Фридрих Вильгельм Генрих Александр фон Гумбольдт был родом из Пруссии, немецкоязычного государства, которое некогда простиралось от Северного моря вдоль Балтийского побережья до границы с Россией. Мировые события стали причиной того, что этого государства больше нет на карте. Однако имя Гумбольдта встречается на картах повсюду. В честь него названы 17 географических объектов (заливы, водопады, пещеры и т. д.), а также примерно столько же городов; по меньшей мере 4 университета, десятки средних школ и даже океанское течение, текущее на север вдоль тихоокеанского побережья Южной Америки. Что же такого сделал этот эрудит XIX века, чем заслужил все эти почести? Во-первых, свои главные экспедиции (1799–1804) он совершил в Америку, где в то время у многих объектов не было европейских названий. Кроме того, Гумбольдт положил начало нескольким новым научным областям, таким как биогеография и климатология, а также наблюдению за изменениями магнитного поля Земли.

Климатические карты

Биогеография изучает то, как распространение животных и растений в разных точках планеты связано с климатом. Чтобы разобраться в этом, Гумбольдт объединил биологию, геологию и исследования климата. В течение многих лет он анализировал сведения, собранные во время экспедиций в Америку, и сводил их с данными из других источников, чтобы в итоге получить глобальную географическую картину.

Александр фон Гумбольдт создал карту произрастания растений на склонах высокого вулкана Чимборасо в Эквадоре, отмечая, как изменяется флора по мере того, как с увеличением высоты погодные условия становятся хуже.

В 1817 году он первым стал наносить на карты изотермические линии, соединяющие точки на Земле с одинаковой средней температурой. На изотермических картах показаны температурные пояса, которые окружают земной шар, разделяя его на климатические зоны. (Однако первые изотермические карты были довольно примитивными.) Гумбольдт описал самые теплые зоны вокруг экватора как жаркий пояс. К северу и югу от экватора шли горячий, теплый, умеренный, холодный, ледяной и пояс вечной мерзлоты. С тех пор, как все крупные части суши были открыты и картографированы, первая изометрическая карта положила начало климатологии, науке, изучающей особенности погодных условий в разных уголках планеты.

На картине 1810 года Александр фон Гумбольдт стоит у подножия Чимборасо, вулкана в Эквадоре. Из-за того, что земной шар имеет форму эллипсоида, вершина этой горы – самая отдаленная от центра Земли точка на поверхности планеты.

Биогеография

Гумбольдта очень интересовало то, как в разных климатических зонах обитают разные виды растений и животных. Сегодня научные исследования в этой области нашли отражение в идее биомов – климатических зон, отличающихся по типу растительности. Помимо средней температуры, они имеют и другие характеристики, такие как атмосферные осадки и сезонные изменения. Хорошо известные нам биомы – это тропические леса и пустыни (по Гумбольдту они находятся в жарком поясе), тундра и степь (в холодных и сухих районах).

Взгляд в прошлое

Карты современного климата и биогеографических областей становятся ценным ориентиром для палеонтологической летописи. Ископаемые находки показывают изменения мест обитаний растений и животных в геологическом прошлом (как обнаружил Кювье в Париже), а кроме того, климатические сдвиги. Эти размышления вдохновили Чарлза Дарвина, который через пару десятков лет прошел по следам экспедиции Гумбольдта и заинтересовался происхождением разнообразных форм жизни. Других ученых больше интересовало, чем вызваны изменения в климатических зонах. Не потому ли это происходит, что на планете становится более тепло или холодно, более влажно или сухо? Или, возможно, те земли, которые располагаются в жарком экваториальном поясе, в далеком прошлом находились в другом месте на поверхности Земли? Все эти вопросы требовали ответов.

«Базальтовые призмы Санта-Мария-Регла в Мексике» – такую запись сделал Александр фон Гумбольдт в своем путевом дневнике во время путешествия в эту страну в 1803 году.

Синоптические карты

Хорошо знакомые нам карты погоды, которые печатают в газетах или показывают после выпуска новостей по телевизору, основаны на синоптических картах, впервые разработанных Генрихом Брандесом в 1820-х годах.

Немецкий ученый Генрих Брандес внес большой вклад в метеорологию: он не только подарил нам карту погоды, но и исследовал погодные явления. Брандес окончил университет в 1800 году и погрузился в изучение астрономии (помимо прочих его интересов). Он установил, что метеоры – или «падающие звезды» – находятся так высоко в атмосфере, что никак не влияют на погодные явления на поверхности Земли. Это наблюдение помогло ему сделать второе большое научное открытие – спустя 20 лет Брандес доказал, что метеорология не имеет отношения к метеорам.

Старейшая метеорологическая карта США, созданная в 1843 году, с прогнозом на 30 января. Ее составил Джеймс Поллард Эспи для медицинской службы армии США.

Тем не менее термин «метеорология» остался, хотя Брандес использовал термин «погодные условия», так что название не слишком его волновало. Сегодня он считается отцом «синоптической метеорологии», но известен лишь в профессиональной среде синоптиков.

Общая картина

Слово «синоптический» происходит от древнегреческого языка и означает «увиденное в целом». Синоптическая карта, впервые опубликованная Брандесом в книге «Вклад в метеорологию», – это масштабная сводка (или синопсис) погодных условий в определенный момент времени недавнего прошлого. Но диаграмма Брандеса была неточной. В то время возможности наблюдать за погодными условиями на большой территории и сопоставлять полученные сведения были ограничены. Современная синоптическая карта охватывает область земной поверхности радиусом около 1000 км и содержит данные о температуре, направлении и скорости ветра и атмосферном давлении в разных точках. На карте могут присутствовать и другие показатели, например облачность. Представленное таким образом описание метеорологических условий позволяет в дальнейшем прогнозировать изменения погоды.

Метеосводка Восточного побережья США на 12 марта 1888 года, 22:00, показывает прохождение урагана, который привел к Великой метели 1888 года, также известной как Снежная буря.