Воейков был первым климатологом, по-настоящему оценившим значение снега. Именно Воейкову, уроженцу России, хорошо изучившему климатические условия родной страны, было суждено стать творцом «науки о снеге».
Снег хорошо отражает солнечные лучи и обладает малой теплопроводностью. Он прекрасный изолятор, сохраняющий тепло почвы. Если бы не было снежного покрова, земля охлаждалась бы значительно больше. Но наряду с этим снег охлаждает и повышает влажность нижних слоев воздуха. Холодный воздух тяжелее теплого. Он менее подвижен. Поэтому ветры над снегом становятся слабее. Снег утепляет землю, и хотя он охлаждает воздух, масса охлаждаемого воздуха так мала, что утепляющее влияние снега превышает вызываемое им охлаждение.
Воейков еще в ранних своих работах раскрыл значение снега для климата. Он сделал ценные практические выводы: снег надо использовать для хозяйственных целей. Воейков советовал задерживать снег, чтобы полнее использовать влагу талых вод. Это способствует повышению урожайности полей.
Смелым новатором выступал Воейков и в вопросе о влиянии рельефа на суточные колебания температуры. Он объяснял, почему в долинах колебания температур значительнее, чем в горах и на холмах. На вершинах масса земли мала, а потому она не может нагреть воздух, а в долинах, где масса земли больше, воздух днем нагревается от земли. Кроме того, в долины притекает с возвышенностей воздух, нагревающийся от движения вниз. Ночью поверхность земли охлаждается, холодный воздух скопляется в долинах, а теплый поднимается вверх. Воейков указывает, что различие температур между горой и долиной тем ощутительнее, чем меньше облачность, чем суше воздух и чем слабее ветер.
Эти выводы вошли в науку под названием «закона Воейкова».
Шесть глав отведено в книге изучению циркуляции атмосферы и режиму ветров, десять глав — изучению осадков, влажности воздуха, рекам, озерам, морям и океанам.
Устанавливая взаимосвязь климата с растительностью, Александр Иванович сумел по-новому прочитать великую книгу природы. Изучая физиологию многих растений, Воейков определяет, какие особенности строения и жизни растений делают их засухоустойчивыми, способными переносить сильные морозы. В частности, наши хвойные деревья обязаны своей морозоустойчивостью смоле — плохому проводнику тепла.
Однажды возникнув, лес создает свой местный климат, который, в свою очередь, защищает растительность и поддерживает жизнь леса даже при неблагоприятных изменениях климата всей страны.
Существуют температурные пределы распространения растений, но на их крайних границах растения уже с трудом конкурируют с теми, для которых данный климат является наиболее благоприятным. Вот причина того, что растения не достигают своих температурных пределов. В наших южных степных областях нет лесов не потому, что деревья не могут развиваться. Количество влаги, необходимое для лесов, далеко не так велико, как это принято думать. «Где существует роскошная степная растительность из злаков, бобовых и т. д., там влаги достаточно и для лесов», — пишет Воейков. Деятельность человека — вот что влияет на размещение участков степи и лесостепи.
Изучение ископаемых остатков древней растительности позволило Воейкову прояснить вопрос об изменениях климата в прошлом.
В своем труде Воейков выступает самобытным, можно сказать, стихийным диалектиком. Он, схватывает сущность явлений, исследует их всесторонне, во всей полноте, в тесной взаимосвязи с окружающей средой, изучает явления в их движении и развитии.
Смелыми штрихами рисовал Воейков схему распределения климатов земного шара. От Восточной Сибири по великим окраинным хребтам азиатской России, через южнорусские степи, вдоль Карпат, Альп к Пиренеям тянется «Большая ось» Евразийского материка, о которой он впервые говорил в «Атмосферной циркуляции». Эта ось отделяет территорию, где преобладают влажные ветры с океана, от областей, где господствуют сухие континентальные ветры. До настоящего времени об «Оси Воейкова» говорится в учебниках землеведения, физической географии, климатологии, в книгах, издаваемых на всех языках.
Много метких определений и оценок климата отдельных областей заключается в бессмертном труде Воейкова.
На юге Русской равнины распределение дождя благоприятно для земледелия, но количество дождя меньше, чем это необходимо при таком теплом климате. Озимые нужно сеять как можно раньше, чтобы использовать первые осенние дожди. В закавказских климатических условиях возможно выращивание без орошения очень разнообразных культур, например чайного кустарника и бамбука. Именно Воейкову обязано Закавказье началом развития ряда субтропических культур, в особенности чайного куста.
Сравнение Закавказья с Японией, Дальнего Востока с муссонными странами Азии, Северной Америки с Европейской Россией позволило Воейкову сделать важнейшие выводы о направлении развития хозяйства наших областей. Их он положил в основу своих последующих трудов о природе и хозяйстве.
Появление «Климатов земного шара» было крупнейшим событием в научном мире. Значение его нимало не ослаблялось тем, что не прошло еше и года со дня издания австрийским климатологом Ханном большого труда на ту же тему. Даже при беглом ознакомлении можно было сразу видеть, что обе работы не зависят друг от друга. Ханн не задавался целью дать исчерпывающие объяснения причин того или иного климатического режима в рассматриваемых им странах. Книга Ханна была тщательно выверенной сводкой материалов о климате каждой страны без углубленного исследования. По своему научному уровню она превосходила такие работы, как вильдовские описания русского климата. Но при всех достоинствах труд Ханна носил справочно-описательный характер. Автор назвал свою книгу «Руководством по климатологии».
Воейков прежде всего стремился дать научное представление (концепцию) о рассматриваемых явлениях, прибегал к обобщениям и гипотезам, иногда очень смелым. Его работа была действительно капитальным трудом по климатологии, который раскрывал перед научно подготовленным читателем широкую картину климатов земного шара и давал богатую пищу пытливому уму.
Необычайная смелость и новизна взглядов Воейкова нередко приводили читателей в сомнение. Мнения его настолько расходились с общепринятыми, твердо усвоенными метеорологами и географами, что даже эти специалисты невольно смущались, знакомясь с «Климатами земного шара».
Труд Воейкова постигла судьба тех научных открытий, которые опережают свое время. Лишь немногие его современники оказались достаточно подготовленными для того, чтобы воспринять новые идеи ученого.
Основную группу критиков Воейкова составляли лица, не понимавшие и не желавшие понять его идей. Они объявили его фантазером.
Географическое общество поручило одному из членов Метеорологической комиссии, приват-доценту П.И. Броунову, дать отзыв о труде Воейкова для представления его к награде.
Петр Иванович Броунов был десятью годами моложе Воейкова. В то время он еще только начинал свою научную деятельность, впоследствии выдвинувшую его в число выдающихся деятелей русской метеорологии. Это был один из почитателей Воейкова, придерживавшийся прогрессивных взглядов и стремившийся к самостоятельному научному творчеству. Такое направление деятельности и такие взгляды привели впоследствии Броунова к конфликту с Вильдом, в результате чего Петр Иванович был вынужден оставить работу в Главной физической обсерватории.
При сочувственном отношении к Воейкову Броунов в своем отзыве проявил некоторую осторожность и даже сдержанность, что отчасти было следствием большой новизны и оригинальности взглядов Воейкова.
Броунов начинает с того, что труды Воейкова «кладут в основание своих работ» известнейшие метеорологи и географы Западной Европы — Ханн (Австрия), Скотт (Англия), Пешель (Германия) и другие. Современная метеорология обязана своими успехами Александру Ивановичу.
Большая заслуга Воейкова, по мнению Броунова, заключается в выяснении влияния климата на растительность и растительности на климат. Этот вопрос после работы Воейкова можно считать «почти окончательно решенным и выясненным».
Сделав немало оговорок, что с некоторыми из многочисленных новых мыслей и объяснений Воейковым явлений «нельзя согласиться», Броунов тут же отмечал, что обилие свежих мыслей — важнейшее достоинство трудов Александра Ивановича: они «заставляют критически отнестись» к прежним взглядам.
«Александр Иванович совершил весьма много путешествий, он посетил все сколько-нибудь замечательные страны земного шара. Россию и Европу он изъездил по всем направлениям. Во время этих путешествий он приобрел массу географических сведений, которым может позавидовать любой географ и которыми он так щедро сыплет почти во всех своих статьях, особенно же в «Климатах земного шара».
Отбросив первоначальную сдержанность, рецензент решительно высказался за присуждение Воейкову высшей награды Географического общества — Константиновской золотой медали.
Совет Географического общества присудил Воейкову эту награду. До него Констангиновской медали были удостоены лишь немногие ученые-географы: Пржевальский — за путешествие в Монголию и страну тангутов; Норденшельд, первый совершивший плавание из Баренцева моря в Тихий океан по морям Северного Ледовитого океана; знаменитый геолог И.В. Мушкетов — за исследование Средней Азии.
Такое событие в науке, как выход в свет труда Воейкова, не могло остаться незамеченным и за пределами России. Несмотря на то, что незнание русского языка мешало иностранным ученым прочитать «Климаты земного шара», содержание исследования в ближайшие же годы стало им известно. Они заказывали для себя и для журналов переводы отдельных глав. Александр Иванович оказал им в этом содействие: сам переводил на иностранные языки выдержки из своей работы.
Труд Воейкова в полном объеме был опубликован за границей через три года. При этом Воейков значительно переработал его, так как за время, истекшее после его выхода в свет, появились новые книги и материалы наблюдений, которые Александр Иванович немедленно использовал[54].
Русская климатология благодаря Воейкову, как незадолго перед этим русское почвоведение благодаря Докучаеву, заняла в мировой науке первенствующее место.
Воейков составил климатическую характеристику Южной Америки, оперируя наблюдениями всего лишь тридцати метеорологических станций. Через пятьдесят лет климатолог Кнох обработал материалы трехсот станций, использовал пятьсот семьдесят трудов и пришел почти к тем же выводам, что и Воейков.
«Это был титан климатологии!» — сказал о Воейкове один из русских ученых.
Труд Воейкова не утратил своего значения до настоящего времени. Климатологи и географы всего мира, решая принципиальные вопросы своей науки, нередко и сейчас перечитывают «Климаты земного шара», чтобы вспомнить, что по этому поводу писал Воейков. И часто идеи замечательного русского ученого наводят их на правильный путь.
Академик Л. С. Берг так говорит о работе Воейкова:
«Климаты земного шара» есть книга классическая, и какие бы успехи в будущем ни сделала климатология, чтение этого труда всегда будет необходимо и вместе с тем приятно географу».
Начало восьмидесятых годов было периодом расцвета Петербургского университета. В особенности славился в то время физико-математический факультет. На кафедре химии работали А.М. Бутлеров и Д.И. Менделеев, кафедру ботаники возглавлял А.Н. Бекетов, кафедру математики — П.Л. Чебышев. Группой преподавателей-геологов руководил А.А. Иностранцев, из молодых профессоров выделялся В.В. Докучаев.
Отношения между учеными не ограничивались официальными встречами в университете. По вечерам собирались у Менделеева или Докучаева.
Дмитрий Иванович Менделеев и его жена Анна Ивановна — художница — приглашали ученых, общественных деятелей и художников. Здесь бывал творец «Бурлаков» и «Запорожцев» великий Репин, замечательный портретист и теоретик искусства Крамской, автор поэтических полотен «Ночь на Днепре» и «Березовая роща» Куинджи, создатель незабываемой картины «Всюду жизнь» Ярошенко. Из ученых у Менделеева бывали Докучаев и Бекетов.
Постоянным участником «сред» стал и Воейков. Обладавший живым темпераментом, блестящий оратор и занимательный рассказчик, он всегда являлся желанным гостем.
Не пропускал Александр Иванович и «заседаний докучаевского кружка». Здесь бывали преимущественно ученые.
Частыми гостями в квартире Докучаева были В.И. Вернадский, Ф.Ю. Левинсон-Лессинг, А.А. Иностранцев, Г.И. Танфильев, А.Н. Бекетов.
Молодой минералог, работавший под руководством Докучаева, Владимир Иванович Вернадский впоследствии стал одним из основоположников новой науки — геохимии; Франц Юльевич Левинсон-Лессинг после революции возглавил советскую школу петрографии[55]; Александр Александрович Иностранцев, тогда уже профессор Петербургского университета, руководил геологическими исследованиями Крыма, Кавказа, Урала, Донбасса, Северного края и издал ряд трудов по геологии, петрографии, палеонтологии[56]. Гавриил Иванович Танфильев в восьмидесятых годах только начинал свои исследования географии растений — изучал степи, тундры, болота. Впоследствии Танфильев написал «Географию России» — солидный труд в пяти частях, законченный уже при советской власти.
К старшему поколению неизменных посетителей докучаевского дома принадлежал один из крупнейших русских ботаников, Андрей Николаевич Бекетов, который почти одновременно с Дарвином (и независимо от него) дал научное объяснение естественных причин приспособления растений к окружающей среде. Среди его учеников был Климент Аркадьевич Тимирязев.
Бекетов пользовался большим уважением среди петербургских профессоров. В течение семи лет (с 1876 по 1883 год) он возглавлял университет. Благородную память о себе Андрей Николаевич оставил и как поборник высшего женского образования. Университет обязан Бекетову организацией ботанического сада.
В докучаевском кружке, живо интересовавшемся всем примечательным, что появлялось в науке, Воейков встречал внимательных слушателей и строгих критиков.
«Климаты земного шара, в особенности России» — это заглавие стоит на только что полученном от издателя экземпляре книги. Увидели свет плоды многих лет напряженной работы.
Хочется немедленно поделиться радостью с друзьями. Бережно держа еще пахнущую типографской краской книгу, Воейков направляется на квартиру Василия Васильевича Докучаева.