Бергенская школа была создана синоптиком Вильгельмом Бьёркнесом, который переехал в Берген в 1917 г. Бьёркнес вернулся в Норвегию, проработав пять лет в Лейпцигском университете. В годы Первой мировой войны важнейшая задача предсказания погоды решалась преимущественно посредством отслеживания изменений атмосферного давления по барометрам. Еще со времен изобретения барометра во Флоренции в 1644 г. было известно, что снижение атмосферного давления ведет к повышению вероятности появления облаков и, как следствие, дождя. Несмотря на крайнюю актуальность получения более точных прогнозов погоды, никто на самом деле не знал, почему изменения погоды связаны с изменениями атмосферного давления, регистрируемыми барометром.
Вернувшись в Берген, Бьёркнес обнаружил, что его страна находится на грани голода. Из-за холодного климата и скалистого ландшафта Норвегия веками была вынуждена рассчитывать на импорт зерна. Война помешала поставкам до такой степени, что Норвегии пришлось прибегнуть к крайним мерам — поднимать собственную сельскохозяйственную промышленность, и перед Бьёркнесом была поставлена задача реорганизации метеорологической службы страны с тем, чтобы она снабжала выбивающихся из сил фермеров более полной информацией.
Фермеры нуждались прежде всего в точных предупреждениях о приближении гроз, которые могли нанести ущерб их и без того уязвимому урожаю. Это требование подтолкнуло Бьёркнеса и собравшуюся вокруг него группу молодых метеорологов к поиску ответа на вопрос, почему низкое атмосферное давление связано с дождем и грозами. В 1918 г. они пришли к заключению, что в средних широтах само по себе снижение атмосферного давления не ведет ни к сырой, ни к грозовой погоде. И изменения давления, и дождливая погода — следствие того, что обширные массивы холодного и теплого воздуха приходят в соприкосновение друг с другом.
Ученые Бергенской школы первыми предположили, что атмосфера ведет себя подобно огромному тепловому двигателю. В то время как части атмосферы над жаркими тропиками нагреваются, ее участки над полюсами остаются холодными.
Чтобы сгладить различия в температурах, воздух перемещается вокруг земного шара и перераспределяет тепло. Норвежцы установили, что эти перемещения могут быть описаны через движение обособленных воздушных масс: подобно теплым и холодным океанским течениям, они перемешиваются в значительно меньшей степени, чем нам могло бы показаться.
Бергенцы открыли волнообразный характер температурной неоднородности, заключающейся в том, что массивы теплого воздуха с экватора сталкиваются с массивами холодного воздуха с полюсов. Они установили, что эта неоднородность охватывает земной шар на широте 50–60° как в Северном, так и в Южном полушарии.
Именно вдоль этой извилистой, постоянно сдвигающейся границы между воздушными потоками рождается переменчивая погода умеренных поясов. Поскольку в те годы все еще помнили о войне, Бьёркнес назвал эту линию «полярным фронтом», позаимствовав термин из языка военных. Название оказалось более чем уместным, поскольку именно на этих фронтах воздушные массы частично прорываются друг в друга. Там же закладывается погода, ведущая к типичной цепочке превращения облаков, которая начинается с робкого шепота перистых облаков и заканчивается грохотом мощного кучевого или даже гулом кучево-дождевого облака.
«Приливы» и «отливы» состязающихся воздушных масс (теплого воздуха, движущегося из тропиков к полюсам, и холодного воздуха, перемещающегося в противоположном направлении) ведут к тому, что линия полярного фронта непрерывно сдвигается то к северу, то к югу, расплывается или, напротив, становится более четкой, рвется и перестраивается. Удивительно, до чего изменчива эта линия сражений, разгорающихся лишь из-за того, что солнце в разной степени нагревает разные части земного шара.
Когда в средних широтах перистые облака распространяются по всему небу и соединяются друг с другом, эта примета заранее указывает на грядущее снижение атмосферного давления.
Какое нам дело до того, что перистые облака возвещают об «ухудшении» погоды, если они столь прекрасны, как эти представители вида перистых нитевидных облаков?
Только в годы Второй мировой войны летчики заметили высоко в тропосфере крайне быстрые полосы ветра, соответствующие, как выяснилось, общему расположению полярного фронта. Эти скоростные струйные течения, как их стали называть, перемещаются высоко в тропосфере между блуждающими линиями температурной неоднородности. На высоте около 30 000 футов[96] летчики, пытавшиеся лететь против струйного течения, с удивлением обнаружили, что фактически стоят на месте. Когда же они летели по течению, время полета в значительной степени сокращалось. Именно струйные течения над полярным фронтом в Северном полушарии — причина того, что полет из Лондона в Нью-Йорк может занять на час меньше, чем путешествие обратно.