ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ В ОКЕАНАХ И МОРЯХ

Характерной чертой русской науки о море во второй половине XIX — начале XX в. было создание крупных научных трудов, обобщавших результаты отечественных и зарубежных исследований.

Среди них в первую очередь следует назвать уже упоминавшуюся нами монографию С. О. Макарова «„Витязь" и Тихий океан».

Работы, посвященные отдельным частям Мирового океана, выполнялись и другими русскими учеными. В этот период были опубликованы статьи И. Б. Шпиндлера «Бури в Северном Атлантическом океане»(1), Э. Мейделя «Ветры и штормы Индийского океана»(2), Ф. Ф. Врангеля «Гольфстрим»(3). Последняя из названных статей содержит основные положения труда американского исследователя Пильсбери(4), дополненные сведениями из других, более современных источников. Это наиболее важная по тому времени работа из числа многочисленных трудов по Гольфстриму. В начале XX в. русский физик В. Н. Лебедев, пользуясь специальной формулой, рассчитал изменение температуры воды с глубиной в открытых частях океанов с больших озер(5). Сопоставление с результатами наблюдений зарубежных океанографических экспедиций (на э/с «Челленджер», «Альбатрос», «Планет» и др.) дали расхождения в пределах всего лишь 0,4°. В связи с этим В. Н. Лебедев писал: «Если, исходя из того факта, что средние глубинные температуры океана удовлетворительно согласуются с формулой, принять показательную функцию за нормальный тип вертикального распределения температуры в океанах, то отдельные уклонения от этого типа, быть может, дали бы некоторые указания о характере тех специальных причин, которые действуют в каждом отдельном случае»(6).

В этой фразе мы видим замечательный прообраз современного нам подхода к термическому режиму океана в связи с изменчивостью всего комплекса физических условий в его толще.

Как отмечал А. Д. Добровольский(7), В. Н. Лебедев весьма близко подошел к современному представлению о распределении температуры по глубине и методам его определения. Однако в свое время эта замечательная работа русского ученого привлекла мало внимания.

Выдающийся русский и советский ученый-математик, механик и кораблестроитель, акад. А. Н. Крылов (1863—1945), занимаясь исследованием морского волнения применительно к кораблестроению, выполнил ряд образцово поставленных наблюдений за волнением в открытой части океана. В ходе этих наблюдений в 1913 г. он измерил максимальные океанические волны.

Среди русских исследователей океанов и морей второй половины XIX — начала XX в. почетное место принадлежит М. А. Рыкачеву (1840—1919). В «Морском сборнике» за 1867 и 1893 гг. он опубликовал солидные работы о штормах северной части Атлантики и о суточном ходе температуры воздуха в экваториальной зоне океанов. Эти работы содержат глубокий анализ метеорологических условий над открытыми частями океанов. В 1881 г. вышла в свет статья М. А. Рыкачева «Экспедиция Challenger'a и новейшие исследования океанов»(8) и в том же году его отдельная работа «Новейшие исследования океанов» (СПб., 1881). В них ученый подвел итог развитию океанографии в 70-х годах XIX в., а в последней работе, кроме того, дал впервые составленную им общую карту глубин Мирового океана.

Выдающийся русский географ и климатолог А. И. Воейков (1842—1916) хорошо понимал огромное значение Мирового океана в жизни нашей планеты. А. И. Воейков выполнил ряд работ из области океанографии и метеорологии открытых частей Мирового океана, тесно связанных с общегеографическими и климатологическими концепциями, высказанными им в монографии «Климаты земного шара» (1884). Еще в 1883 г., когда указанная монография была сдана в печать, А. И. Воейкову удалось ознакомиться с изданными в Германии картами распределения температуры воды в Атлантическом океане — у поверхности, на глубине 800—1200 м и у дна. Рассмотрение этих карт натолкнуло А. И. Воейкова на вывод об антарктическом происхождении холодных вод, обнаруживаемых на больших глубинах в низких широтах океанов. А. И. Воейков впервые(9) четко сформулировал положение о том, что через поверхность антарктических вод, относительно (по сравнению с Северным Ледовитым океаном) свободную от плавучих льдов, происходит постоянное и самое значительное охлаждение воды Мирового океана. Охладившиеся воды как более тяжелые опускаются на глубины и движутся в направлении низших широт.

Впоследствии, описывая это явление в своей «Океанографии» (1917), Ю. М. Шокальский отмечал: «Мысли, здесь изложенные, принадлежат замечательному русскому географу А. И. Воейкову. Они были высказаны им еще в 1883 г. Он первый из географов указал на южное полярное происхождение холодной воды на больших глубинах в океанах. Все материалы и исследования, собранные и произведенные с тех пор, еще более подтвердили правильность воззрений А. И. Воейкова, по первому намеку талантливо угадавшего сущность явления»(10).

А. И. Воейков впервые дал верное объяснение наличию теплой воды на глубинах северной части Индийского океана. Он утверждал, что в Баб-эль-Мандебском проливе должно существовать нижнее течение очень теплой и соленой воды из Красного моря в Индийский океан. Впоследствии это было дважды подтверждено наблюдениями в указанном проливе: во время плаваний С. О. Макарова на «Витязе» в 1886—1889 гг. и английской экспедицией на судне «Старк» в 1898 г.

Проблемы, связанные с Мировым океаном, разрабатывались А. И. Воейковым вплоть до последних лет его жизни. Так, в 1911 г. он опубликовал работу «Будет ли Тихий океан главным торговым путем земного шара?», содержащую обстоятельный сравнительный анализ экономики бассейнов Тихого и Атлантического океанов. А. И. Воейков по справедливости считался одним из немногих ученых, исключительно хорошо эрудированных во всех разделах физической географии, в том числе и океанографии. К нему, как и к М. А. Рыкачеву и Ф. Ф. Врангелю, неоднократно обращался за советами при решении специальных вопросов океанографии С. О. Макаров(11). А Ю. М. Шокальский в предисловии к своей «Океанографии» следующими словами охарактеризовал большую помощь, оказанную ему А. И. Воейковым: «Подобная работа не может быть произведена без содействия и дружеского участия многих лиц. Прежде всего необходимо упомянуть о большом внимании, оказанном моему труду одним из наиболее выдающихся русских ученых в этой област и (подчеркнуто мною.— А. П.) А. И. Воейковым, который и дал мне ценные указания относительно многих отделов труда»(12).

В конце XIX — начале XX в. в России одна за другой, через небольшие промежутки времени, вышли в свет несколько крупных работ, посвященных основным вопросам физической океанографии.

В 1885 г. выдающийся русский физико-географ и этнограф, исследователь Дальнего Востока акад. Л. И. Шренк (1826—1894) опубликовал труд «Физическая география. Гидрология. Лекции, читанные в Академическом курсе морских наук». Это обширная монография, охватывающая все главные разделы физической океанографии, написанная с учетом последних достижений науки того времени. В качестве примера можно привести раздел монографии, посвященный температуре воды на глубинах открытых частей океана. При подготовке этого раздела Л. И. Шренк сумел использовать результаты английской экспедиции на «Челленджере» (1872—1876 гг.), в то время еще только обрабатывавшиеся (в специально созданном для этого учреждении «Контора Челленджера» в Эдинбурге), и критически оценить в свете этих новых результатов ранее распространенные взгляды русских и зарубежных исследователей по ряду вопросов океанографии. В частности, описав основные черты распределения температуры по глубине, полученные на «Челленджере» в Атлантическом океане, Шренк пишет: «Вот, в главных чертах, результаты экспедиции «Челленджера» в Северном Атлантическом океане, из которых вполне ясна несправедливость предположений Росса о существовании нормальной температуры океанов 3°, 3 R или 4° С. Заметим еще, этой экспедицией вполне подтверждены выводы Ленца о более быстром уменьшении температуры с глубиной у экватора, чем к северу и к югу от последнего, а следовательно, подтверждается также и изгиб изотермы кверху, который показывает, что на больших глубинах вследствие низкой температуры происходит поток полярных вод, производящий вертикальные круговороты, но не совпадающие с экватором»(13).

В 1903 г. вышли в свет «Лекции по физической географии», вып. 1 и 2 проф. И. Б. Шпиндлера (1848—1919), значительная часть которых посвящена океанографии. Эти лекции так же, как и аналогичные курсы Э. X. Ленца и Л. И. Шренка, содержат систематическое изложение основных положений физической океанографии в соответствии с последними достижениями науки своего времени.

Сказанное можно проиллюстрировать следующими примерами. До 80-х годов XIX в., кроме приливо-отливных колебаний уровня моря, были известны лишь вековые кажущиеся изменения уровня, вызванные подъемом или опусканием материков. В соответствии с этим Ленц писал, что «уровень океана во все времена и во всех местах один и тот же»(14). Те же концепции отражены и в «Физической географии» Шренка, где имеется специальный параграф «Постоянство уровня океана»(15).

В 80-х годах XIX в. в России вышло в свет несколько статей, посвященных рассмотрению непериодических изменений уровенной поверхности — сейшам, сгонно-нагонным колебаниям уровня(16). Это нашло отражение в монографии И. Б. Шпиндлера, где говорится о колебаниях уровня, которые «не обнаруживают видимой правильности и обязаны в значительной мере изменчивости метеорологических условий»(17).

В середине XIX в. морская оптика еще не получила скольконибудь значительного развития(18). И хотя Э. X. Ленц, будучи выдающимся физиком, подошел к правильному объяснению цвета морской воды, из-за отсутствия в то время специальных экспериментальных и теоретических исследований он объяснял изменения естественного цвета морской воды только влиянием цвета неба и состоянием поверхности моря. В 60—80-х годах XIX в. зарубежные физики (Тиндаль, Сорэ, Бунсен, Шпринг и др.) выполнили исследования, касающиеся естественного цвета воды в морях и озерах. В «Физической географии» Шренка есть указание о том, что цвет морской воды зависит также от находящихся в воде мельчайших примесей, а в «Лекциях» Шпиндлера уже вполне определенно сказано: «Различие цвета морской воды можно объяснить различным рассеянием, отражением и поглощением отдельных простых световых лучей, входящих в состав белого солнечного света, причем большая или меньшая степень участия означенных агентов в явлении цвета натуральных вод связана, по-видимому, с количеством и степенью растворения микроскопических твердых веществ, находящихся во взвешенном состоянии»(19).

В 1913—1915 гг. И. Б. Шпиндлер читал лекции по океанографии на гидрометеорологических курсах для подготовки наблюдателей Отдела торговых портов. Эти лекции с дополнениями были опубликованы им под названием «Гидрология моря (океанография)» и содержали дальнейшее развитие основных положений физической океанографии, изложенных автором в предыдущем курсе. Через год после выхода в свет работы Шпиндлера появилась «Океанография» Ю. М. Шокальского (Пг., 1917), которая превзошла все предшествующие отечественные и зарубежные монографии.

С 1882 г. и до конца своей жизни почетным акад. Юлием Михайловичем Шокальским (1856—1940) было написано свыше 1300 книг и статей, составлено множество атласов и отдельных карт.

В этих трудах Ю. М. Шокальский предстает перед нами как географ необычайно широкого профиля: в равной мере картограф н геоморфолог, климатолог и лимнолог, историк, но все же больше всего — океанограф.

Ю. М. Шокальский начал работать на поприще физической географии (в Русском географическом обществе) в то время, когда океанография еще не считалась самостоятельной наукой. В 1908 г. Юлий Михайлович впервые в России начал читать курс океанографии (в Морской академии в Петербурге), а его труд «Океанография», вышедший в свет 9 лет спустя, явился результатом тщательной разработки многочисленных вопросов науки о море.

«При составлении настоящего труда,— отметил Ю. М. Шокальский в предисловии к нему,— я руководствовался целью описать явления, происходящие в океане, и вместе с тем дать картину их взаимодействия (подчеркнуто нами.— А. П.), чтобы читатели могли получить представление о том большом значении Мирового океана для земного шара, какое он имеет в природе и для жителей столь большой страны, как Россия». Труд Ю. М. Шокальского пронизан идеей всеобщей связи процессов и явлений в Мировом океане, их взаимодействия с процессами в атмосфере над океаном и на поверхности океанского дна. Это ставит «Океанографию» Шокальского на гораздо более высокий теоретический уровень по сравнению с зарубежными трудами по океанографии того времени.

Книга Ю. М. Шокальского концентрировала в себе мировой опыт исследования морей, накопившийся к исходу второго десяти- летия XX в. Как подчеркнуто в предисловии к ней, «везде, где справедливость того требовала, было указано на русские работы, и труды русских людей на пользу океанографии не были упущены вниманием...»

Несмотря на то, что «Океанография» Ю. М. Шокальского вышла в свет в начале 1917 г., когда внимание общественности страны было отвлечено от больших научных проблем событиями политическими, этот замечательный труд быстро стал достоянием научных кругов в нашей стране и за рубежом и повсюду был очень высоко оценен. И в наши дни, как подчеркивают редакторы второго издания «Океанографии» Ю. М. Шокальского (вышла в свет в 1959 г.), «несмотря на необычайно быстрый прогресс естествознания вообще и мореведческих наук в частности, труд Ю. М. Шокальского продолжает сохранять многие выдающиеся достоинства фундаментального географического исследования».

Русские океанографы рассматриваемого периода — С. О. Макаров, исследователь Баренцева и Каспийского морей Н. М. Книпович и некоторые другие принимали деятельное участие в работе созданного в 1902 г. (с постоянным местопребыванием в Копенгагене) Международного совета по изучению морей. Международный совет за сравнительно короткое время провел большую организационную и методическую работу по повышению сравнимости океанографических наблюдений: установил стандартные горизонты наблюдений, а для наиболее интенсивно изучаемых европейских морей, кроме того, и стандартные гидрологические разрезы (как, например, разрез вдоль Кольского меридиана в Баренцовом море, установленный по инициативе Н. М. Книповича). Совет следил за тем, чтобы наблюдения каждого гидрологического элемента во всех случаях производились по возможности одинаковыми приборами и с одинаковой точностью. Вся эта колоссальная научно-методическая и научно-организационная работа имела конечной целью обеспечить накопление исходных материалов наблюдений для выводов об изменчивости физических явлений в океанах и морях.

Мы с гордостью можем констатировать тот факт, что в постановке и решении этой задачи русская научная мысль всегда играла первостепенную роль.

Необходимо также указать, что именно в этот период в работах крупнейшего естествоиспытателя, основателя комплексного метода исследования природы В. В. Докучаева (1846—1903) были заложены основы учения о зональности физических явлений в океанах и морях, успешно разрабатываемого в наши дни советскими океанографами.

Докучаев, как известно, был почвоведом и специально не занимался проблемами океанографии, но созданное им учение о широтных и вертикальных «естественно-исторических зонах» (как он называл ландшафтно-географические зоны) оказало глубокое влияние на развитие многих отраслей физической географии, в том числе и океанографию.

В. В. Докучаев неоднократно указывал на проявление в Мировом океане открытой им всеобщей зональности природных явлений. Так, в работе «К вопросу о переоценке земель Европейской и Азиатской России, с квалификацией почв» (1898), дав характеристику пяти главных естественно-исторических зон или поясов, на которые разбивается северное полушарие, В. В. Докучаев считает нужным отметить: «...та же зональность, тот же всемогущий закон природы весьма резко выражен и в морях, и океанах...»(20). В работе «Первозданные и вековечные условия жизни человека и его культуры», вышедшей в свет в том же 1898 г., В. В. Докучаев указывает: «...изменения и колебания климата, температуры океанов, морей...— все зональны в направлении от экватора к полюсам»(21).

Касаясь современных проблем изучения океанов и морей, советский океанолог В. Г. Богоров недавно писал: «Необходимо (особенно на первых порах) исследование взаимосвязей проводить по географическим зонам. Для этого целесообразно применение докучаевского метод а (подчеркнуто нами.— А. П.), генетического изучения географических зон для океанов на основе взаимосвязей, складывающихся внутри каждой зоны»(22). «Необходимо,— пишет далее В. Г. Богоров,— вскрыть своеобразие применения докучаевског о метод а (подчеркнуто нами.— А. П.) к специфическим условиям океана»(23).

(1) Морской сборник, 1882, т. 188, № 2.

(2) Записки по гидрографии, 1900, вып. 22.

(3) Там же, вып. 21.

(4) Pullsbur y J. The Gulf-Stream, U. S. Coast and Geadetic survay report, 1890.

(5) В. H. Лебедев . Формула, выражающая изменение температуры с глубиной в озерах и океанах.—Труды Общества землеведения при СПб. ун-те, т. III, 1912.

(6) Там же, стр. 26.

(7) А. Д. Добровольский . Об определении водных масс— «Океанология», т. I, вып. 1, 1961.

(8) Морской сборник, 1881, № 1 и 2.

(9) А. И. Воейков . О некоторых условиях распределения тепла в океанах. СПб., 1833.

(10) Ю. М. Шокальский . Океанография, изд. 2-е. Л., 1959, стр. 494.

(11) В предисловии к труду «„Витязь" и Тихий океан» С. О. Макаров писал: «Я ставлю себе в приятную обязанность упомянуть здесь, что при обработке всего обширного материала я несколько раз пользовался содействием человека весьма сведущего в гидрологии и метеорологии, Михаила Александровича Рыкачева. Я также должен упомянуть о содействии проф. Воейкова и барона Врангеля» (Макаров, 1894, стр. 11).

(12) Ю. М. Шокальский . Океанография, изд. 2-е. Л., 1959, стр. 16.

(13) Л. И. Шренк . Физическая география. Гидрология. СПб., 1885 стр. 433-434.

(14) Э. X. Ле н ц. Физическая география. СПб., 1851, гл. III, стр. 55.

(15) Л. И. Шренк . Физическая география. Гидрология, СПб., 1885, стр. 186—196.

(16) П. Салтыков . Средний уровень моря около Кронштадта.— Зап. по гидрографии, 1888, вып. 3; проф. Клоссовский . Колебания" уровня и температуры в береговой полосе Черного и Азовского морей.— Зап. по гидрографии, 1890, вып. 2.

(17) И. Б. Шпиндлер . Лекции по физической географии. СПб., 1903, стр. 342.

(18) Основы современной морской оптики были заложены лишь в 20-х годах текущего столетия советским физиком В. В. Шулейкиным и, одновременно с ним (и независимо от него), индийским физиком Раманом (В. Шулейкин . О цветности моря.—Изв. Физ. ин-та. М., 1922, т. 2, стр. 119—136).

(19) И. Б. Шпиндлер . Лекции по физической географии. СПб., 1903, стр. 589.

(20) В. В. Докучаев . Сочинения, т. VI. М.— Л., 1951, стр. 310.

(21) Там же, стр. 376.

(22) В. Г. Богоров . Принцип единства природы в океанологических исследованиях.— Вопросы философии, 1960, № 2, стр. 117.

(23) Там же, стр. 121.

Вперед
Оглавление
Назад

Copyright © 1998-2024 Центральный Военно-Морской Портал. Использование материалов портала разрешено только при условии указания источника: при публикации в Интернете необходимо размещение прямой гипертекстовой ссылки, не запрещенной к индексированию для хотя бы одной из поисковых систем: Google, Yandex; при публикации вне Интернета - указание адреса сайта. Редакция портала, его концепция и условия сотрудничества. Сайт создан компанией ProLabs. English version.