Слава Кан - Океан и атмосфера

• Название: Океан и атмосфера
• Автор: Слава Кан
• Издательство: Наука
• Жанр: Научпоп
• Год: 1982

Океан, занимающий две трети нашей планеты, и атмосфера, окутывающая ее, играют огромную роль в жизни человечества. Составляя вместе оболочку Земли, они функционируют как единая механическая и термодинамическая система. Совместное изучение этих сфер и их взаимодействия — основное направление современной мировой гидрометеорологической науки. Этим вопросам посвящена и предлагаемая вниманию читателя книга. В пей показано также, что знание процессов, которые происходят в океане и атмосфере, имеет большое практическое значение, и в первую очередь для мореплавания, эксплуатации ресурсов океана, для морских и метеорологических прогнозов.

Для читателей, интересующихся проблемами окружающей среды.

---

Результаты длительных наблюдений были обобщены во II в. н. э. Птолемеем в капитальном труде «География». Его географическая карта (около 8 тыс. названий) включала все, что было известно в ту пору в пределах от Атлантического океана до Индокитая, и содержала много новых данных. Птолемей отрицал единство Мирового океана. Он полагал, что суша, охватывая океаны, делит их на самостоятельные моря. Так, на его карте возник отделенный от Атлантического Индийский океан — их якобы разделяла вытянутая южная часть Африки, «поворачивающая» с 20° ю. ш. на восток и по южной границе Индийского океана соединенная с Китаем. Эта ошибочная точка зрения продержалась до XV столетия.

После падения Римской империи в V в. развитие наук существенно замедлилось. Однако в мореплавании были достигнуты очень большие успехи, благодаря появлению компаса. Удалось более точно картировать морские побережья; правда, обозначение Индийского океана как замкнутой акватории повторялось. Лишь карта 1311 г. вышла с коррективами — берега Африки уже не огибают Индийский океан.

Новый расцвет в развитии океанографии приходится на конец XV — начало XVI в., он связан с великими географическими открытиями. В 1486 г. португальцы обогнули Африку с юга, а южную ее оконечность, открытую на обратном пути, назвали мысом Бурь. Король Португалии переименовал его в мыс Доброй Надежды, предвидя, что в недалеком будущем через него пройдет новый путь в Азию. Это название сохранилось до наших дней. Так идея о возможности обойти на судах Африку, которая появилась еще в IV в. до н. э., воплотилась лишь через 2 тыс. лет.

Развитие торговли заставляло европейцев искать свободный морской путь на восток, в Азию. И в конце XV столетия появился человек, который был подготовлен к выполнению такой задачи. Это был X. Колумб родом из Генуи. Плавая с юношеских лет в Исландию, Гвинейский залив, он становился смелым, наблюдательным и опытным моряком. Предполагалось, что, идя на запад от берегов Европы, можно достигнуть Азии — о существовании материка, названного потом Америкой, ведь еще никто не знал.

3 августа 1492 г. три каравеллы Колумба вышли в Атлантический океан, держа курс на запад. В пути Колумб произвел первые наблюдения над течением в открытом океане, открыл Северное пассатное течение, Саргассово море, впервые обнаружил склонение магнитной стрелки компаса. Через 70 дней после выхода из Испании — 12 октября 1492 г. — была открыта первая земля. Посетив затем Кубу и Гаити, Колумб повернул обратно в Испанию через Азорские острова.

Другой итальянец, Дж. Кабот, живший в Англии, также предпринял путешествие с целью достичь Китая. Он вышел из Бристоля весной 1497 г., открыл Ньюфаундленд, Лабрадор (вторично после норманнов) и холодное Лабрадорское течение. Впервые на основе уже имевшихся сведений он воспользовался течением Гольфстрим, что позволило значительно ускорить плавание.

Первое кругосветное плавание португальца Ф. Магеллана (1519–1521 гг.) полностью решило проблему единства Мирового океана и дало возможность определить соотношение размеров суши и океанов на Земле. Дело в том, что великие открытия и завоевания новых земель в Америке не приблизили испанцев к цели — открытию морского пути в Индию и к Зондским островам. Мешала также невозможность пройти в Тихий океан через Панамский перешеек. Поэтому Испания охотно согласилась санкционировать экспедицию опытного моряка Магеллана.

20 сентября 1519 г. во главе эскадры из пяти судов он вышел из порта Сан-Лукар. Путь Магеллана был значительно длиннее, чем он предполагал, из-за ошибки в определении географической долготы. В этом не было ничего удивительного — географическую долготу тогда не умели определять. Впервые в истории океанографии Магеллан попытался измерить глубину океана, но лот не достал дна, и мореплаватель решил, что его судно находится над самой глубокой частью океана. Заслуга Магеллана велика — он открыл и пересек самый большой океан планеты, равный трети ее поверхности.

Таким образом, всего за 35 лет было открыто больше половины земной поверхности. Это время было справедливо названо эпохой Великих географических открытий.

В XVI–XVIII вв. многочисленные плавания охватили различные районы Мирового океана. Голландец А. Тасман впервые обогнул с юга Австралию и открыл в 1642 г. берег Новой Зеландии.

Пройдя вдоль берегов Сибири, русские обследовали весь Северо-Восток Азии. В 1648 г, казак С. Дежнев впервые достиг ее восточной оконечности и доказал, что она отделяется от Америки проливом. Он открыл также северо-восточный берег Камчатки и мыс, вначале названный Восточным. В 1898 г. по представлению Русского географического общества он стал именоваться мысом Дежнева. Следует заметить, что открытие Дежневым пролива между Азией и Америкой было впоследствии забыто. А в 1728 г. Витус Беринг вновь прошел этим проливом, и с тех пор он носит имя этого отважного морехода.

Значительное место в истории занимает географическое предприятие россиян — Великая Северная экспедиция, продолжавшаяся с 1732 по 1743 г. Это было первое обследование всего северного берега Европы и Азин — от Белого моря до реки Колымы. Вплоть до начала XX столетия собранные экспедицией материалы во многом оставались уникальными.

В 1768–1779 гг. англичанин Дж. Кук предпринял три экспедиции в Тихий океан, обследовав его от Антарктики до Чукотского моря в Арктике. За столетие после плаваний Кука было проведено 75 научных морских экспедиций, из них 25 кругосветных. Все они приносили новые данные о физических свойствах вод океанов, об их движении.

Среди кругосветных плаваний необходимо отметить походы И. Ф. Крузенштерна и Ю. Ф. Лисянского на кораблях «Нева» и «Надежда» в 1803–1806 гг. На этих судах велись глубоководные океанографические наблюдения — определялись течения, температура, колебания уровня. В 1819–1821 гг. Ф. Ф. Беллингсгаузен и М. П. Лазарев, совершив беспримерное плавание на шлюпах «Восток» и «Мирный», открыли Антарктиду. Они изучали физико-химические свойства антарктических льдов, составили их классификацию. Именами шлюпов названы первые советские станции на самом южном, ледовом материке планеты.

Капитан-лейтенант О. Коцебу в 1823–1826 гг. на военном шлюпе «Предприятие» совершил кругосветное путешествие. В нем участвовал известный физик Э. Ленц, сконструировавший первый батометр. С помощью этого прибора удалось взять пробы воды и определить ее температуру до глубины почти 2 тыс. м. Таким образом были получены первые точные данные о вертикальном распределении температуры и солености в разных точках океана. Заметим, что, по подсчетам Ю. М. Шокальского, из 522 глубоководных наблюдений, проведенных до 1869 г. судами всех стран мира, более 20 % приходилось на долю русских моряков.

XVIII–XIX века — время первых больших обобщений, организации специальных океанографических экспедиций, становления новых методов исследований. Крупный вклад в развитие океанографии внесли работы И. Ньютона, П. Лапласа, Ж. Лагранжа и других великих ученых. И. Ньютону принадлежит первое теоретическое объяснение приливов. Впоследствии оно было развито П. Бернулли, П. Лапласом и Дж. Эри.

Занимала ученых и проблема океанических течении. Для их изучения особенно много сделал лейтенант американского флота М. Мори, названный его современниками «следопытом морей». Опираясь на записи в судовых журналах, Мори собрал и обработал огромный материал наблюдении, который лег в основу книги «Физическая география моря». В ней впервые помещена составленная им карта течений. Большой заслугой Мори является и то, что он стал родоначальником морской метеорологии, наметил пути совместного изучения океана и атмосферы для развития мореплавания. По инициативе Мори в 1853 г. в Брюсселе была созвана Международная морская конференция, на которой было решено установить для флотов всего мира однородную систему производства судовых наблюдений и их запись.

При всей значительности попутных наблюдений в последней трети прошлого столетня назрела необходимость в специальных экспедициях, имеющих целью сбор материала для комплексного изучения океана. В 1868 г. Лондонское королевское общество предприняло несколько небольших океанографических плаваний, в задачу которых входили отработка методики исследований, усовершенствование приборов. По существу, это была подготовка к большой кругосветной экспедиции, снаряженной по инициативе английских ученых.

21 декабря 1872 г. деревянный корвет «Челленджер» вышел из Портсмута (Англия) и вернулся в порт лишь через три с половиной года — 24 мая 1876 г. За это время он прошел почти 69 тыс. морских миль и сделал 362 морские глубоководные станции, на которых наблюдались: глубина, грунт, температуры, течения, флора и фауна. Ежечасно проводились метеорологические наблюдения. Материалов, собранных экспедицией, было так много, что на их обработку ушло 20 лет. Только к 1895 г. было закончено издание всех 50 книг. Океанологии посвящено восемь больших томов (более 2 тыс. рисунков и чертежей).