Б.И. Извеков, Н.Е. Кочин - Динамическая метеорология (часть 1) (1115249), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Теоретические работы Фицроя были, также как я работы Дове и Блазиуса, основательно забыты последующим поколением метеорологов, и память о нем сохранилась, главным образом, как об основателе Службы погоды в Англии, не особенно удачно пытавшемся развить и усовершенствовать практику предсказаний погоды. В самое последнее время, в связи с успехами норвежской школы метеорологов и в связи с распространением Бьеркнесовской теории происхождения циклонов, взгляды Дозе н его сторонников вполне реабилитированы, и труды их получили полное признание и поставлены на надлежащую высоту. В лице Дозе, Блазиуса, Фицроя современные сторонники теории полярного фронта видят своих непосредственных предшественников, гениальных ученых, силой своей интуиции предвосхитивших развитие науки н намного опередивших научное развитие своей эпохи. В этом признании их заслуг в настоящее время заходят иногда слишком далеко и считают, что все последующее направление в метеорологии, пришедшее на смену Дозе и Блазиусу и связанное с развитием телеграфной службы погоды, явилось по самому существу глубоко реакционным и означало шаг назад по сравнению с их работами.
В таком безусловном осуждении всего основного направления метеорологии 2-й половины Х(Х в. содержится все же крупная ошибка. Дело в том, что реакция 50-х годов была совершенно естественна и вызывалась всем ходом развития науки. Для эпохи 60-х, 70-х и 80-х годов взгляды Дове в некоторых отношениях являлись отстзлыми и не могли служить основанием для дальнейшего развития. Не нужно прежде всего забывать, ' что они часто являются мало обоснованными предположениями н остроумными догадками, не проверенными на достаточном материале фактов и, что самое важное, выраженными в весьма категорической и односторонней форме. Так, например, известно, что Дове отвергал всякое значение бари,ческого закона в синоптической метеорологии, закона, который, по выражению Кеппена, „по истине можно назвать основой современной метеорологии", и не хотел сознать того, что без изобар и барического закона ветров нельзя было внести ясность в вопрос о нижних течениях воздуха.
До конца жизни он оставался при ложном убеждении, что показания барометра ниже всего в середине теплого течения и выше всего в середине холодного течения, что противоречило барометрическим розам ветров, на которые он сам обращал большое внимание (Кеппен). Кеппен, ставя вопрос, можно лн было без детального изучения синоцтических карт н без всей той большой работы, которая была произведена во вто- :,,'фей" ц8(1овнне Х!Х в.
прийти к тем результатам, какими обладаем мы в на-:~<Цйцее время в знании динамики атмосферы, приходит к отрица'~йу(юному ответу и на ряде фактов показывает ошибочность и односто„.'.-''«йагнность взглядов Дозе и необходимость реакции в свое время против йтнх взглядов. По мнению 1хйцгйена;,.„Дове и его последователи хорошо уяснили ': понятие воздушных масс различной природы и различного происхождения, : но в исследовании их не могли продвинуться дальше, и создавали только путаницу около этих вопросов, так что молодое поколение было вынуждено впоследствии даже избегать старой терминологии, потому что при пользовании ею у читателя оживал весь связанный с нею круг идей и получалась путаница, мешавшая ясному воспрннятию новых воззрений.
Самое признание заслуг Дове и восстановление его авторитета в современной науке становится возможным только в исторической перспективе колоссальной работы, проделанной позднейшими исследователями над синоптическими картами и детальным изучением по ним явлений смены погоды. Мы добавим еще, что современные достижения динамики атмосферы в чрезвычайно большой степени зависят от развития аэрологии и современных методов исследования свободной зтмосферы. Без знания природы инверсий, их происхождения и развития, а равно без знания роли стратосферы (еще далеко недостаточного и в настоящее время) невозможно в наши дни правильное развитие теоретических знаний об атмосфере.
Шмаус'говорит: „Дозе считал ветер тем элементом, от которого зависят все явления погоды; затем наступило время, когда таким основным элементом стали считать давление; в,настоящее время в идеях Вьеркнеса и его школы мы снова имеем возвращение к ветру. Круг замкнулся, но как за это время развилась метеорология!" Таким образом на этой смене научного мировоззрения весьма интересно прослеживается закон диалектического развития в науке. Отметим дальнейшие главные этапы развития теоретической метеорологии во второй половине Х1Х века.
В 1857 г. датский метеоролог БюйС-Валлот (Втуз-Вайо1) наполовину теоретически и наполовину эмпирически установил закон, названный его именем, в котором выражена в виде простого правила зависимость направления ветра от распределения давления. Закон этот получил всеобщее значение в синоптической метеорологии и до настоящего времени продолжает сохранять это значение.
В 1832 г. появилась фундаментальная теорема Кориолиса о движении относительно вращающейся земли. На основании этой теоремы явилась возможность исправить и привести в надлежащую форму принцип Галлея об отклонении потоков воздуха земным вращением. Теорема Кориолиса с самого начала нашла свое применение в метеорологии, и целый ряд последовавших вскоре за ее открытием работ имеет темой приложение и развитие этого начала к различным воздушным течениям: муссонам, пассатам и наконец к циклонам. Независимо от Кориолиса один из самых крупных исследователей в области теоретической метеорологииафщй!йй!!я(регге!) в 1886 г.
открыл теорему Кориолиса и приложил ее к изучейию атмосферной циркуляции. Он первый дал теоретическую модель общей циркуляции, выраженную помощью уравнений гидродинамики, и построил также гидродинамическую модель циклона; причину происхождения циклона ои видит в местном нагревании воздуха, который поднимается вследствие своей под'емной силы, причем окружающие массы стремятся к центру и отклоняются вращением земли. Подобным же образом причиной происхождения антициклонов, согласно его взглядам„является местное охлаждение.
Современниками Ферреля были норвежские ученые Г,;уз!!ьд!бпрУ и :Мдк'-'(Оп18ЬегдйМойп), которые также в своих работахстаралисьобосно; вать исследование атмосферньых процессов на гидродинамике и термодшщ;: 1б' '... мике-; Они вйервые выдвинули проблему изучения трення; втозййкавщегойри движении воздушных потоков, правда, еще ставя вопрос в очень элементарной и недостаточной форме.
Конвективнвя теория „циклонов, получившая теоретическое обоснование в работах Ферреля, вначале разделялась также Гульдбергом и Моном, но в дальнейшем, проверяя 'теорию наблюдениями, они нашли, что теория эта далеко' не вполне . оправдывается. Восьмидесятые и девятидесятые годы Х1Х :в. внесли уже много изменений во взгляды на строение циклонов. Самые' 'важные выводы были сделаны,,-,~цац,, (Л. Напп) который, в противоположность общепринятым взглядам, пришел к заключению, что воздух в.циклонах вообще холоднее окружающей воздушной среды, а в антициклонах наоборот теплее.
Холодный воздух как бы всасывается. наверх в циклонах и расползается внизу в антициклонах. Ган на основании этого критикует старую теорию образования циклонов и антициклонов 'и:считает их явлениями более сложного характера, развивающимися в качестве вторичных процессов общей циркуляции. Весьма значительный вклад в науку динамической метеорологии был сделан Г ел ь м г ол ь ц е м (Не!т1юИг,1821 — 1894). Втечение своей жизни он много раз возвращался к проблемам динамической метеорологии и каждый раз затрагивал и решал весьма существенные проблемы. Как исследователь из посторонней области, физик-теоретик по преимуществу, обладавший гениальной интуицией, он к каждой своей теме устанавливал совершенно новый оргииальный подход, чуждый рутине установившейся в метеорологических работах.
Работы Гельмгольца касаются вопросов общей циркуляции атмосферы, роли поверхностей разрыва в динамике атмосферы и теории атмосферных вихрей. В первом своем мемуаре „()еЬег а1гпозрйаг1эсйе Веюедппйеп" он исследует вопрос, что собственно мешает воздуху принять те сверхураганные скорости, которые он должен был бы принять соответственно широте места. Он приходит к заключению, что одним трением невозможно об'яснить это изменение скоростей. Общая циркуляция атмосферы должна приводить к обрззованию поверхностей разрыва, разделяющих потоки воздуха различного происхождения.
Такие поверхности разрыва являются более или менее неустойчивыми. Прежде всего на них должны образо.ваться волны, подобны тем, какие производит ветер на поверхности воды. Образование облаков С1Сп и АСп Гельмгольц, как известно, об'яснил волнами, образующимися в слое, разделяющем два воздушных потока. В случае полной неустойчивости получается завихрение различных масс воздуха По мнению Гельмгольца процесс постоянного образования и разрушения поверхностей разрыва происходит в большом масштабе, главным образом, в двух местах: на краю пассатов и в умеренных северных широтах, где холодный воздух, растекающийся от полюса, образует холодные восточные ветры, которые встречаются с более теплыми югозападными ветрами нижних широт (сеаерное полушарие).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
