Такая установка принята во всех странах, чтоб обеспечить сравнимость наблюдений между собою; эта высота выбрана потому, что здесь температура воздуха уже более или менее свободна от искажающих влияний земной поверхности.
В общежитии часто приходится слышать: "сегодня на солнце столько-то градусов". И мало кто отдает себе отчет, что это выражение, в сущности, не имеет смысла. Если температура в тени, в зависимости от положения термометра, колеблется на 2–3 градуса, то на солнце трудно даже указать пределы, в которых меняется температура в зависимости от того, как помещены термометры, под каким углом на них падают лучи Солнца, какие предметы находятся вблизи них и т. п. В одном и том же месте в одно и то же время два термометра, оба "на солнце", могут дать совершенно различные показания. Под температурой в метеорологии всегда разумеется температура в тени, если дело не идет о каких-нибудь специальных наблюдениях при особых установках.
Рис. 18. Метеорологическая будка английского типа, принятая на станциях СССР. Внутри видны термометры и гигрометр.
НОРМАЛЬНЫЙ, СРЕДНИЕ И КРАЙНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ
Часто мы слышим, как говорят: "температура ниже нормы" или "выше нормы". Если в любой день посмотрим на бюллетень Главной геофизической обсерватории в Ленинграде, то найдем там для этого дня "нормальную температуру с 1743 г.". Что же это за нормальная температура?
Это — не что иное, как арифметическое среднее из температур этого дня, взятых за много лет наблюдений, — в данном случае с 1743 г. до текущего. Метеорологические наблюдения на станциях делаются обычно три раза в сутки: в 7 ч. утра, в 1 час дня и в 9 ч. вечера по местному времени. Средняя из этих трех величин называется "средней суточной температурой за данный день".[5] И вот если мы хотим знать нормальную температуру, например, для 15 января, мы берем все такие средние суточные температуры для 15 января в 1743, 1744 году и т. д. до последнего года, складываем и делим на число лет. Это и будет «нормальная" суточная температура для 15 января.
Но не всякую среднюю температуру можно назвать нормальной. Это право она получает только тогда, когда выведена из большого числа лет наблюдений. Если мы взяли всего два года, взятые из них средние могут случайно дать слишком высокую или слишком низкую температуру, а не ту, которая характеризует Ленинград. Чем больше лет мы берем, тем меньше вероятности, что на среднее влияют случайные отклонения. Сколько именно лет надо взять, чтобы получилась в среднем надежная величина (с точностью до десятой градуса, обычно принятой в метеорологии), — позволяет вычислить особая математическая наука — теория вероятностей.
Означает ли нормальная температура ту, которая чаще всего встречается в этот день? Или ту, которая должна наблюдаться в этот день? Ни ту, ни другую.
"Нормальная" не есть вообще какая-либо реальная температура, а просто некоторая условная величина, которая, строго говоря, никогда и не наблюдается; конечно, может оказаться, что в каком-нибудь году 15 января температура равна многолетней средней для этого дня, — но это чистая случайность. Однако, какое то значение эта нормальная температура имеет: если возьмем средние за один и тот же день года для Ленинграда и для Ялты, то, конечно, для Ленинграда получится температура значительно ниже. Следовательно, нормальная температура характеризует температуру каждой местности. Но значение ее в метеорологии отнюдь не такое, как, например, значение нормальной температуры человеческого тела в медицине у человека всегда нормальная температура около 37 Ц, и отклонение ее на несколько десятых градуса от нормальной уже указывает на что-то неблагополучное в организме. В метеорологии же температуры могут отклоняться от нормы в очень широких пределах. Если однако взять все отклонения температур, которые наблюдались в отдельные годы, со знаком плюс (температура выше нормы) и со знаком минус (ниже нормы), то сумма всех этих отклонений равна нулю.
5
Точнее, для вывода средней суточной надо было бы взять среднюю величину из 24 наблюдении за каждый час, но наблюдать 24 часа подряд — очень трудно, а потому берут среднюю из 3-х выборочных температур, мало от нее отличающуюся.