Homo neanderthalenis. Более ранние находки в Анжи и Гибралтаре тоже были причислены к неандертальцам, жившим в Европе примерно 37 000 лет назад, часть времени деля территорию с представителями современных людей. На сегодняшний день было идентифицировано более десятка вымерших человекоподобных видов, некогда проживающих на территории Африки, Европы, Азии и островов Индо-Тихоокеанской области.
Прогноз погоды
Способность предсказать погоду на завтра помогает многим из нас определиться с планами — провести день на пляже или взять с собой плащ. Но раньше от метеопрогнозов зависела жизнь людей.
Метеорологическая карта 1880-х годов для Северной Европы. Изогнутые линии представляют собой изобары, они соединяют точки с одинаковым атмосферным давлением. Карты показывают, как за день меняются погодные условия, и могут быть использованы для будущего прогноза.
Термин «прогноз» ввел английский морской офицер Роберт Фицрой. Фицрой был протеже Франсуа Бофорта, чью шкалу силы ветра успешно применяли для оценки морских условий в данный момент, но при этом она не могла подсказать, что будет дальше. В 1854 году Фицрой ушел в отставку и учредил метеорологическую службу для британского правительства. Служба собирала унифицированные сведения о погоде, предоставляемые британскими судоходными компаниями, чтобы включить данные о климате в морские карты.
В этом же году сильный шторм обрушился на Черное море. Вспомогательные суда, которые везли провиант для французских и британских войск, сражавшихся с русскими в Крымской войне, пропали без вести. Французский астроном Урбен Леверье доказал, что движение шторма на восток через Европу прослеживалось в сводках погоды, сопоставленных после инцидента. Если бы из этих метеоданных можно было составить синоптическую карту в течение нескольких часов, а не недель, можно было бы избежать потери крымского флота. Тогда для передачи наблюдений в новые метеорологические обсерватории была запущена телеграфная сеть (недавно изобретенная). Метеослужба Фицроя стала первой в мире службой прогнозирования погоды, которая проработала многие годы. К 1861 году она стала передавать предупреждения об опасных явлениях погоды при помощи телеграфа и публиковала суточный прогноз в лондонской газете Times (что делает до сих пор).
Прежде чем стать синоптиком, Роберт Фицрой командовал кораблем Его Величества «Бигль». Это был небольшой бриг-шлюп, используемый для морских исследовательских экспедиций. Во время второго путешествия (1831–1836) Фицрой совершил на нем кругосветное плавание через мыс Кейп Хорн, Новую Зеландию и Австралию. Он взял с собой гражданского спутника Чарлза Дарвина, который сравнивал и сопоставлял животных со всего земного шара. Это занятие вдохновило его на создание теории эволюции.
Изучение высоты
Погода — это атмосферное явление, и чтобы понять ее, имеет смысл подняться в воздух и рассмотреть поближе атмосферу. Два первых исследователя воздушного пространства так и сделали.
В 1862 году Британская ассоциация развития науки предложила организовать экспедицию для изучения «воздушного океана». Генри Коксвелл, главный аэронавт страны, был назначен для полета на огромном водородном воздушном шаре (2600 м3), он должен был подняться выше, чем кто-либо до него. С ним в команде был ученый Джеймс Глейшер, он использовал барометр для измерения высоты (которая увеличивалась вместе с падением атмосферного давления), а также строил диаграмму соответствующего падения температуры.
Путешествие Коксвелла и Глейшера на шаре по «воздушному океану» могло обернуться катастрофой, так как они поднялись на высоту с разреженным воздухом, несовместимую с жизнью.
Члены команды также взяли с собой на борт шесть почтовых голубей, планируя отпускать их по одному по мере набора высоты. Огромный воздушный шар поднялся очень быстро, и команда оказалась над облаками уже через 12 минут. Все шло хорошо, экипаж восхищался невероятным видом облачного покрова — что-то подобное люди видят сегодня из иллюминатора самолета, но в те времена это было в новинку. На высоте 4,83 км Глейшер начал отпускать голубей. На высоте 6,44 км было видно, что голубю тяжело лететь, а на высоте 8 км птицы просто падали вниз. На этом участке Глейшер доложил, что его мутит, он хотел предупредить Коксвелла, но потерял сознание. Коксвелл был моложе Глейшера, и поэтому меньше пострадал: у него лишь онемели руки. Ему удалось открыть зубами предохранительные клапаны, чтобы выпустить водород, и в течение 20 минут воздушный корабль вернулся на землю, оба члена экипажа остались живы. Анализ, проведенный позднее, показал, что ученые поднялись на высоту в 11,3 км, значение близкое к современной крейсерской высоте реактивного самолета и гораздо выше горы Эверест. На такой высоте человеческий организм испытывает сильный стресс из-за недостатка кислорода. Атмосферное давление наверху равно лишь пятой части от значения давления на уровне моря, а разреженный воздух почти не способен удерживать тепло, поэтому максимальная температура равна –40 °C.
Первые воздушные шары, способные перевозить пассажиров, были построены французскими братьями Монгольфье. В 1783 году на борту судна из бумаги и шелка полетели первые аэронавты: овца, утка и петух, специально отобранные по физическим показателям. На утку высота не действует, петух — птица, которая не может летать высоко, а овца и вовсе не умеет. За восьмиминутный полет никто из животных не пострадал.
Ураган
Организация, ставшая впоследствии Национальной метеорологической службой, была создана в 1870 году и уже через три года выпустила первое предупреждение об урагане. С тех пор служба занимается исследованием этих штормовых гигантов.
Самые сильные ветры находятся в «стене глаза», необъятном кольцевом облаке, которое окружает глаз — чистую зону со слабыми ветрами и ясным небом в самом центре бушующего шторма.
Президент Улисс Грант основал Бюро погоды США, чтобы «обеспечить проведение метеорологических наблюдений на военных базах внутри континента и в других точках штатов и территорий… и уведомить о приближающемся шторме и его силе на северных озерах или морском побережье с помощью телеграфа и морских сигналов». Новая организация находилась под эгидой министра обороны: чтобы получить результат, требовалась жесткая дисциплина. (С тех пор Бюро претерпело множество изменений, теперь это Национальная метеорологическая служба, часть Национального управления океанических и атмосферных исследований.)
В 1870-е годы океанские суда были плохо оборудованы, чтобы выдержать ураган.
Главный метеоролог Кливленд Эббе уже начал делать прогнозы погоды на основе данных, присылаемых ему через «Вестерн Юнион», объединение телеграфных линий на западе США, и Торговую палату Цинциннати. Эббе настойчиво «обрабатывал» своих начальников, чтобы те предоставили ему все необходимое для изучения погодных явлений, чтобы он мог предсказывать их.
В июне 1873 года Бюро получило сведения о шторме, проходящем через Карибское море. Казалось бы, ничего страшного, но уже в августе сильный ураган поднялся над Восточным побережьем и затих только у острова Ньюфаундленд. А в сентябре еще два урагана обрушились на Флориду. В те времена ведущим специалистом по ураганам был кубинский священник Бенито Вайнз, который управлял метеорологической обсерваторией в Гаване. В 1877 году он опубликовал работу, в которой описал, как предсказать приближение урагана по движению волн и облаков, но это не принесло особой пользы. 1893 год стал самым смертоносным в истории США из-за серии сильных штормов, захвативших Восточное побережье. В 1898 году Бюро перенесло ураганный центр из Кингстона (Ямайка) в Гавану (Куба), которая более подвержена ураганам. Спустя два года ураган, обрушившийся на Галвестон (штат Техас), унес жизни по меньшей мере 8000 людей.
Эффект, названный в честь японского метеоролога Сакухэя Фудзивары, который описал его в 1921 году, возникает, когда два циклона подходят довольно близко друг к другу и ветры притягивают их так, что они начинают вращаться один вокруг другого. Затем штормы меняют направление и в конце концов сливаются в один более крупный и опасный ураган. Этот эффект встречается довольно редко — раз в несколько лет.
Атлантические ураганы образуются далеко в открытом океане из-за погодных явлений, возникающих в пустыне Сахара. Поначалу это тропические депрессии с низким давлением, наблюдатели отслеживают их продвижение на запад. Некоторые превращаются в штормы со скоростью ветра до 120 км/ч. Еще чуть-чуть и шторм становится ураганом. Самые сильные штормы — ураганы 5-й категории (по шкале Саффира-Симпсона), при них скорость ветра выше 250 км/ч.
Постепенно пришло понимание, как устроены сильные штормы. Японский исследователь Сакухэи Фудзивара показал, как ураганы вписывались в общую погодную картину тропической Атлантики. В 1922 году Эдвард Боуи обнаружил, что движение ураганов, как правило, антициклоническое, или противоположное направлению вращения Земли. В Северном полушарии — против часовой стрелки. Однако все эти знания не помогли ураганным центрам оповещать людей об опасности заблаговременно, поэтому ураганы на побережье часто заканчивались сотнями жертв.
Масштаб урагана довольно трудно оценить. Попытка запечатлеть один из них потребовала развития космических технологий. Первый метеоспутник «Авангард-2» был запущен в 1959 году. Он был оснащен примитивной цифровой камерой, чтобы делать снимки облаков. Снимки получались нечеткими, и от них не было особой пользы. Однако американские ученые, исследующие Землю, продолжили работать с этой системой и с конца 1970-х годов два спутника GOES («геостационарных эксплуатационных спутника наблюд