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.

---

В них включены впервые составленные ежемесячные карты атмосферного давления. Значение экспедиции для океанографии огромно.

Все последующие экспедиции включали в свои программы исследования, проводившиеся на «Челленджере».

Американской экспедиции на «Тускароре» удалось открыть огромные глубины вдоль окраин Алеутских и Курильских островов — до 8490 м. Со временем эти данные были дополнены и уточнены (они оказались еще большими).

В конце XIX в. изучались и полярные районы. Особенно выделяется знаменитое плавание по Северному Ледовитому океану Ф. Нансена на «Фраме» в 1894–1896 гг. Научный результат этой экспедиции огромен — были изучены и верно описаны океанографические условия бассейна Ледовитого океана. Много исследований проводилось и в водах Антарктики. К концу XIX в. число экспедиций в Южном полярном бассейне достигло полутора десятков. Таким образом, был собран материал обо всем Мировом океане.

Первым трудом, посвященным непосредственно океану, была «Океанография» итальянского ученого Марсильи, изданная в 1725 г. В ней сообщалось о составе грунтов океана, рельефе дна (полагая его аналогичным суше), составе солей и удельном весе морских вод.

Большой вклад в развитие океанографии внес М. В. Ломоносов. По его замыслу был сконструирован измеритель течений. В 1761 г. Ломоносов составил классификацию морских льдов, а двумя годами позже — описание Северного Ледовитого океана. Он научно обосновал идею о возможности прохода в Индию и Китай Северным морским путем.

Труды Ломоносова продолжил Ф. П. Литке. Он описал западное побережье Новой Земли, Баренцево и Белое моря. Особенно же значителен вклад в океанологию знаменитого флотоводца и ученого С. О. Макарова. В 1886–1889 гг. русский корвет «Витязь», которым командовал Макаров (в ту пору еще капитан 1-го ранга), совершил кругосветное плавание. И хотя перед экспедицией не стояло прямых научных целей, она вела очень большие океанографические наблюдения в Тихом океане, а затем в Японском, Охотском и Желтом морях. Все эти данные описаны в замечательной книге «„Витязь“ и Тихий океан» (1894).

Макарова интересовало изучение морских вод еще до плавания на «Витязе». В проливе Босфор он обнаружил глубинное течение. Здесь было выполнено более четырех тысяч наблюдений над температурой и удельным весом воды и около тысячи измерений течений — невиданный по тому времени объем работы, позволивший получить важные, до сих пор не утратившие своего значения выводы.

В 1889 г. по инициативе Макарова был построен ледокол «Ермак», равного которому в то время не было (машина в 10 тыс. сил, водоизмещение 6 тыс. т). Первое испытательное плавание ледокола совершалось к западу от Шпицбергена до полярных льдов. При этом Макаров произвел интересные океанографические работы, описанные в его труде «„Ермак“ во льдах» (1901).

В 1902 г. был создан специальный Международный совет по изучению морей, который способствовал развитию морских исследований. Создание совета было подготовлено Международным географическим конгрессом, проходившим в Берлине в 1889 г. В работе конгресса приняли участие многие страны: Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Нидерланды, Норвегия, Россия, Швеция и Соединенные Штаты. Совет просуществовал 10 лет и успел сделать очень много в области океанографии как пауки. В то же время основной целью совета было изучение морских промыслов и их охрана от хищнического истребления. Все полученные материалы быстро обрабатывались и издавались не позднее, чем через год. Организованное советом наблюдение вдоль постоянных линий (разрезов), повторяемое регулярно 4 раза в год, дало возможность обнаружить большие изменения океанографических характеристик от года к году. Таким образом, постоянный центр сделал большой шаг в исследовании морей, разработке методов, создании приборов.

В 1918 г. в Советском Союзе был создан Комитет для исследований по гидрологии, метеорологии и геологии. Через четыре года этот комитет был преобразован в Центральное гидрометеорологическое бюро, задачей которого стало изучение прибрежных зон морей (с устьями рек) и руководство гидрометеорологической сетью.

За подписью В. И. Ленина 10 марта 1921 г. был издан проект постановления об учреждении Плавучего морского института. Ему надлежало планомерно изучать советские моря, побережья, острова. Впоследствии этот институт реорганизовали, и с 1933 г. он существует как Всесоюзный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). Одновременно с Плавмормином появились: Институт Севера (затем Арктический и ныне Арктики и Антарктики) и морской отдел в Государственном гидрологическом институте. Создаются местные научно-исследовательские обсерватории в системе Гидрометеорологической службы и Военно-Морского Флота, институты и станции рыбного хозяйства. Работу прибрежных морских станций дополняли многочисленные экспедиции, а затем родилось могучее средство наблюдений — ледовая авиаразведка.

Со знаменитой станции «Северный полюс-1» (1937–1938 гг.) началось планомерное освоение этого сурового района, прерванное на несколько лет войной.

В послевоенное время все большее развитие стали получать специальные океанские экспедиции, организуемые Институтом океанологии АН СССР, Морским гидрофизическим институтом и Гидрометеослужбой СССР. Исследования проводились на судах «Витязь», «Михаил Ломоносов», кораблях погоды — «А. И. Воейков», «Ю. М. Шокальский». В 1966–1969 гг. вступили в строй флагман научно-исследовательского флота Академии наук СССР «Академик Курчатов», суда Гидрометеорологической службы «Профессор Визе», «Профессор Зубов» и др.

Во всех экспедициях тех лет применялась единая методика наблюдений и их обработка. Особенно широко развилось международное сотрудничество, многие экспедиции стали проводиться совместно разными странами. Так было во время Международного геофизического года (МГГ) в 1957–1958 гг., Международного геофизического сотрудничества (МГС) в 1959–1962 гг. и позднее. С 1958 г. начаты обширные советские экспедиции в районы Антарктики, проводимые также в порядке международного сотрудничества. Интенсивно изучаются внутренние и окраинные моря, омывающие берега нашей страны.

Какова же реальная цель многочисленных дорогостоящих, трудоемких, а зачастую и небезопасных экспедиций? Развитие океанологии, как и всякой науки, определяется постоянно растущими запросами хозяйственной и культурной жизни человечества. С глубокой древности изучение океана было связано с промыслом рыбы и морского зверя. Все явления, наблюдаемые в океане, важны для мореплавателя, но есть среди них и такие, которые привлекают особое внимание. Это прежде всего волнение на поверхности моря, колебания уровня, течения и ледовые условия. Сильное волнение не только усложняет плавание, приносит повреждения, но может стать и причиной гибели судна. Поэтому необходимо точно знать фактические и ожидаемые условия волнения. В настоящее время широко внедрено плавание так называемыми рекомендованными курсами, передаваемыми из центральных учреждений Гидрометеослужбы судам, находящимся в океане.

В прибрежной зоне суда находятся в большой зависимости от приливов, достигающих в отдельных пунктах предельных величин (12–19 м). Такие крупнейшие порты мира, как Бордо, Гамбург и Ливерцуль, могут принимать большие суда только во время прилива. Морские течения с давних времен учитываются в морской навигации. И даже современные огромные суда не могут не принимать их в расчет: встречные течения замедляют ход судна, попутные — увеличивают скорость его движения.

В замерзающих морях (а в нашей стране на всех морях, даже на теплом Черном, бывает лед) исключительно важно знать ледовую обстановку, и не только текущую, но и ожидаемую на маршруте судов. Так, в некоторых случаях можно обойтись без ледокола, а иногда он необходим. Исключительно тяжелые ледовые условия бывают во всех арктических морях. Покрываются льдом и дальневосточные моря, северная треть Каспия, в отдельные зимы — даже Азовское море.

Обычно меньше внимания уделяется учету такого элемента гидрологического режима, как плотность морской воды. Но знание сезонных распределений плотности помогает решать вопрос об изменении загрузки судов — ее увеличении или уменьшении. И это, казалось бы, не такое уж значительное обстоятельство, дает в итоге огромный экономический эффект.

Особенно важно знать и изменение во времени гидрологических условий — в первую очередь температуры, солености, содержания газов (в особенности кислорода) — для промысла рыбы. Известно, что в некоторых районах океана существует подъем глубинных вод на поверхность (принято английское название «апвеллинг»). Такие места замечены у берегов Южной Америки и Африки и в открытом океане, в районах встречи вод с различными свойствами (фронтов). При апвеллинге лежащие выше слои воды обогащаются питательными солями, поэтому здесь бурно развивается биологическая жизнь. Определить эти места, объяснить сущность явления и даже попытаться предсказать его — одна из задач современной океанологии.