Предисловие к изданию 1939 года 1
Первая классификация облаков была опубликована2 лишь в начале 19 века. Она была предложена в трудах Ламарка (1802). Этот выдающийся естествоиспытатель не ставил перед собой задачи классифицировать все возможные облака, но ограничился целью различать определенные формы, которые, на его взгляд, представляли собой воплощение причин общего характера и которые было бы нелишне уметь определять. Эта работа, однако, несмотря на ее истинную ценность, не произвела эффекта даже во Франции, а предложенной им номенклатурой, кажется, никто не пользовался. Возможно, дело в его несколько необычном выборе французских названий, которые не получили распространения в других странах, или, быть может, его работу не принимали всерьез, поскольку ее опубликовали в одном издании (Annuaire Météorologique) со статьей о прогнозах по астрологическим данным.
Годом позднее Люк Говард опубликовал в Англии классификацию облаков, которая, в отличие от предыдущих попыток, оказалась крайне удачной и служит основой нынешней классификации. Если Ламарк ограничивался тем, что определял и называл некоторые интересные облачные формы, то Говард стремился создать полную классификацию, охватывающую все возможные примеры. Он различал три простых основных класса — перистые (Cirrus), кучевые (Cumulus) и слоистые (Stratus), — из которых происходят все остальные облака путем преобразования или присоединения. Это понятие в некоторых отношениях неверно. Если перистые и кучевые облака имеют право занимать в этой классификации привилегированное положение (первые — поскольку они являются превосходным примером типа облаков, построенных из ледяных кристаллов в высоких слоях атмосферы, вторые — поскольку они в основном являются облаками жидких частиц в нижних слоях атмосферы), то облака, именуемые Говардом перьевыми, не представляют собою тип того же порядка, что и первые два. В них не определено физическое состояние составляющих их элементов, а встречаются они на любой высоте. Тем не менее, с практической точки зрения Говард пришел практически к тем же выводам, что и Ламарк. Четыре из пяти основных типов по Ламарку фигурируют под другими названиями в номенклатуре Говарда. Удивительно, что два этих представителя столь разных научных культур, между собой никогда не общавшиеся, могли независимо друг от друга достичь столь схожих результатов.
В 1840 году немецкий метеоролог Каемц добавил к говардовым формам слоисто-кучевые облака (Stratocumulus), дав им четкое определение, согласующееся с современным употреблением.
Рену, директор обсерваторий в парках Сен-Мар и Монсури, дал в своих «Метеорологических наставлениях» (Instructions météorologiques, 1855) классификацию облаков, в которой впервые приводится ряд названий, сохраняющихся и в современной номенклатуре: перисто-кучевые (Cirro-Cumulus), перисто-слоистые (Cirro-Stratus), высококучевые (Alto-Cumulus) и высокослоистые (Alto-Stratus). Он первым ввел в употребление два последних типа в «Бюллетене обсерватории Монсури» (Bulletin de l’Observatoire de Montsouris), и вскоре его примеру последовала обсерватория в Упсале. Таким образом, он впервые представил облака средней высоты, располагающиеся между низкими облаками и перистыми, и начал развивать идею о высоте как критерии, установленном впоследствии Гильдебрандсоном. Также благодаря ему появилось четкое разделение сплавленных и отделенных облаков на различных уровнях.
В 1863 году Пуи, ведший наблюдения в Гаване, высказал ряд оригинальных идей, которые, возможно, не были оценены по достоинству, прежде всего потому, что их достоинства были неотделимы от недостатков, а также потому, что он намеревался создать классификацию всех типов облаков, нисколько не учитывая, что в Европе после Говарда медленно, но верно уже начинали проступать очертания системы классификации. И все же не стоит забывать, что именно ему мы обязаны определением разорванных кучевых облаков (Fracto-Cumulus), некоторых видов радиальных (под названиями, начинающимися на Fracto-) и вымяобразных облаков (под названиями, начинающимися на Globo-). В частности, он очень хорошо описал срединное состояние неба в депрессии, выделив два слоя, расположенных друг над другом: пелену высокослоистых облаков (под названием Pallio-Cirrus) и слой разорванно-слоистых или разорванно-кучевых облаков (под названием Pallio-Cumulus).
В 1879 году директор обсерватории в Упсале Гильдебрандсон первым применил фотографию в исследовании и классификации облачных форм. В свою работу, называвшуюся «О классификации облаков, применяемой в метеорологической обсерватории Упсалы» (Sur la classification des nuages employée à l’Observatoire Météorologique d’Upsala) он включил атлас, состоявший из 16 фотографических снимков. В работе использовалась предложенная Говардом классификация с некоторыми изменениями. В частности, они касались категории Nimbus, которая охватывала не все сложные формы дождевых облаков (в частности, туда не относились кучево-дождевые облака, или Cumulo-Nimbus), а только темный нижний слой облаков на дождливом небе; слоистых (Stratus), которые означали туман, поднявшийся над землей и находящийся на некотором удалении от земной поверхности, а также слоисто-кучевых облаков (Cumulo-Stratus), которые, как и у Каемца, означали мощные вздымающиеся массы кучевых облаков. У Каемца Гильдебрандсон также позаимствовал название Strato-Cumulus. В своей первой работе Гильдебрандсон всячески стремился придерживаться плана Говарда, но при этом он учитывал и позднейшие труды.
Немногим позднее Вейльбах и Риттер предложили классификацию, слишком сильно отличавшуюся от говардовой (которая на тот момент уже была в целом принята всеми), и поэтому у нее не было шанса на успех. То же самое впоследствии произошло с классификациями, которые разрабатывали Мейз, Клейтон и Клемент Лей. Тем не менее, этим авторам стоит отдать должное за интересные определения видов (на которые делятся роды облаков) и разновидностей (особенностей, наблюдаемых на разных высотах) облаков, а Вейльбаху — за предложенный род кучево-дождевых, или грозовых, облаков (Cumulo-Nimbus), которые явным образом отличаются от кучевых (Cumulus) даже в «сложном» состоянии (compositus).
Наконец, в 1887 году Гильдебрандсон и Эберкромби опубликовали классификацию облаков, в которой они постарались свести воедино существовавшие подходы и, придерживаясь говардовой схемы, включить более поздние добавления, в частности, предложенные Рену (выделил высококучевые и высокослоистые облака, а также раздельные и расплывчатые формы облаков на каждой стадии) и Вейльбахом (выделил кучево-дождевые облака, вынес кучевые и грозовые облака в отдельное семейство). До этого Эберкромби совершил два кругосветных путешествия (явив прекрасный пример научной добросовестности) для того, чтобы убедиться, что облачные формы одинаковы во всех уголках планеты — однако это так лишь в первом приближении. Одна из основных особенностей этой классификации заключается в том, какую важную роль играет в ней критерий высоты, поскольку, по мнению авторов, первоочередною целью наблюдения над облаками было определение направления ветра на разных высотах. Авторы разнесли облака в четыре группы по ярусам, средняя высота которых была временно определена на основании измерений, проводившихся в Швеции. Эта международная классификация была прямой наследницей системы Гильдебрандсона и Эберкромби и не содержала каких-либо значительных изменений.
В Мюнхене в 1891 году прошла Международная метеорологическая конференция, на которой в явной форме рекомендовалась классификация этих авторов и санкционировалось назначение особого комитета, на который была возложена задача окончательного изучения и публикации этой классификации с иллюстрациями в виде атласа. Заседание этого комитета состоялось в Упсале в августе 1894 года. Его цель заключалась в отборе иллюстраций для атласа. Для этого была организована экспозиция, насчитывавшая более трехсот фотографий и зарисовок облаков. Комиссия по публикации, в которую входили Гильдебрандсон, Риггенбах и Тейсерен де Бор, столкнулась со значительными трудностями технического и, в особенности, финансового характера. В конце концов Тейсерен де Бор взял на себя всю ответственность за подготовку атласа, который вышел в свет в 1896 году. Эта работа содержала 28 цветных литографий с текстом на трех языках (французском, немецком и английском) с определениями и описаниями облаков, а также инструкциями по наблюдению над ними.
Классификация, заложенная в основе Международного атласа, вскоре стала официальной и начала использоваться практически повсеместно во всех странах. Почти все метеорологи, публиковавшие впоследствии исследования облаков, использовали эту номенклатуру, но многие считали, что она недостаточно подробна. В этой связи ряд метеорологов — и в первую очередь Клейден и Винсент — пришли к созданию новых видов и разновидностей облаков, не изменяя при этом систему основных их форм.
Таким образом, благодаря неустанной помощи сначала Говарда, затем Рену и впоследствии Гильдебрандсона и Международного метеорологического комитета, был положен конец путанице, господствовавшей на протяжении почти века в одной из важнейших областей метеорологии. Первый Международный атлас стал большим шагом вперед, поскольку благодаря ему стало по-настоящему возможно сопоставление результатов наблюдений над облаками по всему миру.
В 1910 году вышло переиздание с некоторыми небольшими изменениями, и к моменту создания Международной комиссии по изучению облаков в Лондоне в 1921 году уже давно назрел вопрос о подготовке нового издания. Председатель комиссии, сэр Нейпир Шоу, начал пересмотр классификации с того, что представил на обсуждение членов научную статью, в которой он излагал свои личные взгляды и призывал всех членов высказывать свои предположения. Это начинание получило столь активное развитие, что преемник сэра Нейпира Шоу счел необходимым сосредоточить работу комиссии на вопросе пересмотра Международного атласа.
Это было необходимо по ряду причин. Прежде всего из соображений практики: возникала все более насущная нужда снабдить наблюдателей новыми атласами, дабы не снизить качество наблюдений и не допустить расхождений в результатах толкований. Однако помимо практических соображений, были и другие, более глубинные: очевидно, что труд 1896 года, несмотря на все свои достижения, был несовершенен. В области стандартизации наблюдений (являющейся отдельным, но крайне важным аспектом) за тридцать лет был накоплен опыт, позволивший выявить ряд пробелов и неточностей, вследствие чего в различных странах в отношении тех или иных вопросов появились традиции, несовместимые между собой. Более того, метеорология шагнула далеко вперед в своем развитии, особенно после того, так повсеместное распространение получило воздухоплавание. Когда Тейсерен де Бор и Гильдебрандсон опубликовали первый атлас, их основной проблемой была общая циркуляция. Они считали облака прежде всего плывущими в воздухе массами, способными выявить высотные течения, и стремились создать такую классификацию, в которой различные типы облаков соответствовали бы высотам, определенным как можно точнее. Но с той поры метеорологи стали больше интересоваться самими облаками. Растущее число наблюдений над облаками и увеличившийся объем сведений, включаемых в метеорологические сводки (получившие должное признание в виде нового международного облачного кода, принятого в Копенгагене в 1929 году) позволили непосредственно проводить синоптические исследования их распространения и создали предпосылки для введения понятий «состояния неба» и «облачной системы», ценность которых была наглядно продемонстрирована на Международной неделе облаков, организованной Комиссией по изучению облаков в 1923 году.
Благодаря наблюдениям с аэропланов стали известны прежде неизвестные аспекты облаков, а сами облака стали изучены более основательно и полно. Наконец, благодаря новым теориям, как правило основанным на гидродинамической и термодинамической интерпретации окружения облаков, была определена их физическая значимость и роль в погодных возмущениях. Эти новые и очень интересные точки зрения непременно было нужно признать.
Когда в 1926 году в Париже прошло заседание Комиссии по изучению облаков, с тем чтобы подвести итог масштабным изысканиям, начатых ею, и заложить основу для создания нового атласа, члены комиссии столкнулись с огромным количеством литературы и предложениями самого разного характера. Они поступили очень мудро и приняли принцип, который требовал крайне осторожного отношения к классификации, прошедшей испытание временем и единогласно принятой нашими предшественниками. Было решено вносить лишь изменения, которые необходимы для устранения ее неправильного понимания и для обеспечения еще большего единообразия наблюдений, при этом делая меньший акцент на важности высоты как основы классификации.
Признавая необходимость создания условий для вторичной классификации, комиссия не стремилась создать ее саму, дабы не дробить чрезмерно основные категории, именуемые с этого момента «роды». Согласно введенному правилу, добавлялись лишь принятые всеми «виды», что оставляло возможность для добавления новых видов в будущем. Отдав таким образом должное разумному и консервативному началу и защитив труд 1896 года от ненужных изменений, Комиссия по изучению облаков приступила к практическому осуществлению нового начинания. Решив с самого начала, что попытка классификации облаков по физическим свойствам была бы необдуманной, и отложив изучение этого вопроса до нового Международного года облаков, который должен был проводиться в рамках Полярного года (1932–1933 годы), комиссия придерживалась этого подхода и отказывалась полагаться на любую теорию, какой бы заманчивой она ни казалась. Тем не менее было решено зафиксировать сведения, полученные во время наблюдения за небом и изучения карт облачности. Таким образом, комитет постановил включить:
1) главу о наблюдении за облаками с воздушного судна, во многом основанной на известной работе авиатора и метеоролога Ч. К. М. Дугласа;
2) классификацию «состояний неба», основанной на облачных структурах в депрессиях, разрабатываемую в трудах норвежской и французской школ. Дабы подчеркнуть важность этого нововведения, название атласа было изменено на «Международный атлас облаков и состояний неба».
Второе заседание Комиссии по изучению облаков прошло в Цюрихе в сентябре 1926 года с тем, чтобы условиться о работе над будущим атласом. Одновременно с этим было накоплено впечатляющее собрание фотографических снимков облаков, состояний неба и видов с воздуха (в основном позаимствованных из коллекций гг. Кейва, Кларка и Кениссе, а также фонда «Консепсио Рабель») в качестве богатого иллюстративного материала для атласа.
Для того, чтобы обеспечить максимально широкий критический охват проекта комиссии еще до публикации готового атласа, директор Национального метеорологического бюро Франции решил опубликовать его на собственные средства бюро в виде «Временного атласа». Повсеместное распространение этого атласа идеально соответствовало поставленной задаче: замечания и предложения последовали со всех уголков мира. Эти многочисленные документы были изучены комиссией в Барселоне в 1929 году, а все предложения были тщательным образом рассмотрены и классифицированы. Иллюстрации к атласу также были изучены с тщанием; в этой задаче комиссии невероятно помогла замечательная выставка фотографических снимков облаков, организованная фондом «Консепсио Рабель» во время заседания.
Следующее заседание Комиссии по изучению облаков состоялось в сентябре 1929 года в Копенгагене, во время заседания Конференции директоров. Были рассмотрены предложения, полученные после барселонского заседания, и, за исключением некоторых деталей, согласован окончательный план-проект. Было предложено скоро опубликовать выборку из Полного атласа для наблюдателей, что должно было способствовать применению нового Международного кода, в котором важную роль играли наблюдения за состояниями неба.
Обстоятельства, сопутствующие публикации, были исключительно благоприятными благодаря поистине щедрому подарку каталонского покровителя искусств и наук Рафаэля Патксота, которому наука об облаках уже была обязана интересными результатами работы фонда «Консепсио Рабель». Его щедрый вклад позволил бесплатно напечатать тысячу копий Полного атласа и продавать их, а также сокращенное издание атласа, по очень низкой цене. Была назначена подкомиссия за председательством проф. Зюринга для подготовки программы Года облаков и изучения физических процессов образования и эволюции облаков с тем, чтобы затем подготовить добавление к Общему атласу. Были предложены два других добавления: одно о тропических облаках, другое о специальных местных формированиях. Задача по подготовке двух этих частей была возложена на д-ра Браака и д-ра Бержерона, соответственно. Конференция директоров вполне одобрила предложения комиссии и делегировала свои полномочия относительно подготовки атласа специальной подкомиссии.
Работа велась большей частью в Париже в течение 1930 года г-дами Зюрингом, Бержероном и Верле. Перевод на немецкий и английский языки был подготовлен д-ром Кейлем, г-ном Кейвом и Метеорологическим бюро в Лондоне. Сокращенное издание наконец увидело свет в @@1930 году (A.2.55)@@ незадолго до вступления в силу нового кода. Еще год потребовался на то, чтобы закончить иллюстрации к Полному атласу, а также главы, не включенные в сокращенное издание. Тем временем подкомиссия Зюринга провела заседания в Брюсселе (декабрь 1930 года) и Франкфурте (декабрь 1931 года), и казалось уместным включить в Полный атлас часть работы, посвященную наблюдению над облаками и гидрометеорами.
Издаваемая теперь книга имеет подзаголовок: «I. Общий атлас» (второй и последующие тома будут выпускаться позднее в виде добавлений) и состоит из текстовой части и собрания 174 литографий.
Текст поделен на пять разделов:
1) ОБЛАКА — текст старого атласа с исправлениями. Основные изменения:
a) определение слоисто-кучевых облаков стало конкретнее, чем раньше;
b) различение кучевых и кучево-дождевых облаков (для первых характерно наличие ледяных кристаллов в вершинах или ливневые осадки);
c) различение высококучевых и слоисто-кучевых облаков;
d) введение слоисто-дождевых облаков (ниже высокослоистых облаков) во избежание путаницы (вызванной расплывчатым определением дождевых облаков) между низким слоем дающих дождь облаков, образующимся в результате развития высокослоистых облаков вниз, и очень низкими тесно сплавленными облаками (разорванно-слоистыми или разорванно-кучевыми облаками плохой погоды), часто образующимися под высокослоистыми облаками или вышеупомянутым низким слоем.
Примечания к определениям были значительно расширены и приводились в виде «пояснительных замечаний», написанных с чисто практической целью, в которых отдельно упоминается то, что необходимо наблюдателям, и подчеркиваются различия между схожими формами облаков. В некоторых случаях добавлялись новые виды, но как уже говорилось ранее, данная вторичная классификация была сознательно ограничена теми случаями, по которым было достигнуто всеобщее согласие. Кроме того, она была также значительно упрощена благодаря добавлению ряда разновидностей, часто встречающихся на различных уровнях. Чтобы подчеркнуть, что названия облаков стали символами, этимологию которых не следует чрезмерно подчеркивать, эти названия всегда писались слитно.
2) КОД — вторая часть состоит из подробного комментария практического характера, касающегося использования наблюдателей, с пояснениями относительно общих вопросов и советов о том, как избежать путаницы при использовании нового кода облаков нижнего, среднего и верхнего ярусов. Возможно, было бы уместнее назвать его кодом состояний неба, поскольку расположение облачных масс на небосводе играет крайне важную роль и поскольку он изначально задумывался таким образом, чтобы все состояния неба, классифицированные в пятой части, могли быть зашифрованы комбинацией из трех цифр.
Изначально было принято решение воздержаться от указания в тексте любых «синоптических» обстоятельств, поскольку предполагалось, что наблюдатель не будет учитывать обстановку в целом, однако нежелательно полностью лишать его действительной помощи, которую можно получить, сопоставив состояние неба с эволюцией возмущений. Поэтому в конце этого раздела приводится график, на котором указанные в коде состояния неба на нижнем, среднем и верхнем ярусе соотнесены с возмущениями.
3) ДНЕВНИК ОБЛАКОВ — этот раздел, который был добавлен по предложению д-ра Бержерона, был взят из документов, подготовленных подкомиссией Зюринга для Года облаков. В него входит типовая таблица для записи наблюдений над облаками и подробные инструкции о том, как вносить записи. В дополнение к этому приводятся точные описания различных гидрометеоров, или погодных явлений, в отношении которых существуют разнящиеся национальные традиции и которые нуждались в уточнении и унификации.
4) НАБЛЮДЕНИЯ НАД ОБЛАКАМИ С ВОЗДУШНОГО СУДНА — поскольку классификация облаков основана на том, как они выглядят с земной поверхности, представлялось полезным добавить замечание об их внешнем виде, наблюдаемом с борта воздушного судна, поскольку более полные знания, которые можно получить, будучи рядом с облаками или над ними (по крайней мере в случае облаков нижнего и среднего яруса), позволяют значительно упростить классифицирование облаков путем указания только поистине важных различий в их строении. Необходимость включения этой главы была обусловлена возросшей частотой метеорологических полетов, особенно в связи с температурным зондированием.
5) СОСТОЯНИЯ НЕБА — перечисления родов и даже видов облаков в небе в отдельный момент времени недостаточно для того, чтобы охарактеризовать состояние неба, т. е. точно определить сектор возмущения, влияющего на место наблюдения, и как следствие, не указывается общий характер «погоды». Вполне охарактеризовать состояние неба могут отдельные облака, взятые купно с их организацией. Поэтому была необходима особая классификация состояний неба, которая, согласуясь с опытом квалифицированных наблюдателей, не должна также противоречить природе физических процессов и структуре возмущений. Помимо этого, такая классификация упрощает определение родов облаков, а в некоторых случаях (особенно при наличии грома) компенсирует нечеткость облачных масс.
Собрание иллюстраций — общим числом 174 (101 фотоснимок, сделанный с земли, 22 — с аэропланов и 51 снимок состояний неба), из которых 31 двухцветная. Два цвета использовались там, где нужно было отличать синеву неба от теней облаков. Большинство из них включены в сокращенное издание, предназначенное для широкого круга наблюдателей, которым требуется подробное наставление. Каждый фотоснимок сопровождается пояснением и схематическим изображением основных характерных особенностей, выполненным в том же масштабе.
Благодаря щедрости г-на Кейва, внесшего огромный вклад в науку изучения облаков, в связи с требованиями Полярного года на французском языке уже вышло добавление под ред. д-ра Браака, касающееся тропических облаков, которое представляет собой второй том Полного атласа. Надеемся, что вскоре увидит свет третий том, посвященный особенным облакам. В него, в частности, войдут прекрасные снимки стратосферных облаков, сделанные проф. Штёрмером. Наконец, мы также надеемся, что результаты Полярного года позволят подкомиссии Зюринга подготовить четвертый том, посвященный физическим процессам, участвующих при образовании облаков, что станет эпохальным событием в истории метеорологии.
Э. ДЕЛЬКАМБР,
Председатель Международной
комиссии по изучению облаков
1 Предисловие к изданию 1939 года практически идентично содержащемуся в издании 1932 года. Изменения, внесенные в текст издания 1939 года, касались пересмотренных сокращений облачных форм, изменений кода облаков, а также изменений символов и описаний различных погодных явлений.
2 Эта краткая историческая справка во многом основывается на интересной работе Луи Бессона: «Исторический очерк о классификации облаков» (Aperçu historique sur la Classification des Nuages), опубликованной в «Записках Национального метеорологического бюро Франции», №2, Париж, 1923 год.