Александр фон Гумбольдт. Вестник Европы - Александр Филиппов-Чехов

И Мэран [39] придерживался вначале и исключительно астрономического положения солнца; он обращал особенное внимание на определение maximum и minimum температуры, принимая арифметическое среднее число за среднюю годичную температуру. Вычисление дало ему следующее отношение летней температуры к зимней: 16: 1. Сравнивая, однако, этот результат, полученный вычислением, с наблюдениями и абсолютным нулевым пунктом, найденным Амонтоном, он убедился, что теплота зимняя составляет гораздо более чем 1/16 теплоты летней. Мэран искал причину этого противоречия в теплоте, исходящей из центра земли. К этой-то теплоте, всегда постоянной и играющей главную роль, прибавляется еще солнечная теплота, летом более, зимой – менее. Он сравнивал процесс этот с состоянием вод глубокого озера. Если мы предположим, что данное количество вод его, которое мы примем за постоянно в озере находящееся, зимою увеличивается на известную величину, а летом – эта последняя величина увеличивается еще в 16 раз, то в результате будет колебание уровня озера, но различие отношения глубины его летом к глубине зимой окажется тем незначительнее, чем озеро глубже. Применяя это объяснение к теплоте, Мэран полагал, что отношение ее в различные времена года будет тем меньше, чем глубже абсолютный нулевой пункт ее, т. е. чем больше теплота, получаемая из центра Земли. На этом различии и основано разделение им времен года на действительные и солнечные. Главным следствием его исследований, и в особенности теории Галлея, было предположение, что в каждом полушарии лето во всех широтах имеет одну и ту же температуру, ибо количество ее, которое в высших широтах лежащие места теряют от низкого стояния солнца, наверстывается в них продолжительностью дня.

Вместо определения температур по методу Галлея и Мэрана, оказавшемуся вскоре неудовлетворительным, К. Майер пытался вывести их иным путем, для чего и дал математическую формулу, из которой оказывается, что теплота изменяется соответственно градусам широты, но остается одной и той же в том же самом градусе широты вокруг всего земного шара, следовательно, под всеми градусами долготы, его пересекающими. Разные корректуры оказались при этом неизбежными для того, чтобы действительно получить температуру данного места по формуле Майера, которая через это очень усложнялась. Так как известно, что чем сложнее формула, тем менее верной оказывается она в приложении, то поэтому формула Майера, хотя и верная сама по себе, вскоре вышла из употребления.

Мы знаем теперь, что распределение теплоты на земном шаре есть результат разнообразнейших причин: различного расстояния Земли от Солнца в разные времена года, вращения Земли и наклонения ее оси к эклиптике; кроме того, сила солнечных лучей зависит от цвета, плотности, лучеиспускания предметов (в рассматриваемом нами случае – местностей), поэтому, кроме астрономических и географических различий мест следует при определении их температуры иметь еще в виду и физические. Как ни трудно, приняв в расчет все эти влияния, определить вперед температуру каждого пункта, как астрономы определяют вперед положение любой планеты, но и это удалось, благодаря трудам Фурье и Пуассона. Но математические формулы, выведенные ими для подобного определения, могут служить только для планеты, которая, как например Луна, не имеет ни воды, ни воздуха. Если же мы имеем дело с такой планетой, как наша Земля, на которой эти два фактора играют такую важную роль, то к вышеуказанным затруднениям присоединяются еще новые, гораздо более крупные, до того запутывающие задачу, что о решении ее при посредстве математики не может быть и речи.

Посредством течений воздуха и воды, вызванных неоднообразным действием солнца под разными градусами широты, теплота от экватора направляется к соседним с полюсами местностям; но распределение ее на этом пути зависит от образования ее поверхности. Поэтому-то температура одного и того же градуса широты различна под разными градусами долготы. Точно так же с парами, подымающимися из океана и моря, из них уносится большое количество теплоты; освободившаяся от нее вода притекает опять путем рек в моря, но теплота способствует возвышению температуры материка. Из этого видно, что не только близость океана оказывает громадное влияние на местность, но даже важны в этом отношении формы линий, образуемых очертаниями берегов как граней между материком и водой.

Сказанного достаточно для того, чтобы убедиться в невозможности включить в математическую формулу тысячи случайностей, влияющих на температуру данного места, и в данное время. К формулам этим можно было прибегать до тех только пор, пока наблюдения не показали, какое влияние оказывают на теплоту данного места упомянутые выше обстоятельства. Поэтому Кирван [40] предложил прежде всего запастись значительным количеством наблюдений и уже из этих наблюдений выводить из сравнения причины явлений или законы их, т.е. приняться за дело в противоположном порядке, чем это делалось до сих пор.

Но каким образом найти среднюю теплоту данного места? Разрешением этого вопроса и задался Гумбольдт в монографии своей Des lignes isothermes et de la distribution de la chaleur sur le globe [1817.1], помещенной в Mémoire de Physique et de Chemie de la Société d’Arcueil [41], III. Температура изменяется, как известно, даже в течение дня постоянно и потому следовало бы наблюдать ее ежечасно и даже чаще, что, конечно, более чем затруднительно. Прежде полагали, что для определения средней температуры года достаточно вывести половину суммы, полученной из максимума и минимума; но метод этот оказался совершенно неверным. Ему предпочли метод, по которому годичная температура получается из среднего арифметического числа всех суточных температур. Но как получить последние? Так как ежеминутное наблюдение невозможно, ежечасное – возможно только в немногих местах, то приходится ограничиться только немногими наблюдениями. Как их выбрать? В какие часы делать? Вопрос этот необыкновенной важности, так как от него зависит правильность результатов. Следя за ходом температуры в течение ясного дня, мы замечаем, что термометр с восходом солнца начинает подниматься и поднятие его около 9 часов утра самое скорое; затем оно становится медленнее и к 2 часам пополудни прекращается, и вместо его замечаем понижение термометра, сначала слабое только, потом до заката все сильнее и сильнее и наконец с восходом термометр начинает вновь подниматься.

Гумбольдт рассматривает три метода, при посредстве которых можно получить среднюю температуру: 1) наблюдая три раза в сутки – при восходе и закате солнца и в 2 часа пополудни; 2) наблюдая в две эпохи, которые выражают maximum и minimum, т. е. при восходе Солнца и в два часа пополудни; 3) наблюдая только раз в течение 24 часов, и именно в тот час, который к сделанным в различные времена года наблюдениям выражает среднюю температуру дня. Мы и на этот раз не вправе входить в изложение критики этих методов, представленных Гумбольдтом, и принуждены ограничиться только результатом его исследований, именно: среднее арифметическое число, полученное из суточных температур, дает годичную температуру; среднее же число, выведенное из многих годичных температур – дает среднюю температуру места.