная ! влажность показываетъ влажность воздуха по отно­ шенію къ предѣльному насыщенію соотвѣтственно его температурѣ. Относительную влажность называютъ также недостаткомъ насыщенія, такъ какъ она указы­ ваетъ сколько нужно было бы при данной температурѣ еще паровъ для полнаго насыщенія воздуха. Если воздухъ насыщенъ паромъ, какъ при туманѣ, и не І| можетъ болѣе поглощать паръ, то говорятъ, что отно­ сительная влажность равна 100. Относительная влаж­ ность воздуха въ среднемъ возрастаетъ отъ экватора къ полюсамъ, тогда какъ абсолютная влажность.то-есть содержаніе водныхъ Психрометръ Асмапаровъ въ единицѣ воздуха, возра­ на. Налѣво и на­ видны шка­ стаетъ отъ полюсовъ къ экватору. право лы двухъ термо­ Абсолютная влажность воздуха можетъ метровъ, лѣвый су­ возрастать постепенно, съ повышеніемъ хой, правый смо­ температуры тогда какъ относительная ченный; шарики этихъ термоме­ влажность можетъ въ это время умень­ тровъ находятся въ двухъ трубшаться,и, хотя, при этомъ воздухъ бу­ кахъ. Наверху въ круглой части детъ содержать все увеличивающееся прибора помѣщенъ вентиляторъ, относительное количество водяныхъ па­ который быстро просасываетъ воз­ духъ по трубкамъ. ровъ, онъ, тѣмъ не менѣе,будетъ казаті ся намъ все болѣе и болѣе сухимъ. Здѣсь слѣдуетъ добавить, что въ дѣйствительности колебаніе влаж­ ности осложняется еще другими обстоятельствами. Всякое измѣненіе температуры, всякая перемѣна вѣтра, измѣняетъ количество водя­ ныхъ паровъ въ воздухѣ; сухость, сырость и насыщеніе быстро смѣняются и иногда въ одинъ и тотъ же день то идетъ дождь, то устанавливается ясная погода. II. Образованіе тумановъ и облаковъ. — Высота облаковъ.— Различные волановъ. виды и форма Когда масса влажнаго воздуха, прилегающаго къ землѣ, пере­ ходитъ за предѣлъ насыщенія, то часть водяного пара тотчасъ же сгущается въ крошечныя бѣловатыя капли воды; милліарды і) Saigey. Petite physique du Globe.
48 ЭЛИЗЕ Р Е К Л ІО. такихъ капель образуютъ на поверхности Земли такъ называемый туманъ. Туманы — это облака, еще не удалившіяся отъ Земли и ползущія по равнинамъ и по склонамъ горъ. Но, хотя между туманомъ и облакомъ и нѣтъ существеннаго различія, они отли­ чаются все-таки другъ отъ друга тѣмъ, что тумаиъ есть облако без­ форменное и остающееся на мѣстѣ, а облако есть туманъ, имѣющій индивидуальную форму и уносимый вѣтромъ. Туманы образуются преимущественно ночью вслѣдствіе охла­ жденія воздуха; часто можно видѣть, какъ они поднимаются вече- Ввдъ облаковъ съ’вершины высокой горы. Внизу, когда наблюдатель еще не подни­ мался на гору, было совсѣмъ пасмурно, и облака закрывали все небо. При подъемѣ на гору наблюдатель прошелъ сквозь толщу облаковъ, и когда онъ поднялся па вер­ шину горы, то оказался уже выше облаковъ. Верхняя поверхность слоя облаковъ была волнистая и нѣсколько напоминала волнующуюся поверхность моря. Изъ этого моря облаковъ выдвигались отдѣльныя горныя вершины, похожія на морскіе острова. Надъ этими облаками было ясное небо съ легкими перистыми облачками. ромъ съ болотъ и сырыхъ луговъ, закрывая собою наполовину лѣса и рощи. Когда холодный вѣтеръ, спускающійся изъ верхнихъ облаковъ, задерживаетъ влажность въ нижнихъ слояхъ атмосферы, туманъ становится постояннымъ и можетъ продолжаться нѣсколько дней и даже недѣль. Часто небо бываетъ чисто на небольшой высотѣ надъ этими остывшими парами, и съ высокой горной вершины можно видѣть у своихъ ногъ большое бѣлое море, среди котораго тамъ и сямъ выступаютъ, словно острова, холмы и лѣса. Въ сѣверныхъ моряхъ, гдѣ происходитъ встрѣча полярныхъ вѣ­ тровъ съ экваторіальными, главнымъ образомъ, въ сѣверной части Великаго океана, вблизи Ньюфаундленда и въ водахъ Великобри-
ОБЛАКА И 49 ДОЖДИ. таніи, туманы бываютъ иногда такъ густы, что не видно ничего на разстояніи двухъ-трехъ шаговъ. Облака, въ собственномъ смыслѣ, представляютъ не что иное, какъ туманы, которые, вмѣсто того, чтобы оставаться надъ самой Землей, находятся на высотѣ въ воздушномъ пространствѣ. Какимъ же образомъ водяные пары могутъ подниматься высоко надъ Зе­ млей и быть тамъ продолжительное время? Благодаря успѣхамъ физическихъ наукъ, мы теперь можемъ вполнѣ отвѣтить на этотъ вопросъ. Невидимыя частицы водяныхъ паровъ, вмѣстѣ съ нагрѣтымъ воздухомъ,' поднимаются на извѣстную высоту, гдѣ температура бываетъ холоднѣе, чѣмъ внизу. Достигнувъ такого предѣла, влаж­ ность воздуха дѣлается замѣтной, частицы пара сгущаются въ мелкія капли, и соединеніе этихъ частицъ образуетъ туманъ, вися­ щій въ пространствѣ. Каждое облако, видимое на небѣ, не что иное, по выраженію Тиндаля, какъ видимая вершина столба восходящихъ отъ поверхности земли паровъ. Частицы сгустившагося пара сначала отличаются крайне малы­ ми размѣрами, ио такъ какъ воздухъ никогда не бываетъ въ состояніи полнаго покоя, то эти _ мелкія капли, увлекаемыя воз- И душными теченіями. (■т.'і.ікні:аютс)і ВЪ ІОН ІИ (in.ll," ЗІІ.-ІЧП І-П.ІІМІІ ІЪ- личины. Пока онѣ малы, капли находятся въ полной власти воз­ капли въ натуральную вели­ душныхъ теченій, которыя уносятъ Дождевыя чину. Самыя большія надаютъ изъ гро­ ихъ съ собою. Но когда эти казовыхъ тучъ. пли. непрерывно увеличиваясь отъ сліянія другъ съ другомъ, становятся слишкомъ тяжелыми, онѣ падаютъ внизъ, на землю. Смотря ио температурѣ, силѣ вѣтра и густотѣ облаковъ, водяныя капли падаютъ то въ видѣ мелкаго или крупнаго дождя, то въ видѣ настоящаго ливня. Даже тогда, когда атмосфера бываетъ, повидимому, совершенно спокойна, и никакого вѣтерка не чувствуется въ воздухѣ, часто случается, что облака все-таки держатся на большой высотѣ, какъ будто они легче окружающаго воздуха. Это происходитъ потому, чго тогда въ массѣ облаковъ и въ невидимыхъ парахъ, находящихся ниже ихъ, происходитъ постоянно то сгущеніе паровъ, то превра­ щеніе сгустившихся капель снова въ пары. Если теплота въ воз­ духѣ увеличивается, то облако понемногу уменьшается, «таетъ», но какъ только въ атмосферѣ проходитъ болѣе холодное теченіе, туманное скопленіе мелкихъ капель тотчасъ же возрастаетъ въ объемѣ. Мало найдется болѣе привлекательныхъ зрѣлищъ, чѣмъ видъ облаковъ, то образующихся, то тающихъ въ небесной лазури, въ ясный й тихій лѣтній день. Сначала видишь небольшой клочокъ пара, похожій на бѣлую птицу, парящую въ небесномъ простран­ ствѣ. Затѣмъ этотъ клочокъ растетъ, расползается и выпускаетъ безформенные отростки. Это уже облачко, ио еще полупрозрачное, черезъ которое сквозитъ синева неба. Еще черезъ нѣсколько минутъ образуется настоящее облако, развертывающееся широкими склад­ ками по небу. По проходитъ еще нѣсколько минутъ, и облако уже Элизе Реклю. Земля. Т. 8. 4
50 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. измѣняетъ свою форму, оно какъ будто раздѣлилось па нѣсколько честей, быстро тающихъ и исчезающихъ; черезъ минуту Кажется, что еще видишь ихъ, но это только обманъ зрѣнія: ничто уже не туманитъ небесной лазури. Иногда же къ первому облаку присо­ единяются другія, и воздушное пространство постепенно наполняется несущимися облачками, которыя сближаются, сливаются и соби­ раются въ одномъ мѣстѣ. Въ скоромъ времени на небѣ, казавшемся совершенно свободнымъ отъ водяныхъ паровъ, повсюду появляется густой слой облаковъ, образовавшійся вслѣдствіе охлажденія воз­ душныхъ слоевъ. Высота, па которой образуются и держатся облака, мѣняется по временамъ года и во всѣхъ странахъ, смотря по температурѣ Перистыя облака, встрѣчающіяся лишь на высотѣ 8—10 тысячъ метровъ. и направленію вѣтра. Одни облака, особенно во время'бури, спу­ скаются очень низко къ Землѣ, такъ ч^о задѣваютъ даже за верхушки высокихъ зданій и деревьевъ; другія же парятъ па высотѣ нѣсколь­ кихъ сотъ метровъ, а третьи находятся на уровнѣ высочайшихъ гор­ ныхъ вершинъ. Всѣ воздухоплаватели, поднимавшіеся па нѣсколько километровъ отъ Земли, все еще видѣли слои облаковъ, плававшіе въ небѣ выше ихъ. По вычисленію астронома Эммануила Ліэ. самыя высокія облака находятся на высотѣ 11.540 метровъ надъ уровнемъ моря; это—высота, превосходящая почти на три кило­ метра высоту наибольшей горы нашей планеты. • Безъ сомнѣнія, многія облака поднимаются въ атмосферѣ еще выше. Средняя высо­ та пояса, въ которомъ совершается образованіе облаковъ въ стра­ нахъ Западной Европы колеблется, повидимому, между 2000 и о ООО метровъ; другими словами, опа превышаетъ вышину Вогезовъ и Овернскихъ горъ и ее превосходятъ лишь нѣкоторыя вершины
4* Различные виды облаковъ. Налѣво вверху —облака слоисто-кучевыя; вверху направо— кучевыя; внизу налѣво —дождевыя; направо— грозовыя.
52 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. Пиренеевъ и Альпъ. Впрочемъ, какъ мы уже сказали выше, высота этого предѣла мѣняется вмѣстѣ съ временами іода,—лѣтомъ опа выше, а зимою ниже. Толщина облаковъ также очень различна. Начиная отъ тонкаго, прозрачнаго покрова, пропускающаго свѣтъ звѣздъ, эта толщина доходитъ даже до 5000 метровъ, а можетъ-быть, въ нѣкоторыхъ слу­ чаяхъ и еще больше. Какъ средній выводъ изъ сорока восьми из­ мѣреній,. сдѣланныхъ въ Пиренеяхъ, Пейтье опредѣлилъ, что толщина облачныхъ слоевъ равняется 450—500 метрамъ. По наблю­ деніямъ астронома Піацци Смита, эта толщина бываетъ обыкно­ венно въ триста метровъ около острова Тенерифа, гдѣ метеорологи­ ческія явленія отличаются большой правильностью. Вслѣдствіе различія температуры тѣхъ слоевъ воздуха, гдѣ происходитъ охлажденіе водяныхъ паровъ, облака принимаютъ самыя различныя формы. Формы эти безконечно разнообразны, начиная съ густого тумана, облегающаго поверхность Земли и кончая тонкими, блестящими струйками, которыя парятъ въ не­ доступныхъ высотахъ атмосферы. Вдали отъ берега моря, пары, сгустившіеся въ легкія облачка, часто распредѣляются въ воздуш­ номъ пространствѣ съ большею правильностью, указывая при этомъ направленіе противоположныхъ вѣтровъ, дующихъ па различныхъ высотахъ. Это, какъ справедливо выражается метеорологъ Поэей, своего рода «небесные компасы». Нѣкоторыя воздушныя теченія, увлекая за собой сухой воздухъ, прокладываютъ себѣ черезъ влаж­ ныя атмосферныя области лазурное русло съ берегами, столь же ясно обозначенными, какъ берега рѣки1). Въ другихъ мѣстахъ вѣтры, жадно поглощающіе влагу, разсѣкаютъ, такъ сказать, стол­ бы густыхъ облаковъ, подъ которыми они проходятъ, и, захвативъ, съ собою пары, уносятъ пхъ въ другую область воздушнаго про­ странства. Метеорологи пробовали давать различныя названія облакамъ, по эти попытки классификаціи облаковъ затруднялись безконечной измѣнчивостью формъ облаковъ и ихъ крайней подвижностью. Въ 1801 году великій естествоиспытатель Ламаркъ первый пытался раздѣлить облака на нѣсколько основныхъ типовъ. Позднѣе ан­ глійскій метеорологъ Говардъ предложилъ свою классификацію облаковъ, которая съ нѣкоторыми измѣненіями принимается боль­ шинствомъ метеорологовъ и въ настоящее время. Современные метеорологи различаютъ по формѣ десять слѣ­ дующихъ видовъ облаковъ: 1) перистыя облака (cirrus); эти облака состоять изъ ледяныхъ кристалликовъ и находятся на высотѣ около десяти километровъ; 2) перисто-слоистыя (cirro-stratus), находя­ щіяся на высотѣ семи—восьми километровъ; 3) перисто-кучевыя (cirro-cumulus); 4) верхне-кучевыя (alto-cumulus), встрѣчающіяся на высотѣ около четырехъ километровъ; 5) верхне-слоистыя (altostratus); 6) слоисто-кучевыя (cumulo-stratus); 7) дождевыя облака (nimbus), находящіяся на высотѣ около полутора километра надъ уровнемъ моря; 8) кучевыя облака (cumulus)—на высотѣ около двухъ километровъ; 9) грозовыя облака (cumulo-nimbus), нижній конецъ которыхъ обыкновенно находится на высотѣ километра *) Glaischer. Voyages aériens.
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 53 отъ Земли, а вершина отъ трехъ до пяти километровъ; 10) слоистыя облака (stratus), находящіяся ниже одного километра отъ Земли. Когда воздухъ спокоенъ и насыщенъ влажностью на весьма большомъ пространствѣ, однообразная масса сгущенныхъ водяныхъ паровъ стелется по всему небесному своду и сообщаетъ ему отъ одного края до другого сѣрый или синевато-сѣрый оттѣнокъ. Но лишь только слой паровъ поднимается въ пространство, сейчасъ же становятся замѣтными его неровности; колеблющаяся завѣса облаковъ обнаруживаетъ свои изгибы и складки, и мѣстами, черезъ разрывы между облаками, молено видѣть лазурь небесныхъ высотъ. Поднимаясь еще выше, облака распредѣляются обыкновенно съ извѣстной правильностью, при чемъ нижняя поверхность ихъ остается горизонтальной; когда они виднѣются на далекомъ небо­ склонѣ, то легко убѣдиться, что они располагаются «слоями», или длинными параллельными полосами. Нерѣдко они принимаютъ, повидимому, волнистую форму, можетъ-быть, отъ дѣйствія вѣтровъ, которые пробѣгаютъ по нимъ и располагаютъ ихъ въ видѣ настоя­ щихъ волнъ, подобно поверхности моря. Часто случается, что вслѣдствіе оптическаго обмана, эти облака, если смотрѣть на нихъ прямо, какъ будто испускаютъ изъ себя лучи въ видѣ вѣера, пересѣкающіе снизу доверху весь небесный сводъ. Кучевыя облака (cumulus), которымъ моряки даютъ названіе «ватныхъ», обыкновенно образуются на мѣстѣ восходящихъ стол­ бовъ испареній. Изъ этихъ облаковъ на горизонтѣ составляются громадныя скопленія съ рѣзкими очертаніями; иногда ихъ можно принять за снѣговыя вершины высокихъ горъ, вздымаю­ щихся на горизонтѣ. Основаніе этихъ облаковъ бываетъ почти Верхне-слоистыя облака.
54 ЭЛИЗЕ РЕКЛЮ. всегда горизонтально и широко раскидывается въ видѣ толстаго слоя, съ точностью обозначая поясъ воздушнаго пространства, гдѣ незамѣтные для глаза пары, поднявшіеся снизу, сгущаются въ туманъ. Тяжелое кучевое облако, заключающее въ себѣ огромное количество влаги, не поднимается выше трехъ километровъ. Громоз­ дясь другъ на друга, кучевыя облака становятся все болѣе и болѣе тяжелыми и сливаются постепенно въ огромное дождевое облако или тучу (nimbus), которая застилаетъ большую часть неба и разра­ жается ливнемъ. Перистыя облака, по своей бѣлизнѣ и по кажущейся незна­ чительной величинѣ, напоминаютъ клочки шерсти или опахало изъ перьевъ; моряки называютъ эти облака «кошачьими хвостами». Они плывутъ въ небѣ па большой высотѣ; по опредѣленію Кемца, пе­ ристыя облака никогда не спускаются ниже 6500 метровъ. Надъ самыми высокими горами въ воздухѣ встрѣчаются еще эти топкія, волокнистыя облака, расположенныя обыкновенно параллельными рядами по направленію пассатныхъ или противопассатныхъ вѣтровъ, что указываетъ па правильность воздушныхъ теченій въ высотахъ атмосферы. Перистыя облака состоятъ изъ ледяныхъ ча­ стичекъ, какъ это установлено физиками на основаніи явленій преломленія и отраженія свѣтовыхъ лучей, наблюдаемыхъ въ этихъ облакахъ1). Во время одного изъ своихъ воздушныхъ путешествій извѣстный воздухоплаватель Гастонъ Тиссандье пересѣкъ на вы­ сотѣ 7000 метровъ поясъ мельчайшихъ ледяныхъ кристалликовъ, имѣвшихъ форму' пластинокъ. Въ своей совокупности эти пластин­ ки образовывали общую твердую кристаллическую массу, почти прозрачную и невидимую съ Земли. Когда такое перистое облако опускается въ болѣе теплые слои атмосферы, то оно постепенно измѣняетъ свой видъ и превращается въ перисто-слоистое или въ перисто-кучевое. Въ первомъ случаѣ его легкія волокна перемѣ­ шиваются и сливаются между собою, образуя общую рыхлую и сѣ­ роватую массу, предвѣщающую приближеніе дождя; во второмъ случаѣ небо покрывается мелкими округленными облачками, похо­ жими на стадо бѣлыхъ барашковъ и придающими прелестный оттѣ­ нокъ воздушной синевѣ. Чудное разнообразіе формъ облаковъ составляетъ большое украшеніе нашей атмосферы. Нѣтъ пи одного образа, страшнаго или привлекательнаго, какой только можетъ создать фантазія человѣка, который нельзя было бы увидать въ облакахъ, носящихся но небу. По своимъ измѣнчивымъ очертаніямъ, одни облака похо­ дятъ на стаю птицъ, на орловъ съ распущенными крыльями, на стада животныхъ, на великановъ, на сказочныя чудовища и т. и. Другія облака напоминаютъ собою цѣпи горъ съ снѣжными вер­ шинами, поверхность моря съ островами, а третьи — напоминаютъ своей формой громадные города, башни съ позолоченными куполами и другія фантастическія постройки. Поэты видятъ въ облакахъ да­ лекіе острова, гдѣ царствуетъ счастье, котораго всѣ ищутъ и не находятъ на Землѣ. Суевѣрные люди, нерѣдко преслѣдуемые ужа­ сами своихъ собственныхъ преступленій, видятъ въ нихъ груды военныхъ доспѣховъ, войска и страшныя битвы. Игра свѣта въ *) Raspail. Тііёогіе de la formation des nuages. 1854.
ОБЛАКА И ДОЖДИ. Кучевыя облака. этомъ сказочномъ мірѣ облаковъ еще Г болѣе увеличиваетъ удиви­ тельное его разнообразіе; эти массы водяныхъ паровъ, [носящихся въ атмосферѣ, сверкаютъ всевозможными цвѣтами, начиная ото, снѣжно-бѣлаго и кончая огненно-краснымъ. Солнце послѣдовательно окрашиваетъ ихъ всѣми переходными оттѣнками утренней зари, полнаго дня и сумерекъ; луга и лѣса отражаются въ нихъ зеле­ новатымъ цвѣтомъ, и даже море сообщаетъ облакамъ слабый ме­ таллическій отблескъ, напоминающій блескъ бронзы и стали. III. Главныя условія образованія дождя.—Вліяніе вѣтровъ на образованіе дождя и снѣга.— Измѣреніе выпавшаго дождя; дождемѣры и дождеграфы. — Распредѣленіе дождей на равнинахъ и горахъ. Изъ каждаго воздушнаго слоя, содержащаго водяные пары» которые уже переходятъ за точку насыщенія, неизбѣжно должно выпадать на поверхность Земли нѣкоторое количество крупныхъ или мелкихъ водяныхъ капель, изъ которыхъ состоитъ облако. Если бы въ воздухѣ пе было теченій, то осажденіе влаги происхо­ дило бы медленно, постепенно и равномѣрно; Земля была бы оку­ тана постояннымъ туманомъ и никогда не орошалась бы сильными дождями. Однако, почти во всѣхъ странахъ міра дождливая по­ года смѣняется ясной, а за ясной погодой идутъ дожди; такое че­ редованіе дождей зависитъ, главнымъ образомъ, отъ вѣтровъ, ко­ торые встрѣчаются въ воздушномъ пространствѣ и различнымъ обра-
56 ЭЛЬЗЕ РЕК Л Ю. зомъ перемѣшиваютъ между собою сухой и влажный воздухъ. Вѣтры очищаютъ атмосферу отъ избытка, паровъ и вызываютъ образованіе внезапныхъ дождей, ускоряющихъ круговоротъ воды на Землѣ и поддерживающихъ общее движеніе жизни на поверхности земного шара. Дѣйствительно, когда двѣ воздушныя массы, неодинаково на­ грѣтыя, сталкиваются и смѣшиваются, температура болѣе легкаго воздуха быстро падаетъ; вслѣдствіе этого охлажденія содержащ іяся въ этомъ слоѣ влажность сгущается, и пары превращаются въ капли дождя, которыя въ силу своей тяжести падаютъ внизъ. Иногда слишкомъ маленькія капли дождя не долетаютъ до Земли, а, попавъ въ болѣе теплые и сухіе нижніе слои воздуха, снова превра- Частичиый ливень изъ тучи. щаются въ паръ. Зимою и весною дождь, падающій па Землю, очень часто зарождается въ верхнихъ слояхъ атмосферы въ видѣ снѣга. Приближаясь къ поверхности Земли, снѣжинки таютъ и превращаются въ дождевыя капли. Случается также, что капли дождя, приближаясь къ Землѣ, встрѣчаютъ болѣе холодные слои воздуха, тогда онѣ моментально замерзаютъ и превращаются въ ледяные шарики различной величины. Иногда эти ледяные ша­ рики или градинки составляютъ громадную градовую тучу, ко­ торая черной массой низко проносится надъ Землей. Градовыя тучи никогда не занимаютъ большого пространства; влекомыя вѣ­ тромъ, онѣ сѣютъ градъ по узкой полосѣ Земли, ширина которой рѣдко превосходитъ пятнадцать километровъ. Градины бываютъ различныхъ размѣровъ, начиная съ небольшой крупинки и кончая величиной въ грецкій орѣхъ и даже въ куриное яйцо. Большія градины представляютъ собою нѣсколько смерзшихся вмѣстѣ гра-
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 57 динъ. По своей формѣ градины бываютъ круглыя, продолговатыя, многоугольныя и конусообразныя. Градовыя тучи причиняютъ большія бѣдствія, выбивая хлѣбъ на поляхъ и разрушая ра­ стительность. Различныя формы градинъ. * Выпавшая на поверхность Земли влага въ видѣ дождя, снѣга, града или крупы, называется осадками. Количество осад­ ковъ выражается толщиной въ миллиметрахъ того слоя воды, ко­ торый образовался бы изъ всѣхъ выпавшихъ въ теченіе года осадковъ на горизонтальной поверхности, не впитывающей влаги. Для опре­ дѣленія этого количества осадковъ служатъ особые приборы, на­ зываемые дождемѣрами и дождеграфами (плювіометры и плювіогра­ фы). Наиболѣе употребительнымъ изъ такихъ аппаратовъ является дождеметръ системы Нифера. Онъ состоитъ изъ цилиндрическаго Необыкновенныя формы градинъ въ натуральную величину, выпавшія 9 іюня 1869 г. въ мѣстности Бѣлый Ключъ около Тифлиса. сосуда въ 45 сантиметровъ высоты и съ поперечнымъ сѣченіемъ въ 500 квадратныхъ сантиметровъ. Въ двѣнадцати сантиметрахъ отъ дна цилиндра установлена воронкообразная перегородка, въ центрѣ которой сдѣлано нѣсколько отверстій. Такимъ образомъ, дождь па-
58 ЗЛИ ЗЕ РЕКЛЮ. дая сверху въ цилиндръ, весь сте­ каетъ въ нижнюю часть цилиндра, гдѣ, благодаря указанной перего­ родкѣ, дождевая вода почти! не подвергается испаренію. Между пе­ регородкой и дномъ впаяна трубоч­ ка, служащая для выливанія дож­ девой воды въ измѣрительный ста­ канъ, на которомъ обозначено сто дѣленій, при чемъ каждое дѣле­ ніе соотвѣтствуетъ слою воды (въ дождмѣрѣ вышиною въ одну де­ сятую миллиметра. Послѣ каждаго дождя записываютъ выпавшее ко­ Образецъ простого дождемѣра. личество воды и по прошествіи года складываютъ всѣ полученныя цифры, и это число выражаетъ годичное количество осадковъ въ данной мѣст­ ности. Дождь въі миллиметръ даетъ около 900 ведеръ воды на десятину. Количество выпадающихъ осадковъ бываетъ очень различію въ разныхъ мѣстностяхъ земного шара. Такъ, цапримѣръ, въ Гвіанѣ и Панамѣ выпадаетъ больше двухъ метровъ дождя въ годъ, тогда какъ въ Архангельскѣ — всего только двадцать сантиметровъ. На­ блюденія показали, что при равныхъ условіяхъ количества выпадающихъ до­ ждей уменьшается ио направленію отъ экватора къ полюсамъ; этотъ фактъ объ­ ясняется тѣмъ, что, съ одной стороны, почти все испареніе воды на Землѣ про­ исходитъ въ тропическихъ областяхъ, а съ другой стороны, способность воздуха поглощать влагу увеличивается по мѣрѣ повышенія средней температуры. Кромѣ того, Дождеграфъ, за­ замѣчено, что дождя вы­ писывающій самъ падаетъ тѣмъ болѣе, чѣмъ количество выпа­ ближе данная страна на­ дающаго дождя. Дождь падаетъ въ ходится къ морю. Третья пріемникъ А и по причина, вліяющая на трубкѣ а перели­ количество выпадающихъ вается въ сосудъ осадковъ заключается въ (1; здѣсь плаваетъ поплавокъ, котостроеніи рельефа страны. рый при Если слой облаковъ или на ливапіи масса воздуха, насыщен­ воды под­ наго влагой, встрѣчаетъ ии мается п подни­ на своемъ пути горную маетъ съ цѣпь, то послѣдняя мо­ собою стержень Э и прикрѣпленное къ нему перо Т; жетъ задержать дождевыя это перо чертить линію, обозначающую количество облака. Въ странахъ го­ дождя. Когда при сильномъ дождѣ поплавокъ поднимается до верха сосуда (1, то вода выли­ ристыхъ, поэтому, будетъ вается изъ сосуда по трубкѣ въ сосудъ В, и выпадать больше дождей, поплавокъ снова опускается.
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 59 чѣмъ въ странахъ съ ровной поверхностью, находящихся сравнительно съ первыми въ одинаковыхъ остальныхъ условіяхъ. Такъ, проходя надъ Лиссабономъ, облака даютъ только семьдесятъ сантиметровъ дождя въ годъ, а у подошвы португальскихъ и испанскихъ горъ, въ Ко­ имбрѣ — цѣлыхъ два метра. Гонимыя вѣтромъ и испытывая притяже­ ніе горъ, влажныя массы воздуха наталкиваются па холодныя скалы, поднимающіяся на ихъ пути и даютъ здѣсь водяные осадки. Ло­ щины и котловины наполняются водою, а освободившіяся отъ нея тучи поднимаются по скатамъ и переходятъ па другую сторону хребта по горнымъ проходамъ. Это явленіе легко наблюдать съ высокаго горнаго выступа, когда дождевыя облака кружатся въ небѣ, уносясь къ горамъ, вершины которыхъ поднимаются выше предѣла дождевыхъ тучъ. Иногда на прилегающія къ горамъ рав­ нины не падаетъ ни капли дождя, тогда какъ на склонахъ горъ идетъ настоящій ли­ вень. Облака, подхо­ дя къ горамъ, имѣ­ ютъ видъ темныхъ или красноватыхъ массъ, но послѣ дождя они поднимаются над ъ горными вершинами въ видѣ легкихъ, сѣ­ роватыхъ массъ, и еще долго послѣ того, какъ они прошли надъ кустарниками^и вер­ шинами деревьевъ плаваютъ какъ бы клочки прозрачной дымки: это испаряю­ щійся избытокъ до­ ждевой влаги. * Одной изъ при­ Облака въ горахъ. чинъ большаго вы­ паденія осадковъ на горахъ, чѣмъ въ равнинахъ, является разница температуры между воздухомъ на горныхъ высотахъ и самыми горными вершинами. Днемъ, особенно въ тихую погоду, склоны горъ, обращен­ ные къ солнцу, нагрѣваются сильнѣе, чѣмъ окружающій воздухъ, а лощины въ то же время часто остаются болѣе холодными и сопри­ косновеніе ихъ съ атмосферными слоями можетъ сразу охладить послѣдніе и вызвать дождь. Ночью и во время сильнаго вѣтра, выступающіе углы горъ, въ свою очередь, становятся' гораздо холоднѣе, чѣмъ защищенныя ущелья, и тогда они сгущаютъ во­ дяные пары и вызываютъ образованіе дождя. Въ горныхъ стра­ нахъ часто случается] наблюдать какъ при совершенно ясномъ и голубомъ небѣ высокія вершины окружены туманомъ и курятся, словно вулканы. Облака, которыя виднѣются вокругъ вершинъ, въ тепломъ воздухѣ долинъ находились въ видѣ незамѣтныхъ па­ ровъ, но въ соприкосновеніи съ холодными скалами иль горными снѣгами, они сразу сгустились и превратились въ облака. Такимъ образомъ, горная вершина указываетъ жителямъ долинъ на то, что
60 ЭЛИЗЕ РЕК Л Ю. атмосфера насыщена парами и что поэтому скоро будетъ пере­ мѣна погоды. Большее количество выпадающихъ осадковъ въ горахъ, чѣмъ на равнинахъ, можетъ быть названо общимъ правиломъ для всѣхъ странъ; это явленіе наблюдается и въ Индіи, и въ Европѣ, и въ Патагоніи, и на Антильскихъ островахъ. Изъ этого факта, однако, не слѣдуетъ заключать, что увеличеніе количества осадковъ въ горахъ возрастаетъ вмѣстѣ съ высотой горъ. Наоборотъ, выше того пояса, гдѣ носятся обыкновенно самыя густыя облака, количество дождя постепенно уменьшается. Въ Швейцарскихъ Альпахъ поясъ наибольшихъ осадковъ лежитъ довольно высоко. Общій объема, снѣговой и дождевой воды, выпадающей ежегодно въ ущельи боль­ шого Сенъ-Бернара, на цѣлый метръ больше объема осадковъ, вы­ падающихъ въ Женевѣ, у подошвы горъ. Склоны горъ, съ которыми не сталкиваются влажные вѣтры, и плоскогорья, окруженныя болѣе значительными высотами, получаютъ весьма небольшое отно­ сительное количество дождя. Многіе изъ нихъ, за недостаткомъ воды, обращаются въ настоящія пустыни. Въ то время, напримѣръ, какъ по каждой долинѣ Кантабрійскихъ Пиренеевъ протекаетъ до­ вольно значительная рѣка (откуда и происходитъ баскское названіе Астуріи, что значитъ «страна потоковъ»), на плоскогорьяхъ Кастиліи, защищенныхъ съ сѣвера отъ влажныхъ теченій, идущихъ съ Га­ сконскаго залива, струятся лишь небольшіе ручейки. Еще южнѣе, равнины Ламанча, защищенныя многочисленными параллельными хребтами Гвадарамы, Толедо и Гредосъ, почти совершенно безводны. IV. Географическое распредѣленіе дождей.—Дожди въ тропическихъ странахъ.—Дождливое и сухое время года.—Правильность тропическихъ дождей. Выше мы уже сказали, что количество дождя бываетъ крайне различно въ разныхъ странахъ земного шара. Причинами этого является положеніе данной страны по отношенію къ морю (при­ морскія страны получаютъ дождя болѣе, чѣмъ страны, лежащія вдали отъ морей); кромѣ этого, на количество дождя въ странѣ вліяетъ расположеніе горныхъ цѣпей и большая или меньшая высота страны надъ уровнемъ моря. Но форма и рельефъ страны, а также ея положеніе относительно уровня океана не являются еще единственными причинами большаго или меньшаго обилія осадковъ въ странѣ. Кромѣ этихъ причинъ на количество дождя оказываетъ свое вліяніе также и температура. При равенствѣ всѣхъ прочихъ условій, въ странѣ выпадаетъ тѣмъ болѣе дождя, чѣмъ ближе находится она къ экватору. Испареніе воды воз­ растаетъ вмѣстѣ съ нагрѣі аніем'ь ея солнцемъ. Поэтому тропическій поясъ, болѣе знойный, чѣмъ умѣренные пояса, орошается боль­ шимъ количествомъ дождей, а умѣренные по,яса получаютъ, въ свою очередь, болѣе влаги, чѣмъ полярные пояса. Между тропиками дожди довольно правильно слѣдуютъ за видимымъ движеніемъ солнца, и время года, когда они выпадаютъ наиболѣе часто, можетъ быть опредѣлено точнымъ образомъ. Пас­ сатные вѣтры, проходя надъ морями жаркаго пояса, насыщаются

«2 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. огромнымъ количествомъ водяныхъ паровъ; но такъ какъ ихъ температура по мѣрѣ приближенія къ экватору становится выше, то эти вѣтры пріобрѣтаютъ все большую и большею способность къ поглощенію влажности и поэтому продолжаютъ впитывать въ себя водяные пары, а не отдавать ихъ обратно. Однако, при столкло копіи юго-восточныхъ и сѣверо-восточныхъ пассатовъ, происхо­ дящемъ въ экваторіальномъ поясѣ безвѣтрія, картина сразу мѣ­ няется. Оба воздушныхъ теченія поднимаются вмѣстѣ въ высокія области атмосферы, гдѣ ихъ температура уменьшается, вслѣдствіе чего пары, насыщающіе ихъ сгущаются, и громадные слои облаковъ образуются надъ поясомъ безвѣтрія, гдѣ и низвергаются въ видѣ проливныхъ дождей. Этотъ поясъ облаковъ, опоясывающій почти сплошным! поясомъ весь земной шаръ по экватору, безъ сомнѣнія, замѣтенъ съ сосѣднихъ небесныхъ свѣтилъ и долженъ походить на тѣ бѣловатыя полосы, которыя мы видимъ въ паши телескопы на планетѣ Юпитеръ. Передвиженіе облаковъ то въ одну сторону тропическаго пояса, то въ другую, вызываемое перемѣщеніемъ солнца на эклиптикѣ, составляетъ причину правильнаго чередованія сухого и дождли­ ваго времени года въ тропическихъ областяхъ. Такъ, Антильскіе острова и Панамскій перешеекъ попадаютъ поперемѣнно то въ поясъ дождевыхъ облаковъ, то въ область сухихъ вѣтровъ. Въ іюнѣ, іюлѣ и въ августѣ за солнцемъ подвигается громадный облач­ ный покровъ, который окутываетъ тропическія страны, и тогда наступаетъ здѣсь зимнее время года: водяные пары покрываютъ большую часть неба, и дожди льютъ вт громадномъ количествѣ. Въ сентябрѣ, когда поясъ облаковъ вновь спускается къ югу, пассатные вѣтры опять правильнымъ образомъ направляются къ экватору. Они поглащаютъ влажность съ суши и съ моря и не­ сутъ ее далѣе въ страны, защищаемыя поясомъ облаковъ; тогда на Антильскихъ островахъ и въ ^Гватемалѣ наступаетъ сухое Гвремя года. Въ Колумбіи годъ дѣлится на четыре періода —два сухихъ и] два влажныхъ, что также объясняется колебаніями дождевой полосы. Зимою въ сѣверномъ полушаріи поясъ экваторіаль­ наго безвѣтрія переходитъ въ южное полушаріе, при чемъ въ ширину онъ занимаетъ пространство отъ 2° сѣв. шир. до 5° южн. шир. Тогда сѣверная часть Южной Америки подвергается еще дѣйствію сѣверо-восточныхъ пассатовъ, и небо ея чисто и безоб­ лачно. По къ маю п іюню поясъ экваторіальнаго безвѣтрія пере­ двигается къ сѣверу и проходитъ надъ Гренадскими плоскогоріями, орошая ихъ дождями: это—зима. Между тѣмъ массы облаковъ продолжаютъ свое движеніе къ сѣверу и останавливаются только на 12° и даже на 15° сѣв. широты. Тогда плоскогорья во второй разъ оказываются внѣ пояса дождей*, и здѣсь наступаетъ еще разъ сухое время года. Наконецъ, около ноября и декабря поясъ без­ вѣтрія снова проходитъ черезъ широту Боготы, и высохшая земля снова освѣжается дождями, пока полоса облаковъ не удалится по направленію къ экватору ]). 1) Maun-. Geography ot the Sea,
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 63 Къ югу отъ этихъ странъ, надъ которыми дважды въ годъ проходитъ экваторіальный поясъ облаковъ и въ которыхъ уста­ навливается смѣна двойной зимы двойнымъ лѣтомъ, происходятъ явленія, подобныя указаннымъ явленіямъ на Антильскихъ остро­ вахъ. Въ областяхъ Верхней Амазонки и Средней Америки бываетъ только два времени года — дождливое и сухое, эти вре­ мена года слѣдуютъ въ обоихъ полушаріяхъ въ обратномъ по­ рядкѣ: когда по одну сторону экватора идутъ дожди, то по дру­ гую небо остается яснымъ; когда на югѣ царитъ сухое время, то на сѣверѣ идутъ ливни. Трудно представать себѣ, какая мас­ са воды изливается въ теченіе этихъ сезоновъ въ бассейны Ама­ зонки и Ориноко. Послѣ разлива этихъ рѣкъ и ихъ притоковъ, Ливень въ тропической Африкѣ. уровень которыхъ поднимается иногда па десятки метровъ, об­ ласть величиною въ Европу, буквально превращается въ море прѣсной воды. Какъ въ томъ, такъ и въ другомъ полушаріи нормальное время дождей и обиліе ихъ измѣняются формою береговъ, рель­ ефомъ плоскогорій и горъ внутренней части материка и чередо­ ваніемъ муссоновъ. Такъ, па полуостровѣ Индіи, въ Калькуттѣ и на Малабарскомъ берегу' большіе дожди идутъ въ іюнѣ и іюлѣ, а въ Мадрасѣ наибольшее количество дождей приходится въ но­ ябрѣ. Въ силу замѣчательнаго контраста, атмосфера тропическихъ странъ, именно въ то время года, когда жара должна быть всего сильнѣе, всего болѣе освѣжается обильными дождями. Въ это время облака, раскидываясь надъ Землею, какъ громадный по­ логъ, охраняютъ ее отъ жгучихъ лучей солнца, занимающаго въ это время самую высшую точку на небѣ.
64 ЭЛИЗЕ Р £ К Л ІО. Не слѣдуетъ, однако, думать, что въ теченіе дождливаго тропическаго времени дожди идутъ безпрерывно всѣ сутки. Въ большей части экваторіальныхъ областей дожди слѣдуютъ из­ вѣстному порядку. Обыкновенно они начинаются лишь послѣ полудня, потому что въ теченіе ночи и утра атмосфера не успѣла еще насытиться парами до наивысшаго предѣла. Но какъ только воздухъ не въ состояніи больше поглощать пары, то тотчасъ же, вслѣдъ за быстрымъ сгущеніемъ облаковъ, разражается сильная гроза. Дождь льетъ обыкновенно до вечера, а вечеромъ вновь можно выходить на улицу безъ всякаго опасенія. Въ нѣкоторыхъ тропическихъ странахъ, орошаемыхъ болѣе сильно, ежедневные ливни продолжаются до поздней ночи, и даже иногда до слѣдующаго утра. Въ открытомъ морѣ, гдѣ громадная поверхность площади испаренія можетъ безпрерывно насыщать находящуюся надъ нею атмосферу паромъ, дожди бываютъ про­ должительнѣе, чѣмъ на сушѣ: часто . надъ моремъ они идутъ по цѣлымъ днямъ. V. Дожди въ умѣренныхъ поясахъ.—Дожди полярныхъ областей.—Распредѣленіе дождей по временамъ года; зимніе дожди; весенніе и осенніе дожди; лѣтніе дожди. Къ сѣверу и къ югу отъ экваторіальнаго пояса дождей коли­ чество осадковъ уменьшается, и дожди выпадаютъ съ меньшей пра­ вильностью, чѣмъ въ области экваторіальнаго безвѣтрія. Въ сѣверномъ полушаріи осажденіе водяныхъ паровъ происходитъ въ особенности неравномѣрно, такъ какъ въ этомъ полушаріи форма земной по­ верхности болѣе разнообразна, чѣмъ въ южномъ полушаріи. По­ этому во многихъ странахъ сѣвернаго полушарія весьма трудно опредѣлить съ точностью общій порядокъ, которому слѣдуютъ дожди. Однако, на основаніи записей ведущихся на различныхъ мете­ орологическихъ станціяхъ сѣвернаго полушарія, уже можно соста­ вить себѣ понятіе о нормальномъ распредѣленіи дождей за пре­ дѣлами сѣвернаго тропика. Къ сѣверу отъ измѣнчивой границы тропическихъ дождей, тб-есть отъ 24° сѣв. широты и до 40° сѣв. широты—въ Соединенныхъ Штатахъ, па Аитлантичоскомъ океанѣ, въ Испаніи, на югѣ Франціи, въ Италіи, Греціи. Турціи, въ Азіи, въ Китаѣ, въ Японіи, въ Великомъ океанѣ подъ тѣми же широтами, дожди выпадаютъ, главнымъ образомъ, зимою. То же самое мы видимъ и между 25 и 40 градусомъ южной широты, въ ВуэносъАйресѣ, Мельбурнѣ и въ другихъ мѣстностяхъ южнаго полушарія. Въ районѣ, простирающемся отъ 40 до 60 градуса сѣверной ши­ роты дожди идутъ во всякое время года, но болѣе всего лѣтомъ и осенью. Нидерланды, Бельгія, Франція, Германія и Польша полу­ чаютъ 50, 60 п 70 сантиметровъ дождя въ годъ, и чѣмъ далѣе на востокъ, въ глубь материка, тѣмъ меньше. Такъ, въ Бельгіи выпа­ даетъ 70 сантиметровъ въ годъ, а на той же широтѣ въ Германіи— меньше. Въ Москвѣ выпадаетъ лишь 55 сантиметровъ осадковъ, а въ Казани 44. Въ полярныхъ странахъ осадка бываетъ еще меньше и сгу­ щеніе облаковъ даетъ всего болѣе снѣга и дождя зимою.
ОБЛАКА И 65 ДОЖДИ. Исключеніе составляютъ лыпь нѣкоторыя мѣстности Норвегіи, куда теплое теченіе гольфстрема приноситъ влагу, такъ, напри­ мѣръ, въ городѣ Бергенѣ выпадаетъ ежегодно 265 сантиметровъ воды, то-есть болѣе, чѣмъ гдѣ-либо въ Европѣ. Этотъ городъ расположенъ въ серединѣ длиннаго залива, открытаго для за­ падныхъ вѣтровъ и окруженнаго горами, задерживающими эти вѣтры, такъ что влага, по замѣчанію Немца, выжимается здѣсь изъ воздуха какъ бы механически. Рѣдкія исключенія изъ общаго правила распредѣленія дождей наблюдаются и въ другихъ об­ ластяхъ Земли; такъ, посреди Великаго океана, вблизи экватора, въ области большихъ тропическихъ дождей, лежитъ полоса, гдѣ осадки выпадаютъ въ небольшомъ количествѣ; на островахъ Мад­ денъ, Бакеръ и др. ежегодное количество осадковъ равно лишь 40 сантиметрамъ. Неравномѣрное распредѣленіе дождей по различнымъ време­ намъ года зависитъ, главнымъ образомъ, отъ движенія вѣтровъ. За предѣлами экваторіальнаго пояса дожди, по большей части, не образуются на мѣстѣ вслѣдствіе сгущенія восходящихъ паровъ, а приносятся издалека воздушными теченіями. Въ зимнее время сѣвернаго полушарія вся система пассатныхъ вѣтровъ увлекается къ югу вслѣдъ за движеніемъ солнца; благодаря этому воздуш­ ныя теченія, идущія отъ экватора къ сѣверному полюсу, спу­ скаются до поверхности земли близъ тропика Рака. Водяные пары, которыми насыщены эти вѣтры, сгущаются тогда въ дожди отѣ смѣшенія теплаго экваторіальнаго воздуха съ холоднымъ, иду­ щимъ отъ полюса. Но, какъ только солнце снова начнетъ прибли­ жаться къ экватору, увлекая за собою къ сѣверу всю систему вѣтровъ, юго-западные противопассаты могутъ опускаться только въ средней части умѣреннаго пояса южнаго полушарія. Небо снова проясняется въ областяхъ, которыя оно заливало передъ этимъ сильными дождями; сравнительно сухое время года начи­ нается съ весны и продолжается до той поры, пока солнце вновь не переступитъ черезъ экваторъ. Такое чередованіе временъ года совершается съ большой правильностью на берегахъ Калифорніи, Орегоны, на Мадерѣ, въ Алжирѣ, на берегахъ Португаліи и проч. Такъ, въ Лиссабонѣ въ іюлѣ дождя выпадаетъ лишь оюло пяти миллиметровъ, тогда какъ въ декабрѣ общее количество осадковъ составляетъ 124 миллиметра. Въ Неаполѣ, даже въ Римѣ, лѣтняя засуха, изрѣдка прерываемая дождями, смѣняетъ собою зимніе дожди. Область весеннихъ и осеннихъ дождей должна захватывать страны, на которыя опускаются противопассатные вѣтры въ то время, когда солнце, поднимаясь по эклиптикѣ, находится въ зенитѣ экватора: это—періодъ мартовскаго и сентябрьскаго рав­ ноденствій. Въ нѣкоторыхъ странахъ южной Европы, и въ осо­ бенности въ Провансѣ, дѣйствительно, замѣчается, что дожди всего обильнѣе весною и осенью. Однако, за нѣкоторыми исклю­ ченіями, осенью дождя выпадаетъ больше, чѣмъ весною. Запад­ ные берега Франціи и Британскихъ острововъ входятъ въ поясъ преобладанія осеннихъ дождей. Причину этого избытка осадковъ въ осеннее время, безъ сомнѣнія, слѣдуетъ искать въ томъ, что, подъ вліяніемъ различныхъ воздушныхъ и морскихъ теченій, Элжзе Реклю. Земля. Т. 8. 5
66 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. пониженіе температуры послѣ лѣтнихъ жаровъ наступаетъ срав­ нительно быстро. Далѣе, въ сѣверной части умѣреннаго пояса дожди всего обильнѣе орошаютъ землю уже не осенью, а лѣтомъ. Во всей средней Европѣ отъ Вогезовъ до Урала и за этимъ хребтомъ въ Сибири, наибольшее количество осадковъ приходится, глав­ нымъ образомъ, на самое жаркое время года. Это зависитъ отъ того, что солнце, которое находится тогда йодъ тропическимъ поясомъ Рака, уже повернуло къ сѣверу всю систему пассатовъ и противопассатовъ. Эти послѣдніе опускаются до поверхности Земли въ высокихъ шпротахъ, гдѣ, вслѣдствіе ихъ столкновенія съ холодными вѣтрами полярныхъ областей, происходитъ замѣт­ ное увеличеніе дождя, обусловленнаго притокомъ тропическихъ паровъ. Въ южномъ полушаріи, по другую сторону экватора, сѣверозападные противопассаты, перемѣщающіеся вмѣстѣ съ солнцемъ, вызываютъ въ странахъ, из поверхность которыхъ они опускаются, также болѣе сильное осажденіе влажности, но уже не во вр. мя лѣта сѣвернаго полушарія, а когда здѣсь стоитъ зима. Что ка­ сается выпаденія снѣга въ обоихъ полярныхъ поясахъ, то болѣе всего снѣгъ идетъ зимою, т.-е. во время длинной ночи, продол­ жающейся нѣсколько мѣсяцевъ: температура тогда слишкомъ низка, чтобы удерживать въ себѣ влажность, приносимую верхними противопассатными вѣтрами. Впрочемъ, до многихъ полярныхъ странъ теплыя воздушныя теченія доходятъ уже почти совершенно безъ водяныхъ паровъ, теряя ихъ въ странахъ умѣреннаго пояса. Вслѣд­ ствіе этого въ нѣкоторыхъ полярныхъ странахъ осадка снѣга про­ исходитъ въ крайне незначительномъ количествѣ, такъ что не­ рѣдко путешественники находили на снѣгу слѣды своихъ пред­ шественниковъ, бывшихъ здѣсь нѣсколько мѣсяцевъ передъ этимъ. VI. Л Страны безъ дождей.—Геологическая дѣятельность дождей.—Вліяніе дождя на расти­ тельность.— Разница въ количествѣ дождя, выпадающаго въ сѣверномъ и южномъ полушаріяхъ. Почти во всѣхъ странахъ земного шара отъ экватора до по­ люсовъ, дожди распредѣляются, какъ мы видѣли выше, съ из­ вѣстной правильностью. Во многихъ странахъ дожди выпадаютъ исключительно въ теченіе опредѣленной части года; въ другихъ же распредѣленіе дождей по временамъ года болѣе равномѣрно, и чередованіе дождливаго и сухого періодовъ отграничены не такъ рѣзко. Въ большинствѣ странъ умѣреннаго пояса дожди идутъ какъ въ зимніе мѣсяцы, такъ и въ лѣтніе; но при болѣе тщательномъ изученіи количества осадковъ, мы всегда найдемъ періодъ макси­ мума дождей и минимума. По, кромѣ такихъ странъ, гдѣ происхо­ дитъ болѣе нлй менѣе значительное выпаденіе осадковъ, на Землѣ есть мѣстности, гдѣ дожди совсѣмъ неизвѣстны, большинство та­ кихъ областей находится, преимущественно, вблизи экватора и тропиковъ, гдѣ морскія воды, сильно нагрѣваясь солнцемъ, до­ ставляютъ атмосферѣ наибольшее количество паровъ.
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 67 Въ странахъ, простирающихся, подобно Перуанскому побережью, у подножія большихъ горныхъ хребтовъ, которые преграждаютъ путь влажнымъ вѣтрамъ, постоянная сухость атмосферы должна быть приписана единственно земному рельефу. Иногда бываетъ до­ статочно перейти черезъ одно горное ущелье, чтобы убѣдиться въ громадной разницѣ относительно осадковъ между обоими склонами. Съ одной стороны горы вѣтры, насыщенные влагой, обильно оро­ шаютъ склоны и долины, а съ другой стороны горы тѣ же вѣтры, потерявшіе уже влагу и нагрѣтые тепловыми лучами, отражаю­ щимися отъ голыхъ скалъ, наоборотъ, съ жадностью поглощаютъ и то небольшое количество воды, которое встрѣчайся здѣсь. Сѣ­ веро-восточный и юго-восточный пассаты, изливающіе на восточ­ ные склоны Кордильеръ такую массу дождя, что ея достаточно для образованія Жапуры, Путумайо, верхняго Мараньона, Апуримака, Маморе и многихъ другихъ большихъ притоковъ вели­ чественной рѣки Амазонки, не приносятъ ни одной капли воды па западный склонъ, который, благодаря этому, мѣстами превра­ щается въ пустыню. Па беретахъ Перу въ воздухѣ часто стоитъ рѣдкій туманъ, по сквозь его бѣловатый покровъ всегда видно синеву неба; появленіе на небѣ настоящаго облака считается въ Перу необычайнымъ явленіемъ, и населеніе собирается па улицы, чтобы любоваться рѣдкимъ для него зрѣлищемъ. На западныхъ бе­ регахъ Мексики, гдѣ движеніе вѣтровъ далеко не такъ правильно, какъ въ Южной Америкѣ, возмущеніе въ атмосферныхъ слояхъ вызываетъ иногда быстрое образованіе ливней. Но такъ же, какъ и въ Перу, главная масса дождя задерживается плоскогорьями и горами, поднимающимися на востокѣ, на пути пассатныхъ вѣтровъ и муссоновъ. Далѣе, къ сѣверу, подобныя явленія происходятъ въ обратномъ порядкѣ. Здѣсь влажными вѣтрами являются югозападные противопассаты. Эти вѣтры ударяются съ юго-западной стороны о вершины Берегового хребта и Сіерры-Невады и поэтому они орошаютъ обильно склоны, обращенные къ Великому океану, оставляя совершенно сухими склоны Скалистыхъ горъ. Пустыни Техаса, Новой Мексики и Колорадо были бы совершенно лишены дождей, если бы южные муссоны не приносили туда нѣкотораго количества влаги. Среднее количество дождя, выпадающаго въ пустыняхъ къ западу отъ Миссисипи, опредѣляется лишь въ пять сантиметровъ въ годъ. Возлѣ тропиковъ и даже далеко внутри умѣреннаго пояса, надъ нѣкоторыми областями свободно проносятся вѣтры, насыщен­ ные водяными парами, но тѣмъ не менѣе, дожди бываютъ здѣсь весьма рѣдко. Широкая, почти безводная полоса суши тянется по діагонали черезъ весь Старый Свѣтъ отъ западныхъ равнинъ Аф­ рики до плоскогорій восточнаго Китая. Эта полоса, раскинувшаяся въ видѣ громадной дуги, вогнутая часть которой обращена къ -сѣверо-западу, обнимаетъ значительную часть Сахары, пустыни Егип­ та и Аравіи, возвышенныя мѣстности Ирана, пустыни Средней Азіи и Китая, и плоскогорье Гоби. Въ южномъ полушаріи, въ каждомъ изъ трехъ южныхъ ма­ териковъ—въ Африкѣ, Австраліи и Америкѣ,—есть свой поясъ су­ хихъ странъ, расположенныхъ вблизи южнаго тропика; въ Аф­ рикѣ такой областью является пустыня Калахари, въ Австраліи— 5*
68 ЭЛИЗЕ РЕК Л Ю. центральныя пустыни, а въ Америкѣ—• солончаковыя пустыни, ле­ жащія къ западу отъ пампасовъ. Причина, почему въ этихъ раз­ личныхъ странахъ, лежащихъ къ сѣверу и къ югу отъ экватора, не бываетъ дождей, заключается, главнымъ образомъ, въ томъ, чтопассатные вѣтры, по мѣрѣ приближенія къ поясу экваторіальнаго безвѣтрія, нагрѣваются и усиленно поглощаютъ водяные нары, унося ихъ ближе къ экватору. Впрочемъ, было бы трудно про­ вести точную границу между поясами областей, гдѣ осажденіе влаги происходило бы правильно: по всѣмъ окраинамъ странъ съ продолжительными засухами, муссоны образуютъ поясъ, гдѣ осадки обильно выпадаютъ па Землю. Кромѣ того, плоскогорья и группы горъ, расположенныя среди безводныхъ пустынь, какъ ДжсбельХоггаръ въ Сахарѣ, Демавендъ па сѣверѣ Персіи, горный хребетъ Аконкиха па западѣ отъ аргентинскихъ пампасовъ, задержива­ ютъ влажные вѣтры и заставляютъ ихъ уступать часть паровъ, уносимыхъ вѣтрами къ экваторіальному поясу. Уже наружный видъ всѣхъ пустынь показываетъ намъ, что дождь является великимъ геологическимъ дѣятелемъ па поверх­ ности Земли. Громадныя рытвины, виднѣющіяся ио краямъ плоско­ горья ипо скатамъ горъ, ио большей частп, обязаны своимъ проис­ хожденіемъ дѣйствію дождевой воды, которая размываетъ глину, сноситъ песокъ, подмываетъ основанія скалъ и заставляетъ ихъ скользить и скатываться внизъ. Во всѣхъ дождливыхъ странахъ съ весьма волнистымъ рельефомъ первоначальный видъ мѣстности совершенно исчезъ для насъ: настолько дожди прорыли и измѣнили прежде существовавшія неровности и трещины въ земной корѣ. Тамъ, гдѣ дождей не бываетъ, рельефъ большихъ пространствъ Земли представляетъ поразительное однообразіе. Именно отсут­ ствію дождей и сухости воздуха Аргентинскія Анды обязаны сво­ имъ однообразнымъ видомъ; здѣсь нѣтъ ни длинныхъ долинъ, ни глубокихъ ущелій и котловинъ, придающихъ столь живописный характеръ Пиренеямъ и Альпамъ Европы. Плоскогорье, имѣющее въ среднемъ отъ 4000 до 4300 метровъ высоты, на которомъ под­ нимаются эти уединенныя горы, во многихъ мѣстахъ представля­ етъ совершенно ровную поверхность. Только иногда нѣсколько не­ высокихъ холмовъ едва замѣтно нарушаютъ общее однообразіе об­ ширной равнины; лишь въ самыхъ глубокихъ впадинахъ встрѣча­ ются небольшія лагуны стоячей воды, почти всегда насыщенной солью. Никакихъ растеній здѣсь нѣтъ, но не вслѣдствіе сильнаго холода, а благодаря сухости воздуха и рѣзкаго вѣтра, дующаго съ громадною силой въ этихъ высокихъ областяхъ. Здѣсь растетъ лишь одинъ родъ лишайника съ крѣпкими корнями, стелющійся по скаламъ, какъ зеленая плѣсень. Снѣгъ, рѣдко выпадающій на этихъ высотахъ, сейчасъ же таетъ или испаряется, едва успѣвая образовать тонкій слой. Въ полдень надъ снѣгомъ поднимаются вверхъ пары въ видѣ тонкихъ облачковъ, быстро тающихъ въ воз­ душной вышинѣ. Полнымъ отсутствіемъ дождей надо также объяснять и воз­ никновеніе большихъ солончаковыхъ равнинъ, замѣчательнымъ при­ мѣромъ которыхъ могутъ служить пампасы Тамаругаль въ Перу» Эти пампасы, названіе которыхъ происходитъ отъ тамарисковъ, ра­ стущихъ здѣсь на днѣ большихъ впадинъ, расположены на высотѣ
ОБЛАКА И ДОЖДИ. 69 900—1200"метровъ. Пласты соли здѣсь настолько толсты, что изъ глыбъ этой соли вытесываютъ большіе камни, изъ которыхъ строятъ дома. Почва въ округѣ Санта-Роза, совершенно очищенная отъ соляного покрова въ 1827 г., снова побѣлѣла и сдѣлалась годной для добыванія соли съ коммерческой цѣлью. Впрочемъ, эти гро­ мадные естественные заводы производятъ не одну только поварен­ ную соль; здѣсь встрѣчаются также залежи азотнокислой, сѣрно­ кислой и углекислой соли натрія, борнокислый натръ и известь. Изъ пампасовъ Тамаругаль вывозятъ селитру, благодаря которой, во время европейско-американскихъ войнъ, городъ Икикъ пріобрѣлъ столь важное торговое значеніе. По берегамъ и на сосѣднихъ островахъ къ соли и селитрѣ присоединяются еще скопленія гуано, образовавшіяся изъ отбросовъ безчисленной массы птицъ, которыя питаются рыбой и тучами слетаются на берегъ. Въ теченіе вѣковъ изъ гуано образовались цѣлыя скалы, которыя, благодаря отсутствію дождя, отвердѣ­ ваютъ и скопляются изъ года въ годъ. Массы гуано, повидимому, безполезнаго на этихъ пустынныхъ берегахъ, оплодотворяютъ въ настоящее время поля Англіи, Франціи и Бельгіи; эти отбросы со­ ставляютъ теперь важный предметъ международной торговли. Та же причина, по которой столько полей превратилось въ пустыни, именно бездождіе, сдѣлала возможнымъ, благодаря гуано, воз­ становить плодородіе истощенныхъ полей Сѣверной Америки и За­ падной Европы. Для Перу залежи гуано представляютъ огромное •богатство и разумное пользованіе ими могло бы дать возможность •счастливымъ обладателямъ залежей преобразовать общими силами по­ верхность ихъ страны. Доходъ отъ гуано позволилъ перуанцамъ прове­ сти по Андамъ однѣ изъ самыхъ трудныхъ желѣзныхъ дорогъ въ мірѣ. Точное измѣреніе количества выпадающаго дождя въ разныхъ ■странахъ необходимо для изученія метеорологическихъ законовъ и для предсказанія погоды. Распредѣленіе дождей крайне важно и съ геологической точки зрѣнія, а также и съ ботанической, такъ какъ вліяніе дождя на растительность очень громадно. Дождь при­ носитъ съ собою, въ буквальномъ смыслѣ слова, плодородіе и без­ плодіе, изобиліе и голодъ. Дождь питаетъ растенія не одною только водой,—онъ даетъ имъ также амміакъ, газъ, изъ котораго они до­ бываютъ азотъ, необходимый для ихъ развитія. Только благодаря дождю продукты разложенія растеній и животныхъ, безплодно уле­ тавшіе въ воздухъ, снова возвращаются па Землю и проникаютъ въ почву. Распредѣленіе дождей па земномъ шарѣ можетъ также вы­ яснить и астрономическія явленія; сравненіе ежегоднаго количества осадковъ, выпадающихъ въ обоихъ полушаріяхъ, даетъ возможность опредѣлить и количество теплоты въ обѣихъ половинахъ нашей пла­ неты. Въ этомъ отношеніи наблюденія показали, что наибольшее количество дождя выпадаетъ въ сѣверномъ полушаріи. На это вліяетъ съ одной стороны, тотъ фактъ, что поясъ экваторіальнаго безвѣтрія, гдѣ дожди выпадаютъ въ особенно большомъ количествѣ, почти въ теченіе цѣлаго года находится именно въ сѣверномъ полушаріи; съ другой стороны, въ сѣверное полушаріе приносится большое ко­ личество дождя муссонами, которые сильно притягиваются сюда •болѣе нагрѣвающимися материками.
70 ЭЛИЗЕ !’ Е К Л Ю. Сѣверное полушаріе, получающее болѣе дождя, чѣмъ южное, отдаетъ значительно меньше паровъ въ атмосферу. Океанъ, сжа­ тый на сѣверѣ материками, расширяется къ. югу отъ экватора и покрываетъ почти все южное полушаріе. Огромная водная поверх­ ность этого полушарія представляетъ обширный бассейнъ испа­ ренія, откуда солнечные лучи поднимаютъ милліарды литровъ воды въ атмосферу, превращая ее въ пары, а затѣмъ въ облака. Такимъ образомъ, то полушаріе, которое доставляетъ въ атмосферу наиболь­ шее количество пара, получаетъ взамѣнъ наименьшее количество дождя. Вслѣдствіе этого необходимо для поддержанія равновѣсія, чтобы между обоими полушаріями существовалъ круговоротъ воз­ душныхъ теченій. Этотъ обмѣнъ совершается посредствомъ встрѣчи пассатныхъ вѣтровъ въ поясѣ экваторіальнаго безвѣтрія. Здѣсь про­ исходитъ насыщеніе сухихъ вѣтровъ, которые и несутъ влагу отъ экватора къ обоимъ полюсамъ, такъ что рѣки Европы питаются, по преимуществу, испареніями южной части Атлантическаго океана, а можетъ-быть, и испареніями Великаго океана.
Молніи во времяѴрозы. Г розы, ураганы и смерчи. і. Образованіе грозъ.—Электрическія явленія въ атмосферѣ.—Громъ и молнія.—Высота грозовыхъ тучъ.—Географическое распредѣленіе грозъ. Сгущеніе и осажденіе водныхъ паровъ въ атмосферѣ сопро­ вождается всегда проявленіемъ электрической силы; но эта ве­ ликая сила природы, постоянно дѣйствующая на поверхности Земли, не обнаруживается замѣтнымъ образомъ при обыкновенныхъ до­ ждяхъ, едва нарушающихъ равновѣсіе атмосферы. Только въ тѣхъ случаяхъ, когда теплота солнца и накопленія водяныхъ паровъ въ атмосферѣ достигаютъ наивысшаго напряженія, которое сопрово­ ждается медленнымъ, но постояннымъ пониженіемъ давленія воз­ духа, только въ такихъ случаяхъ электрическая энергія накапли­ вается въ воздушныхъ пространствахъ въ .значительномъ количествѣ. Благодаря быстрому сгущенію паровъ и пониженію давленія воз­ духа происходитъ быстрое измѣненіе электрическаго напряженія въ почвѣ и въ атмосферѣ. Это нарушенное равновѣсіе возстановляется сильнымъ разряженіемъ, сопровождаемымъ молніей и громомъ. Прежде чѣмъ перейти къ описанію грозы намъ необходимо сказать нѣсколько подробнѣе о явленіяхъ электричества въ атмосферѣ.*Какъ извѣстно, электричество представляетъ собою силу, ко­ торая развивается при механическомъ движеніи или треніи раз­ личныхъ предметовъ (наир., при натираніи листа бумаги сукномъ). Изученіе электрической энергіи привело къ убѣжденію, что въ при­ родѣ существуетъ два вида электричества, одно изъ которыхъ стали
72 ЭЛИЗЕ РЕК Л ІО. называть положительнымъ (+), а другое отрицательнымъ (—). На­ учные опыты доказали, что оба эти вида электричества стремятся соединиться, уравновѣсить другъ друга, при чемъ при соединеніи другъ съ другомъ положительнаго и отрицательнаго электричества получается искра и слышится трескъ. Игопотенціальныя поверхности. Тщательныя изысканія физиковъ установили, что въ нормаль­ номъ состояніи нашъ земной шаръ заряженъ отрицательнымъ элек­ тричествомъ, а окружающая его атмосфера — положительнымъ. Раз­ нородныя электричества почвы и атмосферы стремятся соединиться другъ съ другомъ, но въ обыкновенное время они не могутъ пройти раздѣляющаго ихъ пространства, такъ какъ они, по боль­ шей части, недоста­ точно сильны. На по­ верхности почвы, на сушѣ и на морѣ, и въ нижнихъ слояхъ воз­ духа электрическое напряженіе равно ну­ лю; положительное электрическое напря­ женіе возрастаетъ въ воздухѣ по мѣрѣ вы­ соты. Степень эле­ ктризаціи воздуха на­ зывается потенціа­ ломъ, слѣдовательно, можно сказать, что при поднятіи кверху электрическій потен­ ціалъ возрастаетъ. Въ Грозовое облако. среднемъ, при подни­ маніи кверху на одинъ метръ потенціалъ увеличивается прп яспоіі погодѣ на 100 или 200 вольтъ. Если мы .соединимъ въ атмосферѣ мысленно всѣ точки, имѣющія Одинаковое напряженіе электричества, то Такія линіи служили бы предѣлами такъ называемой изопотенціалъной по­ верхности. Если бы Земля имѣла ровную поверхность, то изопотеншальныя поверхности тоже были бы ровными; ио такъ какъ на
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ 11 СМЕРЧИ. 73 Землѣ есть выпуклости: горы, плоскогорья, а также лѣса и зданія, то изопотенціалыіыя поверхности огибаютъ такія выпуклости и по­ тому имѣютъ неправильную ферму: надъ высокими предметами они выгнуты. На помѣщенномъ здѣсь рисункѣ ясно видно, какъ вы­ дающіеся надъ почвой предметы нарушаютъ правильное распредѣ­ леніе электризаціи воздуха. Надъ горными вершинами и высокими зданіями изопотенціалыіыя поверхности сближены и здѣсь мы обна­ руживаемъ гораздо большую электризацію, большее измѣненіе по­ тенціала. Этотъ фактъ объясняетъ почему на высокихъ горахъ грозы бываютъ сильнѣе, чѣмъ въ долинахъ. Откуда же берется электрическая энергія въ атмосферѣ? На этотъ вопросъ не существуетъ еще въ настоящее время твердо установленнаго точнаго отвѣта, несмотря на то, что существуетъ ■около пятидесяти разныхъ теорій о происхожденіи атмосфер­ наго электричества. Только за послѣдніе годы, благодаря такъ называемой теоріи іоновъ, вопросъ объ атмосферномъ электри­ чествѣ нѣсколько выяснился. Сущность этой теоріи іоновъ, осно­ ванной на физическихъ фактахъ, состоитъ въ слѣдующемъ: вся­ кій газъ, въ томъ числѣ и газы воздуха, не обладаетъ спо­ собностью воспринимать или передавать электрическіе за­ ряды, если онъ не разлагается па мельчайшія частички, такъ называемые іоны; это разложеніе газа на іоны можетъ происхо­ дить лишь подъ вліяніемъ извѣстныхъ солнечныхъ лучей, принад лежащихъ къ ультрафіолетовой части солнечнаго спектра. Вмѣстѣ съ свѣтовыми и тепловыми лучами солнца ультрафіоле­ товые лучи попадаютъ въ атмосферу и подъ ихъ вліяніемъ воздухъ іонизируется. Въ виду того, что ультрафіолетовые солнеч­ ные лучи всего сильнѣе въ высшихъ слояхъ атмосферы, то и Фотографическій снимокъ молніи ночью.
74 ЭЛИЗЕ РЕК Л Ю, Электрическіе разряды между землей и облаками. центръ силы, электризующей воздухъ, находится въ верхней части атмосферы. Земной шаръ, окруженный | со всѣхъ сторонъ іонизи­ рованнымъ воздухомъ, долженъ заряжаться отрицательнымъ элек­ тричествомъ, какъ это показали спеціальные опыты надъ изолиро­ ванными и окруженными воздухомъ тѣлами. Когда въ атмосферѣ, вслѣдствіе сильнаго ’нагрѣванія и по­ ниженія давленія происходятъ рѣзкія перемѣщенія воздушныхъ слоевъ, теченія воздуха усиливаются, небо покрывается темными тучами, которыя быстро переходятъ изъ кучевыхъ въ дождевыя, тогда напряженіе электричествъ становится все сильнѣе и сильнѣе, п вотъ почему: электричество остается всегда на поверхйости наэлек­ тризованнаго тѣла; такъ, напримѣръ, наэлектризованный металли­ ческій шаръ не содержитъ внутри никакого электричества; точно гакъ же въ мельчайшихъ капелькахъ и пузырькахъ воды, изъ которыхъ состоятъ облака, электричество «находится только на ихъ поверхности. Когда, вслѣдствіе сгущенія облаковъ, капельки постепенно сбли­ жаются, и многія изъ нихъ сливаются другъ съ другомъ и обра­ зуютъ болѣе крупныя [дождевыя капли, они передаютъ также другъ другу свое электричество, но такъ какъ поверхность боль­ шой капли меньше поверхности всѣхъ капель, составившихъ ее и {передавшихъ ей свое электричество, то напряженіе этого элек­ тричества становится сильнѣе и сильнѣе. Наконецъ, частицы воды въ облакахъ сгустились въ крупныя капли, и изъ тучъ, плывущихъ все ниже и ниже, льется сильный дождь. Электрическое напряженіе между поверхностью Земли и облаками стало настолько сильнымъ, что могло проникнуть че­ резъ слой воздуха, препятствовавшій соединенію электричествъ. Въ моментъ соединенія электричествъ вспыхиваетъ въ воздухѣ
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. < ■> яркая искра — молнія, а. въ небесномъ пространствѣ проносятся раскаты грома. Гроза разражается съ могучей силой. На мгно­ веніе все небо озаряется свѣтомъ, а потомъ снова погружается во тьму, и изъ этого мрака слышится грохотъ грома, который отражается глухими раскатами отъ облаковъ и отъ поверхности Земли. Во время сильныхъ грозъ молніи сверкаютъ безпрестанно то въ одной сторонѣ неба, то Ивъ другой. Это Н происходитъ оттого, Ударь молніи въ громоотводъ Эйфелевой башни. что соединеніе электричествъ можетъ происходить не только ме­ жду облаками и Землей, но и между различными облаками; въ двухъ сосѣднихъ облакахъ могутъ скопляться разныя электриче­ ства, которыя и соединяются другъ съ другомъ, если достаточно сильны, чтобы преодолѣть сопротивленіе раздѣляющаго ихъ слоя воздуха. ■ • Такимъ образомъ молнія есть не что иное, какъ большая электрическая искра, проскакивающая между облаками, падающая изъ нихъ на Землю, или даже поднимающаяся отъ Земли къ обла-
76 ЭЛИЗЕ Г Ё К Л ІО. камъ. Благодаря быстротѣ движенія эта искра кажется намъ топкой, блестящей линіей, прорѣзывающей пространство. Иногда молніи представляются, впрочемъ, въ формѣ шара или же въ видѣ зигзагообразныхъ линій. Зигзагообразная молнія, по своей формѣ, напоминаетъ сильно искривленный и развѣтвленный сукъ дерева и появляется пре­ имущественно въ тѣхъ случаяхъ, когда электричество накопляется на двухъ сравнительно небольшихъ противолежащихъ тучахъ. Молнія стремится пройти по кратчайшему пути, слѣдовательно, по прямой линіи, но встрѣчаетъ препятствіе въ воздухѣ и въ облакахъ; она перескакиваетъ па другія заряженныя электри­ чествомъ облака и такимъ обра­ зомъ уклоняется часто отъ сво­ его прямого пути, откуда и происходитъ ея зигзагообраз­ ная форма. Шарообразная мол­ нія-явленіе, рѣдко наблюдав­ шееся и еще не совсѣмъ] объ­ ясненное. Какъ показываетъ са­ мо названіе, опа имѣетъ видъ шара,свѣтящагося бѣлымъ свѣ­ томъ. Такія молніи часто да­ леко катятся по Землѣ. Физикъ I Ілаптэ получилъ искусствен­ ныя шарообразныя молніи |івъ своей лабораторіи, производя сильныя электрическія искры подъ водой. Длина молній бываетъ до­ вольно различна, молніи въ 1000 метровъ бываютъ доволь­ но часто, нерѣдко также на­ блюдали молніи въ 5, 10. 15 километровъ, а астрономъ Пти въ Тулузѣ наблюдалъ да­ Смертельный ударъ молніи, же молнію въ 17 километровъ. Такъ какъ въ физическихъ ка­ бинетахъ можно вызвать самыми сильными аппаратами электри­ ческія искры длиною только немного болѣе одного метра, то легко себѣ представить, какую громадную силу развиваетъ мол­ нія. Попадая на металлическіе предметы, молнія часто распла­ вляетъ ихъ, а попадая на людей и животныхъ, она убиваетъ или парализуетъ; молнія сплавляетъ кирпичъ и камни; ударяя въ песокъ, опа расплавляетъ его моментально и образуетъ небольшія твердыя трубки — фульгуриты, или такъ называемыя громовыя стрѣлы. Молнія иногда разрушаетъ стѣны, разбиваетъ въ щепки деревья Я или сдираетъ съ нихъ кору. Чаще молнія ударяетъ въриственныя деревья, чѣмъ віьгхвойныя. Сотрясенія, вызываемыя молніей въ человѣческомъ организмѣ, обыкновенно ужасны. Пораженные молніей падаютъ иногда безшумно, сохраняя обык­ новенно то самое положеніе тѣла, въ которомъ человѣкъ нахо-
ГРОЗЫ. УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 77 дился въ моментъ удара; часто на тѣлѣ не видно никакихъ по­ врежденій; иногда же въ мѣстахъ выхода и входа молніи видны раны и ожоги, а на внѣшней поверхности тѣла обнаруживаются характерныя кровоизліянія и жилки (молніевы фигуры). Для защиты отъ ударовъ молніи домовъ, зданій и находящихся въ нихъ людей употребляютъ изобрѣтенные Веніаминомъ Франкли­ номъ и затѣмъ значительно усовершенствованные громоотводы, отво­ Смерть человѣка отъ удара молніи на разстояніи. Молнія ударила, какъ видно на рисункѣ, въ крышу дома, ноѣроходпвшій въ этотъ моментъ человѣкъ упалъ мертвымъ. дящіе атмосферное электричество въ Землю. Громоотводъ состоитъ изъ металлическаго заостреннаго стержня, который ставится вер­ тикально на крышѣ зданія. Этотъ стержень соединенъ металли­ ческими проводами съ Землей. Во время грозы молнія ударяетъ въ громоотводъ, притягиваемая остреемъ металлическаго стержня, а затѣмъ опа по громоотводу и проводникамъ пробѣгаетъ внизъ, въ почву, оставляя зданіе не поврежденнымъ. Проскакиваетъ ли молнія горизонтально между двумя тучами или падаетъ на Землю вертикально, длина ея, то-есть разстояніе, проходимое искрой, всегда бываетъ равно нѣсколькимъ километ­ рамъ. Это-то обстоятельство и служитъ главной причиной грома.
78 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. Громъ,11 въ Самомъ дѣлѣ, есть пе что иное, какъ шумъ, произво­ димый электрической искрой, при помощи которой совершается нейтрализація электричества между двумя пунктами. Молнія производитъ очепъ сильное сотрясеніе воздуха, расталкивая его частицы и приводя ихъ въ сильныя колебательныя движенія, передающіяся нашему слуху въ видѣ грома, то-есть раскатовъ глухого шума. Хотя молнія и громъ происходятъ одновременно, мы слышимъ громъ позднѣе, чѣмъ видимъ молнію. Происходитъ это потому, что звукъ распространяется со скоростью 333 метровъ въ секунду, тогда какъ свѣтъ про'бѣгаетъ въ секунду 300.000 Шаровидная молнія, влетѣвшая въ дверь одного дома во Франціи въ 1898 году и вылетѣвшая, не причинивъ вреда, въ окно. километровъ, и поэтому свѣтъ молніи воспринимается нами значи­ тельно ранѣе грома. Продолжительность раскатовъ грома очень неодинакова, разнообразна также и сила грома.* Главный поясъ грозовыхъ тучъ тянется на значительной высотѣ надъ Землей, какъ это легко замѣтить на высокихъ горныхъ склонахъ. «Горы притягиваютъ грозу»—таково повѣрье всѣхъ народовъ, и, дѣйствительно, разряженіе электричества происхо­ дитъ всейо чаще на большихъ выступахъ земнаго рельефа, о кото­ рые ударяются облака и гдѣ водяные пары, сгущаясь, превра­ щаются въ капли дождя. Кромѣ этого, отдѣльно стоящія горы съ острыми вершинами являются естественными громоотводами и гораздо чаще поражаются молніей, чѣмъ внутренніе склоны горныхъ ущелій. Судя по наблюденіямъ, грозовыя тучи проходятъ надъ Землей на различныхъ разстояніяхъ. Форбсъ и Тиндаль наблюдали
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 79 грозу на. вершинѣ Риффельгорна на высотѣ болѣе 2900 метровъ. Гумбольдтъ видѣлъ расплавленныя молніей горныя породы па вершинѣ горы Толуки, въ Мексикѣ, па высотѣ 4620 метровъ. ІІейтье и Госсаръ наблюдали въ Пиренеяхъ грозы па высотахъ еще болѣе значительныхъ. Вообще можно сказать, что высота грозовыхъ тучъ приблизительно та же, что и высота большихъ кучевыхъ облаковъ, изъ которыхъ образуются грозовыя тучи ]). Будучи могучимъ проявленіемъ атмосфернаго электричества, грозы чаще разражаются въ странахъ жаркихъ, чѣмъ вь холодрыхъ и количество ихъ идетъ постепенно уменьшаясь отъ экватора, къ Движеніе воздуха въ грозовой тучѣ. полюсамъ. Нигдѣ грозы не бываютъ такъ сильны и часты, какъ между тропиками, особенно въ горахъ тропическаго пояса, возвы­ шающихся на берегу океана и расположенныхъ перпендикулярно къ направленію дождевыхъ вѣтровъ. Въ горахъ Сіерры Невады де^Санта Марта, въ Колумбіи, грозы бываютъ почти ежедневно. Въ Палепбангѣ, расположенномъ среди отсрова Суматры, вблизи самаго экватора, въ среднемъ, бываетъ 114 грозъ въ годъ, а въ Бенгаліи — отъ 50 до 60. Въ странахъ умѣреннаго пояса насчи­ тываютъ не болѣе 20 грозъ въ годъ, а на сѣверѣ, на широтѣ Шпицбергена, грозы почти неизвѣстны. Въ Рейкіявикѣ приходится, въ среднемъ, одна гроза въ четыре года. Подобно тому, какъ число грозъ уменьшается по направленію отъ экватора къ полюсамъ, грозы также уменьшаются и по напра­ вленію отъ материковъ въ открытое море. По наблюденіямъ Араго і) Becquerel et Ed. Becquerel. Elements de physique terrestre.
80 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. и Дюперрея, ян одному моряку ле приходилось слышать громъ среди южной части Атлантическаго океана, а также и среди Великагоокеана. Именно, благодаря рѣдкости грозъ въ открытомъ морѣ, большинство судовъ, мачты которыхъ, по своей формѣ, притягиваютъ электричество, не страдаютъ отъ молніи. *На морѣ, во время грозы, разряды атмосфернаго электричества совершаются очень часто медленно и мирно. Это явленіе извѣстно подъ названіемъ «огней святого] Эльма» и заключается въ слѣдую­ Огші св. Эльма на мачтахъ корабля но время бури. щемъ: во время грозы па морѣ на вершинахъ корабельныхъ мачтъ, шпицахъ и другихъ остроконечныхъ предметахъ, появляются не­ большіе языки пламени, которые, прогорѣвъ нѣсколько минутъ, гаснутъ и исчезаютъ. Это явленіе было извѣстно людямъ уже съ глубокой древности, и римскій философъ Сенека двѣ тысячи лѣтъ тому назадъ писалъ, что во время грозъ звѣзды сходятъ съ неба и садятся на мачты кораблей. Эти огни моряки считаютъ хоро­ шимъ предзнаменованіемъ. «Моряки, —писалъ еще сынъ Христо­ фора Колумба, — перестаютъ бояться бури, когда показываются огни св. Эльма». Во время второго путешествія Колумба въ Америку, въ 1493 г., ночью, во время сильной грозы, когда среди
81 ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. матросовъ царила паника, на мачтѣ одного изъ кораблей показа­ лись огни св. Эльма въ видѣ семи зажженныхъ свѣчъ. Это явленіе обоняло матрос'овъ, и они стали молиться, вѣря въ свое спареніе. Въ запискахъ мореплавателя Форбэпа находится слѣдующій разсказъ объ огняхъ св. Эльма: «Во время плаванія въ 1696 г. у Балеарскихъ острововъ, однажды ночью, сильная буря неожи­ данно захватила насъ въ морѣ; громъ и молнія появились неви­ данные. Я приказалъ спустить всѣ паруса. Тогда мы увидѣли въ разныхъ мѣстахъ корабля больше тридцати огней святого Эль­ ма. Тотъ, который находился на флюгерѣ большой мачты, былъ болѣе фута въ длину. Я послалъ матроса, чтобы снять этотъ огонь. Влѣзши наверхъ, матросъ криккпулъ намъ, что огонь шипитъ, какъ ракета изъ сырого поро­ ха. Я велѣлъ снять его вмѣ­ стѣ съ флюгеромъ и принести внизъ. Но какъ только матросъ снялъ флюгеръ, такъ огонь пе­ рескочилъ на копецъ мачты, от­ куда сиять его было уже невоз­ можно. Онъ тамъ оставался нѣ­ сколько времени, а потомъ сталъ тускнѣть, гаснуть и постепенно исчезъ совсѣмъ». Огни св. Эльма иногда по­ казываются и па шпицахъ вы­ сокихъ зданій, колоколенъ и храмовъ. На шпицѣ храма Па­ рижской Богоматери по. вече­ рамъ, во время грозъ, нерѣд­ ко замѣчаются огненные язы­ ки. Но особенно часто и ВЪ большомъ размѣрѣ огни СВ. Эльма наблюдаются въ горахъ. Нѣкоторые путешествен­ Огонь св. Эльма на шпицѣ собора Париж­ ники, находившіеся па верши­ ской Богоматери, наблюдающійся иногда по вечерамъ во время грозы. нахъ горъ во время грозъ, чувствовали уколы во всемъ тѣлѣ, и ихъ волосы на головѣ и бородѣ становились дыбомъ и испускали яркій свѣтъ. Изслѣдователь Кавказскихъ горъ. Пастуховъ, разсказываетъ, что па вершинѣ горы Халацы (на высотѣ око­ ло 3700 метровъ) онъ видѣлъ большое пространство покрытое огнями. Въ то же время усы, брови и волосы на головѣ спут­ никовъ Пастухова свѣтились, ихъ мѣховыя бурки, казалось, тлѣ­ ли и всюду пылали огни. Часто въ воздухѣ пролетали огненные шарики. Изслѣдователь Велькеръ наблюдалъ въ 1894 г. въ го­ рахъ Колорадо, на высотѣ 4400 метровъ, подобныя же явленія: изъ всѣхъ выдающихся угловъ скалъ выбрасывались огненные шарики и путешественники чувствовали уколы и по временамъ сильные удары. Элизе Реилю. Земля. Т. 8 6
82 ЭЛИЗЕ Р Е К Л ІО. Если разсматривать мѣста проявленія грозъ въ западной Европѣ, то можно легко замѣтить, что грозы слѣдуютъ въ томъ же направленіи, какъ п бури и сопровождаютъ ихъ. Въ этомъ легко убѣдиться, взглянувъ на метеорологическія карты Франціи. Такимъ образомъ грозы не могутъ считаться чисто мѣстнымй явленіями, какъ это думали раньше; напротивъ, онѣ принадле­ жатъ къ общей системѣ атмосферныхъ движеній и составляютъ часть общей жизни атмосферы. Наблюденія показали, что почти всѣ грозы во Франціи идутъ со сторопы океана. Точно такъ же въ Германіи и даже въ Россіи грозовыя тучи идутъ съ запада Грозы по большей части представляютъ явленія общаго характера и охватываютт, большія пространства. Эта карта изображаетъ ходъ грозы во Франціи, начавшейся въ 6 час. вечера на югѣ Франціи и прошедшей черезъ всю •Францію. и съ юго-запада, то-есть изъ громаднаго бассейна испаренія Ат­ лантическаго океана. Впрочемъ, грозовыя тучи въ бассейнѣ Сре­ диземнаго моря, разражающіяся на южныхъ склонахъ Севеннъ, Приморскихъ и Ломбардскихъ Альпъ, образуются падь бассейномъ Средиземнаго моря. Такимъ образомъ громадные бассейны испа­ ренія являются мѣстомъ образованія грозъ; можетъ-быть, какъ предполагаютъ нѣкоторые ученые, именно при сильномъ испа­ реніи воды и происходитъ образованіе электрической энергіи. Впрочемъ, опыты, произведенные въ этомъ направленіи, не даютъ права утверждать это положительнымъ образомъ. Наблюденія установили лишь то. что грозы ’ бываютъ чаще всего въ самое
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 83 жаркое время и въ тѣхъ мѣстахъ, гдѣ наблюдается сильное умень­ шеніе атмосфернаго давленія; обыкновенно грозы проходятъ на границѣ областей высокаго и низкаго давленія, или же, говоря иными словами, грозы чаще всего происходятъ на окраинахъ циклоновъ. II. Воздушные вихри.— Циклоны. — Ураганы. -«Великій ураганъ». — Центры наимень­ шаго давленія и ихъ перемѣщенія. Грозы, которыя своимъ неожиданнымъ появленіемъ, молніями и раскатами грома такъ сильно поражаютъ человѣческое вообра­ женіе, представляютъ тѣмъ не менѣе, вполнѣ второстепенныя яв­ ленія сравнительно съ большими воздушными движеніями, какими являются вихри и ураганы. Вѣтеръ никогда не двигается по прямой линіи. Правильное теченіе воздуха отъ полюсовъ къ экватору нарушается располо­ женными па пути вѣтра горами и плоскогорьями, неравномѣрнымъ нагрѣваніемъ материковъ и морей и неодинаковой плотностью воздушныхъ слоевъ. Вслѣдствіе всѣхъ этихъ причинъ атмосферныя теченія отклоняются отъ прямого пути то въ ту, то въ другую сторону, вращаясь при этомъ'и подвигаясь впередъ въ видѣ йихрей, подобныхъ водоворотамъ, образующимся на рѣкѣ при встрѣчѣ двухъ противоположныхъ теченій. Вѣтры, дующіе въ странахъ умѣреннаго пояса, равно какъ и во всѣхъ другихъ мѣстностяхъ на Землѣ, обязаны своимъ происхожденіемъ, какъ мы видѣли выше, атмосферному круговороту, производимому разницей темпера­ туры па экваторѣ и на полюсахъ, а также вращенію Земли, около самой себя, отклоняющему главныя теченія атмосферы къ западу. Когда два главныхъ воздушныхъ теченія — одно, идущее отъ эква­ тора къ полюсамъ, другое—идущее отъ полюсовъ къ экватору,— сталкиваются между собою, то они разбиваются на отдѣльныя струи, которыя вступаютъ въ борьбу другъ Съ другомъ, вслѣдствіе чего воздушныя теченія принимаютъ вращательное движеніе, которое и извѣстно подъ названіемъ вихря. Вихреобразныя движенія воз­ духа, перемѣшивая воздушные слои разной плотности между со­ бою, скоро возстанавляютъ равновѣсіе всей воздушной массы. Вихри, обхватывающіе большое пространство, называются ураганами (по-караибски «араканъ»); ураганъ, захватывающій нѣсколько сотъ пли даже тысячъ километровъ, носитъ названіе «циклона» (отъ гре­ ческаго слова циклос, означающаго «кругъ»). Прежде въ циклонахъ и ураганахъ видѣли мѣстныя явленія, но изученіе этихъ метеорологическихъ явленій доказали, что они находятся въ связи съ общимъ движеніемъ атмосферы. Такъ, ура­ ганы, свирѣпствующіе въ Западной Европѣ, представляютъ собою циклоны, пришедшіе изъ тропическихъ областей Атлантическаго океана. Въ Атлантическомъ океанѣ циклоны возникаютъ обыкно­ венно между пятымъ и десятымъ градусами сѣв. широты. Только что возникнувъ, они тотчасъ же начинаютъ перемѣщаться къ сѣ­ веро-западу, но, потомъ, дойдя до извѣстной широты, поворачива­ ютъ къ сѣверо-востоку и образуютъ большую дугу.
84 ЭЛИЗЕ Р Е К Л 10. Всѣ циклоны, образующіеся по обѣ стороны экватора, воз­ никаютъ всего чаще во время смѣны пассатныхъ вѣтровъ. Больше двухъ третей урагановъ Вестъ-Индіи приходится на періодъ отъ августа до октября, то-есть на періодъ, когда сильно нагрѣтые берега Южной Америки начинаютъ притягивать болѣе холодный и болѣе плотный воздухъ сѣвернаго материка. Въ Индійскомъ океанѣ циклоны особенно часты весной и осенью, при перемѣнѣ муссо­ новъ. Это объясняется тѣмъ, что въ эпоху смѣны временъ года громадныя воздушныя массы, насыщенныя электричествомъ, всту­ паютъ между собою въ борьбу за господство и своимъ столкпо- Необычайное грозовое облако, видѣнное 27 апрѣля 1895 г. въ окрестностяхъ Венеціи. веніемъ порождаютъ обширные вихри, распространяющіеся по спи­ ралямъ черезъ моря и материки. *Въ области циклопа мы встрѣчаемъ очень слабое давленіе атмосферы; мѣсто, гдѣ давленіе меньше всего, представляетъ центръ циклона и называется барометрическимъ минимумомъ; здѣсь об­ разуется въ атмосферѣ какъ бы пустота , гдѣ воздухъ рѣдокъ. Иногда барометръ падаетъ въ центрѣ циклона до 750, 730 и даже 720 миллиметровъ, то-есть давленіе воздуха понижается противъ нор­ мальнаго на 10, 30 и даже 40 миллиметровъ. Вслѣдствіе такой разрѣженности воздуха въ центрѣ циклона, сюда начинаютъ при­ текать воздушные слои изъ сосѣднихъ областей, гдѣ давленіе воз­ духа сильнѣе. Такимъ образомъ къ центру барометрическаго ми-
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 85 нимума начинаетъ притекать воздухъ со всѣхъ сторонъ; ртуть въ барометрѣ начинаетъ то понижаться, то повышаться; облака, увлекаемыя теченіями, быстро несутся по небу къ центру циклона. Благодаря вращательному движенію Земли, воздушные слои, стре­ мящіеся къ центру циклопа, отклоняются въ сѣверномъ полушаріи вправо и постепенно принимаютъ вихревое движеніе, направле­ ніе котораго обратно движенію часовой стрѣлки. Въ южномъ по­ Распредѣленіе давленія воздуха надъ Западной Европой. Барометрическій минимумъ охватываетъ часть Англіи, Бельгіи. Франціи и Голландіи, слѣдовательно, въ этихъ стра­ нахъ надо ждать бурь и сильныхъ вѣтровъ лушаріи вращеніе Земли заставляетъ циклоны вращаться слѣва направо. При началѣ циклоповъ часто слышится странный, глухой шумъ, понемногу переходящій въ завываніе, похожее па то, которое вѣ­ теръ производитъ въ зимнія ночи вт> старыхъ пустыхъ зданіяхъ. Почти такой же шумъ, извѣстный въ Англіи подъ именемъ «мор­ ского призыва», доносится передъ бурей съ моря. По мѣрѣ приближенія циклона небо становится мг,дно-краснымъ, затѣмъ въ воздухѣ наступаетъ тишина, длящаяся нѣсколько часовъ, а иногда цѣлыя сутки. Въ это время барометръ продолжаетъ колебаться и идетъ па пониженіе. Наконецъ, небо покрывается тучами, молніи то и дѣло пронизываютъ мракъ и раздаются частые удары грома.
86 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. Проходя по сушѣ, циклонъ встрѣчаетъ сотни препятствій, мно­ гія изъ которыхъ онъ разрушаетъ; сильный вѣтеръ вырываетъ съ корнемъ отдѣльно стоящія деревья; гнетъ къ землѣ вѣковые лѣса и превращаетъ въ развалины цѣлыя селенія. Разрушительная сила циклона бываетъ особенно велика около береговъ моря, гдѣ и гиб­ нутъ большею часть пароходы и корабли. Удаляясь отъ точки своего исхода, циклонъ начинаетъ ослабѣвать; приближаясь все болѣе и болѣе въ холодныя области, циклонъ постепенно заполняется болѣе, тяжелымъ холоднымъ воздухомъ; содержавшіеся въ немъ пары осаждаются на землю въ видѣ дождя, и въ центрѣ цикло­ на воздушная пустота заполняется, и давленіе атмосферы повы­ шается; вслѣдствіе этого воздушныя теченія къ центру циклона осла- Схема вращенія циклоновъ въ южномъ полушаріи. Здѣсь вращательное движе­ ніе воздуха въ циклопахъ происходитъ слѣва направо. Схема вращенія циклоновъ въ сѣверномъ полушаріи. Вслѣдствіе вращенія Земли вокругъ самой себя, циклоны въ сѣвер­ номъ полушаріи отклоняются вправо и вращательное движеніе ихъ совершается справа налѣво въ направленіи, обрат­ номъ часовой стрѣлкѣ. бѣваютъ, теряютъ мало-по-малу свое направленіе и. въ коицѣконцовъ, циклонъ исчезаетъ, какъ бы растворяясь въ холодныхъ стру­ яхъ умѣреннаго пояса. Размѣры области циклоновъ могутъ быть очень различны, въ зависимости отъ того, насколько развитъ циклопъ. Если предѣ­ ломъ циклопа считать мѣстности, гдѣ давленіе воздуха равно 755 миллиметрамъ, то размѣры циклопическихъ областей могутъ имѣть до 2000 километровъ въ поперечникѣ. 12--14 января 1875 года цик­ лонъ касался одновременно береговъ Европы и Америки, и его діаметръ равнялся 2950 километрамъ. Линія, но которой проходитъ центръ циклона, дѣлитъ его на двѣ равныя, но различныя по характеру, части. Въ одной изъ этихъ половинъ вращеніе и перемѣщеніе воздуха совершается въ томъ же направленіе, въ какомъ движется весь циклопъ, тогда какъ въ другой половинѣ—они другъ другу противоположны: вѣтеръ дуетъ съ той стороны, куда движется весь циклопъ. Благодаря
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 87 этому обстоятельству, въ первой половинѣ циклона буря гораздо сильнѣе, и потому эта половина называется опаснымъ полукру­ гомъ, тогда какъ другая—полукругомъ благополучнымъ. Въ сѣ­ верномъ полушаріи циклопы вращаются справа налѣво, такъ что опасный полукругъ для судна, идущаго по одному направленію съ циклономъ, будетъ находиться справа, и для судна, идущаго по направленію противоположному —слѣва. Чтобы узнать въ какой сто­ ронѣ находится центръ циклона, нужно стать лицомъ прямо къ вѣтру и тогда центръ циклона всегда будетъ находиться вправо отъ пасъ (въ сѣверномъ полушаріи). На этомъ фактѣ и основаны всѣ попытки моряковъ избѣжать центра циклона, удаляясь отъ линій, по которой онъ долженъ проходить. Чѣмъ ближе къ центру цик­ лона, тѣмъ сильнѣе бываетъ вѣтеръ, тѣмъ чаще и внезапнѣе КрЬмѣ вращательнаго движенія циклопы обладаютъ еще поступательнымъ движеніемъ. Скорость этого движенія бываетъ неодинакова на всемъ пространствѣ циклона. Въ правой половинѣ циклона буря гораздо сильнѣе, чѣмъ въ лѣвой, почему правую половину циклона называютъ полукругомъ опаснымъ, а лѣвую полукругомъ благо­ получнымъ. онъ измѣняется, а потому тѣмъ сильнѣе и страшнѣе бываетъ здѣсь буря, противъ которой ничто не можетъ устоять.* Порывистыя движенія воздуха, происходящія въ циклопѣ, пред­ ставляютъ едва ли не самыя грозныя явленія на пашей планетѣ; кто видѣлъ прохожденіе циклона на морѣ, тотъ пойметъ, почему въ миѳологіи индусовъ Рудра, богъ вѣтровъ и грозъ, превратился вйослѣдствіе въ Сиву, бога разрушенія и смерти. Самымъ страшнымъ изъ циклоновъ новѣйшаго времени былъ, вѣроятно, циклопъ, разразившійся въ Вестъ-Индіи 10 октября 1786 года. Этотъ циклонъ извѣстенъ въ исторіи подъ названіемъ «ве­ ликаго урагана». Начиная съ острова Барбадоса, гдѣ онъ ничего не оставилъ на мѣстѣ, циклонъ уничтожилъ англійскій флотъ, сто­ явшій передъ островомъ Санта-Лючія, потомъ совершенно опустошивъ весь этотъ островъ, гдѣ погибли шесть тысяча, человѣкъ. Послѣ этого ураганъ, направившись къ острову Мартиникѣ, окружилъ эскадру французскихъ транспортныхъ судовъ и потопилъ болѣе
88 Э Л И 3 Е V Е К Л 10. У р а г а и ъ и а м о р ѣ. сорока судовъ, на которыхъ находилось свыше четырехъ тысячъ человѣкъ. На сушѣ этимъ ураганомъ были совершенно разрушены городъ Сенъ-Пьеръ и еще нѣсколько селеній, гдѣ погибло около десяти тысячъ человѣкъ. Далѣе, къ сѣверу острова Доминикъ, Сентъ-Эстапіъ, Сенъ-ДЗинцептъ и Пуэрторико были также опусто­ шены, и большая часть судовъ, находившихся на пути циклона, пошла ко дну, вмѣстѣ со всѣми людьми. За Пуэрторико буря по­ вернула на сѣверо-востокъ къ Бермудскимъ островамъ, и хотя ея сила постепенно ослабѣвала, она, тѣмъ не менѣе, разбила и пото­ пила нѣсколько англійскихъ военныхъ кораблей. На островѣ Бар­ бадосѣ, откуда циклонъ началъ развертывать свою ужасную спи­ раль, шумъ бури былъ та\і> силенъ, что жители, укрывшись въ погребахъ, не слышали, какъ надъ ихъ головами рушились дома. Въ это время между англичанами и французами на этихъ островахъ происходила война, и тысячи солдатъ, привезенныхъ изъ Европы для убійства другъ друга, погибли во власти урагана. Передъ этимъ страшнымъ явленіемъ природы людская злоба утихла, и вражда между оставшимися въ живыхъ людьми прекратилась. При видѣ всеобщаго разрушенія губернаторъ острова Мартиника ве­ лѣлъ отпустить на свободу англійскихъ матросовъ, захваченныхъ въ плѣнъ, объявивъ, что во время общаго бѣдствія всѣ люди дол­ жны считать' другъ друга братьями. Большіе циклоны, вызывающіе возмущенія въ атмосферѣ на большомъ пространствѣ, производятъ въ нашихъ широтахъ пере­ мѣну погоды и колебанія барометра; эти колебанія бываютъ тѣмъ болѣе сильны, чѣмъ ближе проходить циклонъ и чѣмъ большее про­ странство онъ захватываетъ. Предсказаніе погоды ]) основывается 1) Объ этомъ будетъ сказано болѣе въ томѣ IX настоящ. сочиненія. подробно въ очеркѣ «Предсказаніе погоды»
ГРОЗЫ, УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 89 именно на изученіи циклоновъ и ихъ движеній, почему метеоро­ логическія станціи всѣхъ странъ и составляютъ ежедневно карты воз­ душнаго давленія, отъ послѣдствій котораго зависитъ погода. Изу­ ченіе такихъ метеорологическихъ картъ даетъ возможность ви­ дѣть постепенный ходъ циклоповъ и ихъ направленія. Въ настоя­ щее время метеорологи еще не пришли къ установленію какихъ-либо общихъ законовъ, вполнѣ точно опредѣляющихъ поступательное движеніе атмосферическихъ вихрей. Однако на основаніи много­ численныхъ наблюденій, мы можемъ уже теперь сказать, что цик­ лопическіе центры наименьшаго давленія стремятся двигаться съ запада на востокъ. Если циклоны встрѣчаютъ на своемъ пути об­ ласти высокихъ давленій, то они огибаютъ ихъ, направляясь въ ту сторону, въ какую движется часовая стрѣлка. Циклоны укло­ няются въ ту сторону, гдѣ атмосферное давленіе меньше. Замѣ­ чено также, что на направленіе циклопа оказываетъ вліяніе влаж­ ность воздуха, а также его температура. Всѣ эти причины мо­ гутъ заставить уклониться циклонъ въ сторону, или же раздѣлить­ ся на двѣ, на три и болѣе частей. Такое явленіе называется сег­ ментаціей циклона. Сегментація заключается въ томъ, что въ цик­ лопѣ образуются два или болѣе барометрическихъ минимума, ко­ торые начинаютъ притягивать каждый къ себѣ воздушныя теченія. Иногда образовавшіеся такимъ образомъ вторичные центры цик­ лопа движутся, наподобіе планетныхъ спутниковъ, за главнымъ центромъ, а иногда же дѣлаются самостоятельными циклонами и продолжаютъ общее движеніе къ востоку. Бываютъ случаи, что циклонъ выдѣляетъ изъ себя три и даже болѣе вторичныхъ цик­ лоповъ. Такъ, циклонъ 26 марта 1882 года, проходившій черезъ Францію, раздѣлился па четыре части; одинъ центръ притяженія образовался въ Италіи, другой--въ Германіи, а третій и четвер­ тый—въ юго-западной Россіи. Всѣ эти четыре области н. зкаго давленія составляли одну общую обширную систему, развив­ шуюся изъ одного первоначальнаго циклона. Обыкновенно распа- Видъ города Нью-Ричмонда въ штатѣ Висконсинъ въ Сѣверной Америкѣ послѣ урагана 1899 года.
90 Э Л И ЗЕ РЕ К Л 10. деніе циклона на нѣсколько центровъ наименьшаго давленія вызы­ ваетъ уменьшеніе силы главнаго циклона. Съ другой стороны, ино­ гда происходитъ обратное явленіе: два или три самостоятельно об­ разовавшихся центра наименьшаго давленія, мало-по-малу сближа­ ясь, сливаются вмѣстѣ и образуютъ одинъ циклонъ. Циклоны ио мѣрѣ своего перемѣщенія къ востоку все болѣе и болѣе пополняются воздухомъ, депрессія въ ихъ центрѣ умень­ шается и нарушенное равновѣсіе въ давленіи атмосферы на нѣ­ которое время возстанавливается. Въ своемъ поступательномъ дви женіи нѣкоторые циклоны, зародившись въ тропическихъ обла. Главные пути Циклоновъ въ сѣверномъ полушаріи. стяхъ Атлантическаго океана, переходятъ за Уралъ, и, по всей вѣроятности, продолжаютъ свой путь еще далѣе па востокъ. Од­ нако, прослѣдить путь циклоновъ по Сибири мы не можемъ, такъ какъ въ Сибири пѣтъ достаточнаго количества метеорологическихъ станцій. Весьма возможно, что Сибирь не составляетъ крайняго предѣла распространенія циклоповъ. Выть-можетъ, нѣкоторые изъ нихъ пересѣкаютъ Сибирь, Великій океанъ и Сѣверную Америку, чтобы снова направить свой путь въ Европу. Однако утверждать это въ настоящее время трудно, такъ какъ мы не имѣемъ доста­ точно данныхъ относительно путей циклоповъ въ Сибири и въ сѣ­ верной части Великаго океана. * III. Скорость вращенія и поступательнаго движенія циклоновъ. — Пониженіе ртутнаго столба въ барометрѣ во время прохожденія циклона. — Неправильности въ движеніи вѣтра на окружности циклона.—Антициклоны. До сихъ поръ еще неизвѣстно съ точностью, до какой ско­ рости можетъ достигать движеніе воздушныхъ массъ, увлекаемыхъ циклономъ. Наблюденія показали, что при своемъ зарожденіи, циклоны движутся сравнительно тихо. Между пятымъ и десятымъ
ГРОЗЫ. УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 91 градусами сѣв. широты скорость перемѣщенія циклона равна отъ двухъ до девяти километровъ въ часъ. Но ио мѣрѣ приближенія къ сѣверу скорость перемѣщенія циклона увеличивается. Къ 35 и 45 градусамъ широты скорость циклона достигаетъ десяти— двадцати километровъ въ часъ; еще ближе къ сѣверу эта скорость доходитъ до 20 33 километровъ въ часъ. Вѣтеръ во время бури долженъ быстрѣе всего двигаться въ верхнихъ слояхъ атмосферы, гдѣ онъ не встрѣчаетъ никакихъ твердыхъ препятствій, какъ на поверхности земли. Опредѣливъ скорость движенія воздуха непо­ средственно надъ уровнемъ моря или на незначительной высотѣ, мы еще не въ состояніи будемъ составить себѣ понятія вообще о скорости, съ какою движется атмосферная масса, увлекаемая ура­ ганомъ. Въ одномъ изъ своихъ поднятій Коксуэль былъ захваченъ вѣтромъ, который понесъ его со скоростью 110 километровъ въ часъ, тогда какъ ниже вѣтеръ дулъ только со скоростью 23 кило­ метровъ въ часъ. Какъ же велика должна быть скорость циклона па извѣстной высотѣ, когда па поверхности земли, усѣянной пре­ пятствіями, циклонъ проходитъ по 45 метровъ въ секунду, или но 162 километра въ часъ, т.-е. движется раза въ три—четыре быст­ рѣе локомотивовъ! Эта ужасная быстрота движенія воздуха на поверхности океана и происходящее при этомъ треніе воздушныхъ частицъ, вполнѣ объясняютъ, какъ это замѣтилъ еще Цицеронъ двѣ тысячи лѣтъ тому назадъ, повышеніе температуры воды послѣ бурь 1). Наибольшая скорость движенія циклоновъ наблюдается въ Соединенныхъ Штатах],, гдѣ ея средняя годовая величина равна почти 42 километр. Съ наименьшей скоростью движутся циклоны въ Западной Европѣ, гдѣ ихъ средняя годовая скорость выражает­ ся въ 27 кил. въ часъ. Циклопы болѣе глубокіе, т.-е. съ болѣе низкимъ давленіемъ въ центрѣ, обыкновенно имѣютъ и большую скорость движенія. Тѣ изъ циклоновъ, которые уклоняются отъ главнаго пути передвиженія циклоповъ, имѣютъ меньшія скорости движенія. Попятно, что воздушное теченіе, движущееся съ такой скоростью, должно производить громадное давленіе на встрѣчные предметы. Въ запискѣ «О сооруженіи маяковъ», Френель опредѣ­ лилъ сильнѣйшее давленіе вѣтра въ 275 килограммовъ на ква­ дратный метръ; но весьма вѣроятно, что во многихъ ураганахъ оно превосходитъ эту цифру. Скорости въ 100 и 160 километровъ въ часъ достигаютъ толь­ ко частицы воздуха, вращающіяся около центральной части цик­ лона. Движеніе же остальныхъ массъ воздуха, расположенныхъ дальше отъ центра, совершается гораздо медленнѣе сравнительно съ движеніемъ воздуха въ центрѣ циклона. Наибольшей скоростью перемѣщенія обладалъ циклонъ, проходившій въ августѣ 1853 го­ да. Отъ Антильскихъ острововъ до Ньюфаундленда онъ шелъ со средней скоростью въ 50 километровъ въ часъ; но, постепенно возрастая, быстрота перемѣщенія достигла 60-ти, 70-ти, 80-ти и даже 90 километровъ въ часъ, при чемъ скорость вращенія воздуха вокругъ оси циклона была равна 240 километрамъ въ часъ. Въ концѣ февраля 1843 года, ураганъ, начавшійся около острова 1) Ре паіига Веопші.
92 ЭЛИЗЕ Р Е К Л ІО. св. Маврикія, проходилъ по Индійскому океану только п.» пяти съ половиной километровъ въ часъ, но въ это же время корабль «Чарльзъ Гедльсъ», находившійся на разстояніи около 90 километровъ отъ оси циклопа, описывалъ громадныя спи­ рали вокругъ этой перемѣщ пощейся точки. Въ пять дней онъ совершилъ пять полныхъ оборотовъ среди моря, и хотя во время этого необычайнаго путешествія онъ сдѣлалъ, по крайней мѣрѣ. 2400 километровъ, но когда онъ, наконецъ, вышелъ изъ области циклопа, то оказалось, что онъ находится всего только въ 655 километрахъ отъ точки своего отправленія. Корабль все время кружился, какъ волчокъ, на поверхности океана. По вычисленіямъ Вриде Ц, скорость поступательнаго движенія циклоновъ въ Ин­ дійскомъ океанѣ колеблется отъ двухъ до тридцати трехъ кило­ метровъ въ часъ. Весь циклонъ можно сравнить съ громаднымъ кругомъ, вра­ щающимся въ воздухѣ. Центръ циклона представляетъ родъ во­ ронки, въ которой воздухъ очень разрѣженъ. Нѣчто подобное за­ мѣчается также въ рѣкахъ и даже въ самыхъ незначительныхъ водоемахъ, гдѣ вращающаяся вода при водоворотѣ всегда имѣетъ /> // ЦЦ/—\ углубленіе посрединѣ, вслѣдствіе /О—у Кі / / \ ) дѣйствія центробѣжной силы, увлеV/ >/ I ) каюшей частицы къ окружности. Уменьшеніе давленія воздушнаго столба, указываемое пониженіемъ Спираль Чарльза Гедльса. барометра, служитъ предвѣстни­ комъ урагана, который начинаетъ образовываться въ атмосферѣ. Изобары или изобарометрическія линіи образуютъ при этомъ рядъ концентрическихъ круговъ, болѣе или менѣе сближенныхъ, смотря по разницѣ атмосфернаго давле­ нія. Когда эти кривыя весьма близки другъ къ другу, и края воздушной воронки представляютъ большой наклонъ, то скоро разражается ужасная буря, такъ какъ для возстановленія равно­ вѣсія въ давленіи воздуха частицы воздуха должны притекать сюда въ огромныхъ количествахъ. Такимъ образомъ паденіе барометра предвѣщаетъ бурю, и тѣ, кому грозитъ эта буря, напримѣръ, мореходы, могутъ принять мѣры предосторожности, чтобы избѣгнуть бѣдствія, или, по крайней мѣрѣ, ослабить его. Въ открытомъ морѣ вода, движущаяся вмѣстѣ съ центромъ циклона, поднимается кверху на высоту тѣмъ боль; шую, чѣмъ сильнѣе падаетъ атмосферное давленіе. Такъ образу­ ется «волна урагана», сила которой соединяется съ силой огром­ ной зыби, вздымаемой штормомъ. Это составляетъ главную причи­ ну появленія тѣхъ бурныхъ валовъ, набѣгающихъ во время ура­ гана на берега и разрушающихъ все, что встрѣчается па ихъ пути. Во время урагана въ Барбадосѣ въ 1831 году, волны, разбивав­ шіяся о сѣверный мысъ этого острова, были на 22 метра выше средняго уровня моря. Во время большого циклопа въ Калькут­ тѣ. въ октябрѣ 1864 г. вода поднялась на семь метровъ въ ниж­ немъ теченіи рѣки Ганга и затопила цѣлые острова. 1) Etude sur les ouragans de Fhemisphére austral.
ГРОЗЫ. УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 93 * Въ противоположность циклопамъ, или областямъ съ пони­ женнымъ атмосфернымъ давленіемъ—областямъ депрессіи—въ воз­ душномъ океанѣ образуются иногда области, гдѣ давленіе воздуха сильно повышено. Такія области называются областями бароме­ трическаго максимума, а само явленіе носить наименованіе анти­ циклона. Въ антициклонѣ мы наблюдаемъ, въ противоположность циклону, увеличеніе атмосфернаго давленія отъ периферіи къ центру, и поэтому въ антициклонѣ движеніе воздушныхъ частицъ происходитъ въ обратномъ порядкѣ, чѣмъ въ циклонѣ. Въ цикло­ нѣ, какъ мы видѣли выше, воздухъ притекаетъ отъ периферіи къ центру, а въ антициклонѣ вѣтеръ дуетъ отъ центра къ краямъ: онъ растекается во всѣ стороны и образуетъ, такъ сказать, обрат­ ный вихрь. Такъ какъ при антициклонѣ вѣтеръ дуетъ изъ цен тра иногда по нѣскольку дней, а давленіе воздуха въ центрѣ не умень­ шается, то нужно предполагать, что въ центрѣ антициклона воз- Схема одклона; въ центрѣ находится область низкаго давленія, и поэтому слои воздуха притекаютъ отъ краевъ къ центру. Схема антициклона. Въ противополож­ ность циклону, при антициклонѣ въ центрѣ находится область высокаго да­ вленія, и поэтому слои воздуха растека­ ются отъ центра въ сосѣднія области, гдѣ давленіе ниже. Теченіе воздуха про­ исходить по направленію движенія ча­ совой стрѣлки. духъ притекаетъ изъ верхнихъ слоевъ атмосферы, опускается затѣмъ внизъ и потомъ уже. расходится во всѣ стороны по земной поверхности; такимъ обра­ зомъ на антициклонъ слѣдуетъ смотрѣть какъ на нисходящій вихрь. Въ противоположность циклону, несущему съ собою бурю, дождь и грозу, антициклонъ приноситъ съ собою ясную к сухую погоду. Это объясняется слѣдующимъ образомъ: когда воздухъ опускается внизъ, то онъ нагрѣвается, а нагрѣваясь, воздухъ становится суше, такъ какъ его относительная влажность умень­ шается; а если влажность воздуха уменьшается, то, само собою понятно, что въ такомъ воздухѣ не можетъ образоваться пи дождя ни снѣга. Отсутствіе облаковъ при антициклонѣ способ­ ствуетъ сильнему нагрѣванію нижнихъ слоевъ воздуха, поэтому лѣтніе антициклоны сопровождаются большими и продолжитель­ ными жарами. Зимою антициклоны сопровождаются ясной и холод­ ной погодой. Границы антициклоновъ не бываютъ такъ рѣзко выражены, какъ у циклоновъ, и по направленію къ краямъ анти­ циклона вѣтры становятся слабѣе. Направленіе вѣтра въ анти­ циклонѣ обратно направленію вѣтра при циклонѣ, то-есть при антициклонѣ вѣтеръ имѣетъ вихревое движеніе въ направленіи
94 Э Л II 3 Е РЕК Л ІО. хода часовой стрѣлки. Діаметръ антициклоновъ бываетъ гораздо больше діаметра циклоновъ; по изслѣдованіямъ Люмиса, область антициклоновъ охватываетъ вдвое большее пространство, чѣмъ при циклонахъ.* IV. Спираль урагановъ въ обоихъ полушаріяхъ. — Теорія о происхожденіи циклоновъ. Циклоны Новаго Свѣта, выходя изъ тропическихъ областей, гдѣ они зарождаются вслѣдствіе столкновенія пассатныхъ вѣтровъ или муссоновъ, направляются сначала къ сѣверо-западу, парал­ лельно цѣпи Антильскихъ острововъ или къ берегамъ Колумбіи и Центральной Америки. Затѣмъ, повернувъ къ сѣверо-востоку, циклоны несутся вдоль береговъ Соединенныхъ Штатовъ, описы­ вая въ воздухѣ орбиту, лежащую прямо надъ русломъ морского тѳчені я гольфстрема. Въ южномъ полушаріи явленіе происходитъ въ обратномъ порядкѣ: циклоны Индійскаго оксана, возникающіе па югѣ отъ Индостана, идутъ сначала на юго-западъ, къ островамъ Реюніопъ, св. Маврикія и къ Мадагаскару, а затѣмъ дѣлаютъ крутой по­ воротъ и направляются на юго-востокъ къ морямъ Южнаго Ледо­ витаго океана. Какія причины производятъ самый циклопъ и отчего зави­ ситъ рѣзкій поворотъ его къ внѣшней границѣ пассатныхъ вѣт­ ровъ? Извѣстный метеорологъ Дове объясняетъ это слѣдующимъ образомъ: когда надъ пустынями Азіи и Африки громадныя массы теплаго воздуха поднимаются въ верхніе слои атмосферы, то этотъ воздухъ долженъ разливаться въ стороны. При этомъ тѣ массы этого воздуха, которыя движутся надъ сѣверной частью Атланти­ ческаго океана къ западу, въ направленіи, противоположномъ вращенію Земли, встрѣчаютъ возвратное воздушное теченіе, идущее съ юго-запада на сѣверо-востокъ, въ противоположномъ направленіи нижнимъ пассатнымъ вѣтрамъ. Вслѣдствіе этого происходитъ столкновеніе между двумя воздушными теченіями и образуется воздушный вихрь, распространяющійся по спирали на сѣверозападъ, то-есть по направленію равнодѣйствующей линіи двухъ борющихся силъ. Въ это же время вращающаяся масса воздуха, ища выхода, спускается косвенно къ поверхности моря и, встрѣ­ чая съ правой стороны препятствіе въ видѣ пассатныхъ вѣтровъ, продолжаетъ двигаться къ сѣверо-западу. Выйдя за предѣлы тропиковъ, ураганъ не испытываетъ уже бокового давленія сѣверовосточнаго пассатнаго вѣтра; передъ нимъ открывается свободный путь, и поэтому циклопъ начинаетъ уклоняться, вслѣдствіе вра­ щенія Земли, по кривой линіи сначала къ сѣверу, а затѣмъ къ сѣверо-востоку. Въ то же время циклопъ, перейдя умѣренный поясъ, постепенно расширяетъ діаметръ своихъ спиралей и. вслѣд­ ствіе этого, теряетъ свою первоначальную силу по мѣрѣ при­ ближенія къ сѣверу. Одинъ и тотъ же вѣтеръ, который разруша­ етъ цѣлые города на Антильскихъ островахъ и разбиваетъ въ щеп­ ки океанскіе корабли, достигнувъ береговъ Ирландіи или Норве­ гіи. имѣетъ силу чтобы вырвать съ корнемъ лишь нѣсколько деревьевъ и оторвать отъ скалъ нѣсколько камней.
Ураганъ въ Сѣверной Америкѣ.
96 ЭЛИЗЕ Г Е К Л ІО. *Таково объясненіе циклоповъ, предложенное Дове и, повидимо­ му, наиболѣе вѣроятное, по крайней мѣрѣ, относительно циклоновъ Атлантическаго океана. Однако, эта теорія не даетъ полнаго и всесторонняго объясненія зарожденія и движенія циклоповъ. По этому вопросу среди современныхъ ученыхъ существуютъ разно­ гласія и противорѣчія. Въ настоящее время установлено лишь то, что поступательное движеніе циклона нельзя разсматривать, какъ перемѣщеніе всей массы вращающагося воздуха въ одномъ на­ правленіи. Наблюденія показали, что внизу въ циклонѣ сущест­ вуетъ центростремительное движеніе воздуха, пополняющее цен­ тральную пустоту, а вверху преобладаетъ центробѣжное движеніе, благодаря которому воздухъ разбрасывается во всѣ стороны. Если циклонъ съ моря переходитъ на сушу, то треніе внизу увеличи­ вается и движеніе становится болѣе центростремительнымъ. Притокъ воздуха въ этомъ случаѣ дѣлается больше къ центру циклона, и поэтому циклонъ скоро выравнивается и прекращается. Нѣкоторыми учеными были сдѣланы попытки воспроизвести искусственные вихри, съ цѣлью изучить всѣ обстоятельства ихъ движеній. Таковы опыты Вейера и Вильке. Эти опыты заключи* ются въ томъ, что въ высокій стеклянный сосудъ наливаютъ осто­ рожно двѣ жидкости различной плотности; жидкости лежатъ одна надъ другой и подобраны такимъ образомъ, что при смѣшеніи обра­ зуетъ бѣлый осадокъ, который и позволяетъ видѣть всѣ обстоя­ тельства движеніи. Жидкостямъ сообщаютъ вращательное движеніе при помощи двухъ дисковъ; одинъ дискъ находится въ верхней части сосуда, а. другой — въ нижней. Опыты показали, что если привести въ вращательное движеніе верхній дискъ, то является вихрь восходящій, подобный циклону; если же приводятъ въ вращательное движеніе нижній дискъ, то вверху сосуда образуется нисходящій вихрь. Однако эти опыты очень мало Объясняютъ происхожденіе циклоновъ, такъ какъ эти искусственные вихри неподвижны и поэтому ие могутъ раскрыть тайны поступатель­ наго движенія циклоповъ. Разрѣшеніе этого вопроса предстоитъ сдѣлать въ будущемъ, когда будетъ собрано достаточно данныхъ о путяхъ и направленіяхъ циклоновъ ио поверхности Земли, а также когда будутъ болѣе подробно изучены общіе законы дви­ женія атмосферы.* Но всей вѣроятностей, циклоны, подобно другимъ проявлені­ ямъ жизни земного шара, подчиняются какимъ-нибудь опредѣ­ леннымъ законамъ и, въ концѣ-концовъ, математикамъ удастся вычислить ихъ орбиту на земной поверхности. Описывая въ воз­ душномъ океанѣ громадныя спирали, циклопы возстановляютъ равновѣсіе между неравными волнами атмосферы. Кромѣ этого, ходъ и направленіе циклоновъ согласуется съ явленіями солнечной метеорологіи. Сравнительныя наблюденія надъ циклопами, произ­ веденныя Поземъ и Мельдремомъ, позволяютъ предполагать, что воздушные вихри, называемые циклопами, въ общемъ своемъ движеніи напоминаютъ вихри, происходящіе па солнцѣ, и о кото­ рыхъ свидѣтельствуютъ солнечныя пятна. Циклопы способствуютъ вмѣстѣ съ муссонами и противопассатами поддержанію астроно­ мическаго равновѣсія нашей планеты. Постоянное треніе пассат­ ныхъ вѣтровъ, которые вращеніемъ Земли непрерывно отклоняются
ГРОЗЫ 97 УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. къ западу, въ копцѣ - копповъ, привело бы къ замедленію вра­ щенія Земли вокругъ своей оси, если бы другія воздушныя тече­ нія, движущіяся въ противоположномъ направленіи, не уравно­ вѣшивали вліянія пассатовъ и пе ускоряли бы вращенія Земли съ запада па востокъ. Какъ бы ни было слабо дуновеніе вѣтра въ сравненіи съ силой, заставляющей вращаться нашу планету въ міровомъ пространствѣ, оно, тѣмъ пе менѣе, тоже способству­ етъ движенію земного шара и оказываетъ свое вліяніе на ходъ Земли въ сонмѣ небесныхъ свѣтилъ. V. Штормы и шквалы.— Смерчи, вихри и торнадо. Атмосферныя движенія, называемыя моряками штормами или шквалами, отличаются отъ циклоновъ и урагановъ меньшею силой и меньшимъ распространеніемъ. Безъ сомнѣнія, эти явленія вызы­ ваются чисто мѣстными причинами и являются частичными возму­ щеніями атмосферы. Штормы почти неизвѣстны въ Экваторіальныхъ областяхъ и наблюдаются чаще всего въ широтахъ умѣреннаго пояса. Въ сѣверной части Атлантическаго океана въ нѣкоторые мѣсяцы штормы бываютъ чуть не каждый день. Всѣ эти кратковременныя бури движутся, подобно ураганамъ, по спиралямъ. Какъ зимніе штормы, такъ и лѣтніе шквалы, берутъ начало на правой или на лѣвой сторонѣ океаническаго теченія гольфстрема. Вслѣдствіе вращенія Земли они движутся по кривымъ линіямъ. Когда штормъ образуется съ лѣвой стороны гольфстрема, то общее движеніе воздуха совпадаетъ съ движеніемъ вихря, и поэтому штормъ дости­ гаете наибольшей силы. Буря свободно развертывается и, захва­ тывая все новыя и новыя массы воздуха, понемногу подвигается изъ Америки въ Европу черезъ океанъ. Штормы, начинающіеся въ Европѣ, то-есть справа отъ гольфстрема, не могутъ быть продолжи­ тельными, такъ какъ на нихъ дѣйствуютъ въ одно и то же время двѣ противоположныя силы. Вслѣдствіе вращенія Земли, штормы идущіе изъ Европы, отклоняются на западъ, а вѣтры изъ эквато­ ріальной области отклоняютъ ихъ на востокъ. Благодаря этому, образуется движеніе воздуха, вращающагося съ запада къ востоку черезъ югъ. Обѣ противоположныя силы уравновѣшиваютъ другъ друга или производятъ лишь мѣстныя волненія въ атмосферѣ. Мѣстные вихри ограничиваются часто лишь одною страной, или даже одной долиной, пли равниной. Среди такихъ мѣстныхъ вихрей особенно выдѣляются, по стран­ ности своихъ формъ, по громадности размѣровъ и по бѣдствіямъ причиняемымъ ими, такъ называемые смерчи. Смерчъ предста­ вляетъ вертикальный столбъ воздуха, съ громадной быстро­ той вращающійся вокругъ самого себя и передвигающійся впередъ весьма медленно, такъ что за его ходомъ можно слѣдить глазами. Повидимому, всѣ движенія этого столба обусловливаются и произ­ водятся электричествомъ. Сильный вѣтеръ, который производить смерчъ и который разрушаетъ дома, не есть результатъ общихъ большихъ воздушныхъ теченій, а имѣетъ характеръ чисто мѣстный. Смерчи часто бываютъ не болѣе нѣсколькихъ метровъ въ діаметрѣ, но сила ихъ ни съ чѣмъ не сравнима. На своемъ пути они соверЭлизе Реклю. Земля. Т. 8. ' *
98 ЭЛИЗЕ Р £ К Л К). шенно выметаютъ почву и уничтожаютъ деревья, дома и все, что имъ встрѣтится. * Обыкновенно смерчи возникаютъ слѣдующимъ образомъ: ниж­ няя поверхность грозового облака начинаетъ опускаться постепенно къ Землѣ въ формѣ воронки, острымъ концомъ обращенной внизъ. Подъ этой облачной воронкой, по мѣрѣ ея опусканія, на сушѣ или па морѣ начи­ нается, въ свою оче­ редь, волненіе возду­ ха; пыль и разныя легкія тѣла поднима­ ются столбомъ квер­ ху, а вода начинаетъ какъ бы кипѣть, вы­ брасывая струйки и брызги. Черезъ нѣ­ которое время ко­ нецъ нижняго вихре­ вого столба соеди­ няется съ концомъ верхней воронки и образуется одинъ столбъ, который все время быстро вра­ щается. Если смерчъ,об­ разовавшись на мо­ рѣ, состоитъ изъ во­ ды, то онъ похожъ на громадную колон­ ну, какъ бы поддер­ живающую небесный сводъ. Иногда такихъ смерчей на морѣ по­ является нѣсколько; всѣ они движутся впе­ редъ медленно,свистя Смерчъ, называемый «торнадо», часто наблюдаемый въ Сѣ- и извиваясь. Водяные верной Америкѣ. смерчи иначе назы­ ваются тромбами. Тромбы иногда удается разбить пушечными выстрѣлами, и такими образомъ кораблю удается избѣжать гибели. Смерчи на сушѣ часто бываютъ похожи на длинную, изви­ вающуюся, полупрозрачную, кишку, внутри которой видно волно­ образное передвиженіе паровъ и пыли. Смерчи поднимаютъ иногда людей, животныхъ и цѣлые дома па большую высоту: вообще смерчи причиняютъ большія бѣдствія. Такъ, напримѣръ, смерча,, пронесшійся надъ Малонэ и Мопвиллома, (во Франціи) 19 ав­ густа 1845 г., причинилъ громадные убытки. Этотъ смерча, обра­ зовался около часа пополудни, вт> душный и жаркій день. Моряки, работавшіе на судахъ, увидѣли, какъ на рѣкѣ Сенѣ, у подножія высоких!, утесовъ Кантелэ, образовался смерчъ. Онъ походилъ
Песчаные смерчи въ пустынѣ.
100 ЭЛИЗЕ РЕК Л К). на опрокинутую пирамиду съ темнымъ основаніемъ и [красной вершиной. Эта вершина достигала до поверхности земли и вызы­ вала здѣсь вихрь. Смерчъ двигался впередъ не по прямой линіи, а скачками то въ правую, то въ лѣвую сторону, описывая лома­ ную линію. Налетѣвъ на три большія бумагопрядильныя фабрики въ Монвиллѣ, смерчъ въ одно мгновеніе разрушилъ ихъ, такъ что сотни рабочихъ не успѣли спастись и погибли подъ развалинами. Послѣ этого смерчъ пронесся, уничтоживъ все на своемъ пути, надъ Клэрскимъ плоскогорьемъ и затѣмъ, раздвоившись, поднялся въ верхніе слои атмосферы, унося съ собою всякаго рода предметы доски, черепицы, бумагу и т. п. Всѣ эти предметы упали изъ воздуха близъ Діеппа, на разстояніи отъ 25 до 38 километровъ отъ мѣста ката­ строфы. Въ песчаныхъ пу­ стыняхъ Сахары, Ара­ віи, Хороссана, Ин­ діи, Южной Америки и въ другихъ мѣстахъ вѣтры поднимаютъ огромныя массы пы­ ли или песку и кру­ жатъ ихъ въ простран­ ствѣ, образуя иногда громадные песчаные смерчи, поднимающіе­ ся отъ земли къ об­ лакамъ и со свистомъ извивающіеся въ воз­ духѣ. Во время про­ хожденія смерчей ипоВодяной смерчъ, наблюдавшійся на рѣкѣ Рейнъ въ 1885 году, гда становится ТОМ­ ІЮ, какъ ночью; обла­ ка пыли ., поднимаемыя смерчемъ, заслоняютъ солнце и часто держатся въ воздухѣ по нѣскольку часойъ. Йъ Буэпосъ-Айресѣ во время смерчей въ 1805 и 1806 гг. въ атмосферѣ оказалось столько пыли, что дождь, выпавшій послѣ прохожденія смерча, лился на землю потоками грязи. Иногда поднявшаяся въ воздухъ пыль образуетъ облака въ видѣ вращающихся огромныхъ куполовъ, покрывающихъ землю на сотни и даже тысячи метровъ и двигающихся медлен­ но по небу. Въ Сѣверной Америкѣ наблюдаются особаго рода смерчи, на­ зываемые торнадо. Приближеніе торнадо предвозвѣщается громад­ нымъ чернымъ облакомъ, покрывающимъ большую часть неба. Изъ этого облака спускается рано или поздпо доходящая до земли воронка, нижній конецъ которой, занимающій весьма небольшую площадь, и является центромъ разрушительныхъ вѣтровъ, крутя­ щихся вихреобразно. Діаметръ торнадо бываетъ метровъ 300— 400. Средняя скорость передвиженія достигаетъ 17 метровъ въ секунду.'Въ’’Америкѣ]торнадо идутъ обыкновенно съ западной части
ГРОЗЫ. УРАГАНЫ И СМЕРЧИ. 101 горизонта на востокъ, но большая часть направляется съ югозапада на сѣверо-востокъ. Никогда торнадо пе имѣютъ обратнаго направленія. Торнадо чаще всего возникаютъ во время сильныхъ томительныхъ жаровъ и всегда немедленно наблюдается пониженіе температуры воздуха. Очень часто смерчи сопровождаются про­ ливнымъ дождемъ, а иногда и грозой. * Къ сожалѣнію, смерчи изучены менѣе всѣхъ другихъ метео­ рологическихъ явленій. Однако, несомнѣнно, что всестороннее изученіе различныхъ явленій, сопровождающихъ образованіе и Смерчъ па морѣ, видѣнный близъ города Діеппа во Франціи 19 сентября 1897 г. распространеніе этихъ слабыхъ воздушныхъ вихрей, позволитъ лучше выяснить причину большихъ циклоновъ и попять всю си­ стему вѣтровъ на земномъ шарѣ, Йыть-можетъ, знакомство съ зако­ нами движенія смерчей дастъ возможность лучше попять также и движеніе небесныхъ свѣтилъ и спиральныя полосы туманностей. Можетъ-быть, въ то время, какъ астрономъ стремится постичь какой-нибудь громадный циклъ звѣздъ, неуловимый для его глаза, тутъ ясе около него простое вращеніе листьевъ или пыли содер­ житъ въ своихъ оборотахъ рѣшеніе великой задачи мірозданія
Сѣверное сіяніе, наблюдавшееся 21 марта 1879 г. экспедиціей Норденшельда. Полярныя сіянія и земной магнетизмъ. I* , г: Полярныя сіянія. і. Теоріи о причинахъ этихъ явленій. Шумныя и быстропроходящія грозы, разражающіяся въ умѣ­ ренныхъ и тропическихъ областяхъ, составляютъ поразительный контрастъ съ тихими и продолжительными грозами полярныхъ странъ, которыя озаряютъ во время длинныхъ полярныхъ ночей весь небесный сводъ. Это такъ называемыя сѣверныя и южныя полярныя сіянія. Полярное сіяніе представляетъ медленный и тихій, но совершающійся въ громадныхъ размѣрахъ разрядъ атмо­ сфернаго электричества. Вмѣсто грозы, неистово бушующей на высотѣ нѣсколькихъ километровъ отъ земной поверхности, при сѣверномъ сіяніи чуть не’надъ всею полярной областью совершает­ ся мирная нейтрализація положительнаго и отрицательна!о элек­ тричества. Чтобы видѣть полярное сіяніе во всемъ его великолѣпіи, нуж­ но отправиться въ Скандинавію, на Шпицбергенъ, на Шотланд­ скіе острова, въ Сѣверную Америку,"а всего лучше въ Лапландію, или на берега Гудзонова залива и на полярные острова, гдѣ во время зимы царитъ одна длинная сплошная ночь, тянущаяся нѣ­ сколько мѣсяцевъ. Ничто не можетъ быть величественнѣе полярнаго сіянія. Пер­ вый, едва замѣтный проблескъ его появляется въ нашемъ полуша­ ріи въ сѣверной части горизонта въ видѣ слабой зари. Широкій, темный покровъ облаковъ чернымъ пятномъ вырисовывается на ночномъ небѣ, въ направленіи къ магнитному полюсу х). Вскорѣ надъ этимъ густымъ облакомъ развертывается свѣтящаяся дуга, подобно исполинской аркѣ, перекинутой съ одного копца Земли на другой. Желтовато-бѣлый свѣтъ быстро усиливается, не затем­ няя. однако, блеска звѣздъ, которыя продолжаютъ мерцать сквозь сіяющую дугу. Этотъ бѣловатый свѣтъ сверкаетъ, переливается и колеблется, какъ пламя, задуваемое вѣтромъ. Иногда полоса свѣта раздѣляется на равныя полосы, похожія па освѣщенныя гигант1) О магнитномъ полюсѣ Земли см. ниже.
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ и земной магнетизмъ. 103 скія окна громаднаго зданія, фасадъ котораго скрывается во мра­ кѣ. Часто надъ первой дугой свѣта образуется вторая дуга, за­ тѣмъ третья и т. д. Иногда эти блестящія концентрическія огнен­ ный полосы доходятъ до зенита. Въ теченіе нѣкотораго времени блестящія огненныя дуги однѣ освѣщаютъ мракъ полярной ночи; но затѣмъ вдругъ изъ нихъ начинаютъ изливаться цвѣтные лучи, похожіе на горящіе гигантскіе столбы, которые то появляются, то исчезаютъ. Зеленый цвѣтъ ихъ основанія правильно смѣняется золотисто - желтымъ посрединѣ и пурпурно-краснымъ на концѣ. Часто цвѣтныя полосы прерываются черными или темно-фіолето­ выми полосами, что еще болѣе увеличиваетъ яркость столбовъ. Иногда эти разнообразно окрашенныя полосы остаются подолгу на. одномъ и томъ же мѣстѣ неба; но обыкновенно онѣ перемѣ­ щаются и принимаютъ самыя разнообразныя формы. То оба конца дуги поднимаются надъ горизонтомъ, и разноцвѣтная широкая по­ лоса волнуется и извивается какъ огромная завѣса, колеблемая вѣтромъ; то снопы лучей собираются яркимъ вѣеромъ, который раскидывается по небу и переливается милліонами огней; сіяніе свѣта то меркнетъ, то снова загорается. Сама земля, покрывая снѣгомъ, кажется то свѣтлѣе, то темнѣе, вслѣдствіе вспыхиваній и угасаній свѣтящихся столбовъ па небѣ. Въ магнитномъ зенитѣ, къ которому направляется южный полюсъ магнитной стрѣлки (см. главу II), небо кажется темнымъ;, но вокругъ зенита сходя­ щіеся лучи, идущіе отъ сѣверной стороны горизонта, отдаляясь другъ отъ друга по направленію къ южному горизонту, образуют, такъ называемый вѣнецъ полярнаго сіянія, или корону. Это самый блестящій моментъ явленія. Небо тогда представляется громаднымъ огненнымъ куполомъ, по которому катятся синія, зеленыя, крас­ ныя, желтыя и бѣлыя волны. Эти волны «трепещутъ» нѣкоторое время, какъ будто угасающее пламя стремится разгорѣться. Но это восхитительное зрѣлище продолжается лишь нѣсколько ми­ нутъ. Коропа начинаетъ мало-по-малу блѣднѣть; лучи исчезаютъ; мѣстами остаются лишь слабо свѣтящіеся, подобно зарницѣ отда­ ленной грозы, «круги сіянія», и, наконецъ, на сѣверномъ горизон­ тѣ остается только слабый, разсѣянный свѣтъ. Звѣзды, до того времени затемнявшіяся сіяніемъ, начинаютъ послѣ этого блестѣть съ удвоенной силой, и долгая полярная ночь вновь воцаряется надъ ледяными пустынями. Иногда сѣверное сіяніе принимаетъ иныя формы, и небо задер­ гивается спокойно висящей красно-желтой, какъ бы муаровой за­ вѣсой; иногда съ неба падаетъ какъ бы огненная роса, сопровождая свое паденіе легкимъ шумомъ. Въ нѣкоторыхъ случаяхъ поляр­ ное сіяніе является въ видѣ простыхъ пятенъ слабаго разсѣян­ наго свѣта, а иногда полоса сѣвернаго сіянія представляетъ какъ бы гигантскую разноцвѣтную змѣю, извивающуюся на фонѣ тем­ наго неба. * Полярныя сіянія иногда, хотя и очень рѣдко, бываютъ вид­ ны въ странахъ умѣреннаго пояса, какъ, напримѣръ, въ сѣвер­ ной половинѣ Россіи. 24 октября 1870 г. сѣверное сіяніе было видно даже во Франціи, въ Парижѣ, а сіяніе 4 февраля 1872 г. было видимо по всей Европѣ, Азіи и Америкѣ. Оно состояло изъ одной широкой розовой полосы, протянувшейся черезъ все небо,
104 Э 1 ИЗЕ РЕК Л Ю. отъ запада къ востоку. Начавшись въ семь часовъ, оно кончи­ лось къ одиннадцати и оставило за собою разсѣянный свѣтъ, рас­ пространившійся по всему небу. Сѣверныя сіянія происходятъ въ атмосферѣ на различной вы­ сотѣ. По вычисленіямъ выдающагося американскаго физика, Лю миса, крайній пунктъ, изъ котораго выходятъ лучи полярнаго сія­ нія находится на высотѣ 700—800 километровъ. Средняя высота полярныхъ сіяній, по вычисленію Браве, равна 100—200 кило­ метрамъ. Въ 1910 и 1911 годахъ К. Штермеру, тщательно изучавшему полярныя сіянія, удалось получить рядъ фотограм­ метрическихъ снимков'і. съ нѣсколькихъ поляр­ ныхъ сіяній. Эти измѣре­ нія показали. что наибо­ лѣе часто ареной поляр­ ныхъ сіяній являются слои атмосферы, лежащіе между 60 и 500 километ­ рами. Ниже 35 километ­ ровъ сіянія, повидимому, не опускаются. Нѣко­ торые ученые причисля­ ютъ къ полярнымъ сія­ ніямъ свѣченіе воздуш­ ныхъ слоевъ или обла­ ковъ въ нижней части атмосферы, но, по всей вѣроятности, это свѣченіе представляетъ явленіе второстепенное. Пространство, зани­ маемое полосой поляр­ наго сіянія, бываетъ так­ же различно. Иногда сі­ янія происходятъ только на сравнительно неболь­ шомъ пространствѣ и по­ этому бываютъ видимы Полярное сіяніе. лишь въ полярныхъ стра­ нахъ и то нс во всѣхъ; иногда же сіянія охватываютъ громадныя пространства неба и тогда становятся видимыми даже въ странахъ, расположенныхъ далеко отъ полярнаго круга. Такъ, сіяніе 2 сентября 1859 года было видимо и въ Нью-Йоркѣ, и въ Сибири, и па мысѣ Доброй Надежды, и въ Эдицбургѣ,-—то-есть съ обѣихъ сторонъ Земли и въ обоихъ полуша­ ріяхъ. Такъ подтвердился фактъ, что сѣверныя и южныя сіянія происходятъ’одновременно въ обоихъ полушаріяхъ. Въ центральной Европѣ полярныя сіянія наблюдаются на сѣверной части неба. Но по мѣрѣ перемѣщенія къ сѣверу все болѣе и болѣе увеличивается число сіяній на южной сторонѣ неба. Такъ, въ Упернавикѣ на 100 сіяній — 81 приходится на юго.
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМЪ. 105 востокъ и юго-западъ, 14 на востокъ, 1 па западъ и только 4 на сѣверо-востокъ и сѣверо-западъ. Фактическія данныя, въ связи съ продолжительными непосредственными наблюденіями, произве­ денными во время зимовки въ 1878—79 гг. вблизи Берингова пролива, привели Норденшельда къ заключенію, что Земля въ арк­ тическомъ поясѣ, окружена почти постояннымъ, свѣтлымъ коль­ цомъ или ореоломъ; по вычисленіямъ Нордешпельда, это кольцо полярныхъ сіяній имѣетъ въ поперечникѣ около четырехъ тысячъ километровъ. Возможно, что въ плоскости этого кольца лежитъ также еще другое кольцо, большаго размѣра. Полярныя сіянія могутъ продолжаться до тридцати шести и даже сорока восьми часовъ. Начиная съ 28 августа 1859 г., сіяніе, видимое въ Соединенныхъ Штатахъ, продолжалось цѣлую подѣлю. При днев­ номъ свѣтѣ о существова­ ніи этого явленія, неза­ мѣтнаго для глазъ, можно было узнать по располо­ женію облаковъ и по без­ покойнымъ движеніямъ ма­ гнитной стрѣлки. Однако, въ большинствѣ случаевъ, полярныя сіянія происхо­ дятъ всегда по ночамъ. Цвѣтные лучи сіянія, ока­ зывающіе особенно силь­ ное вліяніе на движеніе магнитной стрѣлки, по­ являются обыкновенно до 10 часовъ вечера и рѣдко замѣчаются послѣ 4 і,ча­ совъ утра. Браве гово­ рить, что сѣверныя сія­ нія, которыя онъ наблю­ далъ во время своей по­ лярной экспедиціи, начи­ нались, въ среднемъ, око­ ло восьми часовъ вечера. Околополярный поясъ сѣверныхъ сіяній. Около этого времени на небѣ показывалась свѣтящаяся дуга, а вскорѣ послѣ того появлялись огненные столбы и круги. Около трехъ съ половиной часовъ пополуночи послѣдніе отблески полярнаго сіянія угасали въ пространствѣ. Въ распредѣленіи полярныхъ сіяній во времени можно подмѣ тить суточную и годичную періодичность. Въ суточномъ ходѣ боль­ шинство сіяній приходится на первую половину ночи;'въ годовомъ же ходѣ полярныхъ сіяній, наблюдаемыхъ въ среднихъ широтахъ, можно ясно подмѣтить два максимума “(въ апрѣлѣ и октябрѣ, т.-е. вскорѣ послѣ равноденствій) и два минимума (въ январѣ и въ іюлѣ, то-есть послѣ солнцестояній). Метеорологъ Буэ, составившій списокъ сѣверныхъ полярныхъ сіяній, научно наблюдавшихся до
106 э л и з і: г Е к л ю. 1860 года, насчитываетъ только 60 сіяній, происходившихъ въ іюнѣ, тогда какъ па время равноденствій ихъ пришлось—-на мартъ около 460, а октябрь 498 сіяній. Весьма возможно, что полярныя сіянія, какъ и всѣ явленія природы, повторяются періодически. Согласно записямъ полярныхъ сіяній, сдѣланныхъ въ Европѣ и въ Сѣверной Америкѣ, можно видѣть, что эти явленія въ извѣстные годы увеличиваются, а за­ тѣмъ вновь доходятъ до минимума. На основаніи фактовъ можно установить, что полярныя сіянія обнимаютъ циклъ въ 58, 59 или 60 лѣтъ. Этотъ циклъ, въ свою очередь, подраздѣляется на один­ надцатилѣтніе періоды, совпадающіе съ періодами появленія сол­ нечныхъ пятенъ. Въ среднихъ широтахъ максимумъ повторяемости полярныхъ сіяній вполнѣ правильно совпадаетъ съ максимумомъ пятенъ на солнцѣ и обратно. Такимъ образомъ колебанія магнит­ ныхъ бурь на Землѣ получаютъ значеніе астрономическихъ явленій. Изъ примѣровъ, повидимому, подтверждающихъ этотъ фактъ, можно указать опять на знаменитое сіяніе 2 сентября 1859 года, наблю­ давшееся въ Старомъ и Новомъ Свѣтѣ, въ сѣверномъ и въ южномъ полушаріяхъ. Наканунѣ этого дня Годжсопъ въ Оксфордѣ и Кар­ рингтонъ въ Лондонѣ наблюдали особый блескъ па солнцѣ; мѣсто, изъ котораго исходилъ этотъ свѣтъ, съ необыкновенной быстротой перемѣщалось по солнечному диску. Въ то же время, во всѣхъ обсерваторіяхъ міра, въ Европѣ, Америкѣ, въ Индіи и въ Австра ліи, наблюдалась необыкновенная магнитная буря. Точно такъ же великолѣпное сѣверное сіяніе 7 сентября 1871 г. совпало съ однимъ изъ величайшихъ взрывовъ на солнцѣ, наблюдавшихся до сихъ поръ 9Какова же причина этихъ величественныхъ явленій, происхо­ дящихъ въ верхнихъ слояхъ нашей атмосферы? Надъ разрѣше­ ніемъ этого вопроса трудилось много ученыхъ, но и до сихъ поръ никому не удалось еще найти полное и удовлетворительное объ­ ясненіе причины полярныхъ сіяній. Для объясненія этихъ явленій существуетъ болѣе тридцати теорій, такъ или иначе объясняющихъ эти явленія. Всѣ эти теоріи сходятся на томъ, что полярныя сіянія тѣсно связаны съ земнымъ магнетизмомъ. Во время полярнаго сіянія магнитная стрѣлка сильно колеблется не только въ сосѣднихъ странахъ, гдѣ происходитъ сіяніе, но и въ далеко отстоящихъ отъ Мѣста явленія. Когда сѣверное сіяніе освѣщаетъ Стокгольмъ или Рейкіявикъ, магнитная стрѣлка Парижской обсерваторіи чувствуетъ это явленіе и даетъ объ этомъ знать. Нѣкоторые физики девятнадцатаго вѣка, какъ, напримѣръ, Пельтье, Зильберманъ и др., ставили полярныя сіянія въ связь съ перистыми облаками и полагали, что сѣверныя сіянія суть про­ должительные электрическіе разряды, проходящіе черезъ безчис ленные ледяные кристаллики, составляющіе перистыя облака. Однако наблюденія доказали, что полярныя сіянія происходятъ •въ болѣе высокихъ слояхъ атмосферы, гдѣ уже не встрѣчается перистыхъ облаковъ. Успѣхи физическихъ наукъ, достигнутые за послѣдніе годы, дали возможность понять природу сѣверныхъ сіяній, и современные физики выступили съ новыми теоріями, объ1) Young. Franklin Institute, nov. 1871.
Сѣверное сіяніе въ видѣ волнующихся завѣсъ.
108 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. ясняющими причину сіяній. Всѣ эти теоріи основываются па су­ ществованіи такъ называемыхъ катодныхъ лучей. Катодные лучи, открытые впервые Круксомъ и подробно изученные Ленаромъ, по­ лучаются въ томъ случаѣ, когда электрическій разрядъ происхо­ дитъ въ сильно разрѣженномъ газѣ. Электрическій токъ, проходя черезъ разрѣженный газъ,' вызываетъ образованіе многочисленныхъ атомовъ отрицательнаго электричества; эти атомы обладаютъ огром­ ной скоростью, почти ■ равной скорости свѣта; они совершенію не видимы и ихъ присутствіе обнаруживается только тогда, когда потокъ этихъ атомовъ встрѣчаетъ па своемъ пути какое-либо пре­ пятствіе. Въ этомъ случаѣ атомы начинаютъ свѣтиться и испу­ скаютъ особые лучи. Нѣмецкій физикъ Паульсенъ первый указалъ на сходство лучей полярныхъ сіяній съ свѣченіемъ, которое вызы­ ваютъ катодные лучи, проходя черезъ разрѣженный газъ, и выска­ залъ мысль, что полярныя сіянія есть не чТо иное, какъ свѣченіе верхнихъ слоевъ атмосферы подъ вліяніемъ лучей, по свойствамъ своимъ напоминающихъ катодные лучи. Въ настоящее время эту мысль раздѣляютъ большинство уче­ ныхъ, разногласіе существуетъ только въ вопросѣ о происхожденіи тѣхъ лучей, которыми вызывается свѣченіе верхнихъ слоевъ ат­ мосферы. Одни изъ современныхъ физиковъ и метеорологовъ при­ знаютъ, что причиной полярныхъ сіяній являются катодные лучи, исходящіе отъ Земли, какъ тѣла, наэлектризованнаго отрица­ тельно. Другіе же ученые предполагаютъ, что полярныя сіянія вы­ зываются катодными лучами, идущими отъ солнца, а не отъ Земли. Представителями этого взгляда являются норвежскій ученый Биркеландъ и французскій ученый Вилляръ. Теоріи этихъ уче­ ныхъ о природѣ полярныхъ сіяній кажутся наиболѣе правдопо­ добными и находятъ свое оправданіе въ нѣкоторыхъ фактахъ, а потому мы въ краткихъ словахъ и изложимъ эти теоріи. Раска­ ленная поверхность фотосферы солнца должна въ сильной мѣрѣ испускать катодные лучи; эти же лучи должна испускать и ра­ діоактивная матерія, существованіе которой на солнцѣ въ насто­ ящее время доказано. Въ обычное время эти лучи поглощаются атмосферой солнца, но когда дѣятельность солнца повышается, когда громадныя массы раскаленной матеріи выбрасываются на значительную высоту въ видѣ факеловъ и протуберанцевъ, катод­ ные лучи могутъ выйти за предѣлы солнечной фотосферы и достиг­ нуть до земной атмосферы. Прохожденіе ихъ черезъ верхніе слои воздуха и вызываетъ ихъ свѣченіе, которое и представляетъ поляр­ ное сіяніе. Но здѣсь возникаетъ вопросъ, какимъ образомъ катодныя частицы, испускаемыя солнцемъ, могутъ попа’сть па ночную сто­ рону Земли, то-есть на ту сторону, которая не подвержена вліянію солнца. Отвѣтъ на этотъ вопросъ даетъ слѣдующій интересный опытъ профессора Биркеланда: въ громадную Круксову трубку Бирке­ ландъ помѣщалъ шаръ изъ мягкаго желѣза, обмотанный проволокой, , но которой можно было пропускать электрическій токъ. Шаръ этотъ служилъ магнитной моделью Земли, почему Биркеландъ и назвалъ его террелой; эта модель земного шара окружалась латунной обо­ лочкой, покрытой веществомъ, свѣтящимся подъ дѣйствіемъ катод­ ныхъ лучей. Террела помѣщалась противъ катода разрядной трубки. Когда шаръ оставался не намагниченнымъ, то исходящіе изъ ка-
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМЪ. 109 тода лучи заставляли равномѣрно свѣтиться всю ту сторону террелы, которая была обращена къ катоду. Но какъ только террела намагничивалась, то тотчасъ же картина рѣзко мѣнялась, свѣченіе сосредоточивалось отдѣльными пятнами, расположенными вблизи по­ люсовъ террелы, при чемъ катодные лучи подъ дѣйствіемъ маг­ нитныхъ силъ изгибались такъ, что попадали на ту сторону тер­ релы, которая была обращена отъ катода. Этимъ опытомъ была до­ казана возможность объясненія полярныхъ сіяній катодными лу­ чами, исходящими отъ солнца. Змѣеобразное сѣверное сіяніе. Въ свою очередь, Вилляръ также произвелъ въ французскомъ обществѣ физики въ 1906 году блестящіе опыты съ шаромъ, на­ полненнымъ очень разрѣженнымъ газомъ и помѣщеннымъ между полюсами электро-магнита. Когда черезъ этотъ шаръ пропускали электрическій токъ, то около полюсовъ шара образовывался свѣ­ тящійся поясъ, или кольцо. Вилляръ производилъ даже, приближая къ шару магнитъ и измѣняя скорость катодныхъ лучей, вѣнецъ по­ лярнаго сіянія, перемѣщеніе огненныхъ столбовъ и появленіе цвѣтной завѣсы, мерцаніе свѣта которой создавало иллюзію волнообразнаго колебанія полосы сѣвернаго сіянія. Такимъ образомъ, благодаря открытію катодныхъ лучей, уда­ лось установить еще одну связь, соединяющую нашу планету съ солнцемъ. Солнце, являясь центромъ энергіи для планетной си­ стемы, посылаетъ па нашу Землю не только тепловые, свѣтовые
ио :-) .1 И 3 Е РЕК .1 ІО. и ультрафіолетовые лучи, но еще и катодные; эти послѣдніе, со­ ставленные изъ безчисленныхъ атомовъ отрицательнаго электри­ чества, бомбардируютъ Землю, но они не долетаютъ до поверхности Земли, а задерживаются въ верхнихъ, сильно разрѣженныхъ слояхъ земной атмосферы, ('толкнувшись съ рѣдкими частицами ^атмосфер­ ныхъ газовъ, катодные лучи и производятъ величественное явленіе полярныхъ сіяній. По всей вѣроятности, роль этихъ лучей въ атмосферѣ не ограничивается только этимъ. Быть-можетъ, научныя изслѣдованія будущаго докажутъ намъ ихъ большое вліяніе на образованіе облаковъ, града, кристалловъ снѣга, а также и помо­ гутъ выяснить вопросъ о происхожденіи ■ самого атмосфернаго элек­ тричества.* II. Земной магнетизмъ. Склоненіе, наклоненіе и напряженіе движеній магнитной стрѣл­ ки. — Распредѣленіе магнитныхъ элементовъ на земной поверхности. Магнитные полюсы и магнитный экваторъ. — Изотоническія линіи и ихъ вѣковыя, годичныя и суточныя колебанія.—Изоклиническія линіи.— Изодинамическія линіи. — Магнитныя бури и магнитныя аномаліи.—Теоріи о происхожденіи земного магнетизма. Постоянная измѣнчивость, составляющая характерную черту всѣхъ явленій, происходящихъ въ нашей атмосферѣ, еще больше обнаруживается въ. движеніи магнитныхъ токовъ, постояннодциркулирующихъ между экваторомъ и полюсами. Магнетизмъ — это еще непонятная сила, которая, подобно нервной силѣ организмовъ, невидимо переливается отъ полюсовъ къ экватору и превращаетъ нашу планету въ громадный магнитъ. Электрическіе токи, постоян­ ное движеніе которыхъ- съ востока па западъ, въ направленіи, противоположномъ вращенію земного шара, опоясываютъ земную поверхность въ видѣ громадной спирали. Эти токи поддерживаютъ между обоими полюсами магнитную дѣятельность, вполнѣ сходную съ тѣми явленіями, которыя происходятъ на поверхности шара, обмотаннаго металлической проволокой ]). Всѣ тѣла болѣе или менѣе находятся подъ вліяніемъ этихъ токовъ и должны были бы располагаться по извѣстнымъ, опредѣленнымъ направленіямъ, если бы ихъ объемъ, вѣсъ или частичное сцѣпленіе не служили пре­ пятствіемъ для дѣйствія названныхъ выше токовъ. Сила великаго земного магнита, по вычисленію Гаусса, превосходитъ силу самыхъ больших'!, искусственныхъ магнитовъ въ 8464 трилліона разъ; тѣмъ не менѣе, это могущественное свойство пашей планеты стало извѣстно лишь сравнительно недавно. Только въ 1700 г. Галлей начертилъ первую магнитную карту, и не болѣе семисотъ лѣтъ прошло съ тѣхъ поръ, какъ европейскіе мореплаватели изъ Амальфи, Прованса и Лигуріи узнали отъ арабовъ секретъ магнитной стрѣлки, что по­ служило первымъ доказательствомъ существованія магнитнаго тока. Впрочемъ, уще болѣе двухъ тысячъ лѣтъ тому назадъ, китайскіе мореплаватели были знакомы съ замѣчательнымъ свойствомъ ком­ паса. •) Вагіоѵ, Аіпрёге, а рііуяіцие. ВасциегеЦ ЙаЬіпе.—Атёсіёе ОиіРетіп. Вез рЬёпотёпез <1е
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМЪ. ] 11 Какъ извѣстно, всякая намагниченная стрѣлка постоянно обращена однимъ концомъ на сѣверъ, а другимъ на югъ. Въ преж­ нее время думали, что магнитная стрѣлка направляется постоянію къ полярной звѣздѣ или къ полюсу пашей планеты; однако мо­ реходы, плававшіе по Средиземному морю, къ Канарскимъ остро­ вамъ и въ Исландію, замѣтили, что острее стрѣлки компаса не всегда показываетъ на сѣверъ, что оно отклоняется, смотря по широтѣ мѣста, па болѣе пли менѣе значительное число градусовъ, вправо или влѣво отъ нормальнаго направленія на сѣверъ. Христофоръ Колумбъ, въ своемъ путешествіи, увѣнчавшимся открытіемъ Но­ ваго Свѣта, замѣтилъ, что магнитная стрѣлка компаса можетъ от­ клоняться на нѣсколько градусовъ къ западу отъ астрономическаго полюса; Колумбъ долженъ былъ успокаивать матросовъ, которые были сильно напуганы этимъ неожиданнымъ явленіемъ. Позднѣе экспедиціи Магеллана, Дрека и другихъ кругосвѣтныхъ путе­ шественниковъ обнаружили полную амплитуду колебанія магнитной стрѣлки. Эти косыя положенія стрѣлки вправо или влѣво отъ ли­ ніи меридіана извѣстны подъ названіемъ склоненія магнитной стрѣлки. Уголъ, который образуетъ стрѣлка съ линіей меридіана, называемся угломъ склоненія. Склоненіе магнитной стрѣлки не является еще единственнымъ фактомъ, который вызывается магнитнымъ дѣйствіемъ Земли на. стрѣлку. Въ 1576 г. англичанинъ Нормэнъ первый замѣтилъ, что магнитная стрѣлка не занимаетъ горизонтальнаго положенія въ широтахъ Европы. Чѣмъ болѣе будемъ мы приближаться къ сѣверу, тѣмъ болѣе будетъ опускаться сѣверный конецъ стрѣлки внизъ, по направленію къ Землѣ; наоборотъ, чѣмъ дальше мы будемъ подвигаться къ югу, тѣмъ менѣе стрѣлка будетъ накло­ няться къ плоскости горизонта, а на воображаемой линіи, называемой магнитнымъ экваторомъ, опа будетъ совершенно парал­ лельно земной поверхности. Еще далѣе къ югу южный копецъ стрѣлки будетъ наклоняться все болѣе и болѣе къ Землѣ. На­ конецъ, какъ на сѣверѣ, такъ и на югѣ, мы можемъ дойти до такихъ мѣстъ, гдѣ стрѣлка будетъ стоять отвѣсно, то-есть пер­ пендикулярно къ поверхности Земли; эти мѣста на земной поверх­ ности называются магнитными полюсами, а самое явленіе назы­ вается наклоненіемъ магнитной стрѣлки. Но это еще не все; если мы выведемъ магнитную стрѣлку изъ ея нормальнаго положенія, то она, возвращаясь къ нему, будетъ колебаться болѣе или менѣе быстро, смотря но тому, въ какомъ мѣстѣ земного шара она находится. Эти колебанія стрѣлки изъ стороны въ сторону, сходныя съ колебаніями маятника, обнару­ живаютъ большую или меньшую напряженность токовъ, проявляю­ щихся въ различныхъ странахъ; напряженность токовъ измѣняется въ каждомъ мѣстѣ земной поверхности такъ же, какъ склоненія и наклоненія. Эти мѣстныя различія не бываютъ постоянными. На­ правленіе и сила магнитныхъ токовъ, распространяющихся на по­ верхности нашей планеты, измѣняются съ каждымъ часомъ дня и не бываютъ одинаковы въ разные дни и мѣсяцы. Среди всѣхъ явленій земного шара—каковы рѣчныя и морскія теченія, смѣна вѣтровъ, перемѣна температуры и т. п.нѣтъ явленій болѣе быстрыхъ и измѣнчивыхъ въ своемъ ходѣ, чѣмъ явленія земного магнетизма.
112 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. Въ чемъ же заключается причина этихъ магнитныхъ токовъ, которые обѣгаютъ безпрестанно вокругъ Земли и подъ вліяніемъ которыхъ магнитная стрѣлка не перестаетъ шевелиться, какъ флю­ геръ подъ напоромъ вѣтра? Представляетъ ли Земля сама по себѣ постоянный магнитъ, или же магнитные токи являются результа­ томъ электро-магнитпыхъ явленій? На основаніи новѣйшихъ науч­ ныхъ данныхъ по этому вопросу, нашу планету нельзя считать постояннымъ магнитомъ, потому что намагничиваніе даже сталь­ ныхъ шариковъ удается лишь съ трудомъ, и они непрочно удер­ живаютъ свой магнетизмъ. Кромѣ того, большинство горныхъ по­ родъ, составляющихъ земную кору, какъ глина, песокъ, песчаники, известняки, кристаллическіе сланцы и граниты, способны намагни­ чиваться лишь въ очень слабой степени, или даже неспособны совсѣмъ. Только магнитный желѣзнякъ, базальты и нѣкоторыя другія породы способны намагничиваться. Наконецъ, суточныя, ГОДОВЫЯ и вѣковыя колебанія земного магнетизма, а въ особен­ ности медленное перемѣ­ щеніе магнитныхъ полю­ совъ внутри Земли, свидѣ­ тельствуютъ противъ того, чтобы Земля была по­ стояннымъ магнитомъ. Слѣдовательно, на земной магнетизмъ мы должны Какъ располагается магнитная стрѣлка надъ маг­ смотрѣть какъ на электро­ нитомъ. Внизу помѣщенъ большой магнитъ 1): бук­ ва С означаетъ сѣверный конецъ магнита, а буква магнитное явленіе, вре­ Ю—южный. Если надъ этимъ .магнитомъ мы по­ менами усиливающееся, мѣстимъ магнитныя стрѣлки, то онѣ примутъ а временами ослабѣваюразличныя положенія, указанныя па рисункѣ. щее, смотря по силѣ элекПодобныя же положенія принимаетъ магнитная стрѣлка и въ разныхъ мѣстностяхъ земного шара, трическихъ токовъ, прочто является доказательствомъ того, что земля бѣгающихъ по земной попредставляетъ большой магнитъ, одинъ полюсъ верхности. Но, гдѣ и котораго находится па сѣверѣ, а другой—па югѣ. какъ идутъ и чѣмъ вы­ зываются тѣ электрическіе токи, которые порождаютъ земной магнетизмъ? Причина этихъ токовъ, вѣроятно, заключается одно­ временно и въ движеніяхъ Земли, и въ движеніяхъ солнца, этого великаго источника жизни. Контрастъ между сушей и водой, неравномѣрно распредѣленными въ обоихъ полушаріяхъ, различіе въ температурахъ воздушныхъ слоевъ, суточное вращеніе нашей планеты вокругъ самой себя, ея годовой оборотъ вокругъ солнца, даже трепіе земной поверхности объ окружающій ее эѳиръ,—все это непрерывно развиваетъ магнитную энергію земного шара, дѣй­ ствуя подобно громадной спирали, по которой пробѣгаютъ электри­ ческіе токи. Въ почвѣ, кажущейся намъ неподвижной, по гдѣ, въ дѣйствительности, развивается столько незамѣтныхъ для пасъ за­ родышей организмовъ, магнитный токъ течетъ безъ отдыха, какъ неизсякаемая рѣка. Подъ вліяніемъ солнца, его движеніе ускоряет ся или замедляется, перемѣщается въ томъ или въ другомъ напра­ вленіи; онъ безпрерывно подчиняется стройнымъ законамъ свѣтилъ., и если кажется намъ капризомъ Земли, то лишь вслѣдствіе слож­ ности его явленій, изъ которыхъ каждое имѣетъ свою особую пе­ ріодичность. Подобно тому, какъ маленькая магнитная стрѣлка
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМЪ. 113 дрожитъ и колеблется, словно какое-то испуганное Существо, такъ ио всей поверхности Земли магнитные токи постоянно колеблются и перемѣщаются. На нихъ мгновенно отражаются всѣ космическія вліянія, которым'!, другія явленія подчиняются труднѣе. Магнитные токи Земли можно вполнѣ сравнить съ нервными явленіями въ животномъ организмѣ. Вслѣдствіе постоянныхъ колебаній, маг­ нитные токи не могутъ быть точно обозначены на картахъ, и всегда приходится ограничиваться указаніемъ только ихъ средняго на­ правленія. Въ теченіе года не бываетъ двухъ такихъ мгновеній, когда бы движенія магнитной стрѣлки были вполнѣ одинаковы. Такъ какъ магнитные токи на Землѣ имѣютъ меридіональное направленіе, то-есть съ сѣвера на югъ, то движеніе электрическихъ токовъ должно происходить по экватору и параллелямъ, то-есть по тѣмъ линіямъ, по которымъ происходитъ движеніе матеріальныхъ частицъ земного шара. Можетъ-быть, вращеніе земного шара увлека­ етъ электрическіе заряды матеріальныхъ частицъ и тѣмъ вызываетъ теченіе электричества по экватору и параллелямъ. Усиленіе электри­ чества въ атмосферѣ должно вызывать колебаніе магнитной стрѣлки, что и наблюдается при полярныхъ сіяніяхъ. Полюсы, къ которымъ направляется магнитная стрѣлка въ обо­ ихъ полушаріяхъ, постоянно перемѣщаются вокругъ астрономиче­ скихъ полюсовъ нашей планеты, и никогда нельзя искать точнаго положенія ихъ въ одной и той же точкѣ земной поверхности. Точно такъ же магнитный экваторъ, то-есть линія, гдѣ магнитная стрѣлка совершенно параллельна поверхности Земли, не совпадаетъ съ зем­ нымъ экваторомъ, какъ магнитные полюсы не совпадаютъ съ концами воображаемой оси Иашей планеты. Магнитный экваторъ идетъ ио кривой линіи, пересѣкающей земной экваторъ въ двухъ мѣстахъ: 1) посреди Великаго океана (при переходѣ изъ сѣвернаго полушарія въ южное) и 2) въ восточной части Атлантическаго океана (подъ 10° запади, долг.). Къ сѣверу отъ магнитнаго экватора наклоненіе маг­ нитной стрѣлки—сѣверное, а къ югу—южное. Впрочемъ, самыя точныя наблюденія не позволяютъ провести точную линію магнитнаго экватора, которую, такимъ образомъ, можно лишь намѣтить прибли­ зительно, съ возможностью ошибки на одинъ или на два градуса. Можно сказать вообще, что магнитный экваторъ выгибается къ сѣ­ веру на материкахъ Стараго "Свѣта и къ югу—въ Новомъ Свѣтѣ. Вт, наше время магнитный экваторъ перемѣщаетъ съ востока па западъ свои точки пересѣченія съ земнымъ экваторомъ. Оба магнитные полюса занимаютъ по отношенію къ земной оси косвенное положеніе, такъ какъ сѣверный магнитный полюсъ нахо­ дится на сѣверѣ Канады, а южный расположенъ па Землѣ Викторіи, недалеко отъ антарктическихъ вулкановъ Эребусъ и Терроръ. По­ ложеніе сѣвернаго магнитнаго полюса было опредѣлено точно нѣ­ сколько лѣтъ тому Назадъ Роальдомъ Амундсеномъ, а южный магнит­ ный полюсъ былъ открытъ лейтенантомъ ІІІакельтопомъ въ 1910 году. Вслѣдствіе косвеннаго положенія магнитныхъ полюсовъ, магнитные токи двигаются также въ косвенномъ направленіи ио поверхности Земли. Вмѣсто того, чтобы итти прямо отъ сѣвера къ югу, они движут­ ся по непараллельнымъ линіямъ, которыя на атлантической сторонѣ Земли отклоняются къ западу, а на противоположной сторонѣ—къ востоку. Только на линіяхъ, проходящихъ ио границѣ между этими Элнзе Реклю. Земля. Т. 9. О
114 ЭЛИЗЕ Р £ К Л Ю. двумя областями западнаго и восточнаго склоненія, магнитная стрѣл­ ка прямо указываетъ на сѣверъ. Чтобы обозначить среднее направле­ ніе стрѣлки компаса въ данномъ году, па географической картѣ про­ водятъ линіи, называемыя изогоническими, или изогонами, то-есть равноугольными, потому что магнитная стрѣлка па всемъ протяже­ ніи такой линіи составляетъ одинъ и тотъ же уголъ съ земнымъ ме­ ридіаномъ. Эти линіи, соединяющія между собою точки поверхности Земли, гдѣ среднее склоненіе магнитной стрѣлки остается почти рав­ нымъ, еще менѣе правильны, чѣмъ магнитные меридіаны. Однѣ изъ нихъ направляются съ сѣвера па югъ, другія въ извѣстной своей части идутъ съ востока на западъ, а третьи—изгибаются въ формѣ круговъ или эллипсисовъ. Въ настоящее время линія безъ склоненія въ Старомъ Свѣтѣ проходитъ на западъ отъ Шпицбергена, вступаетъ въ предѣлы Россіи около Архангельска, переходитъ въ Каспійскую впадину по долинѣ рѣки Волги, пересѣкаетъ въ косвенномъ направленіи Персію, потомъ, пройдя поперекъ черезъ Индостанъ и Зондскіе острова, круто поворачиваетъ къ южному магнитному полюсу че­ резъ среднюю часть Австраліи. На западъ отъ этой линіи, до край­ нихъ предѣловъ материковой группы, въ которую входятъ Евро­ па и Африка, склоненіе магнитной стрѣлки къ западу постепенно увеличивается; затѣмъ, надъ Атлантическимъ океаномъ оно умень­ шается и снова становится равнымъ нулю па восточныхъ берегахъ Новаго Свѣта. Эта вторая линія безъ склоненія магнитной стрѣлки спускается отъ магнитнаго полюса па западъ отъ Гудзонова за­ лива, пересѣкаетъ Великія Озера Сѣв. Америки, проходитъ въ окрестностяхъ Филадельфіи и Вашингтона, потомъ дѣлаетъ из­ гибъ у Антильскихъ острововъ, подобію тому, какъ первая линія безъ склоненія дѣлаетъ изгибъ вокругъ Зондскаго архипелага; послѣ этого она пересѣкаетъ побережье Бразиліи, отъ устьевъ Ама­ зонки до Ріо-Жанейро, и затѣмъ, черезъ Атлантическій океанъ, направляется къ южному магнитному полюсу. На западъ отъ этой линіи стрѣлка компаса отклоняется къ востоку, при чемъ откло­ неніе идетъ довольно быстро на американскомъ материкѣ и за­ тѣмъ постепенно уменьшается въ Великомъ океанѣ. Въ одномъ мѣстѣ склоненіе стрѣлки становится обратнымъ: именно, на вос­ токъ отъ Китая и Сибири лежитъ какѣ бы большой магнитный островъ, гдѣ склоненіе становится западнымъ, какъ въ Европѣ и въ Атлантическомъ океанѣ. Въ теченіе вѣковъ система изотоническихъ линій въ нѣкоторыхъ странахъ Земли перемѣщается весьма быстро. Въ Парижѣ, при первыхъ правильныхъ наблюденіяхъ надъ земнымъ магнетизмомъ, замѣчалось восточное склоненіе магнитной стрѣлки: въ 1580 г. опа отклонилась даже на 11° 31' къ востоку отъ меридіана. Въ 1663 г. склоненіе не было замѣтно пи въ ту, ни въ другую сторо­ ну, и магнитная стрѣлка указывала нѣкоторое время прямо на сѣверъ. Съ того времени, въ теченіе болѣе полутораста лѣтъ, склоненіе къ западу продолжало увеличиваться, и въ 1814 году стрѣлка компаса составляла съ земнымъ меридіаномъ уголъ не менѣе, какъ въ 22° 34'. Въ паше время, стрѣлка отклоняется все болѣе и бо­ лѣе къ западу въ южной части Атлантическаго океана. Въ Па­ рижѣ она приближается къ меридіану. 9 апрѣля 1871 года
8* Линіи равныхъ склоненій магнитной стрѣлки (изогоны). Всѣ линіи въ сѣверномъ полушаріи сходятся въ одно мѣсто на сѣверѣ Канады; это мѣсто схожденія магнитныхъ токовъ называется магнитнымъ полюсомъ.
116 ЭЛИЗ Е Р Е К Л ІО. опа составляла съ нимъ уголъ лишь въ 17° 56' 17"; слѣдователь­ но, опа подвигалась, приблизительно, на пять минутъ въ годъ къ востоку. Но это обратное движеніе ея было весьма неравномѣрно, въ нѣкоторые годы западное склоненіе вновь быстро возрастало и годичныя измѣненія доходили иногда до десяти минутъ ’). Едва ли возможно сомнѣваться, что эти вѣковыя колебанія магнитнаго тока составляютъ часть цикла, продолжительность ко­ тораго совпадаетъ съ продолжительностью какого-либо великаго астрономическаго явленія. По мнѣнію Шазалона, этотт періодъ для Парижа равняется четыремъ стамъ восьмидесяти восьми го­ дамъ, такъ что магнитная стрѣлка должна будетъ вновь съ точ­ ностью указывать па сѣверъ въ 2151 году. Джонъ Паркеръ пред­ полагаетъ, что циклъ земного магнетизма равняется 640 или 650 годамъ и совпадаетъ съ періодомъ обращенія нашей планеты во­ кругъ центра солнечной орбиты 2). . Іинія безъ склоненія, прохо­ дившая въ 1800 г. черезъ Калькутту и съ тѣхъ поръ передвинув­ шаяся на 2000 километровъ къ западу, теперь понемногу уда­ ляется отъ окраинъ Россіи и вскорѣ послѣдовательно пройдетъ че­ резъ Польшу и Германію, затѣмъ черезъ Францію, достигнетъ Атлантическаго океана и послѣ того вновь начнетъ свое отступаніе къ востоку. По, несмотря па вѣковое колебаніе магнитныхъ силъ, весьма вѣроятно, что магнитные токи, въ своей совокупности, никогда не будутъ слѣдовать вполнѣ одному и тому же направленію на поверхности Земли. Магнитные полюса, экваторъ и меридіаны безпрерывно перемѣщаются, и сѣть магнитныхъ линій постоянно измѣняется, такъ же, какъ относительное положеніе свѣтилъ въ небесномъ пространствѣ. Одновременно съ продолжительными вѣковыми измѣненіями, магнитная стрѣлка испытываетъ колебанія въ теченіе болѣе ко­ роткихъ періодовъ. Періодъ колебанія, равняющійся году, вызы­ вается, очевидно, положеніемъ Земли относительно солнца; въ За­ падной Европѣ, какъ впервые показалъ Кассини, стрѣлка компаса постепенно приближается къ меридіану, направляясь къ востоку, въ промежутокъ времени отъ мартовскаго равноденствія до іюнь­ скаго солнцестоянія. Затѣмъ магнитная стрѣлка опять начинаетъ уклоняться къ западу, но понемногу замедляетъ свое движеніе и къ концу зимы достигаетъ наибольшаго западнаго склоненія. Мѣ­ сячныя колебанія, или, точнѣе говоря, измѣненіе періода въ 26г„ дней, указанные Горнштейномъ изъ Праги, очевидно, зависятъ, какъ и годовыя, отъ движенія солнца: оно дѣлаетъ полный обо­ ротъ вокругъ самого себя почти въ такой же промежутокъ времени. Суточныя колебанія магнитной стрѣлки, открытыя въ 1722 г. Грегэмомъ въ Лондонѣ, имѣютъ въ различныхъ странахъ разную амплитуду. Во Франціи, гдѣ замѣченная амплитуда колеблется между 5 и 25 минутами, магнитная стрѣлка движется съ востока на западъ въ промежутокъ времени между восемью часами утра и часомъ пополудни; потомъ опа поворачиваетъ къ востоку и около десяти вечера занимаетъ почти такое же положеніе, какъ и утромъ. Въ околополярныхъ сѣверныхъ странахъ амплитуда суточ*) Evans. Geographical Society of London. 1878. s) Journal of the American geografhical and statistical Society. 1870.
Линіи равнаго наклоненія магнитной стрѣлки (изоклины).
118 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. пыхъ колебанія вообще значительнѣе, чѣмъ въ умѣренномъ по­ ясѣ. Однако постоянныя колебанія магнитнаго тока весьма за­ трудняютъ наблюденія и часто дѣлаютъ ихъ неточными; дѣйстви­ тельно, многія изъ движеніи магнитной стрѣлки вызываются мѣст­ ными причинами; такъ, нѣкоторыя вулканическія горы заставля­ ютъ стрѣлку отклоняться на нѣсколько градусовъ отъ должнаго направленія 1).' Подобно изгоническимъ линіямъ, указывающимъ на склоненіе стрѣлки компаса въ различные годы, па глобусѣ проводятъ так­ же такъ называемые изоклиническія линіи, соединяющія тѣ пункты, гдѣ магнитная стрѣлка наклоняется къ земной поверхности па одинаковое число градусовъ. Кривыя этихъ изоклипическихъ ли­ ній, или изоклинъ, вообще, болѣе правильны, чѣмъ кривыя изо­ гонъ, но па ихъ изгибы также вліяютъ формы материковъ. Это вліяніе ощущается преимущественно въ сѣверномъ полушаріи. Такъ, напримѣръ, изоклиническая линія 80° идетъ сначала на нѣкоторомъ разстояніи отъ полярныхъ береговъ Америки, затѣмъ проходитъ вдоль восточныхъ береговъ Лабрадора и Гренландіи и изгибается, въ видѣ громадной кривой, вокругъ Скандинавіи. По­ добно всѣмъ другимъ магнитнымъ явленіямъ, наклоненіе магнитной стрѣлки постоянно измѣняется; эти измѣненія могутъ быть пері­ одическими и случайными, по они менѣе изучены, чѣмъ склоненія. Вся система изоклинъ перемѣщается въ настоящее время такъ, что точки пересѣченія магнитнаго экватора съ географическимъ пе­ редвигаются къ западу. Вслѣдствіе этого, въ Западной Европѣ и Южной Америкѣ абсолютная величина наклоненія магнитной стрѣл­ ки уменьшается, а на востокѣ Азіи, въ Сѣверной Америкѣ и Южной Африкѣ увеличивается. На географическихъ картахъ отмѣчаютъ также мѣста, гдѣ на­ пряженіе магнитныхъ токовъ одинаково по своей силѣ. Если мѣста съ одинаковымъ напряженіемъ магнитныхъ токовъ мы соединимълиніями, то на картѣ получится рядъ кривыхъ, которыя носяттг названіе изодинамическихъ линій, или изодинамъ. Изодинамы сход­ ны по своимъ изгибамъ съ изоклинами, по все же не совпада­ ютъ съ послѣдними. Динамическій экваторъ, то-есть линія, па ко­ торой напряженіе земного магнетизма обнаруживается съ наимень­ шей силой, имѣетъ выгибъ, вдающійся въ южное полушаріе и про­ ходящій черезъ Перу и Бразилію, недалеко отъ Ріо-Жапейро. За­ тѣмъ* эта линія поднимается, проходя въ косомъ направленіи че­ резъ африканскій материкъ, къ южнымъ полуостровамъ Азіи и Зондскому архипелагу. По ту и по другую сторону отъ линіи наименьшаго магнитнаго напряженія, послѣднее возрастаетъ къ сѣверу и къ югу, хотя и неравномѣрно: изо динамическая линія Флориды изгибается на сѣверъ до Скандинавіи, а изодинамическая линія Южной Каролины опоясываетъ береіа Сѣверной Америки и направляется къ Гренландіи. Въ сѣверномъ полушаріи находятся два динамическихъ полюса—одинъ лежитъ па западъ отъ Гудзо­ нова залива, а другой къ сѣверу отъ Сибири, недалеко отъ усть­ евъ Лены. Такіе же два полюса наивысшаго напряженія земного магнетизма были открыты и въ южномъ полушаріи. 1) ІЭіатіІІа Мйііег. Т.іпее іво§опісЬе пеііс тагі ііаііапс.
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ II земной магнетизмъ. 11$) *Кромѣ періодическихъ колебаній въ направленіи и папряженіи токовъ земного магнетизма наблюдаются еще колебанія внезап­ ныя и случайныя. Эти колебанія продолжаются иногда нѣсколько часовъ, а иногда одинъ, два и даже три дня. Такія случайныя и внезапныя колебанія магнитныхъ токовъ называются магнитными бурями. Магнитныя бури бываютъ болѣе слабы въ экваторіальныхъ странахъ и достигаютъ своего высшаго напряженія въ полярныхъ областяхъ. Во время магнитныхъ бурь наблюдается необыкновен­ ныя, частыя и быстрыя смѣны колебаній магнитной стрѣлки въ ту и другую сторону. Магнитная стрѣлка уклоняется то къ восто­ ку, то къ западу, при чемъ амплитуда склоненія можетъ равняться нѣсколькимъ градусамъ. Въ мѣстностяхъ, близкихъ къ магнитному полюсу колебанія стрѣлки замѣчаются болѣе сильныя, чѣмъ въ странахъ, расположенныхъ ближе къ экватору. Такъ, Циглеръ Линіи одинаковаго напряженія магнитныхъ токовъ (изодипамы). констатировалъ 1 ноября 1903 г. въ заливѣ Теплицъ (на Землѣ Франца-Іосифа) измѣненіе въ направленіи стрѣлки па 17° 33' въ теченіе двухъ часовъ. Въ ноябрѣ 1882 года Грили въ заливѣ Франклина отмѣтилъ отклоненіе стрѣлки на двадцать градусовъ. Магнитныя бури сопровождаются большею частью полярными сія­ ніями и охватываютъ одновременно значительное пространство, а иногда и всю поверхность земного шара. Метеорологъ Шмидтъ, изслѣдуя магнитную бурю 28 февраля 1896 г., пришелъ къ выводу, что пертурбаціонная сила, заставляю­ щая колебаться магнитную стрѣлку, исходитъ какъ бы изъ осо­ быхъ центровъ, которые перемѣщаются въ пространствѣ; эта сила измѣняется: временами достигаетъ большого напряженія, временами же слабѣетъ. Предполагаютъ, что причиной магнитныхъ бурь явля­ ются блуждающіе электрическіе вихри, напоминающіе циклоны и антициклоны атмосферы. Въ послѣднее время метеорологъ Шустеръ объясняетъ магнитныя бури дѣйствіемъ потоковъ электроновъ, вы-
120 ЭЛИЗЕ Р Е К Л Ю. брасываемыхъ солнцемъ. Милліарды этихъ электроновъ, попадая въ земную атмосферу, производятъ полярныя сіянія и нарушаютъ обычный ходъ магнитныхъ токовъ земного шара. (’вязь магнитныхъ бурь съ дѣятельностью солнца находитъ подтвержденіе въ томъ фактѣ, что магнитныя бури совпадают'!, часто съ усиленіемъ дѣятельности солнца. 16 августа 1885 г. французскій астрономъ Трувелло замѣтилъ въ 9 час. 5 минутъ утра на восточном!, краю солнца блестящій протуберанцъ. Въ 11 час. 20 минутъ его вершина достигла огромной высоты; послѣ этого протуберанцъ началъ терять свой блескъ и вскорѣ пропалъ. Русскій метеорологъ Вильдъ сопоставилъ это наблюденіе Трувелло съ записями магнитографа магнитной обсерваторіи въ Павловскѣ. При этомъ сравненіи оказалось, что съ мо­ мента. образованія протуберанца на солнцѣ начались усиленныя колебанія магнитной стрѣлки, при чемъ максимумъ бури и ея окончаніе вполнѣ совпали съ наибольшимъ поднятіемъ и исчезно­ веніемъ протурберанца. ИОЛИОІй полпоьь полдень [ Суточное колебаніе напряженности магнитныхъ токовъ Земли. Независимо отъ общихъ магнитныхъ бурь въ нѣкоторыхъ мѣстностяхъ земного шара возникаютъ иногда мѣстныя нарушенія въ ходѣ магнитныхъ токовъ,—такія мѣстныя колебанія носятъ назва­ ніе магнитныхъ аномалій. Въ нѣкоторыхъ мѣстахъ эти аномаліи не­ значительны и выражаются отступленіемъ въ склоненіи на одинъдва градуса отъ нормальной величины; въ другихъ мѣстахъ эти уклоненія достигаютъ большихъ размѣровъ. Въ Россіи существу­ етъ замѣчательная магнитная аномалія въ области Курской гу­ берніи, а также на югѣ, въ области Кривого Рога. 11а простран­ ствѣ Курской губерніи склоненіе магнитной стрѣлки колеблется въ предѣлахъ 130° 37'. а наклоненіе — въ предѣлахъ 33° 55'. Для сравнительной оцѣнки этихъ колебаній мы укажемъ, что раз­ ница между склоненіемъ въ Одессѣ и въ Астрахани равна только 5° 5' ; а наклоненіе при переходѣ отъ Одессы къ Архангельску уве­ личивается только на 14°. Нѣкоторые ученые приписываютъ маг­ нитныя аномаліи массамъ желѣза, заключающимся въ нѣдрахъ Земли и производящимъ возмущающее дѣйствіе на магнитную стрѣлку. Однако во многихъ мѣстахъ, гдѣ существуютъ залежи желѣзной руды, такихъ аномалій не наблюдается. Въ послѣднее время нѣкоторые геологи пытаются объяснить магнитныя анома­ ліи геологическими факторами; тдкъ, профессоръ Нейманъ нашелъ, что главная ось магнитныхъ аномалій въ Японіи совпадаетъ съ,
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМЪ. 121 теологической осью разрыва земныхъ пластовъ. Подобные факты заставляютъ предполагать, что разрывъ земныхъ пластовъ вызы­ ваетъ измѣненіе хода магнитныхъ токовъ, а слѣдовательно, и соотвѣтственное измѣненіе въ ихъ силѣ и въ направленіи. Однако вопросъ объ аномаліяхъ не можетъ еще считаться рѣшеннымъ, такъ какъ въ настоящее время имѣется еще очень ограниченное коли­ чество сдѣланныхъ наблюденій надъ этими аномаліями и поэтому •трудно выяснить, въ чемъ заключается ихъ настоящая причина. Магнитный теодолитъ безъ прибора для опредѣленія склоненія. Въ прежнее время для опредѣленія магнитнаго склоненія, наклоненія и напряженности употребляли три особыхъ прибора: деклинаторъ, инклинаторъ и аппаратъ для измѣренія магнитнаго напряженія. Теперь всѣ наблюденія надъ земнымъ магнетизмомъ производятся при помощи одного и того же магнитнаго прибора теодолита. 'Для полученія непрерывной записи наклоненія и скло­ ненія пользуются магнитографами. На тонкой шелковинкѣ под­ вѣшивается ! магнитъ, а па средней части его прикрѣпляется не­ большое зеркальце; на нѣкоторомъ разстояніи передъ зеркальцемъ ■ставится лампа, передъ пламенемъ которой помѣщена узкая щель: свѣтъ лампы проходитъ черезъ щель, попадаетъ на зеркальце и
122 ЭЛИЗЕ РЕК Л Ю. отражается назадъ. Если теперь при измѣненіи склоненія магнитъ станетъ поворачиваться, то съ нимъ повернется и зеркальце и отраженный лучъ пойдетъ въ другую сторону,—словомъ, получится бѣгающій свѣтовой «зайчикъ». Отраженные отъ зеркальца лучи па­ даютъ па фотографическую бумагу, и па пей такимъ образомъ фо­ тографируются всѣ передвиженія луча. Такимъ способомъ удается записать самыя мелкія колебанія магнита. Образецъ подобной . за­ писи представленъ па рисункѣ, помѣщенномъ на этой страницѣ. Для полнаго географическаго изслѣдованія страны необходимы также магнитныя опредѣленія мѣстностей и магнитныя съемки, при помощи которыхъ опредѣляются элементы земного магнетизма- скло­ неніе, наклоненіе и напряженность—для возможно большаго числа пунктовъ на Землѣ. Подобныя изслѣдованія производятся либо па постоянныхъ станціяхъ, либо во время экспедицій. Наиболѣе извѣст- Верхняя кривая линія изображаетъ колебанія магнитной стрѣлки въ спокойный день; при подниманіи кривой магнитная стрѣлка поворачивалась сѣвернымъ полюсомъ въ одну сторону, а при опусканіи—въ другую. Нижняя кривая линія загзагами изоб­ ражаетъ колебанія магнитной стрѣлки во_, время магнитной бури. ними магпитпымиДобсерваторіями и станціями являются въ Европѣ слѣдующія: въ Германіи—въ Геттингенѣ. Гамбургѣ, Мюцхенѣ, Потс­ дамѣ и въ Вильгельмсгафепѣ; въ Австро-Венгріи—въ Вѣнѣ и въ Буда­ пештѣ; въ Италіи—въ Римѣ и Неаполѣ; въ Англіи—въ Кыо; въ Рос­ сіи—въ Павловскѣ, близъ Петербурга и въ Одессѣ; во Франціи—въ Сенъ-Моръ (близъ Парижа) и т. д. Особенно важными являются опре­ дѣленія элементовъ магнитной силы Земли въ полярныхъ странахъ. Въ этомъ отношеніи наблюденія Роальда Амундсена при его путеше­ ствіи на южный полюсъ являются особенно цѣнными. Будущія поляр­ ныя изслѣдованія должны внести много новаго въ вопросъ о магне­ тизмѣ земного шара и, такимъ образомъ, будутъ способствовать раз­ рѣшенію вопроса. Въ настоящее время не существуетъ теоріи, которая бы удовлетво­ рительно, съ физической стороны, рѣшала вопросъ о причинахъ зем­ ного магнетизма. Большинство ученыхъ отрицаютъ, однако, мысль, что Земля представляетъ постоянный магнитъ, и примыкаютъ къ мнѣ­ нію, что магнитные токи земного шара порождаются электрическими
ПОЛЯРНЫЯ СІЯНІЯ И ЗЕМНОЙ МАГНЕТИЗМЪ. 123 токами, обтекающими земной таръ въ восточно-западномъ направле­ ніи. Разногласіе въ этомъ вопросѣ возникаетъ только по поводу того, гдѣ нужно видѣть источники самихъ электрическихъ токовъ. Многіе ученые настаиваютъ, что причиной земного магнетизма являются такъ называемые теллурическіе электрическіе токи, то-есть земные, заро­ ждающіеся въ земной корѣ; другіе же ученые видятъ причину электри­ ческихъ токовъ, вызывающихъ магнитные токи, въ солнцѣ, которое по­ сылаетъ огромные потоки электрическихъ частицъ, электризующихъ нашу атмосферу. Защитники перваго взгляда основываютъ свою теорію па томъ фактѣ, что въ телеграфныхъ линіяхъ пробѣгаютъ токи, ко­ торые иногда нарушаютъ передачу депешъ и вызываютъ даже разряд­ ную дѣятельность, разрушающую телеграфные аппараты. Иногда эти токи въ телеграфныхъ линіяхъ прекращаются послѣ того, какъ пре­ рвано соединеніе линіи съ Землей, вслѣдствіе чего эти электрическіе токи и были названы «теллурическими». Теллурическіе токи часто являются спутниками полярныхъ сіяній и магнитныхъ бурь. По на­ ПОЛНОМ) ПОЛНОІЬ Суточный ходъ колебанія теллурическихъ токовъ блюденіямъ Вейнштейиа, пертурбаціи въ ходѣ этихъ токовъ ино­ гда даже предшествуютъ нарушеніямъ магнитной жизни Земли. Съ другой стороны, физики, видящіе причину земного магне­ тизма въ электрическихъ токахъ, зарождающихся подъ вліяніемъ солнца, предполагаютъ, что и сами теллурическіе токи вызываются . солнечной энергіей. Взглядъ, что земной магнетизмъ находится въ связи съ дѣятельностью солнца, въ послѣдніе годы все болѣе и болѣе подкрѣпляется научными открытіями въ области физическихъ явле­ ній. Въ главѣ о полярныхъ сіяніяхъ мы уже говорили, что всѣ совре­ менные физики согласны въ томъ, что солнце посылаетъ въ міровое пространство цѣлые потоки электрическихъ частицъ, извѣстное ко­ личество которыхъ достигаетъ и до земной атмосферы, вызывая здѣсь электрическія явленія, въ видѣ полярныхъ сіяній. Связь между дѣя­ тельностью солнца и магнитными и электрическими явленіями на Землѣ подтверждается многими фактами. Такъ, 1 ноября 1903 г. астрономы замѣтили па поверхности солнца пятно огромныхъ размѣ­ ровъ; по странной случайности, въ первые дни ноября мѣсяца 1903 года проявилась сильная пертурбація теллурическихъ токовъ, вы­ звавшая прекращеніе телеграфныхъ сообщеній во всей Западной Евро­ пѣ въ теченіе цѣлыхъ двухъ дней. Въ то же время наблюдалось не-
124 Э Л И 3 Е Р Е К Л Ю. обычайное полярное сіяніе и магнитная буря большой интенсивности, охватившая весь земной шаръ. Этотъ фактъ, можетъ-быть, лучше всего показываетъ зависимость земныхъ явленій отъ солнечной энергіи и не можетъ объясняться простымъ совпаденіемъ явленій. Подтвер­ жденіемъ этой зависимости является также и усиливающееся періоди­ чески черезъ одиннадцать лѣтъ проявленіе земного магнетизма, со­ впадающее съ періодомъ появленія пятенъ на солнцѣ. Успѣхи пауки съ каждымъ днемъ открываютъ все новыя пити, связующія нашу зате­ рянную въ міровомъ пространствѣ планету съ источникомъ жизни на землѣ—-солнцемъ. Солнце не только освѣщаетъ и согрѣваетъ нашу ЗемлкГ, по оно посылаетъ на Землю и волны электрических^ потоковъ, которые омываютъ земной шарь со всѣхъ сторонъ, превращая его въ большой магнитъ. *
ОГЛАВЛЕНІЕ. Воздушный океанъ и его теченія. Воздухъ—какъ необходимое условіе жизни па Землѣ.—Химическій составь воз духа.—Свѣтовыя явленія въ атмосфер!;............................................................ 3 II. Вѣсъ воздуха.—Высота атмосферы.—Барометръ и воздушное давленіе......................... 14 III. Среднее давленіе атмосферы подъ различными широтами. -Увеличеніе количества воздуха въ сѣверномъ полушаріи.—Суточныя колебанія барометрическаго столба.—Годичныя колебанія давленія атмосферы.—Изобары.................... 21 IV. Общій законъ движенія вѣтровъ,—Пассаты сѣверо-восточный и юго-восточный.— Экваторіальный поясъ безвѣтрія......................................................................... 27 V. Противопассаты, или возвратные вѣтры.................................................................................... 31 VI. Материковые пассаты. Муссоны.—Годичные (этезійскіе) вѣтры.................................... 33 VII. Береговые вѣтры. Горные бризы.—Солнечные вѣтры. Мѣстные вѣтры.—Самумъ, сирокко, фёнъ, снѣжныя мятели или бураны, мистралі............................... 36 VIII. ІІоясы перемѣнныхъ вѣтровъ.—Борьба противоположныхъ воздушныхъ теченій. Среднее направленіе вѣтровъ.- Опредѣленіе силы вѣтра.—Законъ вращенія вѣтровъ................ 39-
126 О Г Л Л В Л Е II I Е. Облака и дожди. I. Стр. Водяные пары въ атмосферѣ.—Влажность воздуха.—Абсолютная и относительная влажность. . . .......................................................................................... 44 II. Образованіе тумановъ и облаковъ.—Высота облаковъ.—Различные виды и форма облаковъ...................... 47 III. Главныя условія образованія дождя.— Вліяніе вѣтровъ на образованіе дождя и снѣга.—Измѣреніе выпавшаго дождя—дождем Еры и. дождеграфы.— Распредѣ­ леніе дождей на равнинахъ и горахт................................................................ 55 IV. Географическое распредѣленіе дождей.--Дожди въ тропическихъ странахъ. Дождливое и сухое время года. Правильность тропическихъ дождей. . . 60 V. Дожди въ умѣренныхъ поясахъ.— Дожди полярныхъ областей.—Распредѣленіе дождей по временамъ года: зимніе дожди, весенніе и осенніе дожди, лѣтніе дожди. 64 VI. Страны безъ дождей.- Геологическая дѣятельность дождей.—Вліяніе дождя па растительность. Разница въ количествѣ дождя, выпадающаго въ сѣверномъ и южномъ полушаріяхъ.........:.............................................................................. 66 Грозы, ураганы и смерчи. I Образованіе грозъ. —Электрическія явленія въ атмосферѣ.—Громъ и молнія.— Высота грозовыхъ тучъ.—Географическое распредѣленіе грозъ............. 71 11. Воздушные вихри. -Циклоны. Ураганы. «Великій ураганъ». -Центры шаго давленія и ихъ перемѣщеніе.................................... . . наимень­ .83 III. ■Скорость вращенія и поступательнаго движенія циклоновъ.—Пониженіе ртутнаго столба въ барометрѣ во время прохожденія циклона.—Неправильности въ дви­ женіи вѣтра на окружности циклона.—Антициклоны........................................ -.90
127 ОГЛАВЛЕНІЕ. Стр. Спираль урагановъ въ обоихъ полушаріяхъ.—-Теорія о происхожденія циклоновъ. 94 V. Штормъ, и шквалы.—Смерчи, вихри и торнадо........................................................ . Полярныя сіянія и земной магнетизмъ. I. Полярныя сіянія.—Теоріи о причинахъ этихъ явленій........................................... < . 102 II. магнетизмъ.—Склоненіе, наклоненіе и напряженіе движеній магнитной стрѣлки.—Распредѣлепіе магнитныхъ элементовъ па земной поверхности.— Магнитные полюсы и магнитный экваторъ.—-Изотопическія линіи и ихъ вѣ­ ковыя, годичныя и суточныя колебанія.—Изоклиническія линіи.—Изодинами­ ческія линіи.—Магнитныя бури и магнитныя аномаліи.—Теоріи о происхо­ жденіи земного магнетизма.....................................................................,..11) Земной 97


Безплатное приложеніе къ Жури. „Вокругъ Свѣта“ за 1914 годъ. ---------------- Содержаніе 12 томовъ сочиненія Э. Реклю „Земля“: II. III. IV. VI. VII. VIII. IX. X. XI. XII. Земля въ міровомъ пространствѣ. ГорЬі и долинѣі. Снѣга и ледники. Рѣки, озера и источники. ВулканЬі. Землетрясенія. ОкеанЬі и моря. Атмосфера и воздушиЬія явленія. КлиматЬі земли. ЖизнЬ на землѣ. Земля и человѣкъ. Трудъ человѣка. -302- Изданіе Т-ва И. Д. Сытина.