Океан и атмосфера

XVIII–XIX века — время первых больших обобщений, организации специальных океанографических экспедиций, становления новых методов исследований. Крупный вклад в развитие океанографии внесли работы И. Ньютона, П. Лапласа, Ж. Лагранжа и других великих ученых. И. Ньютону принадлежит первое теоретическое объяснение приливов. Впоследствии оно было развито П. Бернулли, П. Лапласом и Дж. Эри.

Занимала ученых и проблема океанических течении. Для их изучения особенно много сделал лейтенант американского флота М. Мори, названный его современниками «следопытом морей». Опираясь на записи в судовых журналах, Мори собрал и обработал огромный материал наблюдении, который лег в основу книги «Физическая география моря». В ней впервые помещена составленная им карта течений. Большой заслугой Мори является и то, что он стал родоначальником морской метеорологии, наметил пути совместного изучения океана и атмосферы для развития мореплавания. По инициативе Мори в 1853 г. в Брюсселе была созвана Международная морская конференция, на которой было решено установить для флотов всего мира однородную систему производства судовых наблюдений и их запись.

При всей значительности попутных наблюдений в последней трети прошлого столетня назрела необходимость в специальных экспедициях, имеющих целью сбор материала для комплексного изучения океана. В 1868 г. Лондонское королевское общество предприняло несколько небольших океанографических плаваний, в задачу которых входили отработка методики исследований, усовершенствование приборов. По существу, это была подготовка к большой кругосветной экспедиции, снаряженной по инициативе английских ученых.

21 декабря 1872 г. деревянный корвет «Челленджер» вышел из Портсмута (Англия) и вернулся в порт лишь через три с половиной года — 24 мая 1876 г. За это время он прошел почти 69 тыс. морских миль и сделал 362 морские глубоководные станции, на которых наблюдались: глубина, грунт, температуры, течения, флора и фауна. Ежечасно проводились метеорологические наблюдения. Материалов, собранных экспедицией, было так много, что на их обработку ушло 20 лет. Только к 1895 г. было закончено издание всех 50 книг. Океанологии посвящено восемь больших томов (более 2 тыс. рисунков и чертежей).

В них включены впервые составленные ежемесячные карты атмосферного давления. Значение экспедиции для океанографии огромно.

Все последующие экспедиции включали в свои программы исследования, проводившиеся на «Челленджере».

Американской экспедиции на «Тускароре» удалось открыть огромные глубины вдоль окраин Алеутских и Курильских островов — до 8490 м. Со временем эти данные были дополнены и уточнены (они оказались еще большими).

В конце XIX в. изучались и полярные районы. Особенно выделяется знаменитое плавание по Северному Ледовитому океану Ф. Нансена на «Фраме» в 1894–1896 гг. Научный результат этой экспедиции огромен — были изучены и верно описаны океанографические условия бассейна Ледовитого океана. Много исследований проводилось и в водах Антарктики. К концу XIX в. число экспедиций в Южном полярном бассейне достигло полутора десятков. Таким образом, был собран материал обо всем Мировом океане.

Первым трудом, посвященным непосредственно океану, была «Океанография» итальянского ученого Марсильи, изданная в 1725 г. В ней сообщалось о составе грунтов океана, рельефе дна (полагая его аналогичным суше), составе солей и удельном весе морских вод.

Большой вклад в развитие океанографии внес М. В. Ломоносов. По его замыслу был сконструирован измеритель течений. В 1761 г. Ломоносов составил классификацию морских льдов, а двумя годами позже — описание Северного Ледовитого океана. Он научно обосновал идею о возможности прохода в Индию и Китай Северным морским путем.

Труды Ломоносова продолжил Ф. П. Литке. Он описал западное побережье Новой Земли, Баренцево и Белое моря. Особенно же значителен вклад в океанологию знаменитого флотоводца и ученого С. О. Макарова. В 1886–1889 гг. русский корвет «Витязь», которым командовал Макаров (в ту пору еще капитан 1-го ранга), совершил кругосветное плавание. И хотя перед экспедицией не стояло прямых научных целей, она вела очень большие океанографические наблюдения в Тихом океане, а затем в Японском, Охотском и Желтом морях. Все эти данные описаны в замечательной книге «„Витязь“ и Тихий океан» (1894).

Макарова интересовало изучение морских вод еще до плавания на «Витязе». В проливе Босфор он обнаружил глубинное течение. Здесь было выполнено более четырех тысяч наблюдений над температурой и удельным весом воды и около тысячи измерений течений — невиданный по тому времени объем работы, позволивший получить важные, до сих пор не утратившие своего значения выводы.

В 1889 г. по инициативе Макарова был построен ледокол «Ермак», равного которому в то время не было (машина в 10 тыс. сил, водоизмещение 6 тыс. т). Первое испытательное плавание ледокола совершалось к западу от Шпицбергена до полярных льдов. При этом Макаров произвел интересные океанографические работы, описанные в его труде «„Ермак“ во льдах» (1901).

В 1902 г. был создан специальный Международный совет по изучению морей, который способствовал развитию морских исследований. Создание совета было подготовлено Международным географическим конгрессом, проходившим в Берлине в 1889 г. В работе конгресса приняли участие многие страны: Бельгия, Великобритания, Германия, Дания, Нидерланды, Норвегия, Россия, Швеция и Соединенные Штаты. Совет просуществовал 10 лет и успел сделать очень много в области океанографии как пауки. В то же время основной целью совета было изучение морских промыслов и их охрана от хищнического истребления. Все полученные материалы быстро обрабатывались и издавались не позднее, чем через год. Организованное советом наблюдение вдоль постоянных линий (разрезов), повторяемое регулярно 4 раза в год, дало возможность обнаружить большие изменения океанографических характеристик от года к году. Таким образом, постоянный центр сделал большой шаг в исследовании морей, разработке методов, создании приборов.

В 1918 г. в Советском Союзе был создан Комитет для исследований по гидрологии, метеорологии и геологии. Через четыре года этот комитет был преобразован в Центральное гидрометеорологическое бюро, задачей которого стало изучение прибрежных зон морей (с устьями рек) и руководство гидрометеорологической сетью.

За подписью В. И. Ленина 10 марта 1921 г. был издан проект постановления об учреждении Плавучего морского института. Ему надлежало планомерно изучать советские моря, побережья, острова. Впоследствии этот институт реорганизовали, и с 1933 г. он существует как Всесоюзный научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО). Одновременно с Плавмормином появились: Институт Севера (затем Арктический и ныне Арктики и Антарктики) и морской отдел в Государственном гидрологическом институте. Создаются местные научно-исследовательские обсерватории в системе Гидрометеорологической службы и Военно-Морского Флота, институты и станции рыбного хозяйства. Работу прибрежных морских станций дополняли многочисленные экспедиции, а затем родилось могучее средство наблюдений — ледовая авиаразведка.

Со знаменитой станции «Северный полюс-1» (1937–1938 гг.) началось планомерное освоение этого сурового района, прерванное на несколько лет войной.

В послевоенное время все большее развитие стали получать специальные океанские экспедиции, организуемые Институтом океанологии АН СССР, Морским гидрофизическим институтом и Гидрометеослужбой СССР. Исследования проводились на судах «Витязь», «Михаил Ломоносов», кораблях погоды — «А. И. Воейков», «Ю. М. Шокальский». В 1966–1969 гг. вступили в строй флагман научно-исследовательского флота Академии наук СССР «Академик Курчатов», суда Гидрометеорологической службы «Профессор Визе», «Профессор Зубов» и др.

Во всех экспедициях тех лет применялась единая методика наблюдений и их обработка. Особенно широко развилось международное сотрудничество, многие экспедиции стали проводиться совместно разными странами. Так было во время Международного геофизического года (МГГ) в 1957–1958 гг., Международного геофизического сотрудничества (МГС) в 1959–1962 гг. и позднее. С 1958 г. начаты обширные советские экспедиции в районы Антарктики, проводимые также в порядке международного сотрудничества. Интенсивно изучаются внутренние и окраинные моря, омывающие берега нашей страны.