От какой причины зависят эти великие центральные явления, столь обширные, столь регулярные, столь удивительные? Какова движущая сила этого связанного атмосферного механизма, чье действие и влияние распространяются на весь земной шар?
«Тепло, тепло», — говорят учебники, профессора, приверженцы метеорологии. «Все эти явления обусловлены теплом солнца. Оно нагревает океан и землю — воздух при этом нагревается и поднимается, холодный воздух устремляется снизу, затем поднявшийся поток скатывается в обе стороны наверху к полюсу, приобретая западное движение от вращения земли, ускользая из-под него, и другое, а именно: восточное движение после достижения широты 30° от того же вращения; и все ветры и возмущения атмосферы производятся таким же образом. Они производятся действием нагретых поверхностей на прилегающую атмосферу».
Это великая теория метеорологов, с помощью которой они пытаются объяснить различные атмосферные возмущения как тропических, так и внетропических регионов.
Вся теория — это заблуждение, она не выдержит проверки тщательным анализом. Основы теории, которые принимаются за факты, таковыми не являются. Агент не обладает силой, приписываемой ему. Нагретая поверхность сама по себе никогда не вызывала сколько-нибудь значительного восходящего потока, или, если и вызывала, никогда не производила ни мили ветра. Повторяю, теория и все сопутствующие ей — тысячи объяснительных и модифицирующих теорий и гипотез — вся система лишена фактического основания и не выдержит критического анализа.
Давайте посмотрим, является ли этот язык более сильным, чем позволяют факты.
Теория предполагает, что и земля, и вода под этим центральным поясом, где воздух, как предполагается, поднимается, существенно горячее, чем земля и океан по обе стороны от него. Теперь, насколько горячее воздух и земля под поясом дождей и штилей в Индостане, Африке или Южной Америке, где первый, как предполагается, приобретает тепло и расширяется так быстро и поднимается, чем под сухими поясами и в них по обе стороны? Нисколько; по термометру он холоднее — намного холоднее.
Центральный пояс дождей в середине лета над Африкой простирается до 17° северной широты, а возможно, и дальше. К северу от этой линии над всей поверхностью пустыни, Варварскими берегами, частью Средиземного моря и некоторой частью Италии простирается сезон засухи, и со всей поверхности северо-восточный пассат дует в центральный пояс. Над пустыней они все проходят. Теперь эта пустыня — море песка под вертикальным солнцем, интенсивно нагретое, обжигающее кожу, с которой оно соприкасается, и часто достигающее температуры от 150° до 160° по Фаренгейту. Под центральным поясом дождей ни земля, ни воздух не превышают температуру 84°. И все же горячий воздух пустыни не поднимается, а дует в этот более холодный центральный пояс; и когда он ощущается, когда дует с западного побережья моряком или даже в Гвинее, когда пояс дождей ушел на юг зимой, как это часто бывает в виде харматтана, он удушлив и невыносим. Там, следовательно, не только неверно, что земля и воздух над ней под поясом дождей горячее, но верно, что интенсивно нагретый воздух дует горизонтально из пустыни Сахара. Более того, как станет ясно в дальнейшем, эта самая горячая из всех поверхностей не только не может иметь вихря, но не может вызвать муссон и едва ли морской бриз. То же самое в значительной степени верно для поверхности и воздуха над ней по обе стороны от предполагаемого вихря пояса дождей над Южной Америкой. См. описание Гумбольдта, уже приведенное, где термометр стоял на отметке 115° по Фаренгейту в тени, в то время как северо-восточные ветры, регулярные пассаты, дули над землей. И это в равной степени верно для Аравии и, действительно, для каждой части земного шара. Нет ни одного места на земном шаре, где земля и воздух были бы холоднее рядом с центральным поясом дождей, чем под ним. И обратное верно везде на суше.
Насколько горячее океан и воздух под этим предполагаемым вихрем? Лишь немного горячее, чем они на стороне, где солнце не вертикально, и нисколько на другой. Давайте будем немного более точными. Температура Атлантики под поясом дождей в нашу зиму и к югу от пояса на широте 3° южной широты и до 9° или более к югу составляет 82°. Воздух может колебаться на градус или, возможно, два выше, чем вода в любой точке. На севере эта разница составляет от нуля при встрече пассатов и пояса дождей до примерно 4° на их северной границе. Это слишком ничтожно, чтобы стоить хоть мгновения внимания. Это меньше, гораздо меньше, чем разница между водой и воздухом Гольфстрима, который течет вдоль нашего побережья, и прилегающими водами и воздухом над ними. В то время как на южной стороне пояса дождей разница фактически противоречит теории — и то же самое положение вещей меняется на противоположное летом, когда солнце вертикально на севере.
Из журнала умного капитана корабля, найденного в картах ветров и течений лейтенанта Мори, я сокращаю следующее, что проиллюстрирует это. Капитан Янг в феврале обнаружил северо-восточные пассаты примерно на 17° северной широты, при температуре воды 75° и воздуха 76°, пассат северо-восточный.
At 12° 16′ the water was 75° the air 76° windN. E. Feb.22nd. 9° 49′ " 76½° " 77° "N. E. "23d. 7° 13′ " 78° " 78° "N. E. "24th. no obs. " 79½° " 79° "N. E., E. S. E. rain. "25th. 3° 10′ " 81° " 83° "E. S. E. rain. "26th. no obs. " 82° " 82° "S. E. to E. S. E. hazy, rain & sqs. "27th. 2° 24′ " 82° " 82° "calm, with rain. "28th. no obs. " 82° " 82° "calm rain. March1st. 0° 29′ " 82° " 82° "E. S. E. sqs. rain. "2nd. 1° 27′ S. L. " 82° " 82° "S. E. sqs. rain. "3d. 2° 44′ " 82° " 83° "S. E. & S. S. E. weather settled. "4th. 4° 17′ " 82° " 83° "S. S. E. & S. E. fair weather. "5th. 6° 08′ " 82° " 84° "S. E. fair wthr. "6th. 8° 08′ " 82° " 84° "S. E. & E. S. E. fair weather. Здесь воздух был на семь градусов холоднее на предельной границе северо-восточных пассатов, чем в центре пояса дождей, как это обычно бывает в середине зимы, но не летом. С другой стороны, после того как он покинул область штилей и дождей, где вода и воздух стояли с почти полным единообразием на 82°, 3 марта и в течение трех дней после этого, в течение которых он находился в юго-восточных пассатах с хорошей погодой, вода была такой же, как под предполагаемым вихрем, т. е. 82°, а воздух поднялся до 83° и 84°! Это демонстрация.
Я также беру из письма лейтенанта Уолша лейтенанту Мори относительно круиза «Тани» следующее, показывающее тепло Гольфстрима по сравнению с прилегающим океаном.
«Мы впервые пересекли Гольфстрим 31 октября; мы наткнулись на него на широте 37° 22′, долготе 71° 26′, как указано температурой воды, которая была следующей:
8A.M.water atsurface66° 9"""73° 10"""76° 11"""77° 77° была самой высокой температурой, обнаруженной при пересечении в это время.
Пересекая его снова в мае, на широте 35° 30′, долготе 72° 35′, он обнаружил воду следующей:
8A.M.water atsurface71° 8′ 9"""73° 10"""75° 5′ 11"""78° 5′ 12M.""78° 5′ 79° была самой высокой обнаруженной температурой».
Средняя разница между температурой воды Гольфстрима и прилегающего океана на линии раздела составляет около десяти градусов, увеличиваясь до более чем двадцати при приближении к побережью и в пределах ста миль — гораздо большая разница, чем когда-либо встречается на зимней стороне межтропического пояса дождей.
Таким образом, не только неверно, что поверхность океана существенно теплее под поясом дождей, чем прилегающая поверхность под пассатами, особенно на летней стороне, но если бы это было так, пассаты не создавались бы этим, не больше, чем над Гольфстримом. И обратное верно для суши, где линия штилей, дождей и засухи встречаются по всему земному шару. Предполагаемый факт, следовательно, не соответствует действительности. Самые горячие поверхности, даже в бездождной части, где нет вихря, нет шторма и нет ветра, кроме постоянного равномерного северо-восточного горизонтального пассата, никогда не создавали по причине одного лишь тепла ни мили ветра, ни шторма, ни ливня.
Но, опять же, пояс штилей, где воздух, как предполагается, поднимается и создает всасывание, которое тянет пассаты по обе стороны на расстояние от одной тысячи до двух тысяч миль, в среднем три тысячи миль всего, по крайней мере, сам по себе в среднем не превышает пятисот миль в ширину с севера на юг. Какое чудо метеорологии здесь!
При ширине в пятьсот миль поднятие атмосферы предполагается настолько быстрым и такого огромного объема, что оно тянет приземную атмосферу на одну тысячу — одну тысячу пятьсот миль с одной стороны и две тысячи с другой, с равномерной устойчивой скоростью двадцать миль в час. Находит ли это огромное всасывание неудачливый мореплаватель, который может быть втянут в вихрь? Вовсе нет. Он не находит там быстрого всасывания, но горизонтальные течения, не устойчивые, правда, как пассаты, и иногда штили в центре, но все же течения там есть, и, за исключением окрестностей центра, там они в виде шквалов, ливней, переменчивых ветров и муссонов.
Опять же, есть ли у устья этого вихря или по мере приближения к нему увеличенная быстрота пассата, соответствующая величине его влияния? Становится ли пассат ураганом по мере приближения к месту, где он должен заменить то, что внезапно «расширилось от тепла и было вынуждено подняться, закипеть и убежать наверху в свою очередь»? Вовсе нет. Он дует мягко, даже вплоть до самой линии пояса дождей, и становится шквалистым и переменчивым, постепенно затихает вблизи центра или меняется на муссон.
Но, опять же, пояс дождей настолько далек от того, чтобы быть поясом штилей в строгом смысле, что его муссоны в Индийском, Атлантическом и Тихом океанах временами распространяются на сотни миль над океаном. Муссон Атлантики, треугольный, с основанием, покоящимся на Африке, согласно лейтенанту Мори, простирается иногда почти до побережья Южной Америки, на расстояние в одну тысячу миль, и, таким образом, под предполагаемым восходящим вихрем. Где же великое восходящее всасывание во время господства этого обширного приземного горизонтального муссона под ним? Очевидно, его не существует. Более того, этот муссон дует от теплого течения, которое направляется от мыса Доброй Надежды в сторону Карибского моря, и над холодным северным полярным течением, которое течет между континентом и островами Зеленого Мыса. В равной степени неверно предположение, что воздух поднимается над нагретыми частями земли в других местах и по причине такого нагревания. Перпендикулярные течения атмосферы редко наблюдаются, никогда не бывают обширными или достигающими какой-либо значительной высоты. Я наблюдал за ними тридцать лет. Я видел, как потоки воздуха поднимались, их влага конденсировалась по мере подъема, и соединялись с нижней поверхностью сильно наэлектризованного облака — предварительная конденсация грозового ливня — но это облако двигалось горизонтально на расстоянии от одной до двух тысяч футов над поверхностью земли и не поднималось. Я видел клочья низких разорванных облаков, поднимающиеся с поверхности во время интервалов ливневого и сильно наэлектризованного шторма, в сторону и соединяющиеся с облаками наверху, когда они были очень низко, как я видел, как они приближались и соединялись горизонтально; и, несомненно, существует тенденция ветра вверх, создаваемая и притягиваемая летним ливнем, как можно видеть в поднимающейся пыли перед дождем, но я никогда не был в состоянии обнаружить восходящий поток, кроме как индуцированный и притянутый облаком наверху, движущимся горизонтально, в самый жаркий день или самое сухое время. Ни одно из облаков нашего климата, даже когда земля нагрета и иссушена двухмесячной непрерывной засухой, не может быть обнаружено поднимающимся выше слоев, в которых они образуются. Я наблюдал за кучевыми облаками в такие периоды, когда они наполняли воздух, и могу утверждать, что они никогда не поднимаются. Атмосфера движется неизменно горизонтальными слоями, и вся теория восходящих потоков ошибочна.
Но давайте посмотрим еще дальше на тропические течения. Истинный харматтан северо-западной Африки (ибо термин иногда применяется неправильно), горячий и обжигающий, порожденный на песке пустыни — почему он дует из Сахары горизонтально, на или над более холодными поверхностями, следуя за поясом дождей как северо-восточный пассат? Почему он не поднимается? Сирокко северной Сахары, хамсин восточной Сахары и самум Аравии, которые дуют горячими и удушливыми из этих пустынь — почему они дуют с нагретых поверхностей и горизонтально над более холодными? Почему они не поднимаются? Аравия окружена с трех сторон морями и заливами, из которых испарение происходит быстро. Ее внутренние пустыни обширны и интенсивно горячи — почему они бездождны? Почему у них нет вихря, муссона или даже ливня? Потому что не существует такого закона или действия, как предполагает эта теория. Эти ветры дуют горизонтально в подчинении другим законам и под контролем других и более мощных агентов. Но еще дальше, какой процесс нагревания и поднятия делает переменные ветры к северу от тропиков? Что приносит теплый воздух и туман Гольфстрима на наше покрытое снегом побережье в середине зимы, чтобы усилить январскую оттепель? Более того, какой процесс нагревания нарушает штили полярных регионов свежими бризами и штормами, иногда силой в 6 баллов, когда солнце не светит, термометр от 20° до 40° ниже нуля, земля и море — одна замерзшая поверхность, а закаленный исследователь, одетый в меха, едва живет в своей хижине, покрытой насыпью снега и нагреваемой печью?
Господа метеорологи, так не пойдет. Теория несостоятельна; предполагаемые факты не существуют. Во всей вселенной нет агента, органического или неорганического, который мог бы вытворять такие абсурдные и противоречивые выходки перед лицом своего Творца, какие ваши разнообразные и сложные теории приписывают калорику.
Долой теорию и все ее сопутствующие, сложные и мистифицированные гипотезы, они лежат как саван на науке; — долой всю систему, и давайте искать агента, чья сила и адаптация соответствуют масштабу, простоте и величию явлений и, в некоторой степени, силе и мудрости их Автора.
ГЛАВА V.
Одной и главной целью, достигаемой силой агента, является сбор объема атмосферы с поверхности земли и моря или вблизи нее, чтобы обеспечить обладание ею всей влагой испарения, которая поднимается из местности, и высочайшей степенью температуры, и из пространства, варьирующегося от одной до двух тысяч миль в ширину, в одном полушарии, и перенести его в другое. Не поверх или на вершине всей массы атмосферы, расположенной в противоположном полушарии — вне досягаемости всех влияний земли — но сквозь нее, и изгибаясь постепенно вниз к поверхности земли и в пределах влиятельного расстояния от нее, вскоре после того, как он проходит внешний предел своего собрата-пассата; и продолжать поток вперед, оставляя части его, его тепло и влагу на пути, но забирая значительный объем вверх и вокруг магнитных полюсов — поскольку весь объем не может быть таким образом перенесен вокруг полюсов вследствие уменьшенной окружности земли. Для этой цели очевидно, что он должен обладать полярностью.
Другая цель, которую необходимо достичь, — это объединить влагу испарения с воздухом, чтобы холодная атмосфера, через которую, или земля, над которой он проходит, не конденсировали постоянно его влагу и тем самым не окутывали землю в вечный туман; но чтобы он мог расставаться с ней с интервалами, делая облачные и ясные дни; и расставаться с ней порциями, чтобы регулярный и необходимый запас мог быть предоставлен всему полушарию, даже вплоть до географических полюсов. Существует ли такой агент? Существует, точно и идеально адаптированный к целям, которые должны быть достигнуты, всегда там и всегда активный, и этот агент — магнетизм.
Рис. 12.
Земля — это магнит. У нее есть свои магнитные полюса, и они отличны от географических; и их два в каждом полушарии. Они расположены на расстоянии от 17° до 19° от географических полюсов; и наш находится недалеко от долготы 97° з. д. от Гринвича и 71° северной широты. Мореплаватели заходили к северу и северо-западу от него и находили его положение по склонению стрелки. От этих полюсов линии магнитной интенсивности простираются к противоположному и соответствующему полюсу другого полушария, и на этих линиях или вблизи них стрелка указывает на север без вариации; и к этим линиям отсутствия вариации стрелка везде, с любой стороны, склоняется. Вышеприведенная диаграмма показывает положение нашего магнитного полюса и линии отсутствия вариации, наклонение стрелки с помощью стрелок и магнитный экватор.
Недавние открытия показали, что магнитная сила проявляется в линиях и токах; что такие токи, как физические линии силы, окружают магниты и токи электричества. Несомненно, такие линии силы существуют вокруг земли и магнитных полюсов. Существуют также продольные линии силы, существующие и активные между полюсами и простирающиеся от одной стороны центра к другой, занимая почти одну треть магнита. Если вы возьмете большую иглу, тщательно намагниченную, поместите ее на бумагу и насыплете на нее опилки железа, они расположатся вокруг нее круговыми и перпендикулярными, а также продольными линиями, соответствующими токам.
Рис. 13.
Этот эксперимент проиллюстрирован во всех наших книгах по натурфилософии.
Вышеприведенная диаграмма, скопированная из «Философии» Олмстеда, не показывает так точно, как проекция линий Фарадея на глобусе-магните, сравнительное расстояние от полюсов стрелки, на котором продольные токи начинаются и заканчиваются, и где опилки не будут прилипать в сколько-нибудь значительной степени. Линии, показанные на стрелке, должны иметь ту же пропорцию к ее длине, что и пассаты к длине земли, измеренной от полюса до полюса, и если бы стрелка имела шарообразную форму, они бы так и выглядели.
Эти линии создаются токами, возникающими с одной стороны магнитного экватора и переходящими на другую. Несомненно, точно такие же токи возникают и переходят на земле.
Магнитные и электрические токи несут воздух с собой. Это хорошо установлено экспериментом. Кислород также магнитен и способен как принимать и удерживать полярность, так и соединяться с, или притягивать и удерживать пар, и, конечно, влагу испарения. Здесь, следовательно, мы имеем существующую силу, способную произвести результат — точно и с очевидной мудростью адаптированную к его производству — всегда присутствующую и активную; и никакой другой известный агент не может.