Энциклопедия Брокгауза и Ефрона - погода

Содержание статьи: основные черты учения о П.; синоптическая метеорология — как учение о непериодических изменениях П.; области низкого и высокого давления; второстепенные формы распределения атмосферного давления и П.; основные правила предсказания П.; предсказание ее без синоптических карт.

Погодой принято в обыденной жизни называть непрерывную смену состояний воздушной оболочки земного шара — атмосферы. В глубокой древности человек стремился отыскать такие признаки, по которым можно было бы судить об изменениях, какие могут в П. явиться через некоторый промежуток времени [Как пример указаний на известные приметы относительно П. см. кн. Иова, XXXVII, 9, время написания которой относится за 1500—2000 лет до Р. Х.]. С течением времени изучение П. выделилось в особую науку, сначала тесно связанную с астрологией, так как в действии небесных светил на землю думали прежде всего найти объяснение непрерывным сменам П. Только в близкое к нам время образовалась самостоятельная наука — метеорология, поставившая изучение П. своею задачей. Явления П. представляются на первый взгляд необычайно сложными и запутанными. Однако если расчленить П. на главнейшие элементы, ее определяющие, подвергнуть их изучению, то уже непродолжительными наблюдениями обнаруживается, что весь ряд изменений в атмосфере, составляющий П., представляет известную правильность или периодичность, которая, однако, весьма часто, а для некоторых местностей даже, можно сказать, обыкновенно, нарушается в большей или меньшей степени явлениями, носящими характер как бы случайный и такой правильности не обнаруживающими, — изменениями непериодическими. Словом, совокупность фактов, получаемых наблюдениями, показывает, что П. для данного пункта земной поверхности слагается из известного цикла периодических изменений в состоянии атмосферы, на который — как на основной фон — накладываются изменения непериодические. Наблюдения показывают, что периодические изменения в состоянии атмосферы тесно связаны с суточным и годичным вращением земли. Величина периодических изменений в состоянии атмосферы находится в зависимости также от географического положения местности на земном шаре, ее высоты над уровнем моря и влияния окружающих ее местностей; но все эти факторы уже при сравнительно недлинном ряде наблюдений поддаются строгому изучению. Когда такое изучение достигнуто, было бы легко предсказать заранее П. для любого момента в какой угодно местности, если бы отсутствовали изменения непериодические, которые обыкновенно настолько осложняют правильную смену П., что ее предсказание иногда, даже при настоящем состоянии науки, становится почти невозможным. Изучение П. при посредстве метеорологических наблюдений во многих странах земного шара показало, что влияние непериодических изменений в атмосфере на П. далеко не на всей поверхности земного шара одинаково, что было уже подмечено и ранее: существуют такие местности, где непериодические изменения П. или совершенно отсутствуют, или их влияние на правильный ход П. настолько незначительно, что последняя для таких местностей обладает замечательною правильностью, последовательностью и устойчивостью; таковы, например области пассатов (см.) и муссонов (см.). В других местностях непериодические изменения наблюдаются только в течение определенного времени в году; все же остальное время благодаря их отсутствию П. носит характер устойчивый; такова, наприм., П. в Восточной Сибири зимою, когда здесь находится область весьма высокого давления, сопровождаемая необычайно ясною, тихою, морозною П., держащеюся здесь целые месяцы; такова П. в Туркестане летом, когда здесь держится весьма устойчивая область сравнительно низкого давления. Относительно таких местностей, где непериодические изменения отсутствуют или очень незначительны, можно сказать, что П. здесь вполне совпадает с климатом (см.), и те средние величины и амплитуды метеорологических элементов, которыми характеризуется здесь климат, могут служить и для характеристики П. Изучение П. для таких местностей сводится только к изучению признаков наступления тех моментов, в которые характер П. ломается, меняется на противоположный. Так, наприм., в Индии — классической стране муссонов (см.) — все изучение и предсказание П. свелось на определение признаков предстоящей смены летних, сырых, сопровождаемых дождливою П. ветров на сухие, зимние, с ясною П., или наоборот. Совершенно иное дело — изучение П. для тех стран или местностей, где непериодические изменения в атмосфере и часты, и достаточно интенсивны, чтобы в большей или меньшей степени маскировать изменения периодические, как, напр., в средних широтах. Для изучения основных законов, на которых можно было бы установить здесь предсказание П., пришлось создать особый отдел в метеорологии, который изучает исключительно непериодические измнения П. и известен под именем синоптической метеорологии. Оставляя в стороне периодические изменения в П., с которыми имеет дело климатология (о которых см. Климат), остановимся несколько подробнее на изменениях непериодических; так как ими по преимуществу определяется П. для средних широт.

Синоптическая метеорология — отрасль метеорологии, возникшая всего в конце пятидесятых годов текущего столетия. Исходным толчком, послужившим для ее возникновения, была знаменитая Балаклавская буря, разразившаяся 2 (14) ноября 1854 г. на Черном море: страшный шторм разрушил под Балаклавою лагерь союзных войск, оперировавших в Крыму, и разбросал союзный флот; один линейный корабль погиб со всем экипажем. Директор парижской астрономической и метеорологической обсерватории Леверрье обратился тогда ко всем метеорологическим и астрономическим обсерваториям Старого Света с просьбою сообщить ему все данные, относящиеся к этой буре. Оказалось, что шторм имел определенное поступательное движение от З. к В. и наступление бури можно было бы предугадать, если бы сведения о ней были сообщены своевременно. Огромную услугу при изучении бурь оказал вскоре за тем предложенный Бейс-Балло (Buys-Ballot) прием составления синоптических метеорологических карт, состоящий в том, что на обыкновенную географическую карту наносится одновременное состояние всех главнейших метеорологических элементов для обширных областей, напр. для целой Европы. Такие карты имеют огромное значение, позволяя одновременно видеть (откуда и самое название синоптические — от συνάπτομαι — вместе, в совокупности рассматриваю) распределение П. на всей этой области. Незадолго перед этим благодаря наблюдениям, производимым на кораблях, Эспи, Редфильду, Лумису и Пиддингтону удалось разъяснить законы перемещения тропических штормов. Все это вместе взятое навело Леверрье на мысль изучить и для Европы движение бурь и вообще смены П. Мысль Леверрье вызвала всеобщее сочувствие; устроены были учреждения, поставившие себе задачею разработку вновь созданной отрасли науки; в распоряжение метеорологов даны были средства, предоставлено было пользование телеграфом для передачи метеорологических депеш. Все это в совокупности с трудами таких выдающихся метеорологов, как Феррель, Кеппен, Лей, Эберкромби, Мон, Гульдберг, Ханн, Шпрунг, Беббер, Тейссеран-де-Бор и др., привело к тому, что синоптическая метеорология быстро сделала огромные успехи за сравнительно небольшой промежуток времени и в настоящее время уже представляется возможность предсказывать в огромном большинстве случаев, но не всегда, П. с достаточною вероятностью, пока — на сравнительно небольшие промежутки времени. Синоптические метеорологические карты, служащие основным материалом для изучения и предсказания непериодических изменений П., составляются и публикуются в настоящее время ежедневно центральными метеорологическими учреждениями Старого и Нового Света. Ряд метеорологических станций, возможно равномерно распределенных по данной области, ежедневно по окончании обычного срочного утреннего наблюдения (см.) немедленно сообщает по телеграфу полученные данные, равно как и вечернее наблюдение предшествовавшего дня, центральному метеорологическому учреждению, в России — Главной Физической Обсерватории; некоторые из станций сообщают сверх того еще и результаты послеполуденного наблюдения особою телеграммою [В 1898 г. Главная Физическая Обсерватория получает утрение депеши со 189 станций, из которых большая часть приходится на Европ. Россию, небольшое число станций на Сибирь и 58 на соседние страны Зап. Европы, из этих станций 81 присылает, сверх того, еще и послеполуденную депешу.]. Для передачи по телеграфу наблюдений избран особый цифровой шифр, значительно уменьшающий возможность ошибок; все телеграммы идут как служебные. В центральном учреждении доставляемый таким образом материал особыми лицами по мере получения депеш и их расшифровки вписывается после известной обработки в особые таблицы, а затем при помощи цифр или условных знаков наносится на обыкновенную географическую карту. Когда все или по крайней мере большая часть депеш получены, на карте проводятся известные системы линий, главным образом изобары (т. е. линии, проведенные через места с одинаковыми атмосферными давлениями), составляется обзор П. и делается, если это представляется возможным, ее предсказание на следующия сутки вперед. Таблицы цифр и две из составляемых карт, утренняя и вечерняя, вместе с обзором и предсказанием П. литографируются и рассылаются подписчикам после полудня (в СПб. — около 3 час. дня), составляя "Ежедневный метеорологический бюллетень". Одна из карт, утренняя, воспроизводится, сверх того, ежедневно, вместе с обзором П. и ее предсказанием, в некоторых газетах, у нас в "Правительственном вестнике" и "Новом времени". Образцы таких карт — см. таблицу (ср. также ст. Бури).МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ БЮЛЛЕТЕНЬ ГЛАВНОЙ ФИЗИЧЕСКОЙ ОБСЕРВАТОРИИ. С.-ПЕТЕРБУРГ.

Карта I. Общее состояние атмосферы. Сильный барометрический минимум в Южной Финляндии (Выборг 730,6 мм), высокое давление (до 772 мм) на западе и юге Европы. Сильные бури на Балтийском море, заливах и в Финляндии. Осадки на северо-западе, сухая погода в остальной России. Температура ниже нормальной на юге России, морозы до —22° в Оренбургской губ., выше нормальной в остальной России.

Карта II. Общее состояние атмосферы (карта II). Низкое давление на Скандинавском полуострове (Христианзунд 711 мм), высокое давление в большей части остальной Европы (Елабуга 785 мм, Биарриц 775 мм). Осадки выпали на северо-западе России. Ясно, сильные морозы на Волге и Дону; слабый мороз, пасмурно на северо-западе и частью на юго-западе России.

Объяснение знаков.Направление и сила ветраЧисла при станциях означают температуру воздуха в градусах Цельсия.

[На публикуемых для России в ежедневном "Метеорологическом бюллетене" картах станции отмечены кружками. Около каждого кружка цифра показывает температуру воздуха в тени во время наблюдения; температура дана в градусах Цельсия и только в целых числах. Степенью затемнения кружка обозначена облачность: совершенно незатененный кружок соответствует ясному, безоблачному небу, зачерненный вполне показывает, что небо все сплошь покрыто облаками; промежуточные степени облачности соответствуют величине затененной части кружка: затенение его на ¹/4 показывает, что ¹/4 неба закрыта облаками, затененный на ¹/2 кружок соответствует наполовину ясному, наполовину облачному небу и т. д. Направление и сила ветра обозначаются оперенными стрелками рядом с кружком, направление стрелки указывает страну горизонта, откуда дует ветер, а число поперечных штрихов на стержне стрелки — силу ветра в баллах шкалы Бофорта (см. Ветер). Сплошными линиями, изобарами, соединены места с одинаковым атмосферным давлением. Наконец, некоторыми условными знаками рядом с кружками отмечаются различные явления, имеющие значение при изучении П., — например дождь, снег, туман, грозы и т. п. Относительно атмосф. давления, даваемого на картах, необходимо заметить, что это — давление, приведенное к постоянной темп. 0° Ц. (см. Баром. норм.), нормальной тяжести и к уровню моря. Ртуть, наполняющая барометры, расширяясь при нагревании, делается менее плотной, почему высота ее с возрастанием температуры при том же самом неизменном давлении увеличивается, при понижении температуры — наоборот, уменьшается. Подобным же образом меняет свою длину и шкала, расширяясь или сокращаясь при изменениях температуры. Поэтому измеренное давление и приводит к некоторой постоянной температуре, а именно к 0° Ц. Если при измерении высота барометра есть Н при температуре этого прибора t, то при 0° давление барометра H = H — Ht(α — β), где α — коэффициент расширения ртути (α = 0,0001815), β — коэффициент расширения шкалы (для латуни β = 0,0000188). Но этого мало. Сила тяжести не одинакова по всей земной поверхности: она — наименьшая на экваторе, наибольшая — на полюсах. Давление же атмосферы пропорционально высотам барометра только при условии постоянства силы тяжести. Поэтому для полной сравнимости давления атмосферы необходимо отнести его к одной и той же величине силы тяжести, принятой за нормальную: за таковую принята сила тяжести для широты 45°. Высоту барометра Н, в какой угодно широте γ, можно отнести к нормальной тяжести, пользуясь формулой H = H45(1 — 0,002593cos2φ), где H45 — давление, отнесенное к нормальной тяжести. Наконец, в одном и том же месте барометры, расположенные на различных высотах, показывают неодинаковые давления. Различие в высоте станций над уровнем моря делает эти давления несравнимыми, поэтому условились все измеренные давления относить к уровню моря, т. е. вычисляют по наблюденным величинам давления для каждой станции, каково было бы это последнее, если бы станция лежала на уровне моря. Такое приведение делается по гипсометрической формуле Рюльмана: h = 18400,6[1,00157 + 0,00367(t' + t")/2]log(b'/b")(1 + 0,378σ/b)(1 + 0,002693cos2φ)[1 + (2z + h)/6367400]. Здесь h — разность высот двух пунктов, взятая в метрах; t' — температура внизу, t" — температура вверху, b' — давление барометра внизу, σ — средняя абсолютная влажность, b — среднее арифметическое (b' — b")/2, φ — широта места, z — высота нижнего пункта (для уровня моря = 0). По этой формуле легко по наблюдениям в двух различных по высоте близких пунктах найти их разность высот (см. также Бар. нивеллир.), весьма просто также по наблюдениям на некоторой высоте найти давление барометра внизу — на уровне моря. Вычисления облегчаются к "Таблицами для вычисления метеорологич. наблюдений", прилагаемыми к "Инструкци акд. наук для метеор. станций". Введя указанные поправки в измеренные на станциях высоты барометров и приведя эти последние к уровню моря, получают те величины давления, по которым проводятся на картах изобары.]

Изучение синоптических карт показывает, что различные метеорологические элементы на сколько-нибудь значительных пространствах распределяются очень пестро и разнообразно. Сравнительно равномернее, без резких скачков распределяется атмосферное давление и изменяется достаточно постепенно, образуя обыкновенно более или менее резко ограниченные и характерно выраженные области с более низким или более высоким давлением. Те особенности, которыми характеризуются области высокого или низкого давления, показали, что в них мы имем дело с грандиозными атмосферными вихрями, местами существующими постоянно в атмосфере, иногда же возникающими и в тех местностях, где их постоянно не существует; оказывается, что в атмосфере существует два рода вихрей: одни — постоянные, другие — временные. Первые обусловливают и постоянную, правильную и устойчивую П., не меняющую свой характер все время, пока такой вихрь существует; вторые — влияют на П. совершенно иначе. Из второго класса вихрей — как областям высокого, так и областям низкого давления всегда соответствует некоторый определенный характер распределения метеорологических элементов, а следовательно, и погоды. Возникая под влиянием известных условий, области эти могут перемещаться поступательно по земной поверхности, перенося при этом с собою и все типические, характерные особенности им свойственной П. Сохраняя установившееся в ней распределение метеорологических элементов, область низкого давления при своем прохождении изменяет совершенно определенным, ей свойственным образом П. лежащей по пути местности. Подобным же образом изменится П. местности, лежащей на пути области высокого давления, но характер изменений будет другой, свойственный исключительно только этим последним областям. Этими-то временными вихрями и определяется П. для средних широт, на том или другом пространстве их перемещение обусловливает те или другие ее изменения; благодаря их взаимодействию возникают все прочие, второстепенные модификации в распределении метеорологических элементов, являющиеся причиною той или другой перемены в П. Таким образом, эти вихри являются основною причиною всех непериодических изменений П. в наших широтах. Поэтому, как только была установлена роль этих вихрей и их свойство перемещаться по земной поверхности, изучение непериодических смен П. и ее предсказание свелось на детальное изучение основных свойств этих областей высокого и низкого давления, на исследование возможных в их характерных особенностях видоизменений и на открытие тех законов, которыми определяется их перемещение.

Область низкого давления (барометрический минимум, циклон) характеризуется тем, что в некоторой точке земной поверхности атмосферное давление оказывается в данный момент наименьшим; отсюда, как от центра, атмосферное давление во все стороны повышается. Пример достаточно характерно выраженной области низкого давления дан на карте (см. карту I табл. I). На карте изображено распределение погоды 14/2 ноября 1897 г., бывшее причиною наводнения в СПб.; распределение метеорологических элементов в этой области схематически изображено на черт. 1.Черт. 1.

Из карты видно, что в подобной области изобары сомкнутыми овалами огибают центр низкого давления. Внутри области (за ее границу принимается обыкновенно изобара, соответствующая барометрическому давлению в 760 мм) небо — вообще облачное: в правой, восточной части оно покрыто плотными облаками, имеющими форму растянутых над огромным небом; по мере удаления от центра — области массы облаков становятся все меньше и меньше, небо все более и более проясняется и на окраине остается совершенно чистым; дождь и вообще осадки здесь носят уже несколько иной характер: из обложных они переходят в спорадические, то появляющиеся, то исчезающие. Соответственно состоянию неба в области низкого давления распределены и температуры: в правой, вост. ее части при покрытом плотными, густыми облаками небе температура быстро повышается в зимнее время (как на нашей карте) с приближением к центру области летом она постепенно падает. В левой стороне от центра минимума наблюдается обратное: с постепенным прояснением неба температура по мере удаления от центра начинает падать зимою, возрастать летом. Наиболее замечательным в области низкого давления является распределение ветров; на карте оно хорошо видно. Ветры в области этой оказываются вообще направленными к ее центру; воздух, ими приносимый, приближается к нему по спиралям и пересекает изобары под некоторыми определенными углами. Словом — система распределения ветров (схематически — см. черт. 2) представляет собою действительно вихревое движение, направленное обратно движению часовой стрелки.Черт. 2.

Ветры внутри области вообще достигают значительной силы и тем сильнее, чем ближе друг к другу проходят изобары, чем больше градиент (см.) в данном пункте. Таковы в главнейших чертах особенности П. в областях низкого давления. Необходимо, впрочем, иметь в виду, что нередко местные причины или влияние соседних областей низкого или высокого давления могут до известной степени видоизменить эти особенности.

Перечисленные характерные черты П. в области низкого давления являются следствием того круговорота воздуха, который устанавливается под влиянием такого распределения атмосферного давления. Если под действием каких бы то ни было причин в некотором пункте земной поверхности атмосферное давление понизится сравнительно с окружающими точками, то возникает всегда сток воздуха от мест с более высоким к местам с низшим давлением. Если бы не существовало вращения земли около оси — движение воздушных масс в таком возникшем потоке совершалось бы по прямым линиям, соединяющим места высшего давления с местами более низкого, т. е. было бы перпендикулянрно к направлениям изобар; но под действием отклоняющей силы вращения Земли около оси образовавшийся поток должен отклониться от прямого направления всегда вправо (в сев. полушарии); с другой стороны, существует при движении воздушных масс их трение о земную поверхность, до известной степени ограничивающее отклоняющее действие вращения земли. Благодаря взаимодействию всех этих условий ветер около барометрического минимума вблизи земной поверхности дует всегда под некоторым определенным углом к изобаре, отчего путь воздушных масс и принимает форму спиралей, закручивающихся, по мере приближения к центру минимума, обратно часовой стрелке. Приносимые притекающими со всех сторон ветрами массы воздуха в центральной части барометрического минимума должны подниматься вверх и верхними течениями выноситься вон из области, что действительно и подтверждается наблюдениями. Возникновением подобного круговорота воздушных масс в области барометрического минимума определяются все типические особенности наблюдаемой здесь П. Под влиянием этого круговорота к южной и вост. части минимума притекают теплые и богатые водяными парами массы воздуха, приносимого южными, юго-зап. и западными ветрами. Поднимаясь в центральной части минимума вверх и охлаждаясь при этом, этот воздух быстро достигает насыщения и выделяет огромное количество паров в капельно-жидком виде, создавая таким образом в вост. и южной части минимума густые, плотные облака, держащиеся на сравнительно небольших высотах и сопровождаемые обыкновенно дождем или снегом. Выделив избыток паров, воздух продолжает подниматься, конденсация паров в жидкие капельки также продолжается, но уже медленнее и в меньших количествах благодаря значительно пониженной темп. воздуха; капельки быстро замерзают, превращаясь в мелкие ледяные кристаллики, собирающиеся в облака и образующие растянутые на огромные пространства пелены белесоватых перисто-слоистых облаков, относимых воздушными течениями верхних слоев атмосферы на большие расстояния по вост. окраине области минимума. Теплый ветер, большая облачность, мешающая потере тепла лучеиспусканием, и огромные количества тепла, выделяемого при конденсации паров в водяные капли, создают чрезвычайно благоприятные условия для повышения темп. в этой части минимума. Совершенно иначе стоит дело в сев. и зап. его частях: ветры, здесь дующие, несут сухой и холодный воздух с С. и В. Нагреваясь по мере приближения к центру минимума, воздух этот становится еще суше и этим способствует прояснению неба в этих частях. Вместе с прояснением неба начинается быстрое нагревание солнечными лучами почвы днем и потеря тепла лучеиспусканием в ночное время: отсюда — условия, создающие здесь понижение темп. зимою, когда потеря тепла лучеиспусканием преобладает над дневным нагреванием, и повышение темп. летом.

Области низкого давления обладают вообще способностью более или менее быстро менять свое место по земной поверхности: стационарные, минимумы, сохраняющие в течение долгого промежутка времени свое положение, — явление чрезвычайно редкое. Скорость перемещения минимумов может быть очень различною: наблюдались минимумы, проходящие за сутки свыше 2000 км, но наблюдались и такие, которые за сутки перемещались едва на 100—200 км. Из минимумов средних широт достаточно изучена скорость передвижения тех, которые проходят по вост. части Соединенных Штатов, сев. части Атлантического океана и Европе. В Соединенн. Шт. средняя скорость составляет 1100 км в сутки, в средних широтах Атлантического океана 700 км, в Европе несколько менее. При вступлении на материки минимум делается обыкновенно все менее и менее глубоким и постепенно начинает терять свои характеристические особенности вихря. Перемещаясь по земной поверхности, барометрические минимумы движутся по преимуществу по некоторым определенным направлениям — как бы по некоторым излюбленным ими путям. Изучение синоптических карт, составляемых германской морской обсерваторией (Deutsche Seewarte) в Гамбурге, привело фон-Беббера к построению карты путей, которыми движутся обыкновенно барометрические минимумы в Европе. Подобная же работа сделана акд. Рыкачевым для Европы и, главным образом, России на основании материала, имеющегося в распоряжении Главной Физической Обсерватории в СПб. (Рыкачевев, "Типы путей циклонов в Европе etc.", СПб., 1896); полученные Рыкачевым результаты сходны с теми, к которым пришел и фон-Беббер. Карта черт. 3 представляет краткое резюме карт и выводов Рыкачева; она показывает, что те минимумы, которые появляются в Европе, почти все приносятся к нам с Антлатического океана и имеют поступательное движение преимущественно от З. к В. или, точнее, С.В.Черт. 3. Карта путей барометрических минимумов в Европе.

— Анализ чисел, приводимых Рыкачевым, показывает, что наиболее часто минимумы избирают пути (на карте типы путей обозначены римскими цифрами): II (16% всего числа наблюдаемых в течение года минимумов идут этим путем), III (15%), VIII (11%) и I (9%); всего реже минимумами избираются пути IX (2%) и VII (3%). До 14% всего наблюдаемого за год числа минимумов движутся по чрезвычайно сложным и запутанным траекториям, которые не подходят ни под один из прочерченных на карте путей. Пути I, III, V и VI избираются преимущественно минимумами зимнего времени, пути IV, VIII и Χ — в летнее время; остальные пути одинаково часто посещаются минимумами как летом, так и зимою. Весьма характерною особенностью при движении минимумов является тот факт, что они стремятся двигаться группами, следуя один за другим, при чем обыкновенно последующие с незначительными уклонениями следуют тому пути, по которому прошел первым из них.

Представим себе теперь некоторый пункт земной поверхности, в котором находится наблюдатель, и посмотрим, как будет меняться здесь П., если к этому пункту будет приближаться минимум. Прежде всего, с приближением передней, вост. его части замечается появление на небе характерных перистых облаков (см. Облака), располагающихся длинными полосами, сходящимися в одной общей точке радиации на горизонте (для Европы эта точка лежит обыкновенно на сев.-зап. стороне горизонта); облака эти расползаются все больше и больше, затягивают понемногу все небо, при чем наблюдаются нередко вокруг солнца и луны блестящие круги (гало — halos); затем, постепенно уплотняясь, облака эти переходят в сплошную белесоватую пелену типичных Alto-Stratus'ов, сквозь которую слабо еще просвечивают солнце и луна ("водянистое солнце"). Вместе с появлением Alto-Stratus'ов начинается падение барометра, медленное вначале и постепенно усиливающееся по мере надвигания минимума [Интересно, что с приближением барометрического минимума тесно связаны некоторые явления в живых организмах; давно известен факт, что за некоторое время до наступления перемены П. в сторону ее ухудшения некоторыми организмами начинают ощущаться известные болевые явления: ноют старые ревматические затвердения, усиливаются невралгические боли, болят старые зарубцевавшиеся раны; за последнее время работами Нижегородцева, Кайгородова и др. констатировано, что как эти явления, так и многие другие из жизни организмов тесно связаны с движением барометрических минимумов (подробности см. "Метеорологический вестник", 1894, 443 и 1896, 254).].

С падением барометра начинается обыкновенно усиление ветра, постепенно все более и более крепчающего и переходящего иногда в настоящую бурю. Через некоторое время после образовании сплошного покрова Alto-Stratus'ов — на его фоне появляются грязноватые пятна разорванных и быстро несомых ветром дождевых облаков; пятна эти понемногу учащаются и увеличиваются, начинается дождь, сначала мелкий, моросящий — словно сквозь сито, потом постепенно усиливающийся и переходящий наконец в настоящий проливной дождь. Ветер, усиливаясь, приобретает порывистый характер, налетает шквалами, дождь обдает целыми потоками воды, это — признак приближения центральной части минимума. Вдруг наступает момент, когда ветер стихает, дождь прекращается, небо проясняется, барометр достигает своей наименьшей высоты; но это продолжается очень недолго. Вслед за этим небо снова быстро заволакивается тучами, ветер крепчает и дует порывами; начинается опять дождь вместе с повышением барометра; однако теперь уже и дождь, и ветер, и облачность не имеют такого постоянства, как при падении барометра: ветер время от времени сменяется почти полным затишьем, вместо дождя временами проглядывает ясное небо с ярким солнцем днем. Эти промежутки затишья и ясного неба постепенно увеличиваются, затем небо совершенно проясняется и устанавливается ясная, тихая, солнечная погода: минимум прошел. Вместе с прохождением минимума меняется и температура; она падает летом, повышается зимою при надвигании передней, вост. части минимума, и, наоборот, повышается летом, а зимою падает в зап. его половине по мере прояснения неба. Направление ветра меняется различным образом в зависимости от того, какою частью коснется минимум места наблюдения. Если минимум проходит своим центром через этот пункт, то ветер постепенно из юго-зап. переходит к Ю по мере приближения минимума и затем, после прохождения его центра, меняется в сев. и сев.-зап. Когда минимум движется севернее места наблюдения, то ветер последовательно переходит через румбы: SE, S, SW, W, NW; при прохождении центра минимума южнее места наблюдения смена ветров пойдет в порядке: SE, E, NE, N, NW. Вообще для определения по дующему ветру того, где в данный момент находится центр проходящего барометрического минимума, пользуются правилом, указанное впервые Бейс-Балло: став в каком-нибудь месте барометрического минимума так, чтобы смотреть в сторону, куда дует ветер, мы всегда будем иметь в сев. полушарии центр минимума впереди себя влево, в южн. — впереди вправо.

Барометрические минимумы представляют собой вихри, не отличающиеся особенно устойчивым характером, обладающие большой подвижностью и вообще склонные к быстрым перемещениям, разным изменениям и новообразованиям; совершенно противоположны им в этих отношениях области высокого давления (барометрические максимумы, антициклоны), отличающиеся значительно меньшей подвижностью и вообще имеющие явное стремление сохранять раз ими достигнутое состояние и подолгу оставаться на одном и том же месте. Барометрический максимум характеризуется тем, что от некоторого центрального пункта, где давление достигает своей наибольшей высоты, оно идет, понижаясь во все стороны. Изобары, как и в минимум, сомкнутыми овалами окружают этот пункт, но овалы имеют здесь гораздо менее правильную сравнительно с минимумами форму; в то время, как в минимуме вокруг центра мы находим нередко 5 и даже больше совершенно правильных овалов, в максимуме около центра обыкновенно 1, реже 2 по большей части не особенно правильных овала. Так же, как и в области минимума, ветры дуют вокруг максимума, заставляя массы воздуха двигаться по спиралеобразным путям, но направление движения — иное: в максимуме воздух оттекает, движется от центра наружу — к периферии области, вращаясь по часовой стрелке в северном полушарии.Черт. 4.

Движение это довольно медленное; в области барометрического максимума ветры очень слабы. Малая скорость оттекающих от центра максимума воздушных масс делает их более доступными различным местным влияниям; отсюда — менее правильные формы самого вихря сравнительно с минимум., где ветры сильнее. На место удаляемых от центра установившеюся системою ветров масс воздуха в центре максимума протекают сверху нисходящим движением новые массы холодного воздуха из верхних слоев атмосферы. Так как этот притекающий в центре вихря воздух поступает сверху с весьма малым содержанием водяных паров и, опускаясь вниз, нагревается, то его влажность должна при этом еще более уменьшаться, а прозрачность, в значительной степени обусловленная содержанием водяных паров, увеличиваться. Таким образом установившаяся циркуляция воздуха создает в области барометрического максимума весьма характерные особенности; эти особенности хорошо видны как на карте, табл. 2, так и на схематическом чертеже 5, показывающем типичное распределение метеорологических элементов в этой области.Черт. 5.

При медленном движении воздушных масс в области господствуют слабые ветры, а в центральной ее части — почти полное затишье. Благодаря малому содержанию паров П. во всей области по преимуществу ясная, только на окраинах, там, где область максимума приходит в соприкосновение с другими, соседними областями, наблюдается появление отдельных перистых или кучевых облаков. Ясное, безоблачное небо с ярким солнцем днем влечет за собою жаркую П. летом, сильные морозы зимою. В ночное время благодаря отсутствию облачного покрова поверхность почвы и прилегающий к ней нижний слой воздуха настолько сильно охлаждается, что по всей области, а особенно в центральной ее части, где — затишье, наблюдаются туманы и обильные росы по ночам летом, туманы и иней зимою. Приведенные сейчас черты П. в области барометрического максимума могут, как уже было замечено и выше, сильно измениться в зависимости от местных условий. В особенности сильно влияет на П. в области барометрического максимума состояние поверхностного слоя почвы. Так, напр., в осеннее время, когда максимум надвигается на местность после продолжительной пасмурной и дождливой П., когда, следовательно, поверхность почвы вся пропитана влагою — и прилегающие к ней слои воздуха благодаря испарению насыщаются водяными парами; в таком случае при прояснении неба с понижением температуры водяные пары быстро переходят в капельно-жидкое состояние и образуются мощные, плотные слои тумана, густой пеленой закутывающего все небо; из этого тумана начинает моросить мелкий дождик — и получается характерный осенний барометрический максимум, на первый взгляд ничего общего с описанною выше П. не имеющий. Однако здесь все дело — в состоянии нижнего слоя воздуха. Поднимаясь во время подобной П. на воздушных шарах, воздухоплаватели, пройдя сравнительно нетолстый (не свыше 150 метр. толщины) слой тумана и поднявшись над ним, наблюдали над собою яркое солнце на совершенно безоблачном небе. Не менее характерно влияние снежного покрова на П. при барометрических максимумах зимою. Вследствие огромной потери тепла излучением с поверхности снега эта последняя, сильно охлаждаясь при ясной погоде, способствует усилению мороза, охлаждая и прилегающие к ней слои воздуха. Особенно сильно охлаждение снеговой поверхности там, где местность закрыта настолько, что ветры совершенно отсутствуют, и где поэтому устранены все обстоятельства, уменьшающие влияние подобного охлаждения; только при подобных условиях и возможны такие морозы, где температуры могут понижаться до 60°—70° ниже 0°, как, напр., в Верхоянске. Наконец, в некоторых случаях может измениться и самый характер ветров в области максимумов, особенно на его окраинах. Так, в том случае, когда к области барометрического максимума весьма близко подходит сильный минимум, изобары на окраинах максимума в стороне приближающегося минимума могут сильно сблизиться; градиент обыкновенно здесь очень небольшой, достигает значительной величины, ветры усиливаются и мало-помалу переходят в бури, сопровождаемые нередко в зимнее время сильными метелями, снежными заносами и буранами. Особенно часто такая П. бывает в степях юга России, когда в северной или средней полосе максимум, а на Черном море минимум. Установить для перемещения максимумов какие-нибудь определенные типы путей подобно тому, как это сделано для минимумов, несравненно труднее — как потому, что максимумы вообще движутся гораздо менее правильно, нежели минимумы, так и потому, что они обладают способностью иногда целыми неделями — в исключительных случаях даже месяцами — оставаться почти на одном и том же месте. Вообще относительно их перемещения можно сказать только, что максимумы стремятся двигаться к Ю.В. Оставаясь продолжительное время на одном и том же месте, барометрический максимум начинает обыкновенно понемногу терять свои характеристические черты и мало-помалу исчезает, как бы постепенно расползаясь и выравниваясь.

Барометрические минимумы и максимумы представляют собой две основные формы распределения атмосферного давления — два главнейших типа атмосферных вихрей, обусловливающих своим появлением и перемещением непериодические смены П. Распределяясь известным образом в данный момент по земной поверхности, они являются обыкновенно причиною возникновения в промежуточных между ними областях различных второстепенных форм атмосферного давления и погоды, разных более мелких вихрей, имеющих более ограниченное влияние на П. занимаемых ими местностей и поэтому носящих как бы местный характер. Из таких второстепенных вихрей наибольшее значение представляют частные минимумы. Частные минимумы по форме своей очень напоминают настоящие, основные барометрические минимумы, на окраинах которых они обыкновенно и зарождаются. Особенно часто эти второстепенные вихри возникают на юго-восточной окраине барометрического минимума, почему и самый квадрант этот благодаря бурям и грозам, сопровождающим обыкновенно образовавшийся частный минимум, носит нередко название "опасного квадранта". При появлении этих вихрей, как это видно на чертеже 6, изобары на окраинах главного минимума изгибаются особым, характерным образом, получается как бы разбухание или петля, внутри которой замечается возникновение своего, особого центра слабого давления и появление вихревого движения, как и в настоящем минимуме.Черт. 6.

Иногда, остановившись в этой стадии развития, частный минимум остается спутником главного, двигаясь вместе с ним общим поступательным движением. Иногда же этот вновь образовавшийся вихрь постепенно увеличивается, давление в центре уменьшается, размеры его растут, и наконец он отделяется от главного минимума и получает свое собственное поступательное движение, являясь тогда уже самостоятельным барометрическим минимумом. Как общий характер П. в области частного минимума, так и порядок ее изменения при прохождении такового в главных чертах являются совершенно сходными с П. в обыкновенном минимуме. Наиболе характерною особенностью частных минимумов является то, что большинство из них сопровождается грозами и ливнями, т. е. кратковременными, но очень сильными дождями: по А. В. Клоссовскому, грозы средних широт обязаны своим происхождением именно таким частным барометрическим минимумам (некоторые подробности о грозах см. соотв. ст.).

Из других, второстепенных форм распределения атмосферного давления области с ложбинообразными изобарами появляются, когда между двумя барометрическими максимумами вдается язык более низкого давления; в таком случае получается как бы барометрический минимум, образованный изобарами не овальной формы, а изобарами незамкнутыми, имеющими форму буквы V (почему иногда подобную форму распределения давления и называют V-образной депрессией). В подобной области барометрическое давление повышается в обе стороны от некоторой линии, проходящей вдоль области и называемой обыкновенно ее дном. Эта же линия делит область на две резко противоположные по погоде половины. Если стать лицом по направлению к более низкому давлению, лежащему обыкновенно в наших широтах на северной окраине области, то в правой, восточной части ее дуют южные и юго-вост. ветры при покрытом тяжелыми слоистыми и дождевыми облаками небе, сопровождаемые обильным дождем; в левой стороне, при северных и северо-западных ветрах, небо — ясное с отдельными, разрозненными кучевыми облаками. По линии дна в области ветер дует в форме шквалов и даже бури; здесь происходит резкий, быстрый скачок ветра из одного направления в другое, почти прямо противоположное. В областях с гребнеобразными изобарами между двумя барометрическими минимумами образуется, раздвигая их, гребень более высокого давления. В таком случае давление здесь убывает в обе стороны от линии, проходящей вдоль гребня. Так как эти области образуются в промежутке между двумя барометрическими минимумами, из которых один обыкновенно удаляется, другой надвигается, то и П. в области гребня вполне определяется этими соседними минимумами. В средних широтах гребень обыкновенно направлен от Ю. к С.; поэтому если стать лицом к концу гребня, то в правой его стороне П. будет соответствовать удаляющемуся, в левой приближающемуся минимуму, т. е. в правой части гребня при повышающемся барометре и сев.-зап. ветрах П. — ясная, с очень прозрачной атмосферой; иногда наблюдаются перистые и перисто-слоистые облака с кругами около солнца или луны, что указывает на приближение нового минимума. С приближением к гребню ветер стихает и после перехода барометра через наибольшую высоту изменяется на юго-зап., небо постепенно заволакивается, и П. принимает тот характер, который соответствует приближению минимума. Области с седлообразными изобарами являются обыкновенно в промежутке между двумя сближенными областями высокого давления. В подобной области направление ветра определяется обыкновенно напрвлением градиента; в середине ее ветры слабы или даже сменяются полным затишьем. Вообще определенного типа П. для этих областей указать нельзя: располагаясь между двумя обыкновенно очень устойчивыми барометрическими максимумами — области седлообразных изобар представляют собою наиболее податливую, а следовательно, и наиболе доступную всяким переменам П. часть данной местности, а потому и являются обычным путем, по которому в различных направлениях проходят грозовые вихри и частные минимумы после отделения от главного. Нечто подобное наблюдается и в областях прямолинейных изобар, отличающихся отсутствием значительных изгибов и искривлений; давление здесь обыкновенно очень постепенно повышается или понижается в определенном направлении. В наиболее частых для средних широт случаях понижение идет к С. или С.З., причем в области этой преобладают от SW и W порывистые ветры, поднимающие обыкновенно при ясной П. целые облака пыли и даже небольшие пыльные смерчи. В сторону высокого давлении небо совершенно ясно, перистые облака начинают появляться только при переходе к более слабому давлению и постепенно сгущаются в тяжелые, обложные, слоисто-кучевые формы. Отличительной чертою средней части подобных областей служит необычайная прозрачность воздуха вместе с особою способностью проводить звуки, по преимуществу с дождливой стороны и поперек изобар. Дожди в области вообще отсутствуют. Области прямолинейных изобар, как и предшествующая форма, не обладая достаточной устойчивостью, служат обычною ареною для движения минимумов.

Для определения того, как может измениться П. в течение более или менее значительного промежутка времени в известном районе, необходимо, имея уже под руками синоптическую карту, уметь определить, как может измениться существующее здесь в данный момент распределение давления. Так как это последнее обусловлено взаимодействием областей низкого и высокого давления и так как области высокого давления являются вообще элементом П. более устойчивым, наиболее же неустойчивы и подвижны области минимумов, то достаточно обыкновенно определить, куда может направиться барометрический минимум, если его присутствие обнаружено картами. В настоящее время относительно возможного перемещения минимума установлены некоторые эмпирические, теоретически же еще и не вполне выясненные законы. 1) Барометрические минимумы двигаются по преимуществу к В. или к В.С.В. 2) Минимумы огибают при своем движении области высокого давления по направлению часовой стрелки, от левой руки к правой. 3) Области высоких температур при движении минимумов остаются обыкновенно от направления движения вправо, области низких температур — влево. 4) Минимумы стремятся двигаться перпендикулярно к линии, соединяющей их центр с тем местом, где градиент наибольший, оставляя это последнее вправо. 5) Если провести по карте изотермы, соединяя этими линиями места с одинаковыми температурами, то минимум будет двигаться параллельно изотермам, согласно правилу 3 относительно теплых и холодных областей. 6) При появлении к С. от существующего минимума другого, нового, движение первого обыкновенно ускоряется, второго — замедляется. Пользуясь перечисленными правилами, не трудно решить в большей части случаев, куда может направиться появившийся минимум, если правила эти дают достаточно сходные указании. Когда же эти указания оказываются противоречивыми, давая для движения минимума направления слишком разнообразные, то для такого случая много вероятности, что П. останется без изменения в течение некоторого времени. Необходимо вообще иметь в виду, что при отсутствии ясных признаков предстоящей перемены П. нет никаких оснований ожидать этой последней, так как П. всегда стремится к некоторому постоянству, сохраняя однажды ею уже приобретенный характер.

Строго научное предсказание П. может быть доступным далеко не для всех. Между тем, возможные ее изменения могут интересовать и таких лиц, которым синоптические карты недоступны по каким-либо причинам. Поэтому важно указать, что во многих случаях предсказание П. возможно даже и для простого наблюдателя, не вооруженного картами и инструментами: нужна только некоторая наблюдательность и знакомство с характерными для перемен П. признаками, так как существует целый ряд явлений в природе, тесно связанных с изменениями П. и очень часто задолго этим последним предшествующих. Так, вид неба, его окраска и оттенки при восходе и закате солнца, прозрачность атмосферы, наблюдаемые формы облаков, известные особенности в их очертаниях и т. п. дают ряд ценных признаков для суждения о П. О некоторых явлениях этого рода уже было упомянуто, напр. о появлении типичных перистых облаков, предшествующих барометрическому минимуму, о кругах около светил, связанных с его перемещением. Легче предсказать П., имея некоторые метеорологические инструменты, особенно барометр и флюгер: колебания атмосферного давления и изменения в направлении и силе ветра, особенно в связи с другими признаками, давая много указаний на характер предшествующей П., в некоторых случаях могут с большою вероятностью заранее его определить. Помимо наблюдаемых метеорологическими инструментами явлений существует много других, указывающих на те или другие возможные перемены в П. Появление дождевых линий в спектре атмосферы тесно связано с выпадением дождя, весьма часто значительно предшествуя ему. Мерцание звезд в ясные ночи, стоящее в тесной связи с содержанием водяных паров в атмосфере, нередко может указать на увеличение влажности в воздухе, прежде чем гигрометры метеорологических станций констатируют это. В некоторых случаях телефон может предупредить о приближении грозы задолго до того времени, когда наблюдатель услышит первый гром или увидит первую молнию. Актинометр и полярископ также иногда дают заранее указания на различные возможные перемены в атмосфере.

Для ознакомления с современным положением учения о П. и ее предсказании — см. Mohn, "Grudziige der Meteorologie" (новые издания); Van Bebber, "Handbuch der ausübenden Witterungskunde" (2 т., 1885 и 1887); Van Bebber, "Die Wettervorhersage" (1891); Abercromby, "Weather" (1888, немецкий перевод — "Das Wetter", 1894); Поморцев, "Очерк учения о предсказании П." (1889); Клоссовский, "Новейшие успехи метеорологии" (1882); Броунов, "Основание учения о П." ("Метеорол. вестник", 1892); теоретические основания учения о строении и движении максимумов и минимумов — см. Sprung, "Lehrbuch der Meteorologie" (1885); Van Bebber, "Lehrbuch der Meteorologie" (1890); предсказание П. без синоптич. карт — см. Рейнбот, "Исследование вопроса о предсказании П. etc." (1896).

Г. Любославский.

Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона. — С.-Пб.: Брокгауз-Ефрон

1890—1907