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

Помимо самолетов и радиозондов в послевоенную эпоху появилось еще одно техническое устройство, без которого ни Малкус, ни любой другой метеоролог отныне не мыслил своей работы. Его эра началась в 1946 г., когда «Нью-Йорк таймс» написала о планах по созданию «нового электронного калькулятора, который, как сообщается, будет обладать фантастическими возможностями»[196]. Машина размерами примерно 5 на 6 м сможет выполнять «самые сложные расчеты за какие-то доли секунды». Изначально этот суперкалькулятор задумывался как инструмент расчета траекторий баллистических ракет, но почти сразу стало ясно, насколько он может быть полезен метеорологам. Профессор Принстонского университета Джон фон Нейман, ведущий теоретик-разработчик и апологет электронных вычислений, заявил, что они могут иметь «революционное влияние» на прогнозирование погоды. Особенно хороши были новые машины для повторения одних и тех же операций в отношении постоянно меняющихся наборов данных – то есть именно для того рода вычислений, которые были необходимы для решения «нелинейных, интерактивных и сложных» задач – а именно с ними сталкивались те, кто пытался предсказывать погоду[197].

Читателям книги Ричардсона 1922 г., в которой тот описал огромный человеческий компьютер, состоящий из 64 000 вычислителей (людей, вооруженных счетами и логарифмическими линейками), казалось, что они стоят на пороге будущего. Но если Ричардсон мечтал только о прогнозировании погоды, то теперь ожидания, связанные с появлением новой вычислительной машины, были куда более смелыми – и тревожными. «Нью-Йорк таймс» отмечала, что с помощью будущего суперкомпьютера станет возможным не только составлять гораздо более точные, чем когда-либо прежде, метеопрогнозы, но и «воздействовать на саму погоду» и даже климат[198]. Для этого наряду с вычислением вероятной будущей погоды также будут «определяться точки, в которых применение достаточно небольшого количества энергии позволит повлиять на погодные условия»[199]. Другими словами, суперустройство с самого первого дня, по крайней мере теоретически, задумывалось как машина управления погодой.

Фон Нейман страстно верил в возможности вычислительной техники, но при этом понимал, что его проект поддерживают не только в надежде сделать жизнь людей лучше, но и ради устрашения. Управление погодой и климатом – классическая технология двойного назначения. В правильных руках она может быть использована для борьбы с засухами и голодом, для повышения безопасности полетов и даже для улучшения климата, чтобы сделать жизнь людей более комфортной. Но в недобрых руках эта технология может стать мощнейшим оружием, способным причинять разрушения невиданных прежде масштабов. «Предполагаемые ужасы ядерной войны могут уступить место другому, еще более страшному сценарию, – предупреждал он. – Когда люди научатся управлять климатом в планетарном масштабе, все наши нынешние проблемы могут показаться детской игрой»[200]. Наступление этого момента представлялось неизбежным. Более того, по оценкам фон Неймана, для глобального влияния на климат достаточно было бы технологического вмешательства, не более масштабного, чем необходимо для строительства железных дорог или для крупных отраслей промышленности[201].

Предполагалось, что с помощью сравнительно незначительного воздействия на атмосферу можно будет добиваться колоссальных эффектов, аналогично тому как при небольшом усилии можно столкнуть с горы огромный валун. «Воздействуя на правильные точки в правильных местах, мы сможем управлять энергией огромных воздушных масс[202], – объяснял журналист «Нью-Йорк таймс». – Мы сможем брать под контроль ураганы и направлять их в районы, где те не причинят никакого вреда»[203]. Перенаправлять ураганы планировалось с помощью нефтяных факелов, зажженных в ключевых точках, а вызывать дожди – посредством рассеивания по земле угольной пыли, что усиливало бы поглощение тепла. Конечно, конкретные детали еще предстояло прояснить, но уже в 1947 г. было очевидно, что «изобретатели вычислительных машин – это будущие творцы погоды»[204].

Несмотря на такие прометеевские амбиции и сопряженные с ними опасения, компьютер был не только инструментом созидания – или разрушения – мира. Прежде всего это была умная машина, способная расширить возможности человеческой мысли до непредставимых ранее пределов. Взяв на себя расчеты, организованные на основе научных принципов, компьютер стал не просто инструментом исследования атмосферы[205]. Он позволил превратить метеорологию в экспериментальную науку. И речь шла не о модификации климата или погоды, а о принципиально новом явлении – метеорологических экспериментах, получивших название «погодные модели». Проводимые на базе вычислений, эти эксперименты становились абсолютно безопасны, поскольку таким образом выводились из сферы влияния геополитики, что было особенно важно после трагедии в Хиросиме и Нагасаки. «Эти модели сделаны не из гипса или дерева, – объяснял один из комментаторов, – они существуют скорее в уме и на графиках». В этом умозрительном пространстве «условная земля» могла создаваться в соответствии с вопросами, «которые мы хотим задать», строясь из постепенно добавляемых составляющих, таких как «океан, горные цепи, определенное количество водяного пара». Благодаря тому что такие модели упрощают понимание погоды, «мы можем начать думать о том, чтобы делать ее на заказ в региональном масштабе»[206]. И если модель воспроизводила наблюдаемые явления, это означало, что наука движется в правильном направлении – «подобно тому как рождение ребенка, похожего на деда по отцовской линии, узаконивает и самого ребенка, и его отца»[207].

«Условные» модели предполагалось использовать для численного прогнозирования погоды. В конце концов, что такое прогнозы погоды, ради которых и создавались компьютеры, как не попытки представить воображаемое будущее? Разница между численными прогнозами и «погодными моделями» заключалась лишь в том, что модели были предназначены для понимания погодных процессов, тогда как прогнозирование служило неотложным практическим нуждам.

В Вудс-Хоуле Малкус применила эти новые идеи и новые вычислительные возможности для решения такой сложной задачи, как описание роста отдельных облаков. Опираясь на данные, собранные во время полетов на гидроплане, она создала первую численную модель, которая на основе серии физических уравнений описывала, как происходит формирование и развитие облака[208]. Это была новаторская работа – первая в своем роде попытка представить рост облаков в виде серии уравнений. И это было лишь начало. Изучение отдельных облаков только углубило интерес Малкус к действию, производимому конвекционным процессом в широких масштабах. Но временны́е и пространственные рамки глобальных и даже региональных атмосферных процессов требовали гораздо больших вычислительных мощностей, чем те, что были доступны тогда. И даже если бы вычислительные мощности позволяли, проблема была слишком сложна, чтобы решить ее только с помощью численного метода. Чтобы исследовать такие сложные модели, требовалось подходить к ним с точки зрения физики.

Но Малкус не собиралась отступать. Прежде всего она убедила присоединиться к ее проекту Герберта Риля, своего бывшего научного руководителя. Вместо того чтобы анализировать данные о тропических облаках, как прежде, они стали изучать всю тропическую зону, расположенную между 10° северной широты и 10° южной широты по обе стороны от экватора вокруг всей планеты. Раньше такое масштабное исследование было бы невозможно, но теперь благодаря данным, которые собирались с помощью самолетов и радиозондов и наносились на карты, Малкус и Риль смогли сформировать более четкую картину того, как атмосфера движется над земной поверхностью, – и выявить пробел в теориях общей циркуляции. Они наткнулись на него, отслеживая движение солнечной энергии, – как будто в игре в «испорченный телефон» из цепочки выпал один из игроков. Солнечная энергия каким-то образом перемещалась по планете, но где и как именно это происходило, оставалось неясно.

Солнце является источником всей энергии на Земле. Форма нашей планеты и угол падения на нее солнечных лучей определяют, сколько солнечной энергии получают разные ее части. На широтах выше 38° в обоих полушариях Земля теряет тепло. Энергетический радиационный баланс положителен только между 38° и экватором – примерно в тех широтах, на которых расположен Африканский континент. Но в целом планета поддерживает свою среднюю температуру на довольно стабильном уровне, то есть передает тепло из области близ экватора к полюсам – в противном случае она начала бы остывать. Ситуация осложняется тем, что любимые в прошлом мореплавателями тропические ветры пассаты, дующие на уровне моря, круглогодично перемещают воздушные массы в направлении экватора, а не от него. На тот момент ученые сходились во мнении, что тепло поднимается над экваториальными регионами вверх и переносится в направлении полюсов на больших высотах, однако точный механизм этого переноса оставался неясен. Тепло каким-то образом поднималось от поверхности экваториального океана – где вода эффективно поглощала его и отдавала обратно – в более высокие слои атмосферы, в тропосферу, где ветры переносили его к полюсам. Однако измерения показывали, что средние слои атмосферы – между поверхностью океана и тропосферой – не обладают достаточной энергией, чтобы обеспечить передачу тепла вверх. Проще говоря, эти средние слои были своего рода энергетической мертвой зоной. В этом и состояла загадка. Как горячий воздух попадал с поверхности моря в тропосферу?

Наряду с «моделями погоды», которые с помощью описывающих физические явления уравнений воссоздавали все более сложную картину атмосферных процессов, существовало еще одно направление исследований, развивавшееся примерно с 1920-х гг.[209] К нему-то и обратились Малкус и Риль. Это направление называлось учетом и анализом данных и было основано на идее, что иногда для лучшего понимания происходящих на планете процессов следует – ненадолго – отставить физику в сторону. Аналогично тому как счетовод, ведя тщательный учет всех операций, сводит баланс в бухгалтерской книге, исследователи старались учесть и просчитать все «операции» с теплом на Земле, способствовавшие поддержанию наблюдаемого теплового баланса. Единственным, что имело значение в этом подходе, было увеличение или уменьшение выбранной переменной, такой как количество тепла, угловой момент, количество углекислого газа или чего угодно другого (например, льда, озона, трития, метана либо серы).

Эти многообещающие исследования могли многое прояснить в понимании роли мелкомасштабных явлений, таких как вихри, в глобальных атмосферных процессах, однако до сих пор никому не приходило в голову исследовать возможную роль кучевых облаков в механизме более масштабных циркуляций. Именно этим и занялись Малкус и Риль. Их идея, основанная на изучении данных радиозондов и довольно смелом предположении, не подкрепленном данными в силу их отсутствия, заключалась в том, что тепло поднимается вверх от поверхности океана не повсюду, а в небольших ограниченных зонах, где возникают чрезвычайно мощные восходящие потоки воздуха. В этих колоннах, или «горячих башнях», названных так Малкус и Рилем потому, что поднимающийся в них вверх водяной пар конденсируется в капли с выделением значительного количества тепла, формируются поистине гигантские кучевые облака. Эти «братья-переростки» обычных пассатных кучевых облаков могут достигать в высоту 10 000 и даже 15 000 м. При этом они представляют собой относительно редкое явление. В любой отдельно взятый момент на всей планете может существовать всего несколько тысяч активных областей образования таких облаков, которые, подобно эскалаторам, переносят огромное количество тепла вверх через нижние энергетически мертвые слои атмосферы с их дующими в направлении экватора ветрами. «Самым поразительным выводом из этой работы, – резюмировали Малкус и Риль, – является тот факт, что для поддержания теплового баланса экваториальной ложбины и, таким образом косвенно, для передачи бóльшей части энергии к полюсам требуется всего около 1500–5000 активных облачных гигантов»[210].

Эта гипотеза – а такое объяснение оставалось всего лишь гипотезой из-за нехватки прямых доказательств – разрешала загадку, каким образом тепло поднимается от поверхности тропических океанов в достаточно высокие слои атмосферы, где дующие в направлении от экватора ветры переносят его в более высокие широты. Она также тесно связала энергетику океана и атмосферы, что до этого делали очень немногие метеорологи (и океанографы). «Горячие башни» свидетельствовали о том, что циркуляция атмосферы может быть понята только в ее взаимосвязи с океаном, главным источником тепла для нее, а облака играют в климатической системе важнейшую роль, как и предполагали сторонники идеи управления климатом. Несмотря на отсутствие доказательств, гипотеза была достаточно правдоподобной, чтобы Малкус и Риль без колебаний решили обнародовать ее[211]. В конце концов, такие кучево-дождевые облака с выраженным вертикальным развитием – высотой от 12 000 до 15 000 м – действительно существовали. Оставался вопрос, в достаточном ли количестве они образовывались, чтобы обеспечить транспортировку всего необходимого тепла. Малкус и Риль завершили свою статью призывом к научному сообществу в предстоящий Международный геофизический год провести необходимые наблюдения, чтобы проверить и развить гипотезу.

Конечная цель Малкус, Риля и других была в том, чтобы создать не отдельные виды метеорологии – фронтологическую, тропическую, циклонную, – а единую науку, которая могла бы описать взаимосвязи между всеми явлениями во всех масштабах. Теория «горячих башен», казалось, раскрыла тайну того, как происходит перенос энергии из нижних в более высокие слои атмосферы в тропическом регионе. Но при этом породила другой вопрос: как можно охарактеризовать (или понять)«систему», в которой крупномасштабные закономерности (общая циркуляция) зависят от таких эфемерных и изменчивых явлений, как облака?

«Мы сделали то, чего никто и никогда прежде не делал, а именно показали, что облака являются ключевой составляющей энергетического баланса в тропиках, – объясняла Малкус, – и поэтому в процессе циркуляции энергия передается к крупным циркуляционным системам в иерархии масштабов, а не наоборот, как в классической гидродинамике»[212]. Она прекрасно понимала, насколько странной и теоретически сложной была такая структура. «Неудивительно, – продолжала Джоан Малкус, – что механизм глобальной системы циркуляции работает рывками, если учесть эфемерную природу его „поршневых цилиндров“, количество, а также само существование которых зависит от капризов потока!»[213] Малкус и Риль нашли ту самую «кнопку», о которой мечтали сторонники идеи управления погодой. Но какая от этого могла быть польза, если ее действенность зависела от эфемерного, изменчивого явления, существование которого в свою очередь подчинялось другому, более масштабному явлению, часть которого оно составляло? Это был головокружительно взаимосвязанный, динамичный и разномасштабный мир, в котором, казалось, не существовало никакой иерархии. Возможность управлять погодой в таком мире представлялась весьма призрачной.

После публикации статьи Малкус и Риль решили вновь приступить к наблюдениям. Учитывая сложное взаимодействие между явлениями, единственным способом продвинуться дальше, по их мнению, было «изучить эти совершенно разные масштабы движения в их взаимосвязи». Они собирались «предпринять первую попытку, в значительной степени описательную, связать облачные и синоптические явления». Это позволило бы Малкус приблизиться к главной цели ее исследовательской программы – связать мелкомасштабные явления, такие как облака, с крупномасштабными, такими как штормы, ураганы и в конце концов – с общей циркуляцией атмосферы. Это было интересное время. С тех пор как метеоданные стали собираться с помощью самолетов и радиозондов, ученые перестали страдать от нехватки информации[214]. Опираясь на материалы о пассатных кучевых облаках, собранные Уайманом и Вудкоком, а также на работу Стоммела о механизме вовлечения от 1947 г. и ряд других работ, показавших, насколько важна окружающая атмосфера в образовании облаков, Малкус и Риль суммировали свои открытия и выводы в книге «Структура и распределение облаков над тропическими водами Тихого океана» (Cloud Structure and Distributions over the Tropical Pacific Ocean). В ней они убедительно показали, что тропическая атмосфера вовсе не такое спокойное и скучное место, как принято было считать. Напротив, она отличается весьма неустойчивым и буйным нравом[215]. Взять хотя бы чрезвычайно неравномерный характер осадков в тропиках. В регионах, где бóльшая часть дождей выпадает всего за два-три дня в месяц и даже среднегодовые значения разнятся в значительных пределах, использование средних значений было не просто бесполезно, но и вводило в заблуждение[216].

Однако изобилие данных не избавляло от неопределенности и сомнений. Возможность проводить наблюдения и делать на их основе вычисления, безусловно, важна, но достаточно ли «просто» наблюдений, чтобы расшифровать «код» атмосферы? Для того чтобы преобразовать потоки данных в полезное знание, нужно было подойти к ним с позиций физической науки. «Только закваска на чисто физической гипотезе, – писал Виктор Старр, – может привести нас к правильному математическому использованию этих принципов»[217]. Однако где найти такую закваску? Больше всего ответов мог дать эксперимент – контролируемое вмешательство, позволяющее исследователям изолировать и изучить отдельные составляющие сложной системы. Благодаря компьютерам стало возможным определять оптимальные точки для такого вмешательства. Но проведение контролируемых физических (а не компьютерных) экспериментов, в которых одни переменные были бы стабильными, тогда как другие подвергались бы манипуляциям, долгое время казалось метеорологам недостижимой мечтой – отчасти по причинам, указанным Виктором Старром: огромную, неуправляемую и «целостную по своей сути» атмосферу почти невозможно было превратить в податливый объект эксперимента.

Облака удавалось воспроизводить в лабораторных условиях – это делал еще Джон Тиндаль в середине XIX в., – однако миниатюрным искусственным «созданиям» недоставало всех характерных свойств их естественных собратьев. Начиная с 1950 г. Дейв Фульц в лаборатории Чикагского университета плодотворно исследовал более общие закономерности движения жидкостей с помощью экспериментов, которые он любовно называл экспериментами с «вращающимся тазиком». Он нагревал круглую емкость с водой, раскручивал ее, капал в нее краски, после чего фотографировал изменения потоков воды, которые воспроизводили некоторые из особенностей общей циркуляции атмосферы и океана, такие как струйное течение и атмосферные волны. Используя эту экспериментальную установку, Фульц и другие смогли искусственно воспроизвести некоторые атмосферные явления[218].

Эти лабораторные эксперименты, безусловно, приносили пользу, но одновременно и разочаровывали, наглядно показывая, насколько важен для понимания океанических и атмосферных процессов масштаб. Сведя океан или атмосферу к модели размером с таз, можно было узнать что-то новое, однако слишком многое оставалось непроясненным. Некоторые считали, что единственный способ по-настоящему понять атмосферу – подвергнуть ее непосредственным экспериментальным воздействиям. Эта идея казалась естественной в годы после Второй мировой войны, завершившейся грандиозным и ужасающим атмосферным экспериментом в небе над Хиросимой и Нагасаки, в результате которого возникло облако совершенно нового типа.

Но, помимо ядерного оружия с его зловещими радиоактивными облаками, были и другие, не столь мощные технологии, существование которых порождало убежденность, что эксперименты планетарного масштаба неизбежны и необходимы для прогресса человеческого знания. Одним из предвестников этой важной трансформации в метеорологической науке стала обычная морозильная камера – новый бытовой прибор, разработанный «Дженерал электрик» в помощь американским домохозяйкам во времена послевоенного беби-бума.

В 1946 г. молодой инженер Винсент Шефер, работавший в лаборатории «Дженерал электрик», экспериментировал с созданием переохлажденных облаков внутри одного из таких бытовых морозильников. Дыша внутрь камеры, он наблюдал, как выдыхаемый им пар конденсируется в облака, после чего вводил в них разные добавки, чтобы стимулировать превращение капель воды в кристаллы льда и, как следствие, выпадение осадков. В конце концов, когда он добавил в камеру сухой лед, из выдыхаемых им облаков пошел снег. Его коллега Ирвинг Ленгмюр предположил, что атмосферные облака в небе будут реагировать так же, как их миниатюрные собратья в морозильной камере. Затем Бернард Воннегут (брат писателя Курта Воннегута) обнаружил, что йодид серебра является еще более эффективным (в расчете на грамм вещества) реагентом для так называемого засева облаков, чем сухой лед. В 1946 г. Шефер провел первые успешные эксперименты по засеву настоящих атмосферных облаков измельченным сухим льдом, что, казалось, открывало новую эпоху процветания, когда сельское хозяйство Соединенных Штатов (особенно в засушливых западных штатах) сможет решать проблему нехватки дождей с помощью нескольких килограммов йодида серебра.

В 1947 г. в рамках проекта «Циррус» Ленгмюр впервые применил эту технологию для засева урагана. Последствия были катастрофическими. Шторм, который двигался на северо-восток над Атлантикой мимо берегов Флориды и Джорджии, вдруг резко изменил направление и пошел на запад, где обрушился на побережье Джорджии и Южной Каролины. Хотя наблюдатели на борту самолета, проводившего засев, не зафиксировали каких-либо изменений в структуре или интенсивности шторма (что могло бы указывать на то, что именно засев был причиной изменения его направления) и несмотря на нанесенный ураганом ущерб, Ленгмюр заявил об успехе эксперимента[219]. Пострадавшие города подали в суд, и к засеву облаков отныне стали относиться как к источнику не только потенциального благоденствия, но и высокого риска.

Такие эпизоды показывают, насколько сильно было желание подчинить себе погоду, несмотря на то что физика облаков по-прежнему оставалась малоизученной областью: до конца не было понятно даже то, какую именно роль играли реагенты, или инициаторы кристаллизации, в провоцировании выпадения осадков. Впечатленный этими событиями брат Бернарда Воннегута Курт написал свой знаменитый роман «Колыбель для кошки», сюжет которого разворачивается вокруг изобретения опаснейшего вещества под названием «Лед-9» (вымышленного эквивалента йодида серебра), превращавшего все, к чему оно ни прикасалось, в лед. Послание, которое нес в себе катастрофический финал этого романа, было таким же прозрачным, как и сам смертоносный лед: вмешательство в природу может привести к гибели планеты.

Между тем расстояние между смелыми мечтами и непреднамеренными последствиями оказалось гораздо короче, чем можно было ожидать. В 1957 г. Роджер Ревелл и Ганс Зюсс опубликовали статью, в которой назвали растущую эмиссию углекислого газа в атмосферу в результате сжигания ископаемого топлива «крупномасштабным геофизическим экспериментом»[220]. Эта знаменитая фраза воспринимается теперь как пророчество, одно из первых предупреждений человечеству о рисках неконтролируемого вмешательства в климатическую систему планеты. Но Ревелл и Зюсс делали акцент не на рисках, а на новизне ситуации, отмечая, что этот эксперимент «не мог произойти в прошлом и не может быть повторен в будущем». Вместо того чтобы предупреждать об опасности неконтролируемых выбросов, Ревелл и Зюсс призывали своих коллег-ученых воспользоваться этой беспрецедентной возможностью для изучения океана (фактически именно об этом мечтал в свое время Россби, размышляя о возможности исследовать климатические механизмы посредством покрытия полярных шапок угольной пылью). Они использовали термин «эксперимент» в классическом смысле – как научное испытание, призванное прояснить как можно больше из того, что пока неизвестно. «Этот эксперимент, если он будет надлежащим образом задокументирован, может дать нам более глубокое понимание процессов, определяющих погоду и климат». Другими словами, тщательное измерение и наблюдение могли превратить непреднамеренное (и неконтролируемое) вмешательство в полезный научный эксперимент. Как и Малкус и Риль, Ревелл и Зюсс настоятельно рекомендовали посвятить грядущий Международный геофизический год скрупулезному сбору данных, чтобы отследить путь этого избыточного углекислого газа через «атмосферу, океаны, биосферу и литосферу»[221].

Постоянно находясь в поисках возможностей для новых наблюдений, Малкус вскоре осознала, что исследования ураганов могут стать продолжением ее исследования облаков. В 1954–1955 гг. на восточное побережье США обрушилась череда мощных ураганов – «Кэрол», «Эдна», «Хейзел», «Конни» и «Иона», – которые привели к гибели почти 400 человек и нанесли материальный ущерб более чем на $6 млрд (по курсу 1983 г.). После этого конгресс выделил средства на запуск Национального проекта по исследованию ураганов, который возглавил метеоролог Роберт Симпсон. В годы войны он был синоптиком и помогал основать военную метеорологическую школу в Панаме. Перед новой правительственной программой были поставлены важные задачи: провести более фундаментальные исследования в области формирования, структуры и динамики ураганов, разработать средства улучшения их прогнозирования и – самая амбициозная из всех задач, напрямую перекликавшаяся с прежними планами в отношении суперкомпьютеров, – научиться искусственно воздействовать на эти стихийные бедствия[222]. Правительственное финансирование означало самолеты, а самолеты, в свою очередь, означали, что ученые впервые получат неограниченный доступ к непосредственному наблюдению за тропической атмосферой – от поверхности океана до самой стратосферы.

Малкус поняла, что этот проект может стать платформой для экспериментальных исследований, которые позволят пролить свет на столь интересовавшую ее связь между облаками и атмосферной динамикой. В 1956 г. она полетела в Майами, где встретилась с Бобом Симпсоном. Это был шанс наконец-то превратить метеорологию в экспериментальную – в подлинном смысле этого слова – науку, со строгим подходом к документации и контролю, которого недоставало предыдущим экспериментам по засеву облаков.

Новый национальный проект запустили, чтобы дистанцировать исследования ураганов от работы Шефера, в которой было слишком много интуитивных предположений и слишком мало настоящей науки. Однако начать все с чистого листа оказалось невозможно. Память об урагане, обрушившемся на Джорджию, предположительно в результате вмешательства, оказалась слишком свежа, и, когда пришло время провести в Атлантическом океане границы, где допускалось искусственное манипулирование ураганами, была проявлена чрезмерная осторожность. В результате для засевов отвели зону, через которую за сезон проходили всего один-два урагана.

Тем не менее возможность получить в свое распоряжение специально оборудованные для метеорологических целей самолеты выглядела слишком заманчивой, чтобы упустить ее, и к тому же, хотя до этого Малкус занималась изучением облаков, она считала эти явления очевидно связанными между собой. «Я подумала – вот здорово, мне тоже стоит этим заняться! В конце концов, ураганы – это системы тропических облаков. Облака каким-то образом собираются в такие системы и приобретают разрушительную силу. Почему и как это происходит?»[223] Она начала читать об ураганах и очень скоро поняла, как разработанная ею и Рилем гипотеза «горячих башен» может объяснять механизм их возникновения.

Ее внимание привлек так называемый глаз урагана – «относительно спокойная область в его центре, окруженная яростными ветрами». Интересно, подумала она, чем объясняется это явление? На тот момент данные об ураганах были довольно скудными, поскольку получать их с помощью самолетов и радиозондов было довольно сложно. Малкус изучила имевшиеся данные, в том числе фильм, снятый исследователями из Массачусетского технологического института, которые впервые использовали метеорологический радиолокатор для исследования ядра урагана «Эдна» в 1954 г. Внимательно посмотрев фильм, она поняла, что бóльшая часть воздуха в центре урагана исходит из окружающей «глаз» мощной стены облаков[224]. Вместе с Рилем они разработали модель развития урагана, наглядно демонстрирующую важную роль океана как «дополнительного» источника тепла[225].

[196] . New York Times, 11 January 1946, 12.

[197] Philip Thompson, «The Maturing of the Science,» Bulletin of the American Meteorological Society 68, no. 6 (June 1987): 631–637.

[198] «Если такой суперкалькулятор будет создан, считают эксперты, его грамотное использование позволит не только сдернуть завесу тайны с неразгаданных загадок, связанных с наукой прогнозирования погоды». New York Times, 11 January 1946, 12.

[199] «Weather to Order,» New York Times, 1 February 1947.

[200] John von Neumann, «Can We Survive Technology?» in Fabulous Future: America in 1980 (New York: Dutton, 1956), 152.

[201] Von Neumann, «Can We,» 108, 152.

[202] «Weather to Order.»

[203] «Making Weather to Order,» New York Times, 20 July 1947.

[204] «Weather to Order.»

[205] Nebeker, Calculating the Weather, chapter 12, «The Unification of Meteorology».

[206] «Making Weather to Order.»

[207] Jule Charney, «Impact of Computers on Meteorology,» Computer Physics Communications 3 (1972 Suppl.): 124.

[208] David Atlas and Margaret LeMone, «Joanne Simpson 1923–2010,» Memorial Tributes: National Academy of Engineering 15 (2011): 368375; W. – K. Tao et al., «Research,» 4.

[209] Nebeker, Calculating the Weather, 124; Jacob Bjerknes, «Practical Application of H. Jeffrey's Theory of the General Circulation,» Résumé des Mémoires Réunion d'Oslo (1948): 13–14; Victor Starr, «An Essay on the General Circulation of the Earth's Atmosphere,» Journal of Meteorology 5 (1948): 39–43.

[210] Herbert Riehl and Joanne Malkus, «On the Heat Balance in the Equatorial Trough Zone,» Geophysica 6, no. 3–4 (1958): 534.

[211] Они призывали читателей помнить о том, что «многие количественные параметры были рассчитаны как остаточные величины, а не основаны на независимых измерениях, поэтому могут быть подвержены значительным погрешностям». «On the Heat Balance,» 505.

[212] Simpson Papers, MC779, Simpson 3.10, Joanne Simpson Notebooks on Research II: Second Set April 1957July 1959, Evolution of hot towers hypothesis, 1.

[213] Malkus, «Large-Scale Intentions,» 95.

[214] «Пробелы, по крайней мере, в сырой фактической информации в настоящее время быстро устраняются». Starr, «Physical Basis,» 541.

[215] Malkus, «Some Results»; Joanne Starr Malkus and Claude Ronne, «On the Structure of Some Cumulonimbus Clouds Which Penetrated the High Tropical Atmosphere,» Tellus 6 (1954): 351–366; Joanne Starr Malkus, «On the Structure of the Trade-Wind Moist Layer,» Papers in Physical Oceanography and Meteorology 12, no. 2 (1958): 47.

[216] См., напр.: Herbert Riehl, «On the Role of the Tropics in the General Circulation,» Tellus 2 (1951): 1–17; Herbert Riehl, Tropical Meteorology (New York: McGraw-Hill, 1954), chapters 3 and 12; Herbert Riehl, «General Atmospheric Circulation of the Tropics,» Science 135 (1962): 13–22; Riehl and Malkus, «On the Heat Balance.»

[217] Starr, «Physical Basis,» 549.

[218] Один из ранних отчетов об этой работе см.: Herbert Riehl and Dave Fultz, «Jet Stream and Long Waves in a Steady Rotating-Dishpan Experiment: Structure of the Circulation,» Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society (April 1957): 215–231; Oral History Interview with Dave Fultz, http://n2t.net/ark:/85065/d7ks6pzf

[219] H. E. Willoughby, D. P. Jorgensen, R. A. Black, and S. L. Rosenthal, «Project Stormfury: A Scientific Chronicle, 1962–1983,» Bulletin American Meteorological Society 66, no. 5 (May 1985): 505.

[220] Roger Revelle and Hans Suess, «Carbon Dioxide Exchange Between Atmosphere and Ocean and the Question of an Increase of Atmospheric CO2 during the Past Decades,» Tellus 9, no. 1 (February 1957): 18–27.

[221] Revelle and Suess, «Carbon Dioxide,» 20.

[222] Richard Anthes, «Hot Towers and Hurricanes: Early Observations, Theories and Models,» in Wei-Kuo Tao, ed., Cloud Systems, Hurricanes, and the Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM): A Tribute to Joanne Simpson (Boston: American Meteorological Society, 2003), 139.

[223] Simpson Oral History, 14.

[224] Simpson Papers, MC 779, Simpson 3.10, MalkusRiehl collaboration and Note-books, 8–10, 10.

[225] Joanne Malkus and Herbert Riehl, «On the Dynamics and Energy Transformations in Steady-State Hurricanes,» Tellus 12, no. 1 (1960): 1–20; Herbert Riehl and Joanne Malkus, «Some Aspects of Hurricane Daisy, 1958,» Tellus B 12, no. 2 (May 1961): 181–213.