История развития метеорологии как науки

 

В «Новом Органоне» Бэкона мы находи описание термометра, что дало некоторым даже повод считать Бэкона изобретателем этого прибора. Перу Бэкона принадлежали и соображения об общей системе ветров земного шара, но они не нашли отзыва в творениях авторов XVII – XVIII вв., писавших на ту же тему. Собственные опытные работы Бэкона по сравнению с его философскими исследованиями имеют, тем не менее, второстепенное значение.

 

Для экспериментальной науки первой половины XVII в., в том числе и для метеорологии, более всего сделал Галилей. То, что он дал метеорологии, прежде казалось второстепенным по сравнению, например, с вкладом Торричелли в эту науку. Теперь мы знаем, однако, что кроме высказанного им впервые представления о весе и давлении воздуха, Галилею принадлежит идея первых метеорологических приборов – термометра, барометра, дождемера. Создание их заложило фундамент всей современной метеорологии.

 

II.IV. Первые шаги климатологии.

 

Путешественники и мореплаватели древности уже весьма давно обратили внимание на различие климатов тех или других стран, которые им довелось посетить. Климатология, таким образом, в течение веков шла рука об руку с географией, будучи ее неотъемлемой частью.

 

Первобытный человек считал привычную ему смену зимы и лета, жары и холода, дождей и засухи неизменным, установленным верховной силой порядком. Для него, жившего весь свой век на одном месте, понятия «климат» еще не существовало. Только первые путешествия убедили человека в том, что порядок явлений погоды в других странах иной. Так возникло представление о разнообразии климатов, которое нельзя связать ни с определенной эпохой, ни с определенным лицом. Оно развивалось и расширялось на основании опыта многих поколений. То, что мы называем климатологическими сведениями, можно найти во многих памятниках письменности прошлых тысячелетий, особенно в творениях историков и путешественников. Эти данные были, конечно, весьма отрывочными и не складывались в какую-либо стройную научную систему.

 

Греческим ученым принадлежит первая попытка установить систему климатов земли. Утверждают, что историк Полибий (204 – 121 гг. до н.э.) первый разделил всю землю на 6 климатических поясов – два жарких (необитаемых), два умеренных и два холодных. В ту эпоху уже было ясно, что степень холода или тепла на земле зависит от угла наклона падающих солнечных лучей (χλινειν – наклонять). Отсюда возникло и самое слово «климат», обозначавшее в течение многих веков некоторый пояс земной поверхности, ограниченный двумя широтными кругами.

 

У Цицерона (106 – 43 гг. до н.э.) мы находим упоминание о смягчающем влиянии моря на климат. Позднее один их христианских комментаторов Цицерона Минуциус Феликс объяснил умеренность климата Британии влиянием омывающий ее морей.

 

В книге Мовсеса Хоренаци «История Армении» (V в. н. э.) мы находим многочисленные упоминания о климате различных частей Армении. Побывав в Египте, Хоренайи сообщил интересные сведения о его климате.

 

Немного добавили к наследию классической древности в области климатологии и средние века. В записках путешественников той эпохи мы находим сообщения о бурях и дождях ветрах и морозах.

 

В литературе Востока также можно обнаружить некоторые сведения о разнообразии климатов. Например, персидская география многократно напоминает о климате различных стран.

 

Стоит упомянуть некоторые сведения, касающиеся описания климата России. Марко Поло в 70-х годах XIII в. описал холодный климат Нижнего Поволжья. В 1246 г. Плано Карпини и несколькими годами позже Рубруквис проезжали через Южную России, направляясь на Восток, и оставили красочное описание снегов и морозов. Позднее подобные седения оставили Гильбер де Ланноа (1413 – 1421 гг.), венецианец Иосфат Барбаро (1436 – 1451 гг.) и др. Матвей Меховский в своем «Трактате о двух Сарматиях» (1517 г.) сравнивал климаты Москвы и Прибалтики. Баренц, зимовавший в «Ледяной гавани» на Новой Земле в 1596-97 г., оставил нам подробные записки о ветре, облаках, осадках того края.

 

Многочисленны свидетельства о климатах российских авторов. Внимание их, естественно, привлек климат новых, еще малоизвестных земель, недавно присоединенных к Московскому государству. Описание климата Якутии (1643 г.) сделали ленские воеводе Головин и Глебов. Завоевателей Приамурья Пояркова и Хабарова тоже сильно интересовал климат тех мест. Своеобразное физико-географичекое описание Сибири и особенно ее рек оставил нам Николай Спафарий, ездивший в 1675 г. с посольством в Китай.

 

Большую сводку географических, в том числе климатологических, данных, накопленных наукой к началу XVII в., мы находим в «Географии генеральной» голландского географа Б. Варениуса (1622 – 1650 гг.).

 

Изобретение метеорологических приборов и начало регулярных наблюдений позволили сделать следующий шаг – перейти от качественного к количественному сравнению и характеристике климатов.

 

Климатологическая теория также ведет свое начало с XVIIIв., хотя очень трудно указать вехи медленного и постепенного развития идей климатологии тех времен. Тогда была окончательно признана недостаточной астрономическая система деления климатов, именовавшая «климатами» определенные широтные пояса земной поверхности. Внимание ученый привлекли различные другие факторы климата.

 

Гениальный Ломоносов указал в ту эпоху на целый ряд факторов и зависимостей, которые позднее легли в основу климатологической науки.

 

Вместе с тем в XVIII в. были поставлены и практические задачи климатологии. У нее искали ответа на вопросы о гигиенических условиях местности и об опасности тех или иных болезней, о сельскохозяйственных возможностях и пр. Доктор Лининг в 1738 г. в Чарльстоне именно под этим углом зрения рассматривал пользу метеорологических наблюдений.

 

Таким образом, к концу XVIII в. старое представление о разнообразии климатов земли уже было подкреплено рядами инструментальных наблюдений, совершенно ясно определились важнейшие общие причины существования различных климатов, а также наметились и некоторые проблемы практической климатологии. Все это были зародыши идей, которым суждено было получить полное развитие в следующем веке, когда уже стало возможным использовать параллельные ряды наблюдений метеорологических станций для сравнения климатов.

 

II.V. Первые ряды инструментальных  наблюдений и возникновение сетей  метеорологических станций.

 

Создание первых метеорологических приборов и начало количественных наблюдений за метеорологическими явлениями отметили собой новый период развития науки в XVIII в. В этом и последующем столетиях были сделаны два важных шага к созданию современной системы метеорологии: были намечены первые метеорологические ряды наблюдений во многих местах Европы и Америки и сделаны первые удачные опыты устройства сети метеорологических станций в современном понятии.

 

Старейший ряд метеорологических инструментальных (притом одновременных) наблюдений был сделан по замыслу Паскаля.

 

Наиболее старые дождемерные наблюдения были сделаны во Франции. Э. Мариотт в своем «Трактате о движении вод», вышедшем в 1686 г., через два года после его смерти, выступил с инфильтрационной теорией грунтовых вод, подкрепляя свои доводы уже количественными дождемерными наблюдениями.

 

Наиболее длинный в мире ряд наблюдений за осадками был начат в 1688 г. в Париже Седило, а затем продолжен Лагиром, ведшим их непрерывно до 1717 г. Они были начаты в связи с «необходимостью обеспечить питание версальских водоемов».

 

В развитии метеорологии в XVII в. большую роль сыграло Лондонское Королевское общество, в особенности Гук, Бойль и другие его члены. Гуком была составлена специальная инструкция для метеорологических наблюдений.

 

Первая систематическая серия таких наблюдений была сделана философом Локком начиная с июня 1666 г. до декабря 1692 г., вначале в Оксфорде, затем в Лондоне и Отсе.

 

Примерно в это же время наблюдения с барометром послужили Бойлю основание для его некоторых соображений о связи погоды с высотой барометра.

 

В 20 – 30 годах XVIII в. начались систематические инструментальные наблюдения в России. Первые регулярные сведения о погоде сохранились в делах приказа тайных дел эпохи Алексея Михайловича. Они составлялись по показаниям стражи, наряжавшейся на караул в Кремль. Более или менее подробные записи о погоде были начаты в 1722 г. в Петербурге вице-адмиралом К. Крюйсом по личному приказу Петра I.

 

Первый, очень короткий ряд, метеорологических наблюдений в России был сделан в С.-Петербурге английским пастором Томасом Консеттом (с 24/XII 1724 г. до 23/VI 1725 г.).

 

Долгое время был малоизвестен тот факт, что обширные и подробные метеорологические наблюдения были организованы на целой сети станций в Сибири в 1730 г. Организация сети метеорологических станций в Сибири была делом ученых, участников Великой Северной Экспедиции под руководством Беринга. Экспедиция открыла в 1733 г. станции в Казани, в 1734 г. в Екатеринбурге, Тобольске, Ямышеве, Енисейске, Томске, Туруханске, Иркутске, Якутске, Селенгинском, Нерчинске, Аргунских серебряных копях.

 

Первые метеорологические наблюдения во многих различных п порой глухих уголках Европейской России, проведенные в 1731 – 1780 гг., связаны с именем военного врача Иоганна Лерхе.

 

Первые инструментальные наблюдения в Москве были сделаны также Лерхе 13/IX 1731 г. по 15/II 1732 г. Но первая длительная серия наблюдений с 1/X 1779 г. до конца 1784 г. была проведена там членом-корреспондентом Академии наук Энгелем.

 

Этот ряд наблюдений был продолжен Штритнером, работавшим до 1797 . На крайнем востоке России первые инструментальные наблюдения были сделаны в Охотске.

 

Инструментальные наблюдения в Америке впервые были начаты в марте 1730 г. при помощи термометра, а с 1738 г. также и при помощи барометра доктором Джоном Линингом в г.Чатльстоне. Несколько позднее Лининга, с 1742 г. математик Уинтроп начал наблюдения в Гарвардском колледже и продолжил их до 1763г.

 

Первая попытка сравнить параллельные сравнимые инструментальные наблюдения на сети станций была сделана в Италии. На средства Фердинанда Тосканского под руководством его секретаря иезуита Антинори с 1654 г. были организованы регулярные метеорологические наблюдения. Станции этой сети были расположены во Флоренции, Валломброзо, Кутильяно, Болонье, Парме, Милане, Варшаве, Инсбруке, Оснабрюке и Париже. Однако, эта метеорологическая сеть, тесно связанная с Академией Опыта, распалась с закрытием последней в 1767г.

 

Для науки приобрела значение та система наблюдений, которую удалось в 1724 – 1735 гг. организовать английскому Лондонскому Королевскому обществу.

 

Большую сеть метеорологических станций создала в России Великая северная экспедиция. Инструкция для этих станций была составлена в 1732 г. Д. Бернулли. Она говорила о наблюдениях «барометрных», «термометрных», «гигрометрных», наблюдениях иглы магнитной, …об экспериментах, которые надобно делать с привесами и часами, висячой маятник имеющими» и «…о других вещах, которые на земле примечать надлежит». Наблюдения на сети, устроенной Великой Северной экспедицией, длились довольно долго.

 

Попытку собирать и публиковать метеорологические наблюдения двух континентов – Европы и Америки – сделал Луи Котт, метеоролог и священник из Монморанси близ Парижа (1740 – 1815 гг.). по его настоянию Французское Королевское медицинское общество разослало циркуляр о присылке ему наблюдений за погодой и распространением болезней. Сводки Котта обладали большим недостатком: в них входили данные случайных станций со случайными наблюдателями, пестрыми строками наблюдений и разнообразными приборами. Методы наблюдений не были унифицированы, и результаты их поэтому едва ли были сравнимы между собой.

 

Впервые метеорологическая сеть станций в современном понимании этого слова была организована так называемым Мангеймским метеорологическим палатинским обществом, основанным в 1763г. меценатом Карлом-Теодором Пфальцским.

 

19/II 1781 г. общество обратилось  с циркулярным письмом к тридцати  академиям, научным обществам и  обсерваториям с просьбой принять  участие в организации наблюдений. Предложение общества нашло отклик  почти везде. В предложенных обществом  наблюдениях приняли участие  многие обсерватории, число которых  возросло постепенно с 14 в 1781 г. до 39. Таким образом, общество положило  начало широкому международному  сотрудничеству ученых. Общество  составило для наблюдений специальную  инструкцию под названием «Указания  наблюдателям». Была установлена  единая форма записи, для обозначения  различный явлений погоды были  введены специальные символы. Вся  система получила вполне заслуженное  ею название «гармонических наблюдений».

 

Мангеймское метеорологическое общество просуществовало недолго, но его деятельность имела громадное значение. Она пробила путь для развития современной метеорологии, немыслимого без хорошо организованной сети наблюдений. Наблюдения, собранные Обществом, дали материал для целого ряда позднейших важных исследований.

 

Деятельность Мангеймского общества завершила второй период развития метеорологии, начавшийся в эпоху возрождения наук и искусств и закончившийся в период большого промышленного переворота в конце XVIII в. Этот переворот дал невиданный толчок развитию физики и математики в начале XIX в. и стимулировал возникновение новых идей метеорологии.

 

II.VI. Возникновение метеорологических  институтов.

 

Россия. После того как необходимость организации международной сети одновременных и однородных наблюдений была осознана в конце XVIII в., в XIX в. встал вопрос о создании метеорологической сети в различных государствах. В начале XIX в. метеорологические наблюдения велись систематически уже во многих местах.

 

Известный русский ученый В.Н. Каразин (1773 – 1842 гг.) выступил с проектом создания метеорологической службы при содействии учебных заведений России. Проект здания, составленный архитектором Гельшером, был утвержден в 1846 г., и постройка была окончена в декабре 1848 г.

 

Обсерватория открылась только 1/IV 1849 г. она была одним из первых центральных метеорологических учреждений Европы и Америки. Главная физическая обсерватория в своей работе могла опираться примерно на 50 обсерваторий и станций, разбросанных по всем обширным пространствам России.

 

В 1872 г. при Главной физической обсерватории была создана служба погоды под руководством Рыкачева. Эта служба открыла путь важным практическим приложениям метеорологических наблюдений.