Научной обработкой материалов наблюдений занимались и другие ученые. И.Г. Георги в 1794 году опубликовал «Описание Российско-Императорского столичного города Санкт-Петербурга и достопамятностей в окрестностях оного». Описание включало весьма обстоятельный очерк климата русской столицы.
Круг наблюдений над климатическими явлениями в XVIII и XIX веках надо признать довольно широким. Так, еще в 1714 году на Неве, у Петропавловской крепости, был организован водомерный пост, первый в России, но за ним вскоре последовало открытие таких же постов на других реках. 30 июня 1804 года в Петербурге академик Я.Д. Захаров совершил с научной целью первый полет на воздушном шаре.
В двадцатых-тридцатых годах XIX столетия в России насчитывалось до тридцати метеорологических станций, принадлежавших научным учреждениям и отдельным лицам. Правда, эти станции действовали еще разрозненно, не объединялись общим руководством и были слабо связаны с ученым миром.
Когда Александру Гумбольдту удалось организовать в Германии общество по изучению магнетизма, он обратился к правительствам различных стран с предложением создать магнитные обсерватории. Русская Академия наук поддержала инициативу Гумбольдта и организовала несколько обсерваторий на территории России и в Китае (Пекин). Начиная с 1835 года, они стали вести и метеорологические наблюдения. В 1849 году была основана Главная физическая обсерватория, а в следующем году создан Метеорологический комитет Русского географического общества.
Еще до организации этих учреждений в XIX веке издавались отдельные исследования, посвященные метеорологии.
В 1847 году увидела свет монография выдающегося, незаслуженно забытого дореволюционными историками метеоролога Михаила Федоровича Спасского «О климате Москвы».
Спасский умер молодым, не успев обработать материалы метеорологических наблюдений, накопившиеся в Главной физической обсерватории.
Это выполнил выдающийся русский ученый Константин Степанович Веселовский, специалист по статистике и политической экономии, один из первых членов Русского географического общества. В 1855 году он получил звание академика, а с 1859 по 1890 год занимал пост непременного секретаря Академии наук. Веселовский составил первую почвенную карту и «Хозяйственно-статистический атлас России», печатал в различных изданиях обзоры о климате отдельных местностей и в 1857 году издал большой труд «О климате России».
Каким образом статистик-экономист мог переключиться на такую, казалось бы, далекую от экономических наук специальность, как климатология, и, как мы увидим дальше, отлично справиться с составлением трудов о климате России?
Прежде всего следует вспомнить, что в прошлом веке наука была далеко не так разветвлена, как сейчас. Одни и те же ученые успешно занимались разнообразными научными вопросами.
«Энциклопедистами» были Петр Петрович и его сын Вениамин Петрович Семеновы; Дмитрий Иванович Менделеев, занимавшийся и химией, и физикой, и механикой, и экономическими науками; московский профессор Д.Н. Анучин — географ, антрополог, этнограф.
Веселовский в молодости служил в министерстве государственных имуществ. Работал он в департаменте сельского хозяйства под руководством известного экономиста А.П. Заблоцкого-Десятовского, также сыгравшего немалую роль в развитии отечественной географии, и вместе со своим начальником в течение почти пятнадцати лет участвовал в «Журнале министерства государственных имуществ». В некоторых номерах этого журнала все статьи были написаны Веселовским.
По поручению министерства Веселовский объездил огромные пространства Европейской России и Урала, составил полное описание и оценку земель для установления размеров подушного оброка с государственных крестьян.
Для определения стоимости земель нужно было изучить почвенно-климатичеекие условия каждой местности. Поэтому Веселовский тщательно собирал все материалы метеорологических наблюдений и составлял почвенные карты.
Первоначально Константин Степанович занимался только статистико-экономическими исследованиями. Дело в том, что министерство, в котором он служил, ведало и сельскими и городскими имуществами, в том числе домами, где жили рабочие. В 1848 году Веселовский напечатал в журнале «Отечественные записки» статью о жилищах рабочего люда в Петербурге. Правдивые слова автора о тяжелых жилищных условиях рабочих вызвали бурную реакцию со стороны высших петербургских чиновников. В Западной Европе происходят революционные события, а в Российской империи печатаются «возмутительные» статьи!
Другая статья Веселовского, «О статистике недвижимых имуществ в Петербурге», помещенная в «Записках Географического общества», также была осуждена начальством. За «вредное» направление деятельности Веселовекому угрожала ссылка. Ему удалось ее избегнуть только благодаря счастливому стечению обстоятельств. Веселовский решил оставить статистику.
«Для статистических исследований о России, даже самых добронамеренных, тогдашнее время еще было слишком неблагоприятно», — отмечал Веселовский в своих «Записках», изданных впоследствии.
«Я искал иных предметов, к которым мог бы с большею пользою приложить свой труд, и выбор мой осталовился на климате России. Это было в то время поле мало обработанное, манившее к себе перспективою всевозможных на нем новых находок для науки и прельщавшее тем чувством свободы, с которым можно было пахать его вдоль и поперек, не опасаясь попасть нечаянно, сам того не подозревая, в какой-нибудь участок, над которым незримо тяготеет грозная надпись «Вход запрещен».
Веселовский в течение девяти лет создал капитальный труд о климате России. Он использовал наблюдения ста сорока семи пунктов страны, в том числе двадцати шести пунктов Сибири и Аляски. Он проделал огромную работу по проверке, сводке и анализу многолетних наблюдений, пытался выяснить основные закономерности. Ему принадлежат первые предположения (правда, еще в очень неопределенной форме) о существовании на Европейско-Азиатском материке двух отличающихся одна от другой климатических зон, разделяемых условной линией, впоследствии получившей название «Оси Воейкова»,
В книге Веселовекото содержится немало ценных указаний и интересных выводов. Он, например, считал, что «исследование климата должно начать теплотою», указывал на особую важность изучения рельефа и составления гипсометрических карт[6] для климатических исследований.
Но Константин Степанович допустил в своем обширном труде и существенные пробелы. Он старался не углубляться в вопросы, которые считал принадлежащими метеорологии в узком смысле слова, а писал только о том, что имело, по его мнению, прямое отношение к сельскому хозяйству. Так, в его труде, как он указывает сам, «опущено все, что касается давления воздуха». Между тем без исследования давления воздуха невозможно объяснить движение воздушных масс.
Нередко Веселовский придерживался установившихся взглядов, не пытаясь их проверять. Он считал, что «необыкновенно холодная зима большей частью предшествует необыкновенно жаркому лету, а необыкновенно умеренная зима предшествует необыкновенно холодному лету». Впоследствии Воейков и другие климатологи решительно опровергли эту традиционную точку зрения.
Труд Веселовского представлял собой значительный шаг вперед в науке. Автор был награжден золотой Константиновской медалью Географического общества[7].
«Ни одна страна, сколько-нибудь замечательная по протяжению, не имеет таких таблиц, могущих идти в сравнение с таблицами Веселовского», — писал А.И. Воейков в своем обзоре «Метеорология в России».
О метеорологических изданиях середины прошлого столетия он отзывался:
«Русские метеорологические издания не были оценены настолько, насколько они того заслуживали, так как они опередили свое время».
С организацией Главной физической обсерватории метеорологические наблюдения стали более систематическими. Однако это было лишь начало. На севере России и в Сибири метеорологические станции насчитывались единицами. Инструменты на станциях редко сверялись с нормальными[8], обсерватория недостаточно часто проверяла работу местных станций, из-за чего сведения были не всегда правильны.
После издания исследования Веселовского обсерватория не печатала новых трудов, которые бы служили продолжением этого замечательного для своего времени обзора. Она ограничивалась лишь публикованием некоторых сводок. Эти сводки издавались на немецком языке и были недоступны широкому кругу русских читателей.
Сам Воейков еще в 1869 году был вынужден напечатать работу по изучению средних температур и количеству осадков, выпадающих в России, в «Санкт-Петербургском календаре», выходившем на немецком языке. Но замыслы Воейкова были значительно шире того, что можно было уместить в календаре. Новое исследование о климате России, — эта мысль не оставляла Воейкова. Александр Иванович должен был обеспечить себя надежным цифровым материалом. Между тем со времени выхода в свет труда Веселовского прошло четырнадцать лет, да и не все цифры, приведенные им, заслуживали доверия.
И вот Воейков принимается за тщательную выверку цифр и выводов Веселовского. Он берется за «Метеорологическое обозрение», издававшееся под редакцией Купфера, изучает работы Дове, основанные на материалах русских станций, и везде обнаруживает ошибки и противоречия. Не смущаясь этим, Воейков предпринимает общую проверку всех источников и в необычайно короткий срок подготавливает труд «Средние температуры в Европейской России, Сибири и на Кавказе».
Ученый дал цифровые таблицы за тридцать лет — с 1838 по 1867 год. Он выверил все данные своих предшественников и внес поправки по методу средних отклонений, который начали применять в то время передовые метеорологи. Этот метод был основан на изучении отклонений от средних величин за долгий период и позволял довольно точно определять цифры, почему-либо не сообщенные наблюдателями, находить и исправлять ошибки путем сравнения данных, относящихся к соседним местностям.
Справившись с этой тяжелой, трудоемкой работой, Воейков значительно дополнил исследования своих предшественников, изучавших климат России. В его распоряжении не было никакого аппарата, он сам подбирал необходимые материалы, сам производил вычисления. Проделав эту кропотливую работу, он заложил солидный камень в фундамент, на котором было воздвигнуто здание русской метеорологии и климатологии.
В то время как Воейков путешествовал по Кавказу и за границей, а после возвращения из поездок работал над сводками средних температур, в Главной физической обсерватории произошли перемены.
Кемц занимал пост директора обсерватории около года. Вместо отказавшегося от работы в обсерватории Воейкова он пригласил в качестве помощника Михаила Александровича Рыкачева, впоследствии академика и одного из виднейших русских метеорологов. В 1867 году Кемц скончался.
Пришлось подумать о приглашении нового директора. Выбор пал на швейцарского физика Генриха Ивановича Вильда. Это был энергичный тридцатипятилетний ученый, отличавшийся сильной волей и целеустремленностью. Вильд получил хорошую подготовку в Гейдельбергском университете, где учился у выдающихся ученых Кирхгофа и Бунзена. Вильду было только 25 лет, когда он начал читать лекции в Цюрихском университете. Назначенный директором Бернской астрономической обсерватории, Вильд в течение нескольких лет перестроил работу обсерватории и создал на территории Швейцарии сеть метеорологических станций, работавших по единому плану.
В 1868 году Вильд был приглашен в Россию, избран действительным членом Академии наук и назначен директором Главной физической обсерватории. Он немедленно приступил к реорганизации постановки метеорологических наблюдений: расширению сети станций, снабжению их оборудованием, разработке инструкций.
В то время как обсерватория налаживала свою деятельность, в Географическом обществе метеорологией занимались отдельные лица, в том числе Воейков. Организации, объединявшей научную работу по метеорологии и климатологии, в обществе не было: Метеорологический комитет фактически не существовал, а сеть добровольных наблюдателей, как мы уже говорили, не получала руководства и распалась. Географическое общество лишилось даже разрозненных и не всегда точных сведений.
— Так больше продолжаться не может. Нам нужно возродить при обществе метеорологические наблюдения, — не раз говорил Воейков Петру Петровичу Семенову и другим руководителям общества.
Наконец в марте 1870 года в Географическом обществе была организована постоянная Метеорологическая комиссия под председательством директора обсерватории Г.И. Вильда. В состав комиссии входили: А.И. Воейков, П.А. Кропоткин, Р.Э. Ленд и М.А. Рыкачев — видные деятели русской науки. Секретарем был избран Воейков.
Вильд составил инструкцию о наблюдении за грозами и осадками, о времени замерзания и вскрытия рек и бланки для записей. Воейков написал популярную статью о важности наблюдений над дождями и грозами. Эта статья была помещена в одной из распространенных тогда газет и перепечатана в других изданиях. Рыкачев опубликовал статью о наблюдениях за вскрытием и замерзанием рек.
Статьи призывали научные общества, представителей губернских властей, земские управы, директоров училищ и частных лиц оказать содействие новому начинанию.
Призыв комиссии встретил отклик. Скоро начали поступать материалы наблюдений. Воейков знакомился с этими сообщениями и вел переписку с корреспондентами. Он докладывал о поступивших сведениях на заседании Метеорологической комиссии, составлял сводки и печатал статьи, указывая фамилии лиц, от которых была получена информация. Это, по существу, была единственная возможность поощрить наблюдателей.
Александр Иванович всегда требовал живой связи с корреспондентами, считая, что местным жителям надо предоставить инициативу и всячески их поддерживать. Инструкция Вильда казалась ему слишком узкой и формальной. Жизнь ее опережала. Почта приносила в Географическое общество сообщения о ветрах, внезапных зимних оттепелях, прилете птиц. Особенно много писали наблюдатели о засухах, состоянии посевов, начале обора урожая. Попадались письма, рассказывавшие о подземных толчках, горных обвалах. А ведь все это не было предусмотрено инструкцией. Неудивительно, что через год секретарь комиссии с удовлетворением докладывал:
— Корреспонденты не хотят ограничиваться только сообщениями о грозах, осадках, вскрытии и. замерзании рек. Многие из них желают вести наблюдения по более широкой программе. Я надеюсь, — говорил он, — что вскоре вместо наблюдательных пунктов Географическое общество будет иметь целую сеть небольших метеорологических станций.
Вильд сдержанно встретил слова Воейкова. Он не одобрял стремление расширить наблюдения добровольных корреспондентов. Пусть выполняют инструкцию — и все!
Еще больше не понравились Вильду статьи Воейкова, появившиеся в 1870 и 1871 годах. В них Воейков подверг анализу и критике издания Главной физической обсерватории и хотя указал на заслуги Вильда, но отметил, что постановка работы обсерватории не соответствует требованиям жизни. Обсерватория далека от практики. Уклоняясь от предсказаний заморозков, гроз, штормов, она не помотает ни сельским хозяевам, ни морякам. Воейков же считал точные, цифры наблюдений только материалом для широких научных выводов, а науку — средством для практических целей.
Вильд находил эти высказывания дерзостью со стороны молодого ученого и с каждым днем все более настораживался.
Вильд ставил перед собой ограниченные задачи. По его мнению, метеорологическая служба должна была давать собранные по единой стройной системе точные цифры, чтобы ими пользоваться как статистическими сведениями. Вильд всецело отдавался вопросам техники наблюдений. Он был фанатиком цифр. Если ему удавалось выпустить таблицу средних температур или количества выпавших осадков, подсчитанных с безукоризненной математической точностью, это его вполне удовлетворяло. Он конструировал приборы — барометр, испаритель, флюгер, анемограф[9], различные механизмы для магнитных наблюдений. Вильд составил также чертеж типовой метеорологической будки. Разработанные им приспособления он настойчиво вводил на метеорологических станциях.
Вильду удалось упорядочить наблюдения, сделать цифровые сводки несравненно более верными, чем при его предшественниках. Но деятельность Вильда имела и отрицательные стороны. Педант, формалист, он не желал глубоко вникать в смысл наблюдаемых явлений.