сть сравнить, что наблюдалось по прибору и что дал самописец. Проверять приходится и часы барабана, которые могут, как всякие часы, и отстать, и уйти вперед. После, на основании всех этих отметок, производится "обработка" в кривых самописцев.
КАК НАУКА ИСПОЛЬЗУЕТ ВОЗДУШНЫЕ ЗМЕИ
Кто из нас в свое время не развлекался пусканием воздушных змеев, стараясь запустить их как можно выше? Нет ничего странного в том, что с пробуждением интереса к высоким слоям атмосферы ученым пришла мысль попробовать поднять на змеях метеорологические инструменты. Первая такая попытка была сделана в Англии в 1749 г. Вильсоном и Мельвиллем, которые подняли на змеях термометры особого устройства. Но настоящее научное значение получили только подъемы самопишущих инструментов, причем змеи берутся не плоские, а коробчатые, прямоугольные, треугольные или цилиндрические с полулунным сечением. Первый коробчатый змей был построен Харгрэвом, в 1890 г., и этот тип змея с различными изменениями применяется и до сих пор. Запускаются такие змеи на струнной проволоке, при помощи механических или электрических лебедок, и часто к основному "головному" змею присоединяются вспомогательные, так что в воздухе реет целая гирлянда змеев.
Рис. 56.Змей с полукруглым сечением для исследований атмосферы.
Рис. 57.Змейковый метеорограф В. В. Кузнецова.
К головному змею подвешивается и особый прибор — "метеорограф": это соединение всех уже описанных самописцев, только в более маленьком виде. Тут и барограф, и термограф, и гигрограф, и маленький анемограф с Робинзоновой мельничкой. Каждый пишет на барабане свою кривую. Когда полет окончен и прибор снят, производится обработка этих кривых, т. е. вычисление по давлению и температуре высот, на которые поднимался прибор, а затем вычисляют точнее самую температуру, влажность и ветер на каждой высоте.
На рисунках изображены две такие записи змейкового метеорографа системы В. В. Кузнецова и самый метеорограф. Первое — подъем с "инверсией" — так как температура с высотой до границы стратосферы убывает, то обычно кривая температуры в точности походит на кривую давления, воспроизводя все ее колебания; в данном же примере уже почти с начала подъема прибора кривая температуры начинает опускаться, когда кривая давления поднимается, — значит, в воздухе имеется слой потепления с высотой, или инверсия.
Рис. 58.Запись змейкового метеорографа. Верхняя кривая изображает скорость ветра, вторая — влажность, третья — температуру, четвертая — давление воздуха. Подъем с инверсией: температура возрастает с уменьшением давления, т. е. с возрастанием высоты.
Второе — подъем без инверсии; кривые давления и температуры имеют одинаковый ход. Такие инверсии всегда радуют наблюдателей во время сильных морозов, которым, кажется, конца не будет. Когда змейковый подъем приносит значительную инверсию, — значит наверху уже имеется течение теплого воздуха, которое скоро достигнет земли, и морозы кончатся.
Если же, наоборот, зимой температура сильно падает с высотой, следует ждать продолжения и даже усиления морозов. В Ленинграде, примерно, можно сказать, что температура, "наблюдаемая" днем на высоте 1000 м, часто к вечеру "спускается" к земле. Если летом на 1000 м температура ниже 0°, к вечеру можно ожидать заморозка.
В зависимости от ветра, змеи можно поднять более или менее высоко, и они достигают таких высот, которые и не снились мальчикам, поднимающим игрушечные змеи. Мировой рекорд змейкового подъема — 9740 м — почти на километр выше горы Эверест! Этот рекорд достигнут недавно в Аэронавтической обсерватории в Линденберге (близ Берлина), занимающей по аэрологическим наблюдениям первое место в мире. У нас в СССР регулярные змейковые наблюдения (и вообще аэрологические) производятся в Аэрологической обсерватории в Слуцке, под Ленинградом. Здесь в марте 1928. г. достигнута рекордная для СССР высота — 5170 м. Средняя же высота змейковых подъемов составляет 11/2—4 км, и можно сказать, что до высоты 4 км воздух исследован довольно обстоятельно.
Рис. 59.Запись змейкового метеорографа с очень незначительной инверсией близ высшей точки подъема: кривая температуры представляет почти точную копию кривой давления.
ЧТО ДАЮТ АЭРОЛОГИЧЕСКИЕ НАБЛЮДЕНИЯ
Одно из практических применений аэрологические данные находят в артиллерии. Сопротивление воздуха летящему снаряду зависит от плотности, а та, в свою очередь, от температуры. Поэтому очень важно знать распределение температуры в разных слоях над поверхностью земли.
Не менее важное значение имеют аэрологические данные для всех видов воздушного транспорта. Не зная условий, с которыми он встретится на высоте, летчик летит, можно сказать, "вслепую". Во всех странах существует специальная служба погоды для авиации.
Важное применение находят они и в астрономии. Тут, как известно, большую роль играет преломление лучей небесных светил в земной атмосфере, или рефракция, в силу которой и Луна, и Солнце, и звезды кажутся нам выше над горизонтом, чем они находятся в действительности. Степень преломления лучей в атмосфере зависит от ее плотности, и здесь метеорология оказывает большую услугу астрономии, позволяя точно определить чередование в воздухе более или менее плотных слоев.
Но, конечно, и помимо подобных приложений, аэрологические данные имеют большое научное значение. Знать их необходимо для выяснения условий образования дождя и снега, облаков, различных движений воздуха, тесно связанных с погодой. "Ключ" к погоде лежит не у самой земли, а именно в верхних слоях атмосферы.
Рис. 60. Рекордные высоты, достигнутые в атмосфере. (Стратостат "Осоавиахим 1" достиг высоты 22 км, на рисунке не обозначено.)
Аэрология — наука еще молодая: ей не насчитывается и полвека; но будущность ее — большая и многосторонняя.
ШАРЫ-ЗОНДЫ
Высота полета змеев по необходимости ограничена: чем выше полет, тем длиннее проволока, на которой они держатся, и ее тяжесть в конце-концов притянет их к земле, даже если взять змеи очень большие.
О научных подъемах на воздушных шарах мы уже упоминали. На этих шарах были достигнуты высоты, которых в то время нельзя было и думать достигнуть на змеях. Но, конечно, помимо средств, эти подъемы на свободных шарах требовали и большой предприимчивости и риска, иногда даже самопожертвования. Некоторые главы "Научных воздушных полетов" Ассмана и Берсона, где описаны эти путешествия, читаются с захватывающим интересом. Достигнутая Берсоном и Зюрингом высота на шаре с открытой гондолой в 1901 г., 10800 м, не превзойдена до сих пор. У нас целый ряд научных свободных полетов организовал и совершил В. В. Кузнецов, под руководством которого были вообще созданы первые русские аэрологические наблюдения.
Авиация вытеснила воздухоплавание, и наука тотчас же постаралась воспользоваться ее достижениями. Самопишущие приборы стали прикреплять к крылу аэроплана, и таким способом при полетах в разных странах получено много ценных записей. Наибольшая высота, достигнутая аэропланом, — 14 км.
Рассчитанные специально на очень высокие слои воздуха "стратостаты" с герметически закрытой гондолой достигают, как было указано выше, значительно больших высот: мы видели, что "Осоавиахим 1" поднялся на высоту около 22 км; это рекордная высота, выше которой не был еще ни один человек.
Однако, если человеку пока не дано залетать так высоко, это удается шарам-зондам, которые пускаются на произвол ветра одни, без пассажиров и без привязи. Первоначально такие шары делались из бумаги; сейчас проще и дешевле применять резиновые шары. Зонды раздуваются водородом до 500–600 см в окружности; в диаметре такой шар имеет, стало быть, почти целых 2 метра. К нему привешивается прибор, по существу такой же, как и на змеях, но с некоторыми отличиями. Во-первых, зондовый прибор не записывает влажности, потому что на больших высотах влажность очень маленькая, и гигрометр показывает неточно.[11] Во-вторых, — на нем не бывает записи ветра: ведь шар сам летит по ветру и, стало быть, его не испытывает. Наконец, так как чернила на большой высоте замерзают, то барабан зондового прибора оборачивается закопченной бумагой и перья чертят свои кривые остриями на саже.
Самый высокий шар-зонд поднялся в 1912 г. в Италии, в Павии: он долетел до высоты 36 км. Это наибольшая высота, которой удалось достигнуть в атмосфере. Выше этого еще никаких наблюдений не делалось. Но шаг за шагом человек завоевывает высоты: на земле ему осталось всего 250 м, чтоб водрузить свое знамя на высочайшей из гор — Эвересте; в воздухе предела его устремлениям не положено, и трудно сказать, какие еще достижения могут принести даже ближайшие годы, v тем более — десятилетия.
Рис. 61.Летящий шар-зонд с метеорографом.
ИЩИТЕ ШАР-ЗОНД!
Зондовый прибор помещается в легкий металлический ящичек или в корзинку и привязывается к шару. К нему же привязывается другой шар, раздутый гораздо меньше, или парашют. Когда на большой высоте главный шар не выдержит и лопнет, другой, менее раздутый, сам по себе еще мог бы подниматься, но не может тянуть прибор; поэтому он плавно спускает его на землю. Это удобнее, чем парашют, потому что шар болтается в воздухе и привлекает внимание проходящих, а парашют можно и не заметить.
На футляре прибора имеется надпись с адресом обсерватории и просьбой доставить туда шар и прибор, обычно — за премию. Большая часть приборов, выпущенных таким образом, отыскивается.
Случаи порчи записи нашедшими бывают очень редко, но часть шаров просто теряется, залетая в лес, в болота, в море. И все-таки, даже в Слуцке (б. Павловске), расположенном очень неблагоприятно, — кругом болота, Ладожское озеро, Финский залив, — отыскивается до 70 % всех пущенных шаров.