Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

И еще он вел интенсивное почтовое и телеграфное сообщение с коллегами по всему миру. В его контору в Шимле еженедельно поступали подробные погодные сводки из Королевской обсерватории Альфреда, расположенной на Маврикии – там, откуда дули муссонные ветры. Обсерватории на Занзибаре и Сейшельских островах поставляли столь необходимые цифры по Индийскому океану. Чтобы получить данные по юго-западному муссону, он переписывался с Зомбой, Энтеббе, Дар-эс-Саламом, Каиром и Дурбаном в Африке, с Пертом, Аделаидой и Сиднеем в Австралии и с Буэнос-Айресом и Сантьяго в Южной Америке.

Вся эта информация казалась необходимой и многообещающей, но вместе с тем в таких объемах она грозила погрести под собой мечту о разгадке тайны муссонов. В этом и заключалась дилемма. Чтобы понять явление, его нужно было наблюдать, но оставалось неясно, где именно проходят границы муссонов. Это было частью ответа, который искал Уокер. Чтобы узнать ответ, ему, как и другим до него, нужно было забрасывать сети как можно шире. Но чем больше становился объем собираемых данных, тем сложнее было найти среди всех этих цифр то, что нужно.

«Проблема в том, что у нас слишком много наблюдений, – заметил Джон Элиот, – и слишком мало серьезного их обсуждения». Вместо того чтобы накапливать данные без учета того, как они могут быть использованы, пришло время «задавать направление и определять задачу наблюдений». Чтобы сделать наблюдения более осмысленными, стоило, по мысли Элиота, учитывать также сведения, получаемые в смежных областях науки, поскольку, «несомненно, существуют связи между определенными классами солнечных явлений и явлений земного магнетизма» и трудно предсказать, какие еще удивительные связи могут быть обнаружены[145]. Элиот предложил создать организацию, которая занималась бы сопоставлением наблюдений, проводимых по всей Британской империи.

Как заметил однажды выдающийся физик Арнольд Шустер, «наблюдения важны и их никогда не может быть достаточно, однако может оказаться слишком много… Не будет большим преувеличением сказать, что метеорология преуспела вопреки наблюдениям, а не благодаря им». Всегда существовала опасность, что сбор данных станет самоцелью, а наука превратится в «музей, предназначенный для хранения разрозненных фактов и развлечения энтузиаста-коллекционера»[146].

Но прежде чем определять место наблюдений в метеорологии, следовало определить природу самой метеорологической науки. Что такое метеорология? Должна ли она заниматься прогнозированием? Наблюдениями? Теоретическим объяснением? Или, что казалось наиболее разумным, всем вышеперечисленным сразу? Но в таком случае какую иерархию нужно установить для трех этих подходов к изучению атмосферы? Вопрос, может ли прогнозирование предшествовать теоретизированию, был потенциально взрывоопасен (достаточно вспомнить историю смерти Фицроя и последовавшее за этим закрытие программы метеопрогнозов). Некоторые считали, что прогнозирование без надлежащего теоретического фундамента недопустимо, потому что публика будет получать ошибочные прогнозы, а ученые тем самым выставят напоказ слабость и незрелость своей науки. Такой точки зрения придерживался, в частности, американский метеоролог Кливленд Эббе, который в 1890 г. написал, что «до сего времени профессиональный метеоролог слишком часто был только наблюдателем, статистиком и эмпириком – а не механиком, математиком и физиком»[147]. Другие были убеждены, что теории, не подкрепленные достаточными наблюдениями, так же бесполезны, как и наблюдения, не «заквашенные» (по выражению одного из комментаторов) на теории. Между тем, насколько бы принципиальными ни представлялись различия между метеорологией, базирующейся на теории, и метеорологией, основанной на практических наблюдениях, на деле эти два подхода не порождали два непримиримых лагеря. Один и тот же человек мог отстаивать их оба – все зависело от рассматриваемой проблемы. Например, Юлиус фон Ханн, который сделал больше, чем кто-либо другой, для формирования описательной, эмпирической традиции климатологии, ратовал за применение такой очень теоретической дисциплины, как термодинамика, при изучении атмосферных явлений[148].

Если Ханн рассматривал климатологию как спутницу и помощницу метеорологии, другие утверждали, что превратить изучение атмосферы в настоящую науку можно только на основе физики. Масштабы, на которых фокусировали свое внимание эти дисциплины, разнились почти так же сильно, как и их методы. Климатологи намеревались охватить своими картами (имеющих конечной целью обеспечение наиболее эффективного производства и извлечение ресурсов в имперских владениях) весь земной шар, а метеорологи сосредоточились на разработке физических теорий, которые по своему охвату могли быть региональными, локальными и даже, как в случае с облаками, гиперлокальными.

Острые дебаты на тему различий между метеорологией, климатологией и зарождающейся физической геологией (выросшей из исследований ледникового периода) показывали, что с середины и до конца XIX в. сама концепция погодных изменений оставалась в высшей степени неопределенной. Какие изменения следовало искать, какая научная дисциплина должна была это делать и с помощью каких инструментов – все эти проблемы в конце XIX в. горячо обсуждались. Но главным среди них был вопрос, что значит быть «настоящей наукой» – в какой мере она должна полагаться на сбор данных, а в какой – на теорию. Из этого вопроса проистекали все остальные, включая даже то, что именно считать данными.

На фоне этих дебатов Уокер и пытался раскрыть тайну муссонов. Но что он мог сделать, чтобы избежать того метеорологического «музея», о котором говорил Шустер, – не погрязнуть в завалах разрозненных фактов? В конце концов, отчасти благодаря работе своих предшественников, Уокер пришел к выводу, что нужно, во-первых, с локального, регионального и даже панрегионального уровня исследований перейти на глобальный, а во-вторых, отказаться от поисков цикличности в пользу чего-то принципиально иного. Вместо того чтобы охотиться за одним-единственным редким метеорологическим «зверем» – искать скрытую связь между двумя циклами, – он решил составить карту глобального погодного ландшафта.

Таким образом, незнание Уокером метеорологии стало его преимуществом. Не связанный никакими предположениями о том, какие именно атмосферные факторы могли влиять на муссоны, ученый решил, что ему нужен инструмент, с помощью которого он сумеет оценить их все и определить, какие из них наиболее важны. Такой инструмент предлагала статистика. Первым делом Уокер разработал методику расчета того, что он назвал достоверностью коэффициента корреляции между двумя факторами. Теперь можно было просеивать колоссальные объемы данных. До этого охотники за цикличностью полагались в основном на визуальную оценку. Они строили графики для каких-либо двух показателей (например, барометрического давления и появления солнечных пятен) и смотрели, не покажет ли сопоставление этих кривых какую-нибудь закономерность – либо особенно близкое совпадение, либо, наоборот, полное несовпадение, что могло свидетельствовать об обратной корреляции. Также существовал статистический инструмент, называемый коэффициентом корреляции, его разработал статистик Карл Пирсон специально для статистического просеивания чисел. Он был предназначен для выявления зависимостей – степеней корреляции, связывавших две группы данных. Казалось, это было именно то, что нужно, чтобы найти искомое в тех массивах информации, которыми располагал Уокер.

Но у коэффициента корреляции Пирсона имелся серьезный недостаток: он был слишком хорош в поиске зависимостей в погодных данных. Даже при сравнении двух совершенно случайных их наборов всегда оставалась вероятность того, что между ними обнаружится какая-то связь. Что уж говорить о сравнении реальных данных, например таких, как атмосферное давление в разных частях планеты. Инструмент Пирсона не мог отличить реальные корреляции, то есть указывающие на лежащие в их основе физические связи, от случайных, зависевших исключительно от количества сравниваемых показателей. При сравнении десятков и даже сотен групп данных, что требовалось Уокеру, вероятность выявления ложных корреляций была слишком высока. Поэтому Уокер усовершенствовал этот инструмент, дополнив его возможностью оценивать, насколько значима обнаруженная корреляция, и таким образом отсеивать лишнее.

Применение его критерия достоверности к коэффициенту корреляции Пирсона позволяло получить количественный показатель вероятности того, что взаимозависимость между двумя наборами чисел не была случайной. Отныне, вместо того чтобы разглядывать бесконечные кривые, Уокер мог численно ранжировать выявленные зависимости и определять, какие из них были статистически значимы, то есть отражали нечто происходящее в реальном мире, а какие, скорее всего, случайны. При сортировке огромных массивов данных его методика оказалась значительно более точна и эффективна, чем методики предшественников. Как охарактеризовал ее еще один знаменитый метеоролог, Нейпир Шоу, она «подобно прожектору обследовала метеорологический горизонт с некой выбранной точки, высвечивая своим лучом основные характеристики и особенности невидимого иначе ландшафта, в данном случае – всего земного шара»[149].

Исследования Уокера действительно охватывали весь земной шар. И это было в равной степени как следствием его метеорологического невежества, так и осознанным решением. Не имея четкого понимания, куда именно направить луч своего прожектора, он светил им повсюду. Он находил множество корреляций, и каждая из них, как выразился Нейпир Шоу, была подобна «очень чувствительному растению, которое куда легче погубить, чем вырастить, и которое страдает от любых случайных ошибок, каковы бы те ни были»[150]. В этом и была суть. Если Уокер хотел найти реальные зависимости в огромном море данных, ему приходилось быть беспощадным. Выжить должны были только самые сильные, самые статистически устойчивые корреляции. И тогда, опираясь на физические теории циркуляции воздуха, ветра и дождя, ученые могли бы объяснить то, что обнаружил Уокер.

Результатом стало открытие того, что можно назвать мировой погодой. Глобальный погодный ландшафт состоял из обширных чередующихся областей высокого и низкого давления, которые охватывали весь земной шар и менялись в зависимости от времени года. Теории так называемой общей циркуляции атмосферы, восходившие к теории Хэдли о пассатах, разработанной в XVIII в., существовали и раньше. В 1880-х и 1890-х гг. целая серия исследований, основанных на данных, передававшихся по телеграфу (как и в исследовании Уокера), обнаружила первые признаки существования таких осцилляторных процессов в областях с характерно высоким и низким давлением. В этих исследованиях, авторами которых во многих случаях были физики, методы и подходы охотников за цикличностью сочетались с подходом ученых, привыкших искать физические связи между явлениями. Созданные ими карты давления и температуры демонстрировали загадочную, удивительную связь между отдаленными участками земной атмосферы. На ранних этапах для описания обратной зависимости между давлением в разных частях земного шара, которую обнаружили многие из этих исследований, использовался термин «осцилляция». Леон Тейсерен де Бор, вдохновитель изучения облаков, показал, что существует связь между давлением в Европе и определенными «центрами действия атмосферы», находящимися в Исландии, на Азорских островах и в Сибири. Генри Бланфорд проделал аналогичную работу для Южного полушария, показав взаимосвязь давления в Индии, Сибири и на Маврикии. Швед Г. Гильдебрандсон продвинулся еще дальше: в серии из пяти публикаций он представил данные о среднемесячном давлении в 68 местах по всему земному шару за последние 10 лет. Опираясь на них, он предположил существование «тесных взаимоотношений» между всеми центрами действия атмосферы на планете[151]. Наконец, Международный облачный атлас, составленный Гильдебрандсоном и де Бором в 1896 г., наглядно продемонстрировал, что метеорологам пора оставить в прошлом «политику церковных шпилей» (так Юлиус фон Ханн называл наблюдения, ограниченные видом с церковной колокольни) и переходить к амбициозным глобальным исследовательским проектам[152]. Облака, как известно, не знают границ, поэтому любой проект по их изучению должен был охватывать весь земной шар.

Итак, Уокер пришел в метеорологию именно в тот момент, когда та, проделав путь от многовекового традиционного интереса к изучению штормов до недавних попыток анализа данных в масштабах полушарий, была готова предложить ему – и «лучу его прожектора» – весь мир. Как и Бланфорд, Тейсерен де Бор и Гильдебрандсон, Уокер обнаружил в получаемых со всего мира данных о давлении свидетельства осцилляций. Но если представители старой гвардии были ограничены визуальными методами и могли сделать лишь весьма туманные предположения о природе и силе этих связей, то Уокеру коэффициенты корреляции позволяли ранжировать их и исключить менее значимые. Он обнаружил в общей сложности 400 значимых корреляций – тех взаимозависимостей, на которые стоило обратить внимание[153]. После отсеивания ложных осталось «три значительных колебания», отражавших отношения обратной зависимости между давлением. Самое мощное наблюдалось между Тихим и Индийским океанами – Уокер назвал его Южной осцилляцией. Два колебания поменьше, одно – между Исландией и Азорскими островами, другое – между разными участками в северной части Тихого океана, получили соответственно названия Североатлантическая осцилляция и Северо-Тихоокеанская осцилляция[154]. В этих местах области с разным давлением находились в отношениях обратной зависимости. Когда барометрическое давление над Исландией возрастало, над Азорскими островами оно снижалось, и наоборот.

Одним из первых факторов, который Уокер проверил посредством своего корреляционного метода, были солнечные пятна. В опубликованной в 1923 г. статье он сообщил об отсутствии значимой корреляции между 11-летним циклом солнечной активности и муссонами[155]. Понимая, какое разочарование и даже неприятие может вызвать его заключение, ученый признал, что «после многих веков веры в то, что земными делами управляют небесные тела», было вполне естественным предполагать существование таких природных циклов. Но настоятельная потребность в точных прогнозах муссонов и ужасающие страдания, причиняемые голодом, побуждают его «заменить интуитивные предположения надежными количественными критериями»[156]. Ставка Элиота на Уокера себя оправдала. Но только отчасти. Ведь расширив границы метеорологии и империи до конечных пределов – всего земного шара, он одновременно заставил их отступить и умерить свои амбиции. Дав им мировую погоду, ученый пожертвовал космосом. И взамен разбитой им надежды на существование тайных небесных циклов, управляющих муссонами, Уокер должен был предложить что-то лучшее.

Ради этого лучшего он, собственно говоря, и прибыл в Индию: его задачей было научиться прогнозировать муссонные дожди. Опираясь на свои предварительные наработки, ученый был вынужден возобновить программу прогнозирования, начатую еще в 1880-х гг. и приостановленную в 1902 г. после череды катастрофических засух. Между тем предшественник Уокера Элиот подчеркивал, насколько опасно было «искать совершенства в краткосрочных прогнозах»[157]. Слишком уж несовершенными оказались знания и методы, чтобы рассматривать прогнозы как нечто большее, чем вероятностные сценарии. Но на фоне голода и настойчивых требований правительства снова начать давать прогнозы предостережение Элиота трудно было расслышать. Уокер был как никто осторожен и даже настроен скептически и подчеркивал, что находимые им коэффициенты корреляции не могут служить надежным фундаментом для прогнозирования. Эти корреляции менялись из года в год, иногда довольно резко. Если и выпускать прогнозы, призывал он, то только с серьезными оговорками. Уокер предлагал дать им более подходящее скромное название – «предположения»[158]. Но термин «прогнозы» уже прижился, а подстегиваемое необходимостью желание, чтобы эти оценки обладали прогностической силой, пересиливало все доводы. Конечно, прогнозирование делало некоторые успехи, но не реже оно терпело неудачи, и, к вящей досаде всех причастных, после стольких вложенных сил и средств и перед лицом столь очевидной необходимости метеорологическая наука оказалась не способна предложить более надежные прогнозы. Страх ошибиться подчас приводил к тому, что эксперты прогнозировали погоду хуже, чем простые люди. Чарльз Добени назвал удручающей ситуацию, когда «необразованный крестьянин обладает интуитивным знанием, в то время как ученый муж, хотя и кичится знанием общих законов атмосферных явлений, зачастую теряется в попытке распутать клубок связанных с этим эффектов, которые предлагает поток ежедневных наблюдений». Метеорологи находились между молотом и наковальней: что бы они ни делали, осуждения было не избежать. Ошибочный прогноз мог запятнать их репутацию, тогда как слишком осторожный, с большими оговорками, никого не устраивал. Если шарлатаны не испытывают никаких угрызений совести, делая неверные предсказания, продолжал Добени, то «Гершели или Араго объявляют себя некомпетентными в попытке предвидеть то, что может произойти в течение следующих 24 часов»[159].

Парадокс был в том, что муссоны помогали скорее прогнозировать, что произойдет в других частях планеты, чем сами муссонные дожди[160] Почему? Этого математик Уокер сказать не мог. К счастью, хотя муссоны по-прежнему оставались таинственной и непредсказуемой силой, управляющей судьбой сотен миллионов индийских земледельцев и тех, кто зависел от их зерна, таких ужасающих по своим масштабам бедствий с миллионами голодных смертей, какие предшествовали прибытию Уокера в Индию, больше не случалось. Этому способствовали как изменения, внесенные британцами в свою экономическую и социальную политику, так и череда летних сезонов с обильными муссонными дождями.

Уокер не только не сумел выполнить поставленную перед ним основную задачу – научиться прогнозировать муссонные дожди с помощью статистики, но и не смог дать какого-либо физического объяснения сделанному им открытию. В некотором роде это было все равно что с точностью описать полет бумеранга, не понимая, что лежит в основе этого явления. Описав феномен индийских муссонов с помощью самых передовых из доступных на тот момент средств, Уокер никогда не забывал о том, чего он не сумел сделать. Выступая с лекцией на Пятом Индийском научном конгрессе в 1918 г., он подчеркнул, насколько важно понимать фундаментальные принципы, лежащие в основе изучаемых явлений. «В жизни необходимо, – убеждал он своих слушателей, – умение применять эти принципы к реальным явлениям… Когда Пастера попросили найти средство от неизвестной болезни шелкопрядов, которая почти уничтожила отрасль шелководства во Франции, он, как химик, абсолютно ничего не знал о шелковичных червях. Но он сумел решить эту проблему, и именно общее понимание природных принципов обеспечило ему успех»[161]. Уокер лучше других знал, что как раз «общего понимания» в открытой им системе мировой погоды недоставало.

Итак, Уокер потерпел неудачу с прогнозированием муссонов, а к концу Первой мировой войны, также не оправдав надежд, почти сошел на нет другой, гораздо более масштабный проект, объединявший метеорологию с астрономией и получивший название «космическая физика». На его место пришло новое направление в метеорологии. Вместо того чтобы искать связи между Землей и космосом, новое поколение метеорологов искало их между нижними слоями атмосферы, которыми долгое время ограничивалось большинство метеорологических исследований, и верхними, постепенно становившимися все более доступными. Проведенный Чарльзом Пьяцци Смитом на Тенерифе эксперимент с размещением обсерватории высоко в горах позволил больше узнать не только о звездах, но и о верхних слоях атмосферы. Однако в горах невозможно было отслеживать движение воздушных масс в атмосфере. После серии впечатляющих и опасных высотных полетов на воздушных шарах, которыми особенно прославился английский метеоролог и аэронавт Джеймс Глейшер, исследователи стали искать более безопасные способы получения новых данных о воздушном океане.

Одним из таких способов было наблюдение за движением облаков, и именно им воспользовались создатели Международного облачного атласа. Но такие наблюдения давали очень ограниченные знания. Ученым требовались более точные данные, а их можно было получить только одним способом – запуская научные приборы в небо. Вскоре воздушные змеи и воздушные шары-зонды стали главными инструментами метеорологов. В конце 1890-х гг. Тейсерен де Бор, ушедший в отставку с поста директора Центрального метеорологического бюро Франции, основал метеорологическую полевую станцию в Траппе, к юго-западу от Парижа. Там он придумал новаторский метод запуска очень больших и тонкостенных воздушных шаров, способных достигать верхних слоев атмосферы: для этого был построен большой ангар на вращающейся платформе, защищавший метеозонды от наземных ветров, пока те не поднимались в воздух. Используя такие шары и прибор-самописец, регистрировавший показания температуры, давления и влажности, де Бор на рубеже 1900-х гг. осуществил десятки зондирований верхних слоев атмосферы. Изучая регистрограммы прибора-самописца, наносимые красителем из ламповой сажи, устойчивым к высокой влажности, де Бор обнаружил одну особенность: температура воздуха равномерно снижалась до тех пор, пока зонд не достигал высоты примерно в 8 км, после чего оставалась постоянной. В 1902 г. де Бор назвал этот слой атмосферы стратосферой, а ближайший к Земле переименовал в тропосферу[162].

Уокер также прекрасно осознавал необходимость глубокого изучения верхних слоев атмосферы. «На мой взгляд, взаимосвязи в мировой погоде настолько сложны, что единственный шанс объяснить их – через эмпирическое накопление фактов, – писал он в конце своей жизни, – и есть весомые основания полагать, что, когда в нашем распоряжении будут иметься данные о давлении и температуре на высоте 10 км и 20 км, мы найдем ряд новых критически важных зависимостей»[163]. Во время своего пребывания на посту директора он организовал аэрологическую обсерваторию в Агре на севере Индии, а в 1914 г. начал 10-летнюю экспериментальную программу аэрологических исследований. Воздушные зонды, запускавшиеся в ходе этой программы, показали, что стратосфера – зона постоянной температуры – над Индией находится намного выше, чем над Европой[164].

В 1924 г., после 20 лет службы, Уокер покинул Индию. Его заслуги (включая политику найма в Метеорологическую службу сотрудников из числа образованных индийцев) получили высокое признание: он был удостоен рыцарского звания – и должности профессора метеорологии в Имперском колледже Лондонского университета. Вскоре по возвращении в Англию Уокер вступил в планерный клуб при колледже. И хотя он сетовал на то, что его реакции были недостаточно быстры, чтобы успешно овладеть искусством планеризма, он несколько раз сопровождал молодых планеристов в поездках в Саут-Даунс. Иногда Уокер брал с собой бумеранг. Запуская его привычным движением руки, он наблюдал за тем, как тот разрезает прозрачный воздух Южной Англии, делает идеально выверенный разворот и, легко вибрируя в невидимых потоках турбулентности, возвращается в исходную точку, чтобы вновь оказаться в его длинных, изящных пальцах.

Уокер так и не узнал, что вызывает муссоны. В 1941 г., спустя почти 20 лет после отъезда из Индии, он получил от директора метеорологических обсерваторий Чарльза Норманда письмо, в котором тот сообщал, что прогноз муссонов на текущий год, основанный на методике Уокера, был «немногим лучше или даже ничуть не лучше, чем прогноз, который мог бы сделать любой разумный человек, совершенно не знакомый с метеорологией, но представляющий кривую повторяемости муссонных дождей». Норманд не хотел выпускать официальные прогнозы такого качества. «Я бы предпочел вообще ничего не говорить, – продолжал он, – поскольку от прогнозов на основе корреляций не больше пользы, чем от предсказаний смышленого неспециалиста». Уокер мог только согласиться. Сам он никогда не воспринимал попытки прогнозировать муссоны всерьез. «Я полностью согласен с вашей политикой не создавать ажиотаж вокруг прогнозирования муссонов», – написал он в ответ[165]. Дело в том, что Южная осцилляция – и Уокер первым это признал – была, как охарактеризовал ее Норманд, «активным, а не пассивным свойством мировой погоды, более эффективным как прогнозирующее, а не прогнозируемое событие»[166]. К 1950 г. от мечты о прогнозировании муссонов если не отказались полностью, то отложили ее на неопределенный срок. Метеорологи понимали, что им требуется гораздо больше данных, и к тому же все чаще приходили к выводу, что одних только данных никогда не будет достаточно. С. К. Банерджи, первый индиец, возглавивший Индийский метеорологический департамент в 1945 г., ясно осознавал это, отмечая также, что сбор информации отнимал «неимоверно много сил». «Полученные результаты нельзя назвать удовлетворительными. Мы по-прежнему не знаем всех факторов, влияющих на осадки в Индии… Представляется маловероятным, что эта проблема может быть окончательно решена в ближайшем будущем. Возможно, этот вид сезонных осадков в принципе невозможно прогнозировать»[167].

Уокер никогда не был уверен в успехе своей работы. Тем не менее, прочитав эту историю, трудно не испытать укол разочарования. Человек, положивший конец поискам взаимосвязей между пятнами на Солнце и муссонами, не сумел отыскать собственный Святой Грааль – способ прогнозировать муссонные дожди. Но в процессе исследований он открыл нечто другое, не менее важное, а именно способ изучения взаимосвязей между отдаленными частями мировой атмосферы посредством оценки того, какие статистические связи с наибольшей вероятностью указывают на существование связей физических. Уокер так и не сумел установить природу этих связей, тем более что разработанные им методы не позволяли этого сделать. Только в 1969 г., через 10 лет после его смерти, тайна муссонов приоткрылась еще немного, когда скандинавский метеоролог Якоб Бьеркнес показал, чего именно не хватает в уокеровской концепции мировой погоды[168]. Огромным «слоном в комнате», которого не заметил Уокер, оказался океан. Это вторая важнейшая составляющая глобальной системы термической циркуляции, посредством которой температуры океана влияют на температуры воздушных масс над ним. Бьеркнес назвал этот круговорот тепла в восточном и западном направлении циркуляцией Уокера. Ее основной механизм заключался в следующем: холодная вода, поднимавшаяся из глубин в восточной части Тихого океана, охлаждала находящийся над ним воздух, тем самым не давая ему перемещаться вверх. Пассаты переносили этот холодный воздух на запад, где он в конце концов нагревался и поднимался над западной частью Тихого океана. Затем этот воздух возвращался на восток в верхних слоях атмосферы, где, замыкая круг, опускался над восточной частью Тихого океана. Колебания температуры холодной воды, поднимавшейся из глубин океана, не объясненные ни в 1969 г., ни по сей день, предположительно и были причиной того, что в течение нескольких лет эта циркуляция «не обеспечивала» Индию муссонными дождями.

Уокер и Бьеркнес проделали работу, которая, шаг за шагом, позволила хотя бы частично разрешить загадку муссонов. Но эта история важна еще и потому, что показывает, как менялось наше понимание Земли. Новые прорывы в нем достигались на стыке теории, практических наблюдений и математических расчетов. Нет никакого определенного порядка, в котором могут или должны задействоваться эти разные способы познания. Как нет и надежного способа предсказать, что позволит нам выйти на новый уровень этого понимания. Пусть слишком поздно для Уокера, но великая дуга исследования муссонов в конце концов замкнулась. Муссоны оказались частью глобальной системы термической циркуляции, внутри которой тепло, преодолевая огромные расстояния через океаны и атмосферу, описывает круг, словно бумеранг, запущенный Уокером и неизменно возвращающийся к нему.

Горячие башни

Аудитория Чикагского университета была заполнена курсантами – будущими военными летчиками. Шел 1943 г., и Соединенные Штаты находились в состоянии войны. А за кафедрой стояла 21-летняя Джоан Джеролд. Как ни удивительно, эта девушка по праву занимала почетное преподавательское место. Она многое знала о циркуляции воздуха и влаги в атмосфере и должна была научить будущих авиаторов основам прогнозирования погоды – причем сделать это как можно быстрее.

Хотя Джоан еще не определилась, чем хочет заниматься в жизни, она совершенно точно знала, чего не хочет. Она не хотела быть зависимой от мужчины. На примере своей матери она видела, как это тяжело – быть умной и яркой, но не суметь воплотить в жизнь свои мечты. Журналист по образованию, ее мать после рождения Джоан так и не вышла на работу. Горечь разочарования она вымещала на дочери, и та была вынуждена нести на себе это бремя. Джоан искала спасения – и находила его – в заболоченном устье реки на Кейп-Коде, где любила играть, в прибрежных водах Атлантики, где ходила под парусом, и, наконец, в небе, в котором научилась летать. В 16 лет Джеролд получила свидетельство пилота. Ее побег в небо был не только метафорическим, но и вполне реальным.

Когда пришло время выбирать, где продолжить учебу, Джеролд улетела подальше от своего дома в Кембридже, штат Массачусетс, и от Рэдклиффа, где учились ее мать и бабушка. Она поступила в Чикагский университет, выбрав курс, включавший больше всего естественно-научных дисциплин. Она мечтала стать астрономом, но наступили времена, когда небо над землей оказалось важнее далеких космических сфер. Вторая мировая была войной авиации. Навигационные карты с маршрутами, прочерченными по линейке, уступили место глобусам, на которых с помощью ниток прокладывались дугообразные траектории полета, безошибочно ведшие самолеты к цели. Казалось, старые европейские линии фронтов должны вскоре исчезнуть, уступив место новой Тихоокеанской арене военных действий и северным путям, проходившим над самыми заснеженными регионами планеты. Военно-воздушные силы на глазах переделывали географию мира – и от их успехов зависела победа.

В начале войны у немцев было более 2700 обученных специалистов, отвечавших за метеорологическое обеспечение полетов и соответствующую подготовку пилотов. У США их было всего 30[169]. Чтобы исправить ситуацию, командование ВВС обратилось к тому, кто мог решить эту проблему быстро и радикально. Карл Густав Россби был человеком мысли и действия, энергетическим центром, вокруг которого вращался водоворот метеорологической науки и практики. Швед по происхождению, он получил образование в норвежском Бергене – в то время и в том месте, когда и где метеорология достигла зрелости и наконец-то начала оправдывать давно возлагавшиеся на нее надежды.

[145] Eliot, Report, 457.

[146] Arnold Schuster, «Address to the Belfast Meeting of the British Association for the Advancement of Science,» Report of the Seventy-Second Meeting of the British Association for the Advancement of Science (London: John Murray, 1902), 519.

[147] Cleveland Abbe, Proceedings of the American Association for the Advancement of Science 39 (1890): 77.

[148] Nebeker, Calculating the Weather, 28.

[149] Napier Shaw, Manual of Meteorology (Cambridge: Cambridge University Press, 1926–1931), 333.

[150] Shaw, Manual of Meteorology, 333.

[151] H. H. Hildebrandsson, «Quelques recherches sur les centres d'action de l'atmosphère,» Kungliga Svenska Vetenskapsakademiens Handlingar 29 (1897); Teisserenc de Bort, «Etude sur les causes qui determinant la circulation de l'atmosphère»; H. F. Blanford, «On the Barometric See-Saw between Russia and India in the SunSpot Cycle,» Nature 25 (1880): 447–482.

[152] H. H. Hildebrandsson and Teisserenc de Bort, Atlas International des nuages: pub conformenent aux decisions du Comite meteorologique international (Paris: Gauthier-Villars, 1896).

[153] Gilbert Walker, «World Weather,» Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 54 (April 1928): 226.

[154] Gilbert Walker, «Correlation in Seasonal Variation of Weather, VIII: A Preliminary Study of World Weather,» Memoirs of the Indian Meteorological Department 24 (1923): 75–131, 109.

[155] Walker, «Correlation,» 109.

[156] Gilbert Walker, «On Periods and Symmetry Points in Pressure as Aids to Forecasting,» Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 72, no. 314 (1946): 265–283.

[157] Eliot, Report, 453.

[158] Gilbert Walker, «Seasonal Foreshadowing,» Quarterly Journal of the Royal Meteo rological Society 56 (237): 359–364.

[159] Charles Daubeny, Climate: An Inquiry into the causes of its differences and into its influence on vegetable life, comprising the substance of four lectures delivered before the Natural History society, at the museum, Torquay, in February 1863 (London and Oxford: John Henry and James Parker, 1863).

[160] Как писал Норманд, возглавлявший Метеорологическую службу с 1927 по 1944 г.: «В целом результаты общемирового исследования Уокера предложили больше возможностей для прогнозирования событий в других регионах, чем в Индии». Charles Normand, «Monsoon Seasonal Forecasting,» Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society 79 (October 1953): 469.

[161] Gilbert Walker, «Presidential Address to the Fifth Indian Science Congress, Lahore, January 1918,» Journal and Proceedings of the Asiatic Society of Bengal, New Series Vol. XIV, 1918 (Calcutta: Asiatic Society): lxxvii.

[162] Nebeker, Calculating the Weather, 48.

[163] R. B. Montgomery, «Report on the Work of GT Walker,» Monthly Weather Review 39 (1940): supplement 1–22.

[164] Sikka, «The Role,» 397.

[165] Ibid., 401.

[166] Ibid., 415.

[167] Ibid., 401.

[168] J. Bjerknes, «Atmospheric Teleconnections from the Equatorial Pacific,» Monthly Weather Review 97 (1969): 163–172.

[169] William Koelsch, «From Geo to Physical Science: Meteorology and the American University, 1919–1945,» in Historical Essays on Meteorology, 1919–1995: The Diamond Anniversary History Volume of the American Meteorological Society, ed. James Fleming (Boston: American Meteorological Society, 1996), 541–556.