Возьмем другой пример. После оттепели стало не так холодно, как прежде; но пропитанный дождем снег твердый и плотный, земля, где снег был сдут или стерт, ледяная и скользкая — термометр падает ночью примерно до 12° и поднимается примерно до 30°; солнце не производит никакого впечатления на снег; небосвод глубочайшего синего цвета, северное сияние ночью яркое. «О, если бы шторм какого-нибудь рода, чтобы смягчить все еще сильный холод»; ибо оттепель сделала нас более чувствительными, а штормовые ветры дуют тепло в свое время. Но терпение, он придет. Проходит еще день или два, возможно: солнце встает как обычно, термометр все еще имеет тот же диапазон. «Долгий холодный период», — восклицаем мы; «как долго он продлится?»
Перемена грядет, но на этот раз пойдет снег. Примерно через час или два после восхода солнца нити перистых облаков снова обнаруживаются на западе, но теперь они наиболее многочисленны на юго-западе. По мере того как день проходит, они густеют и продвигаются к востоку-северо-востоку, солнце начинает закрываться, термометр поднимается, и он медленно «смягчается». Приближается снежный шторм с юго-запада.
Но термометр поднимается медленно; он должен подняться до 26° или 28°, прежде чем может выпасть много снега. Я знал в одном случае, в Норуолке, значительное выпадение снега, хотя и сильно смешанного с градом, когда термометр показывал 13° выше нуля, и один, умеренное выпадение, около двух дюймов, при 24°, но это были исключения. Снежный диапазон термометра на параллели 41° северной широты и к югу от нее составляет от 26° до 30° выше 0°; когда холоднее или теплее, может выпасть снег, чтобы побелить землю, или, возможно, едва покрыть ее, но обычно идут дожди или град. Мы видели, что в полярных регионах, по словам доктора Кейна, это около нуля, но подъем термометра там, предшествующий снегу, был примерно таким же, как здесь, т. е. от 15° до 25°. Этот факт поучителен. С тех пор как вышеизложенное было написано, 7 февраля 1855 года начался снежный шторм значительной продолжительности, с термометром на 5°, и продолжался более двадцати четырех часов, термометр постепенно поднимался. Снег был очень мелким, как тот, что описывается арктическими мореплавателями как выпадающий в экстремально холодную погоду.
По мере того как плотные и более темные части шторма приближаются, и хотя солнце закрыто, а земля замерзла, он продолжает смягчаться, и вечером, когда термометр поднимается до 28° и плотная часть шторма достигла нас, мягко и в спокойствии начинает падать снег. Возможно, легкий воздух, следующий за штормом, или присутствие пассата рядом с землей сначала склоняют снежинки к востоку. Это часто бывает в начале снежных штормов. Однако вскоре ветер поднимается с северо-востока, и снег гонится против окон, округленный и закаленный трением снежинок друг о друга при их спуске через вихревые и противоположные токи. На следующий день мы встаем, чтобы стать свидетелями сильного снегопада, возможно, и продолжающегося северо-восточного шторма в полном разгаре; снег кружится и оседает в сугробы под прикрытием каждого забора или здания.
Может ли быть, спрашиваете вы, что этот порывистый ветер — лишь инцидент шторма? результат притяжения, в то время как штормовые облака плывут тихо и невозмутимо в противопассате наверху, прямо над штормовым ветром, который дует внизу? Это именно так. И он не «отступил», как это называют те, кто установил, что он начал идти первым и прояснился первым в точке к западу от них. Вы видели, или могли видеть, перисто-слоистое облако, проходящее на восток-северо-восток днем, и до тех пор, пока снежинки не заполнили воздух, а облака не стали невидимыми. Вы все еще можете видеть, что ветер затихнет перед тем, как шторм прекратится, и «выйдет» мягко с юго-запада, если только он не повернет на север и запад, и в любом случае вы можете увидеть, как последние из штормовых облаков, как вы видели или могли видеть первые из них, проходят на восток. К ночи ветер затихает, и шторм обрывается, или небо становится ясным на северо-западе. Теперь вы можете увидеть гладкое слоистое штормовое облако, непрерывное или разбивающееся на фрагменты и уходящее на восток, даже на краю, который граничит с ясным небом на западе или северо-западе, чтобы за ним последовал в тот вечер или на следующий день северо-западный ветер и его своеобразные низкие разорванные облака ясной погоды.
Я привел это как примеры, иллюстрирующие способ, которым дождевые и снежные штормы порождают приземные восточные ветры зимой.
Но не следует полагать, что они начинаются с точно такими же проявлениями в каждом случае зимой; тем более летом. В этом отношении существует очень большое разнообразие в разные сезоны и в разные штормы в течение одного сезона. Можно было бы дать очень много различных и точных описаний, если бы время и место позволили, которые все признали бы правдивыми. Очень часто летом, а иногда и зимой, ветер будет начинаться с востока и дуть свежо к шторму, прежде чем конденсация в пассате, которая формирует восточный и приближающийся край шторма, приняла форму отчетливого облака. Нередко, когда у поверхности штиль, узкий слой восточного ветра, в полмили или милю над землей, может быть виден с непрерывным туманом, конденсирующимся, но не в значительных клочьях, как обычные низкие разорванные облака, бегущий с большой быстротой к шторму. Такой поток тумана дул с большой быстротой в течение тридцати шести часов к шторму, который затопил Вирджинию и Пенсильванию в 1852 году и унес мост через Потомак в Вашингтоне. Такой поток тумана был виден вечером перед великим наводнением 1854 года, которое затопило Коннектикут и унесло так много железнодорожных и других мостов. Я также видел такой поток тумана, бегущий примерно на той же высоте, когда у поверхности был штиль, с юго-запада к сильному шторму, который сформировался над центральной Новой Англией — и с севера к сильному шторму, проходящему к югу от нас. Такие слои формируют, насколько я смог обнаружить, среднее течение штормов, которые сопровождаются очень сильными дождями. Эти двойные токи гораздо более распространены, чем предполагается. К востоку от Аллеганских гор короткие и сильные дождевые штормы, которые начинаются с северо-востока, поворачивая к югу и проясняясь около полудня после очень дождливого утра, часто имеют юго-восточное или южно-юго-восточное среднее течение такого характера, которое вовлекает всю приземную атмосферу, когда шторм почти прошел, а северо-восточный ветер затихает, и ветер, кажется, поворачивает к южно-юго-востоку и югу; так что это скорее преобладание другого и сосуществующего течения, чем поворот того же ветра, который отмечает период прояснения на юге.
Иногда восточный ветер начнется и будет дуть день или два, прежде чем край шторма достигнет нас. Иногда шторм проходит или будет проходить в своем боковом южном расширении к югу от нас, и конденсация в пассате простирается над нами достаточно плотно, чтобы вызвать восточное течение под ним, но недостаточно плотно, чтобы пролить дождь, и тогда у нас сухой норд-ост. Я не могу в рамках, которые я предписал, упомянуть все особенности, сопровождающие индукцию и притяжение восточного ветра штормом в противопассате. Они легко заметны внимательному и проницательному наблюдателю, и их существование и причина — это все, с чем я имею дело в настоящее время.
Ветры с севера или любой точки от северо-северо-востока до северо-северо-запада сравнительно редки в Соединенных Штатах к востоку от Аллеганских гор — хотя иначе обстоит дело в окрестностях великих озер.
Иногда ветер «отступает», как называют это моряки, во время северо-восточного шторма, с северо-востока через северо-северо-восток, север и северо-северо-запад к северо-западу. Когда это происходит, это к концу шторма. Иногда, хотя и очень редко, шторм продолжается после того, как ветер прошел точку северо-северо-востока, и пока он не станет северо-западным. Я знал несколько случаев в течение тридцати лет, но лишь несколько. Это исключения — редкие исключения. Когда ветер таким образом отступает с северо-востока на северо-запад через север, вы можете быть очень уверены, что основная часть шторма, или, по крайней мере, точка наибольшей интенсивности и наибольшего притяжения, в это время проходит к югу от вас. Это наиболее обычный курс ветра, когда шторм простирается далеко на юг и длится несколько дней, и не простирается далеко на север, или если так, то с большой интенсивностью, за пределы точки наблюдения. Изменение ветра объясняется положением фокуса интенсивности и притяжения к югу от наблюдателя и его прохождением с той стороны.
Вероятно, в местах дальше на север и (как я думаю, я наблюдал) к югу от озер, это может быть более часто, чем на параллели 44° к востоку от Аллеганских гор (что так далеко на север, как я наблюдал), поскольку чем дальше на север местность, тем более вероятно, что штормы и другие возмущения в противопассате будут проходить к югу от нее.
Между северо-востоком и юго-востоком ветер может дуть из любой точки до и во время штормов, и в ясный день утром, как легкий переменный бриз, или, после полудня, к приближающимся ливням. Я знал, что он дул весь день во время шторма прямо с востока; менялся взад и вперед между юго-востоком и северо-востоком и дул часами из любой промежуточной точки — так как разные части шторма были разной интенсивности и оказывали более или менее мощное индуцирующее влияние; и, несомненно, это часто происходит в море. Это зависит от положения фокуса притяжения шторма, его формы относительно конкретной местности и со ссылкой на атмосферу к востоку от него, и своеобразного местного магнитного действия; или, как это иногда бывает в низких широтах, обусловлено тем фактом, что шторм состоит из многих несовершенно связанных ливней, которые имеют разную силу и вызывают изменчивые и сбивающие с толку ветры.
Индуцирующее и притягивающее влияние приближающегося шторма оказывается раньше и с большей силой на приземную атмосферу над водоемами, такими как океан и озера. Таким образом, ветер будет дуть с востока к приближающемуся шторму в проливе Лонг-Айленд часами, прежде чем он будет ощущаться на любом из берегов; и когда вечером на суше стоит штиль, и часто до того, как луна образует ореол или круг в молочной конденсации приближающегося шторма, или виден какой-либо признак конденсации, можно услышать разбивание волн о берега. Несомненно, это можно наблюдать на берегах Атлантики в других точках.
Эта способность притягивать приземные слои атмосферы от таких водоемов, как океан и великие озера, объясняет две кажущиеся аномалии, упомянутые г-ном Блоджетом в ценной и поучительной статье, зачитанной на Научном съезде в 1853 году и касающейся ежегодного количества осадков на территории Соединенных Штатов.
Во-первых, влияние гор, извлекающих влагу из проходящих над ними атмосферных потоков, хорошо известно и легко объяснимо. Однако г-н Блоджет обнаружил, что источник наших дождей, каким бы он ни был, к моменту достижения Аллеганских гор настолько истощается, что эти горы извлекают из него меньше влаги, чем выпадает к западу от них — примерно на пять-десять дюймов ежегодно; и что количество осадков на них меньше, чем на Атлантическом склоне к востоку от них, вплоть до океана. Это не согласуется с наблюдениями в других местах, но легко объясняется. По мере приближения шторма к океану он притягивает под себя приземные слои океанической атмосферы, насыщенные парами, которые конденсируются в виде тумана и низких разорванных облаков (скэда), попадая под возрастающее влияние шторма. Хотя сами по себе скэд и туман не вызывают дождя, они существенно способствуют увеличению количества осадков, выпадающих сквозь них. Капли за счет притяжения и контакта укрупняются при прохождении сквозь них, подобно тому как капля воды увеличивается, стекая по покрытому влагой оконному стеклу. Маленькая капля, начинающая путь с верхней части пятнадцатидюймового стекла, иногда более чем удваивается в размере, прежде чем достигнет низа. Именно благодаря этой способности притягивать под себя приземную атмосферу, содержащую испарившуюся влагу, и вызывать в ней конденсацию, испарившаяся влага, которая редко поднимается высоко в атмосферу, выпадает обратно во время штормов и ливней. Это притяжение влажной атмосферы со стороны океана объясняет избыток осадков к востоку от Аллеганских гор по сравнению с количеством осадков на самих горах. Так, великая долина Миссисипи сравнительно ровная, и с нее стекает меньше воды, чем с Аллеганских гор. Следовательно, в атмосфере первой содержится больше испарившейся влаги, которая таким образом выпадает в осадок и пополняет ежегодный запас дождей в этой долине, превышая количество осадков, выпадающих на Аллеганские горы. К тому же эти горы возвышаются лишь примерно на 1500 футов над плато у своего основания и оказывают незначительное влияние на противопассаты. Если бы они достигали 6000 или 8000 футов в высоту, сложилась бы иная ситуация.
Во-вторых, г-н Блоджет обнаружил, что количество осадков, выпадающих в Айове, а также к югу и западу от региона Великих озер, больше, чем над самим этим регионом. Это, несомненно, отчасти объясняется той же причиной. Противопассат в штормовом состоянии притягивает приземную атмосферу из региона озер вместе с содержащейся в ней испарившейся влагой еще до того, как достигнет его, поэтому к юго-западу от региона озер выпадает больше дождей, чем над ним самим. Эта способность притягивать под себя приземный океанический ветер порождает сильные штормы, которые обрушиваются на наше побережье и которые редко ощущаются к западу от Аллеганских гор в какой-либо значительной степени; а шторм, приходящий с западо-юго-запада и простирающийся на тысячу миль или более с юго-юго-востока на северо-северо-запад, может вызвать внезапное усиление ветра на южном побережье сначала с юго-востока, а затем, последовательно, в более северных точках, что и порождает убеждение, будто шторм перемещался с юга на север.
Г-н Редфилд, обнаружив, что некоторые из штормов, которые он исследовал, в частности шторм 3 сентября 1821 года, не распространялись далеко вглубь материка и начинались в более северных точках регулярно с опозданием, пришел к выводу, что шторм перемещался вдоль линии побережья на север. В этом, как и в отношении шторма 1821 года (и, возможно, некоторых других), он заблуждался. Мои воспоминания об этом шторме точны и отчетливы. Но я вернусь к этому позже, когда буду говорить о его теории.
По направлению к штормам или поясам ливней, которые были бы штормами, если бы не лето и активная тропическая склонность к ливням в пассатах, проходящим преимущественно к северу от нас или начинающимся на севере и проходящим над нами, конденсируясь на юге по мере продвижения на восток, ветер может начать дуть еще до того, как основная масса шторма достигнет нас, с любого направления между югом с отклонением к западу и юго-востоком, особенно в летнее время и во второй половине дня. Когда дождь при шторме такого характера начинается ночью, ветер иногда может развернуться на юго-восток, если фокус притяжения находится к северу от нас, и оставаться таким до тех пор, пока шторм не начнет стихать.
Существует, однако, класс южных летних ветров, заслуживающих особого внимания. В течение двух или трех месяцев в году — скажем, с середины июня по 20 августа — штормы в восточной части континента, за исключением влажных сезонов, редки, и большая часть наших дождей приходится на ливни. В эти периоды часто возникают пояса засухи, иногда в одной местности, иногда в другой, простирающиеся с заметной регулярностью с западо-юго-запада на востоко-северо-восток по ходу противопассата, в то время как к северу или югу от них выпадают частые и почти ежедневные дожди. Если ежедневные дожди идут на севере, над поясом засухи, то в середине дня и после полудня дуют ветры с юго-юго-запада и юго-запада с отклонением к югу, иногда с кучевыми облаками или скэдом, подстилая ливневый противопассат к северу от линии засухи. Таким образом, иногда почти каждый день в течение нескольких дней испарившаяся влага из сухого пояса переносится, чтобы пополнить запасы тех, у кого и так достаточно влаги. Во второй половине дня облака на западе могут выглядеть как собирающийся ливень, но притяжение противопассата в пятидесяти, ста или двухстах милях к северу поглотит их все, и с наступлением темноты ветер развернется на юго-запад вдоль линии противопассата и стихнет.
Если на какой-либо заданной широте наблюдается засуха, а к югу от нее — частые ливни или сильные дожди, то, хотя там может и не быть подобного приземного ветра с кучевыми облаками и туманом, дующего с севера в сторону этой полосы, часто можно заметить общее, слабое движение атмосферы с северо-северо-запада, северо-запада или другого северного направления в сторону пояса дождей на некотором расстоянии над землей, при постоянно пониженном барометре и, возможно, прохладной атмосфере.
Во время установившейся ясной погоды, когда пояс притяжения дождей находится далеко на севере, на северном берегу пролива Лонг-Айленд, ветер, подобно морскому бризу, в первой половине дня начинает дуть слабо с юго-юго-востока или юга с отклонением к востоку, дуя легким бризом в течение дня и разворачиваясь к вечеру на западо-юго-запад вдоль линии пассата, после чего стихает. Во время засухи я наблюдал, как это происходило семнадцать дней подряд. Внимательному наблюдателю очевидно, что это результат влияния солнца, возбуждающего магнитное влияние земли и создающего состояние пассата, не похожее на то, которое вызывает образование кучевых облаков, и которое притягивает приземную атмосферу из пролива на сушу: ибо склонность к конденсации кучевых облаков предшествует бризу, и бриз часто отсутствует в самые жаркие дни, когда такой склонности к образованию кучевых облаков нет. То же самое верно и для морских бризов в других местах. Они не дуют на некоторые из самых горячих поверхностей. Там, где они существуют, они не всегда дуют, а отсутствуют в самые жаркие дни; и внимательные наблюдатели связывали их появление с образованием кучевых облаков или другой конденсацией над холмами в глубине суши. Следовательно, они не являются результатом восходящих потоков нагретого воздуха.