Однако мы можем не опасаться ни холодной смерти Земли, ни атомного пожара на Солнце, ибо периоды, на протяжении которых развиваются геологические и астрономические процессы, чрезвычайно велики по сравнению с продолжительностью существования человечества.
От мифов о погоде к спутниковой метеорологии
С момента появления человек вынужден был бороться за свое существование и защищать себя от таких сил природы, как наводнения, раскаленные потоки вулканической лавы или разрушительные бури. Несколько столетий тому назад представления человека о воздушном океане были весьма несовершенны. Было лишь установлено, что воздух не имеет вкуса и запаха и его невозможно ни видеть, ни осязать. Лишь с того времени, когда для изучения атмосферы начали применять точные приборы, воздух, этот загадочный невидимка, стал предметом серьезных геофизических исследований. Определение понятия «атмосфера» вырабатывалось тысячелетиями, но и теперь сведения о размерах воздушного океана и о движениях в нем не являются достаточно полными. Вспомним хотя бы о запусках искусственных спутников Земли, которые дали нам некоторое представление о недавно еще совершенно неизвестных явлениях в атмосфере.
Сейчас можно понять исследователей прошедших столетий. Они не знали, что воздух — это вещество, поддающееся точным физическим измерениям. Около 2000 лет тому назад Аристотель в трехтомном труде по метеорологии дал правильное объяснение многих явлений, протекающих в атмосфере. Однако он еще не мог себе представить, что ветер является результатом движения воздуха, и страстно опровергал подобные утверждения некоторых своих сограждан.
500 лет тому назад никто не подозревал, что такие «небесные» явления, как дневной свет и облака, связаны с существованием воздушной оболочки, окружающей земной шар.[2]
В средние века воздух считался чем-то неосязаемым и его отождествляли с пустотой. Явления погоды считались результатом взаимодействия Земли с другими планетами. Поэтому понятно значение исследований Коперника, Галилея, Бруно и Кеплера, которые доказывали ошибочность господствовавшего в то время космогонического представления, согласно которому Земля якобы находится в центре Вселенной. Несмотря на то, что эта картина была заимствована у древних греков, с изобретением телескопа она не могла сохраниться. Теперь каждый мог убедиться в том, что планеты вращаются не вокруг Земли, а вокруг Солнца.
Рационалистическое мировоззрение и пытливый ум исследователей рассеивали мистический туман средневековых представлений. Новые открытия, связанные с природой космических явлений, помогали физике, химии, медицине и метеорологии одерживать победы над вздорными и суеверными представлениями средневековья. Во всех областях знания прежние догматические утверждения подвергались суровой проверке опытом, практикой. Правда, каждый исследователь в это время был предоставлен самому себе, а некоторые ученые подвергались насмешкам или вообще изгонялись из общества. Однако торговых людей и мореплавателей уже привлекают результаты физических опытов, вероятно, не столько из интереса к развитию чистой науки — математики, астрономии и т. п., сколько в расчете на то, что эти опыты со временем помогут созданию новых машин и приборов, очень полезных в практической деятельности. Ко времени Тридцатилетней войны в метеорологии уже были заложены необходимые основы для объективного научного исследования. Бургомистр города Магдебурга Отто фон Герике и итальянец Эванджелиста Торричелли независимо друг от друга убедительно доказали, что воздух имеет вес. Воздух был впервые взвешен, когда удалось создать вакуум. Это открытие было существенным, так как до сих пор философы утверждали, что пустого пространства быть не может — «природа боится пустоты». С помощью барометра Герике нашел вес воздуха, и тем самым бывший невидимка превратился в реальное физическое тело, которое можно было измерить.
Началось выяснение природы атмосферного давления. По инициативе Паскаля француз Перье проделал в 1648 г. свой знаменитый опыт с барометром. Он измерил давление у подножия и на вершине горы Пюи-де-Дом, имеющей высоту 1465 м, и подтвердил предположение Паскаля о том, что с увеличением высоты атмосферное давление уменьшается. Сразу же возник вопрос о высоте верхней границы воздушного океана. Ответить на этот вопрос в то время было еще невозможно, ибо не существовало ни воздушных шаров, ни искусственных спутников Земли, с помощью которых теперь изучаются верхние слои земной атмосферы. Поэтому представления разных ученых о высоте атмосферы мало согласовались между собой. Например, Кеплер, открывший законы движения планет, считал, что «атмосфера не может иметь столь большую высоту, чтобы покрывать все известные горные вершины. Горы Атлас, Олимп и горы Азорских островов возвышаются над верхней границей атмосферы». По мнению Кеплера, эта граница лежала на высоте не более 3000 м.
2
В VII в. нашей эры арабским ученым Альгазеном была разработана теория сумерек, учитывавшая рассеяние солнечных лучей земной атмосферой.