Со времени своего возникновения климатология в нашей стране прошла ряд этапов развития. На каждом этапе формировалось то или иное направление исследований со своей методикой и общей для всех направлений задачей познания климата для научных и прикладных целей. Эти направления, дополняя друг друга, продолжают развиваться в настоящее время.
Во второй половине XIX в. климатология была по преимуществу наукой описательной. Она опиралась на данные наблюдений еще немногочисленной тогда сети метеорологических станций. Обработка этих данных в основном сводилась к получению средних значений отдельных метеорологических элементов, по которым строились примитивные климатические карты. Некоторыми учеными того времени отрицалась даже необходимость и своевременность каких-либо обобщений результатов обработки материалов наблюдений или решения на их основе задач прикладного характера.
Русская климатология была преобразована трудами А. И. Воейкова (1842—1916). Заслуги этого выдающегося ученого были настолько велики, что нередко именно его считают основоположником климатологии как науки. Действительно, А. И. Воейкову принадлежит постановка вопроса о связи физических процессов, протекающих в атмосфере, с процессами в твердой и жидкой оболочках Земли; им были изучены основные закономерности этой связи в конкретных географических условиях. Воейков не только четко
видел перспективы развития климатологии, но и широкие возможности связи этой науки с практикой, которым посвящено немало его работ. Работы Воейкова существенно дополнили выполненные в конце XIX в. исследования В. В. Докучаева, в которых была установлена взаимосвязь климата со всеми составляющими процессов в географической оболочке Земли. Внедрение прогрессивных установок Воейкова и Докучаева в практику климатологических исследований произошло не сразу. Для реализации некоторых из них в то время даже не было условий. Но плодотворность их идей была весьма велика и послужила одним из средств повышения эффективности климатологического обслуживания в советское время.
Так, издание советских климатических справочников, атласов и монографий по климату нашей страны в значительной мере соответствовало неосуществленному плану А. И. Воейкова создания климатографии России.
Основные направления исследований. За направлением климатических исследований, созданным А. И. Воейковым, следует признать огромные заслуги как в отношении детального изучения климата, так и приложений климатологии к практике.
К этому направлению, основанному на изучении связей климата с растительностью и рельефом, относятся большие работы 30-х годов по агроклиматическому районированию субтропиков СССР, проведенные под руководством Г. Т. Селянинова. Результаты этих работ были представлены на крупномасштабных детальных картах. В дальнейшем построение детальных климатических карт на основе изучения закономерностей распределения метеорологических величин в зависимости от географических особенностей территории (в частности, рельефа) стало широко практиковаться климатологами нашей страны. В ходе выполнения климатологических работ значительное развитие получила статистическая методика обработки данных метеорологических наблюдений. Разновидностью этого направления явилась так называемая «комплексная климатология». Идеи о том, что климат следует изучать не по отдельным элементам, а по естественным комплексам погоды, были высказаны Е. Е. Федоровым в начале 20-х годов. Развивая эту идею, Е. Е. Федоров предложил форму комплекса, охватывающего погоду целых суток и включающего основное содержание метеорологических наблюдений. Расчет повторяемости комплексов позволяет ослабить временной разрыв, возникающий в характеристиках погоды, при рассмотрении отдельных элементов по наблюдениям, делаемым несколько раз в сутки. Кроме того, Е. Е. Федоров разработал метод весьма экономной зашифровки комплексов, что было важно для обработки и публикации материалов, особенно до внедрения механизации.
Данный метод способствовал развитию целого ряда новых комплексных показателей климата, применительно к обслуживанию авиации и другим практическим проблемам.
Применение естественных погодных комплексов для оценки климата может осуществляться путем использования характеристик атмосферной циркуляции и изучения климатологических закономерностей последней. Еще в XIX в. М. А. Рыкачевым были исследованы основные пути циклонов. Создание метода долгосрочных прогнозов Б. П. Мультановским в предреволюционный период также базировалось на климатологических характеристиках общей циркуляции атмосферы (типизации направлений вторжений антициклонов, локализации центров барических систем при тех или иных явлениях и т. д.). Климатологи 20-х годов нередко использовали синоптические карты для объяснения формирования метеорологических элементов, но наиболее интенсивное внедрение синоптических методов в климатологию произошло в начале 30-х годов в связи с освоением фронтологического анализа.
Большой вклад в развитие этого направления, получившего наименование «динамической климатологии», внесли Б. П. Алисов, Г. Я. Вангенгейм и С. П. Хромов. В этих исследованиях предполагалось, что особенности погоды в различных воздушных массах и на фронтах образуют естественные комплексы погоды, по которым можно изучать климат.
Однако в дальнейшем выяснились некоторые ограничения в использовании этого направления исследований.
Во-первых, хотя циркуляция атмосферы в значительной степени определяет погодные аномалии и режим осадков, ее роль в формировании погоды существенно меняется в зависимости от географических условий и связанных с ними процессов трансформации воздушных масс. Если понятиям теплой и холодной воздушных масс и атмосферных фронтов соответствовали довольно четкие погодные характеристики, то характеристики географических типов воздушных масс в разных стадиях трансформации оказались довольно неопределенными.
Трудность установления сколько-нибудь однозначной связи между погодой и качественными характеристиками циркуляции исключает получение четких характеристик климата на этой основе, кроме случаев резких проявлений смен погоды. В дальнейшем «динамическая климатология» постепенно сблизилась с синоптической климатологией, в которой подвергаются анализу региональные особенности атмосферной циркуляции, исследуются погодные аномалии в связи с формами циркуляции, а также связь колебаний повторяемости этих форм с колебаниями климата (исследования Г. Я. Вангенгейма, Б. Л. Дзердзеевского, А. Л. Каца и др.).
Сведения о региональных особенностях проявления форм атмосферной циркуляции в характере погоды важны для составления долгосрочных прогнозов погоды и полезны для анализа причин колебаний климата.
Еще со времен Воейкова в климатологию вводились доступные для того времени элементы физики. Однако количественные расчеты на этой основе стали возможны главным образом лишь за последние 10 — 20 лет. К 40-м годам успехи в развитии актинометрии, динамической метеорологии и физики приземного слоя атмосферы позволили использовать в климатологии более или менее строгие и полуэмпирические теории и на их основе применять количественные физические методы расчета. При этом открылась возможность составить «приходо-расходную книгу солнечного тепла», о которой писал еще Воейков; развились исследования радиационного и теплового балансов земли и атмосферы, оказалось возможным рассчитать потоки тепла, влаги и количества движения в атмосфере, произвести оценку влагооборота, разработать отдельные вопросы теории климата земного шара в целом. Это направление иногда называют «физической климатологией», что, впрочем, и не вполне точно. Физический подход позволил решить ряд ранее недоступных прикладных задач, например, количественно оценить изменение климата при тех или иных воздействиях на деятельную поверхность и радиационный режим, решить ряд проблем биоклиматологии. Результаты этих работ органически дополняют основные характеристики климата, получаемые с применением других методов его исследования.
Особенное значение современный подход к вопросам климатологии имеет для нашей страны, где общество активно вмешивается в природные процессы, в связи с чем поставлен вопрос о прямом улучшении климата нашей страны.
Исследования по отдельным теоретическим проблемам. Перейдем теперь к обзору конкретных результатов климатических исследований за советский период.
Изучение климата нашей страны было тесно связано с развитием метеорологических наблюдений на сети постоянно действующих станций.
После первой мировой и гражданской войн, когда метеорологические наблюдения значительно сократились, уже в начале 20-х годов основная сеть метеостанций СССР была полностью восстановлена. В дальнейшем она быстро развилась как количественно, охватывая новые обширные территории на востоке нашей страны, так и качественно, по мере разработки новых методов наблюдений.
В 30-х годах в результате усовершенствования методов аэрологических наблюдений начали развиваться аэроклиматические исследования, в которые входило изучение географических закономерностей метеорологического режима в тропосфере и нижних слоях стратосферы. Большое значение для прогресса аэроклиматологии имело изобретение П. А. Молчановым радиозонда, который впервые был использован в начале 1930 г., и создание сети аэрологических станций, производящих систематическое зондирование атмосферы.
Наряду с метеорологическими и аэрологическими данными для изучения климата необходимы материалы о режиме солнечной радиации. Еще А. И. Воейков установил, что приток радиации на внешнюю границу атмосферы и радиационный режим на поверхности Земли в значительной мере определяют генезис климата.
Начатые в нашей стране в конце XIX в. исследования режима солнечной радиации стали быстро расширяться после Великой Октябрьской социалистической революции. Если перед революцией в России актинометрические наблюдения велись только в пяти пунктах, то к концу 30-х годов в Советском Союзе существовала уже целая актинометрическая сеть, состоявшая из нескольких десятков станций.
В результате работ С. И. Савинова, Н. Н. Калитина, Ю. Д. Янишевского по созданию новых и совершенствованию существующих актинометрических приборов программа актинометрических наблюдений расширялась.
При этом наряду с экспериментальными исследованиями радиационного режима значительное внимание уделялось методам физического расчета этих величин. Пользуясь ими, С. И. Савинов еще в 20-х годах смог построить первые карты солнечной радиации для части территории СССР и несколько позже рассчитать средние величины радиационного баланса для Павловска.
В 30-е годы В. В. Шулейкиным на основании наблюдений и расчетов впервые были определены составляющие радиационного и теплового балансов для Карского моря.
Изучение прихода радиации и ее преобразований на земной поверхности и в атмосфере особенно расширилось после Великой Отечественной войны. В Главной геофизической обсерватории в 40-х годах были начаты детальное изучение климатологических закономерностей радиационного и теплового балансов и разработки методов независимого определения всех составляющих балансов, что позволяло оценивать точность расчетов по замыканию уравнений балансов. В результате были построены карты составляющих радиационного и теплового балансов, сначала для поверхности суши, а потом и для всего земного шара, включая океаны, с учетом тепла, получаемого или теряемого поверхностью океанов в связи с действием морских течений. Эти данные были опубликованы в двух изданиях Атласа теплового баланса земного шара (1955, 1963). В последние годы были получены новые сведения о радиационном режиме в результате прямого обобщения данных наблюдений.
Изучение радиационного и теплового балансов атмосферы развивалось несколько медленнее по сравнению с тепловым балансом земной поверхности из-за большей сложности соответствующих наблюдений. Значительные успехи в разработке этой проблемы были достигнуты лишь в течение последних десяти лет, когда началось широкое применение актинометрических радиозондов и были выполнены экспериментальные работы на самолетах, аэростатах, ракетах и искусственных спутниках Земли.
Получение обширных экспериментальных данных о радиационном режиме атмосферы способствовало усовершенствованию методов расчета составляющих теплового баланса атмосферы. Применяя расчетные методы, Т. Г. Берлянд и К. Я. Винников построили карты членов теплового баланса атмосферы.
Использование материалов по тепловому балансу земной поверхности и атмосферы позволило определить величины меридионального переноса тепла к гидросфере и атмосфере, оценить значение горизонтального теплообмена в океанах в общем переносе тепла между экватором и полюсами и решить много других вопросов теории климата. Так, например, расчеты теплового баланса доказали ошибочность ранее распространенного представления о том, что поверхность Земли в целом получает тепло от атмосферы путем турбулентного теплообмена. Карты составляющих теплового баланса дали детальные количественные сведения о тепловом взаимодействии океанов с атмосферой, о перераспределении тепла в результате пассатной и муссонной циркуляции и осветили ряд других фундаментальных процессов, связанных с формированием климата. В связи с этим материалы по тепловому балансу сейчас широко используются при изучении генезиса климата различных территорий, при исследованиях атмосферных процессов большого масштаба, в работах по классификации и теории климата. Эти материалы применяются также при изучении гидрологического режима и общих проблем физической географии.
К числу климатообразующих факторов наряду с солнечной радиацией и ее преобразованиями в условиях земной поверхности обычно относят и общую циркуляцию атмосферы, хотя она (как и радиационный режим у земной поверхности) не является первичным климатообразующим фактором, поскольку распределение давления и ветров, так же как распределение температуры воздуха и других элементов климата, в конечном счете определяется внешними по отношению к атмосфере факторами: солнечной радиацией на верхней границе атмосферы и свойствами подстилающей поверхности. Однако при современном уровне изученности атмосферных процессов во многих случаях необходимо выделять и отдельно исследовать как радиационный режим у поверхности земли, так и влияние атмосферной циркуляции на климатические условия отдельных территорий.
Возможности таких исследований значительно расширились в результате успехов, достигнутых в 20 — 30-х годах в развитии фронтологического метода анализа атмосферных процессов, а впоследствии и развития аэрологических методов анализа и связанного с этим общего прогресса синоптической метеорологии. Цикл работ по изучению циркуляционных факторов климата выполнил С. П. Хромов.
В работах Г. Я. Вангенгейма, Л. А. Вительса, А. А. Гирса и Б. Л. Дзердзеевского большое внимание уделялось типизации циркуляционных процессов, что позволило выяснить закономерности изменений метеорологического режима для различных периодов времени. Эти исследования, как и близкие к ним по направлению работы А. Л. Каца, имели существенное значение для развития долгосрочных прогнозов погоды и изучения колебаний климата. Особого упоминания заслуживают работы А. Я. Безруковой, Л. А. Вительса, Б. М. Рубашева, Б. И. Сазонова, М. С. Эйгенсона о влиянии на погоду космических факторов (главным образом солнечной активности) и термобарических сейш, существование которых было ранее доказано В. В. Шулейкиным. Интересные работы в этом направлении выполнены также Т. В. Покровской.
В многочисленных исследованиях X. П. Погосяна и его сотрудников изучалась общая циркуляция атмосферы земного шара в различные сезоны года на основании широкого использования аэроклиматических материалов. По мере получения новых аэрологических данных в этих исследованиях привлекались материалы для все более высоких слоев атмосферы, вплоть до уровня 10 мб поверхности, соответствующего средней высоте около 30 км.
В работах Б. П. Алисова для разработки схем классификации климата были использованы материалы о положении основных фронтальных зон на земном шаре в различные сезоны года. Значительны достижения советской науки в изучении климата Арктики (Г. Я. Вангенгейм, С. С. Гайгеров, А. А. Гире, Б. Л. Дзердзеевский, И. М. Долгин, 3. М. Прик). Помимо значительного роста фактического материала наблюдений, полученного многократно возросшей сетью аэрометеорологических, береговых и дрейфующих станций, очень важным оказалось применение синоптико-климатологических методов и в этом районе.
Аналогичные синоптико-климатологические исследования осуществлены и в других частях СССР, особенно в Узбекистане (В. А. Бугаев, В. А. Джорджио, Н. Н. Романов и др.), Казахстане (М. X. Байдал), Азербайджане (А. А. Мадатзаде, Э. М. Шихлинский), Армении (А. Б. Багдасарян) и др.
Особо следует отметить выполненные в последние годы в связи с проведением экспедиционных исследований в Антарктике работы по атмосферной циркуляции в высоких широтах Южного полушария.
В исследовании влияния атмосферной циркуляции на климат заметное внимание уделялось изучению влагооборота в атмосфере. В течение длительного времени расчеты атмосферного влагооборота выполнялись по неправильным схемам, крайне преувеличивавшим влияние местного испарения на выпадающие осадки. В начале 50-х годов в работах специалистов Гидрометеорологической службы была предложена схема влагооборота, учитывающая реальное влияние атмосферной циркуляции на перенос водяного пара. При этом выяснилось, что выпадающие на суше осадки в своей большей части формируются из водяного пара, образованного испарением с океанов и перенесенного воздушными течениями на большие расстояния. В то же время местное испарение, понижая уровень конденсации в атмосфере, способствует существенному увеличению количества осадков, без чего внутренние части материков обратились бы в пустыню. Вопросу генезиса режима осадков на земном шаре посвящены также работы А. П. Гальцова.
Довольно много работ различного направления было посвящено муссонной циркуляции. К ним относятся исследования Б. П. Алисова, П. И. Колоскова, О. Г. Сорочан, С. П. Хромова, В. В. Шулейкина и других ученых, в результате которых значительно расширились сведения о физических и географических закономерностях муссонной циркуляции.
К этой проблеме близок вопрос о так называемых безъядерных зимах в Арктике, поскольку он в известной мере связан с муссонной тенденцией, возникающей зимой на арктических морях. Над ним работали В. Ю. Визе, И. М. Долгий, П. И. Колосков, Э. С. Лир, Е. С. Рубинштейн и многие другие.
Разработка общей теории климата. В настоящее время особое значение для климатологии приобрели исследования, посвященные разработке общей теории климата, основанной на законах физики атмосферы, которая должна связывать внешние климатообразующие факторы (солнечную радиацию на внешней границе атмосферы и строение земной поверхности) со всем комплексом характеристик климатических условий в различных областях земного шара.
Построение такой теории связано с большими трудностями из-за сложности получения решения нелинейных уравнений гидротермодинамики, описывающих атмосферные процессы большого масштаба. Эти уравнения пока удается решать только после внесения в них значительных упрощений, обоснование которых, а также определение параметров этих уравнений требует проведения обширных эмпирических и полуэмпирических исследований. Хотя математическая теория климата еще далека от завершения, советскими исследованиями получены результаты, имеющие большое принципиальное значение для изучения физических закономерностей климата. Значительный вклад в разработку теории климата внес Н. Е. Кочин, который впервые применил для описания закономерностей общей циркуляции атмосферы уравнения гидромеханики сжимаемой вязкой жидкости. По известным эмпирически средним полям температуры и давления воздуха вблизи земной поверхности им были вычислены средние величины давления и скорости ветра на различных широтах в тропосфере и нижних слоях стратосферы. А. А. Дородницын в результате введения дополнительного физического условия смог вычислить распределение давления также и у поверхности земли.
Е. Н. Блинова впервые теоретически определила отклонения стационарного поля давления от зонального распределения, согласующиеся с результатами наблюдений. В работах Е. Н. Блиновой был также найден подход к изучению изменений поля давления во времени, открывший новые пути для разработки методов долгосрочных прогнозов.
И. А. Кибелем была предложена схема расчета вертикального распределения температуры с учетом радиационного и турбулентного притоков тепла, а Е. Н. Блиновой был выполнен расчет зонального распределения температуры в тропосфере, в котором, кроме радиационных факторов, учитывался макротурбулентный перенос тепла между различными широтами. Таким образом, исследования И. А. Кибеля и Е. Н. Блиновой имели большое значение для объяснения закономерностей теплового режима атмосферы.
В работах Л. Р. Ракиповой были учтены уже все наиболее существенные факторы, влияющие на зональное распределение температуры. При этом Л. Р. Ракипова широко использовала полученные в последние годы материалы исследований теплового и водного балансов Земли. В одних случаях эти данные были введены в расчеты непосредственно (как, например, затрата тепла на испарение), в других они были использованы для проверки правильности найденного теоретическим путем распределения потоков тепла. Работы Л. Р. Ракиповой отчетливо показали широкие возможности, которые открываются сейчас перед исследованиями теории климата, в которых теоретические методы физики атмосферы используются в комплексе с результатами обобщения данных наблюдений и полуэмпирическими разработками.
Отдельно следует остановиться на цикле исследований В. В. Шулейкина, связанных с проблемой генезиса климата. В этих исследованиях было сформулировано и детально обосновано положение о том, что физические процессы в атмосфере и гидросфере по существу являются звеньями одного общего процесса. Развивая это положение, В. В. Шулейкин исследовал влияние океанов на потоки тепла и среднее распределение температуры в атмосфере, изучал связь нестационарных процессов в океанах и в атмосфере и рассмотрел ряд других задач.
В работах, посвященных изучению изменчивости климата, рассматривались случайные колебания климатического режима и изучалась временная изменчивость отдельных климатических характеристик. В этих исследованиях разрабатывался специальный статистический аппарат (Г. А. Алексеев, Л. С. Гандин и Л. Е. Анапольская и др.) и применялась комплексная характеристика климата, предложенная Е. Е. Федоровым, Л. А. Чубуковым и другими авторами.
Изменения климата за инструментальный период для различных областей земного шара были изучены Г. Я. Вангенгеймом, А. А. Гир-сом, Б. Л. Дзердзеевским, Е. С. Рубинштейн. Колебания осадков за период инструментальных наблюдений и всю послеледниковую эпоху исследовались А. В. Шнитниковым, который связал их с 1850-летним приливным циклом Петерсона.
Заметные успехи были достигнуты в области климатического районирования. Еще в 20-х годах А. А. Каминский, используя в основном данные об относительной влажности и температуре летних месяцев, предложил схему районирования для Восточной Европы, согласовав выделенные климатические области с растительными и почвенными зонами.
Как известно, на значительных по площади территориях климатические условия оказывают глубокое и определяющее влияние на свойства растительного покрова, почв, гидрологического режима.
Климатическое районирование, соответствующее распределению ландшафтных зон, разработал Л. С. Берг. Однако он не дал определенных количественных характеристик для климатических границ ряда зон, что ограничивает возможности применения предложенной им схемы районирования.
В работах А. А. Григорьева и М. И. Будыко была предложена схема климатического районирования, связывающая климатические условия с географическими зонами, основанная на использовании показателей теплового и водного балансов.
Продолжая исследования А. И. Воейкова, советские гидрологи изучали связи режима рек с климатом (М. И. Львович, П. С. Кузин и др.).
Попытки классификации климата на основе учета атмосферной циркуляции делались рядом ученых. В первых работах этого направления использовались только данные о распределении атмосферного давления (П. И. Броунов, А. А. Каминский), в дальнейшем для этой цели привлекались материалы о сезонном распределении основных фронтальных зон, типах трансформации воздушных масс (Б. П. Алисов, А. А. Борисов, Г. Я. Вангенгейм).
Заметные успехи были достигнуты в отношении учета влияния на климат местных особенностей деятельной поверхности. Имеется ряд теоретических работ, посвященных динамике различного рода местных циркуляции (бризов, горно-долинных ветров и т. д.), а также ряд исследований, основанных на обобщении материалов стационарных и экспедиционных наблюдений.
Исследованию климата в приземном слое весьма помогло развитие физических представлений о характерных особенностях атмосферных процессов в этом слое и методах их исследования. Это позволило осмыслить обширные материалы наблюдений в приземном слое воздуха и получить характеристики как естественных микроклиматов, так и особенностей, вызываемых крупными хозяйственными мероприятиями. В этом направлении успешно работали И. А. Гольцберг, С. А. Сапожникова, В. В. Романов, П. А. Воронцов и др.
Исследования по прикладной климатологии. Следуя традиции, намеченной еще А. И. Воейковым, климатологи нашей страны уделяли особое внимание исследованиям в области прикладной климатологии, связанным с непосредственным обеспечением запросов сельского хозяйства, промышленности, транспорта, здравоохранения.
Большой вклад в развитие советской агроклиматологии внесли работы Г. Т. Селянинова, Ф. Ф. Давитая, И. А. Гольцберг, С. А. Сапожниковой и других ученых. В этих исследованиях были разработаны климатические показатели, определяющие условия развития сельскохозяйственных растений. Использование таких показателей позволило изучить климатические ресурсы нашей страны в отношении развития сельскохозяйственного производства и обосновать продвижение ряда культур в новые районы.
Большое практическое значение имеют подготовленные советскими климатологами многочисленные агроклиматические справочники, а также целый ряд карт агроклиматических показателей, построенных для территории СССР и всего мира.
Особое внимание в работах по сельскохозяйственной климатологии уделялось изучению режима опасных и вредных для сельского хозяйства явлений — засух, суховеев, заморозков и других.
Ряд исследований был выполнен агроклиматологами для учета влияния микроклимата при размещении культур на сельскохозяйственных полях.
В ходе указанных выше исследований были разработаны новые методы построения крупномасштабных климатических карт.
В последние годы были получены новые результаты при изучении связей климатических факторов с урожайностью, а также в исследованиях влияния метеорологических условий на процесс фотосинтеза сельскохозяйственных растений и др.
При выполнении этих исследований выяснились широкие возможности применения теоретических и экспериментальных методов физики атмосферы для изучения влияния метеорологических факторов на жизнедеятельность растений.
В последние десятилетия широкое развитие получил ряд других областей прикладной климатологии. К ним относится медицинская климатология, где при изучении теплового состояния человека, при исследовании влияния климата на заболевания, при изучении климата курортов наряду с традиционными методами применяются физические методы исследования, а также методы комплексной климатологии.
Так, в частности, для оценки теплового состояния человека в различных климатических условиях долгое время использовались эмпирические методы, связанные с разработкой так называемых «эффективных температур». Применение метода теплового баланса позволило впервые учесть теоретическим путем влияние на термический режим человека основных метеорологических факторов — температуры и влажности воздуха, скорости ветра, радиационных потоков. На этой основе была построена классификация климатов нашей страны и получен ряд выводов о влиянии различных типов одежды и режима работы на открытом воздухе на тепловое состояние человека в различных географических районах. В исследованиях влияния метеорологических факторов на заболевания успешно применялись методы математической статистики, позволившие установить ряд новых закономерностей, имеющих существенное значение для медицины и санитарии.
Большое количество работ выполняется советскими климатологами для обеспечения запросов строительных организаций, авиации, железнодорожного транспорта и других.
При этом заслуживает особого упоминания работа по подготовке нормативных материалов по климату для «Строительных норм и правил», издаваемых Госстроем СССР. Такие нормативные материалы, используемые при проектировании строительных сооружений, по мере развития исследований в области строительной климатологии становятся все более детальными, что способствует повышению качества строительного проектирования.
Для современных исследований в области прикладной климатологии характерно все расширяющееся применение методов и материалов физической метеорологии наряду с детальным учетом специфики производственных процессов, обеспечиваемых климатологическими данными. Это ведет к постепенному углублению научного содержания выполняемых работ и способствует повышению их практического значения.
Начиная с конца 40-х годов в исследованиях физических закономерностей климата большое внимание уделялось изучению возможностей искусственного изменения климата.
К этому времени выявились пути воздействия на облака и осадки, возможности искусственного рассеивания туманов, стали яснее перспективы борьбы с заморозками с целью защиты растений.
В связи с этим, а также из-за расширения мелиоративных мероприятий в различных областях нашей страны, влияние которых на климат было мало изучено, в ряде научных институтов были организованы исследования возможных изменений метеорологического режима под влиянием деятельности человека.
В работах этого направления были использованы как теоретические методы физики атмосферы, так и специальные наблюдения и эксперименты в полевых условиях.
В результате проведенных исследований был изучен механизм влияния полезащитных лесных полос на климат нижнего слоя воздуха, получены оценки изменений метеорологического режима при орошении засушливых областей и при осушении заболоченных районов, разработана физическая теория борьбы с заморозками.
Эти исследования подтвердили точку зрения, уже давно высказанную А. И. Воейковым, о возможности заметного изменения метеорологических условий в приземном слое воздуха в результате различных мелиоративных мероприятий.
Так, например, было установлено, что полезащитные лесные полосы, значительно ослабляя интенсивность турбулентного перемешивания воздуха вблизи земной поверхности, уменьшают испаряемость в летнее время и способствуют сохранению снежного покрова на полях зимой. Это приводит к заметным изменениям в водном балансе почвы сельскохозяйственных полей, защищенных лесными полосами. Значительное увеличение влажности почвы в весенние и отчасти летние месяцы способствует повышению урожайности в районах умеренно-недостаточного увлажнения.
В результате выполненных работ оказалось возможным рассчитать влияние лесных полос на гидрометеорологический режим различных географических районов и обосновать наиболее целесообразные конструкции полезащитных лесных полос.
Вместе с тем проведенные исследования показали ошибочность представления о том, что так называемые государственные лесные полосы могут ослабить действие суховеев на больших пространствах.
Все эти выводы были учтены при разработке научно обоснованных методов полезащитного лесоразведения в нашей стране.
В дальнейших исследованиях путей искусственного изменения климата изучались принципиальные возможности воздействия на атмосферные процессы большого масштаба.
Результаты первых работ по указанной проблеме, обсуждавшиеся на нескольких научных совещаниях, показали, что происходящий сейчас быстрый прогресс техники и энергетики сделает в сравнительно близком будущем заметные изменения климата не только возможными, но и до некоторой степени неизбежными. В частности, вследствие быстрого роста промышленного производства энергии уже начался процесс дополнительного нагревания атмосферы, влияние которого на температуру воздуха будет постепенно возрастать.
Проведенные исследования показали, что задача активных воздействий на климат не является нереальной для современной техники и в особенности для техники ближайшего будущего.
Так, например, существует возможность изменения траекторий движения значительных масс воздуха с затратой энергии, уже доступной для современной энергетики; выясняется принципиальная возможность воздействий на снежный и ледовый покров на обширных пространствах, а также возможность некоторого изменения влагооборота над сушей путем регулирования испарения и т. д. Однако осуществление любого проекта такого рода в настоящее время потребовало бы огромных затрат, которые, вероятно, не оправдались бы экономическим значением достигаемых изменений метеорологического режима. Можно думать, что по мере дальнейшего технического прогресса возможности целесообразного осуществления крупных мероприятий для воздействия на климатические условия будут быстро возрастать.
В заключение следует отметить, что развитие климатологии в нашей стране характеризуется быстрым расширением как общего фронта исследований, так и методов, которые применяются в этих исследованиях.
В настоящее время в климатических работах все шире используются теоретические и экспериментальные методы физики атмосферы, что отражает общую перестройку наук географического цикла в направлении их сближения с точными науками.
Наряду с этим в современных климатологических исследованиях расширяется использование методов и материалов других смежных естественных и технических дисциплин, что особенно заметно в работах по прикладной климатологии, которые обычно выполняются как комплексные исследования, детально учитывающие закономерности обслуживаемых областей производства.
Следует выразить уверенность, что происходящие сейчас изменения в содержании климатологических исследований способствуют значительному повышению теоретического уровня и практического значения советской науки о климате.
—Источник—
Развитие наук о Земле в СССР. М.: Наука, 1967
Авторы: М. И. Будыко, О. А. Дроздов
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
