«Последующее исследование привело меня к убеждению, что причина этого явления заключается в том, что пассаты запружены Андами и что атмосфера в этих частях по этой причине сжата и, следовательно, тяжелее, чем дальше от гор, хотя и над менее возвышенной частью земли. Открытие этого факта заставило меня мало полагаться на показания барометра для определения высоты у восточного подножия Анд. Разумно, однако, предположить, что эта причина больше не будет действовать в Эгасе, почти в тысяче миль ниже устья Уальяги».
Отчет лейтенанта Гиббона также чрезвычайно поучителен. Отделившись от лейтенанта Херндона в Тарме, в Андах, он продолжил путь на юг, вдоль восточных склонов цепи от 11° 30′ южной широты почти до 18° южной широты, в Оруро, совершив путешествие около 7° 30′ широты.
Значительная часть этого путешествия проходила по восточным и менее возвышенным частям Анд; однако лишь немного ниже линии вечных снегов. Здесь, в течение сухого сезона, он встречал частые ливни и туманы с востока, но покинул их, спускаясь на равнины на плоскогорье. Там он обнаружил, что сухой сезон выражен более отчетливо; но случайные нерегулярности были обнаружены на плоскогорьях, как и везде на соответствующих высотах. Юго-восточные пассаты, однако, были там очевидны в течение сухого сезона, несмотря на нерегулярности. Сезон дождей, с декабря по май, он провел в Кочабамбе, а по его окончании отправился на север вниз по Мадейре и ее притокам к Амазонке. Хотя это едва ли соответствует моим предписанным пределам, я не могу удержаться от того, чтобы не сделать несколько выдержек. Так, находясь в горах к востоку от Уанкавелики, в северо-восточном противопассате, он говорит:
«Наш курс — на восток. Заснеженные горы видны на западе. Температура источника 48°; воздуха 44°. Молнии сверкают вокруг нас; когда ветер кружит с северо-востока на юго-запад, дождь и снежинки превращаются в град размером с горошину. Гром гремит и эхом отдается в горах; мулы опускают головы и идут медленно; легко одетый абориген идет, дрожа, погоняя поезд; темное кучевое облако, кажется, окутывает нас».
Снова, на почтовой станции Бомбам, в фокусе перехода от перистых облаков к кучевым, слоистым и шторму:
«Ветры очень нежные и завивают перистые или волосистые облака в самые изящные формы вокруг седоголовых Анд, в богатые и нежные скопления; когда пик скрыт, все, кроме синего оттенка под снегом, мы видим естественную фату невесты. Восточный ветер поднимает и превращает их в темные кучевые облака, осевшие на морозной короне, как зимняя шапка старика; физиогномическое выражение — это гнев. Изменение сопровождается громом и, кажется, приказывает всем вокруг одеться для бури. Холодный дождь падает на нас мелкими каплями; день становится темнее, и облака прижимаются близко к земле».
Во время экскурсии к востоку от Куско —
«Свернув от реки, мы поднимаемся на крутой горный хребет — наконец, восточный хребет. Тяжелый туман веет вверх, когда ветры гонят его против склона Анд, так что наш обзор сокращается до нескольких сотен ярдов. Мы надеемся, что занавес поднимется, чтобы мы могли осмотреть произведения тропической долины внизу; но туман сгущается, и день темнеет от тяжелых, нагроможденных черных облаков; следует дождевая буря. Травы процветают, а вершина хребта покрыта густым дерном. По барометру мы стоим на одиннадцать тысяч сто футов над уровнем моря».
В мае следующего года, проведя сезон дождей в Кочабамбе, он отправляется на север —
«Наш маршрут из Тармы в Оруро был на юг. Мы ехали впереди солнца. В декабре, когда мы прибыли в Кочабамбу, солнце только что прошло нас. Как только оно это сделало, дожди обрушились на эту сторону хребта; продолжать путь было невозможно. Дороги были затоплены, овраги непроходимы, и погонщики отложили свое путешествие до начала сухого сезона. После того как солнце прошло зенит Кочабамбы и довольно переместило пояс дождей за собой к северу, тогда мы вышли из-под укрытия и теперь идем позади пояса дождей в сухую погоду, в то время как жители активно заняты уходом за своими посевами».
Так и к северу от экваториального пояса, вдоль всей линии Анд, вплоть до северной границы пустынной долины Хила, дождь выпадает на высоких горных хребтах благодаря близости противопассата и отклонению ливней к северу вдоль их восточных сторон.
Во время съемки пограничной линии между Мексикой и Калифорнией и т. д. комиссией под руководством мистера Бартлетта возникла необходимость найти какое-нибудь место, где вода и трава были в изобилии, для штаб-квартиры комиссии. Это было найдено, и могло быть найдено только на горах Мимбрес, у старой заброшенной испанской медной шахты, на высоте 7000 или 8000 футов над уровнем моря, в окружении пиков еще большей высоты. Эти возвышенные хребты находились в пределах влиятельного расстояния противопассата, и здесь зимой выпадал снег из внетропического пояса, а летом, в период наиболее северного расширения тропического пояса, выпадал дождь в виде ливней; когда в пятнадцати милях оттуда, в долине, была непрекращающаяся засуха. Мистер Бартлетт так описывает это в своем «Личном повествовании»:
«Мы достигли этого района 2 мая. Растительность тогда была развита, хотя дождя не было. Но следует помнить, что зимой бывает снег, а значит, в земле много влаги, когда открывается весна. Май и июнь были умеренно теплыми. Третьего июля выпал первый дождь. Он шел потоками, сопровождался градом и длился три или четыре часа. Многие из наших домов из адоба были затоплены водой, а горные склоны демонстрировали водопады во всех направлениях. Арройо, который проходит через деревню и который едва дает достаточно воды для нашей группы и животных, стал настолько полноводным, что его стало трудно пересечь; и к тому времени, когда он принял многочисленные горные потоки, которые впадают в него в пределах мили от нашего лагеря, он стал непроходимым для фургонов или даже мулов. Сухие овраги превратились в быстрые ручьи глубиной пять или шесть футов и иногда шириной пятьдесят футов и более. В этот день группа, прибывшая к медным рудникам с равнины внизу, где не было дождя, внезапно оказалась в регионе, переполненном водой, так что их продвижение было остановлено, и они были вынуждены ждать, пока паводок не спадет. После этого у нас были случайные ливни в течение июля и августа».
Расположение этой горной станции находится около тридцать третьей параллели северной широты, в то время как северная граница экваториального пояса нигде, кроме горных хребтов и плоскогорий Мексики, не простирается выше 25°.
Там, по причине, которую мы рассматривали, он действительно простирается дальше на север в течение июля и августа, в виде случайных ливней, и в окрестностях горы Пикачо мистер Бартлетт встретил одну из ее горных гроз 13 июля, на своем обратном пути на юг через Мексику, на 32-й параллели, в следующем году. (Personal Narrative, том II, стр. 285). Эти ливни возникли в слоях противопассата, которые проследовали вдоль восточной стороны гор, а не из слоев, которые пересекли их и искривились к востоку, как это видно по курсу развития ливней.
Давайте рассмотрим в этой связи один или два факта, представляющих большой интерес, хотя и не связанных напрямую с рассматриваемым вопросом. Южная граница внетропического пояса зимой на тихоокеанском побережье Северной Америки находится в окрестностях Сан-Диего, примерно на 32°. Летом этот предел переносится выше Астории, которая находится на широте 46° 11′ — около 14° — однако Нью-Мексико получает мало, если вообще получает, дождя зимой в окрестностях Альбукерке, но получает ограниченное количество около семи дюймов летом и осенью, пять с половиной дюймов из которых выпадает в июне, июле и августе. Альбукерке находится на широте 35° 13′, ниже южной летней границы внетропического пояса и к северу от северной границы экваториального пояса. Эта аномалия объясняется распространением на запад над северным Нью-Мексико крайнего западного края нашего концентрированного противопассата по причине его выхода дальше на запад из экваториального пояса в его северном расширении в летние месяцы. Этот западный край, искривляясь на восток, к северо-востоку от Нью-Мексико, покрывает северо-западные штаты, Айову, Миннесоту, Висконсин и т. д. и обеспечивает им тот большой избыток летних осадков, который является особенностью их климата; а его отсутствие дальше на восток зимой и очень большая высота Скалистых гор и других хребтов, над которыми искривляется их обычный противопассат того сезона, объясняют отсутствие там большого количества осадков и снега, или над долиной Рио-Гранде в Нью-Мексико, зимой.
Мы можем теперь увидеть, тоже, почему западное побережье и тихоокеанский регион континента, ниже 45°, так бедны влагой. Юго-восточные пассаты, которые возникают из западной части южной Атлантики и континента Южной Америки, которые, если бы не цепь Анд, в своем естественном курсе, после прохождения экваториального пояса, продолжали бы движение на северо-запад, пока не прошли бы границы северо-восточных пассатов, и искривились бы в западную часть нашего континента ниже 45°, и снабжали бы его обильно дождем, частично, возможно, отклоняются вдоль восточной стороны этих гор, чтобы увеличить объем нашего противопассата, а частично проходят их, почти исчерпав свой запас влаги своим сопредельным взаимным действием. Отсюда, тоже, дефицит осадков у подножия Анд, на западной стороне, и своеобразный и нерегулярный характер ветров под западным подветренным склоном андского хребта. Переменные ветры и полосы штилей преобладают на этой части Тихого океана, за исключением мест, где горы понижаются, и тогда под экваториальным поясом дует западный или юго-западный муссон. Говорит лейтенант Мори в своих «Картах», шестое издание, стр. 731:
«Переход под парусами из Панамы в Калифорнию, как это делается в настоящее время, является самым утомительным, неопределенным и досадным, который известен мореплавателям».
«Мои исследования были проведены достаточно далеко, чтобы показать, что в определенные сезоны года судно, направляющееся из Панамы в Калифорнию, должно пересечь по крайней мере три, в некоторые сезоны четыре, таких встречи ветров или полос штилей, прежде чем оно сможет войти в область северо-восточных пассатов. Отсюда утомительный переход».
Таково будет всегда положение дел на этом континенте и в восточной части Тихого океана, до тех пор пока юго-восточные противопассаты будут вынуждены проходить над горной цепью Южной и Центральной Америки.
Опять же, если мы внимательно изучим пояс или зону внетропических дождей, мы обнаружим, что фокус наибольших осадков находится значительно севернее его южной границы и что, при прочих равных условиях, этот фокус перемещается на север летом и дает более высоким широтам необходимые им летние дожди. Это очень заметно на северо-западной части нашего континента, как покажет следующая таблица:
Lat. Jan. Feb. Mar. Apr. May. June. July. Aug. Sept. Oct. Nov. Dec. Year. San Diego, Cal. 32° 41′ 0.3 1.7 1.1 0.9 0.5 0.0 0.0 0.2 0.0 0.1 1.5 3.4 9.6 San Francisco. 37° 48′ 1.7 0.5 4.4 2.1 0.4 0.0 0.0 0.0 0.4 0.6 3.0 5.5 18.8 Cant., Far W., Cal. 39° 02′ 3.3 0.6 6.4 2.2 0.9 0.0 0.0 0.0 0.3 0.1 3.5 4.6 21.9 Astoria, Oregon. 46° 11′ 27.0 10.9 6.1 4.4 5.9 2.6 0.0 2.3 1.9 6.7 13.2 6.2 87.2 Puget’s S’d, Ore. 47° 07′ 11.8 3.9 4.7 4.1 0.8 0.6 0.5 1.3 1.6 3.6 5.9 6.1 44.8 Sitka, Russ. Am. 57° 3′ 2.5 9.6 3.5 3.3 1.9 5.9 3.7 10.1 14.8 12.7 7.4 4.2 79.5 Цифры приведены в дюймах и десятых долях дюйма дождя.
Таким образом, будет видно, что в январе, когда южная линия находится в Сан-Диего, на южной линии Калифорнии, фокус осадков находится над Орегоном; и что в августе и сентябре, когда южная линия переносится вверх и над Орегоном, фокус переместился на север к Ситке, и что он всегда находится по крайней мере на 10° севернее южной линии пояса на этом побережье. Увеличенное количество дождя, которое выпадает в фокусе осадков там, от Орегона и выше, несомненно, значительно усилено экваториальным океаническим течением, которое течет напротив этой части континента. Подобный эффект, точно, производится в Европе. Количество дождя, которое выпадает в Бергене, в Норвегии, составляет 87 61/100 дюймов в год, более чем в три раза превышая средний показатель для этого континента.
Разница, показанная в предыдущей таблице между Асторией и Пьюджет-Саунд, объясняется тем, что последний лежит во внутренних районах и внутри береговой горной цепи, в то время как Астория расположена в устье реки Колумбия, с открытым видом на океан.
Подобное сравнительное увеличение осадков в северных широтах летом встречается везде, варьируясь в зависимости от местных влияний, которые действуют в конкретном случае. Так,
There falls in Winter. Spring. Summer. Aut’mn. Year. Burlington, Vt., lat. 44° 20′ 5.7 7.3 11.4 9.8 33.9 Albany, N. Y., lat. 42° 39′ 8.3 9.8 12.3 10.3 40.7 Minnesota, Iowa, lat. 41° 28′ 7.3 12.3 17.4 11.7 48.8 St. Peters’g, Russ., lat. 59° 56′ 3.89 3.20 5.70 4.71 17.51 Pekin, China, lat. 40° .54 3.35 18.80 2.29 25.68 Пекин лежит в северной части Китая и имел бы гораздо большее количество осадков от концентрированного противопассата, если бы не многочисленные горные хребты, которые пересекают его путь зимой, но над которыми он проходит на большей высоте в течение лета — особенность, от которой восточная часть этой страны наиболее удивительно и счастливо свободна.
Таким образом, очевидно, что фокус осадков в зоне внетропических дождей находится на 8°–12° севернее его южной линии и перемещается вместе со всем механизмом в его ежегодном транзите на север и юг.
Это вопрос некоторой сложности, возможно, увеличивается ли этот фокус за счет увеличения магнитного действия в этой точке, ибо и линия спуска противопассата, и фокус магнитного действия переносятся вверх подобным образом и по подобной причине, и, по всей вероятности, оба совпадают в результате.
Существует чрезвычайная мудрость в этом обеспечении постепенного оседания противопассата и постепенного увеличения магнитной интенсивности, и, как следствие, постепенного выпадения осадков. На европейском континенте и над западной Азией есть 50° широты, которые должны снабжаться влагой этим полярным поясом дождей. Если бы фокус осадков находился на его южной границе, противопассат был бы лишен влаги в этой точке, и мало что достигло бы более северных частей земного шара, которые должны снабжаться им. Но движение всего механизма переносит вверх южную линию от южных границ государств Варварии к Средиземному морю и частям южной Европы, а фокус осадков и близкого приближения противопассата к земле, будучи расположенным далеко к северу от южной линии, переносится вверх соответственно, в то время как сочетание влаги с атмосферой посредством южнополярного магнетизма и электричества, а также постепенный спуск противопассата позволяют ему противостоять, до некоторой степени, влиянию северополярного магнетизма и холода, и таким образом сохранять части своей влаги для распределения в полярных регионах.
Высота противопассата над землей варьируется на одной и той же широте с вариациями в явлениях погоды. Внимательное наблюдение за облаками нашего климата вскоре убедит любого в этом, после того как он ознакомится с ними, чтобы с уверенностью различать облака пассата. Его диапазон в этой стране составляет от 3000 футов или менее до 12 000 футов над землей, а его глубина у нас, вероятно, от 6000 до 8000 футов. Гей-Люссак, в своем научном экспериментальном подъеме на воздушном шаре, первом такого рода, когда-либо совершенном, за исключением несовершенного, сделанного незадолго до этого им самим и Био, обнаружил его на высоте около 12 000 футов над Парижем и около 4000 футов в глубину. Он обнаруживается термометром, когда сильно возвышен.
Атмосфера становится прохладнее при подъеме на горы или на воздушных шарах. Скорость охлаждения обычно составляет около 1° по Фаренгейту на каждые 300 футов. Если бы не экваториальное течение, это прогрессивное снижение температуры, несомненно, было бы совершенно равномерным. О подъеме Гей-Люссака по этому пункту было сказано:
«В сорок минут десятого утра 15 сентября 1804 года научный путешественник поднялся, как и прежде, из сада хранилища моделей. Барометр тогда показывал 30,66 английских дюймов, термометр — 82° по Фаренгейту, а гигрометр — 57½°. Небо было безоблачным, но туманным».
«В течение всего этого постепенного подъема он замечал через короткие промежутки состояние барометра, термометра и гигрометра. Из этих наблюдений, составляющих в общей сложности двадцать один, он дал табличный обзор. Мы сожалеем, однако, что он пренебрег отметить время, в которое они были сделаны, поскольку результаты, по-видимому, были очень существенно изменены ходом дня. Было бы также желательно сравнить их с регистром, отмечаемым каждые полчаса в Обсерватории. От поверхности земли до высоты 12 125 футов температура атмосферы снижалась регулярно, от 82° до 47° 3′ по шкале Фаренгейта; но впоследствии она снова повысилась и достигла 53° 6′ на высоте 14 000 футов; очевидно, из-за влияния теплых потоков воздуха, которые, по мере того как день продвигался, поднимались постоянно от нагретой земли. С этой точки температура уменьшалась, лишь с небольшими отклонениями от идеальной регулярности. На высоте 18 636 футов термометр опустился до 32° 9′, на грани замерзания; но он опустился до 14° 9′ на огромной высоте 22 912 футов над Парижем, или 23 040 футов над уровнем моря, предельном пределе подъема воздушного шара».
Высокий диапазон барометра указывал на очень значительное возвышение пассата во время, когда Гей-Люссак совершал свой подъем. Я не знаю, чтобы он с тех пор был найден на такой большой высоте, на такой высокой широте, хотя он, несомненно, поднимается из-за вмешательства большого объема северо-западного воздуха, в некоторых случаях, почти до той же высоты у нас.
В отрывке относительно подъема Гей-Люссака у нас есть еще одна из тысячи поспешно принятых и абсурдных гипотез, связанных с калорической теорией. Очевидно и совершенно невозможно, чтобы в дополнение к обычному накоплению тепла на поверхности земли «по мере того как день продвигался» — то есть в течение первой половины дня — теплые потоки должны были подниматься, оставаясь незамеченными Гей-Люссаком во время подъема на 12 000 футов — не влияя ни в малейшей степени на столь большое промежуточное тело атмосферы или его термометр, и в таких огромных объемах, чтобы увеличить тепло слоя в 4000 футов в глубину, в среднем на 3° по Фаренгейту, и до 6° в центре.