На суше и на море - 1977

Начинать исследования с тропических и приэкваториальных широт было решено не случайно. Здесь в атмосферной циркуляции заключено более всего тайн природы. Самая главная из них — закон движения воздушных потоков вблизи экватора. Известно, что в этой части земного шара воздушные течения не подчиняются законам ни северного, ни южного полушария. А каким же законам они подчиняются? Это-то и неизвестно. Как же тогда объединить в какой-либо общей модели атмосферную циркуляцию обоих полушарий?

Другая тайна — сама роль географического экватора в атмосферных процессах и в циркуляции вод в океане. Известно только, что атмосферная циркуляция северного и южного полушарий разграничивается не по географическому экватору, а по так называемой внутри-тропической зоне конвергенции, которую ввиду этого и называют иногда метеорологическим экватором. А в океане в то же время существует свой экватор — «термический», где воды имеют наиболее высокую температуру. Взаимоотношения и взаимосвязи между этими тремя экваторами, каждый из которых претендует на роль раздела между северным и южным полушарием, и должны быть раскрыты.

Тропическая зона океанов требует первоочередного изучения и еще по одной причине. Если представить земную атмосферу и океан как единую тепловую машину (а они таковой и являются), то последняя, имея на полюсах два «холодильника», обладает единственным постоянным и наиболее мощным нагревателем, которым служат воды тропических морей. Поэтому для любой модели теплового режима атмосферы надо точно знать, сколько накапливается ежесуточно тепла в этом нагревателе и какими путями оно распространяется по всей Земле.

Пассаты и зона конвергенции

Самая характерная особенность тропической зоны океанов — исключительно устойчивые воздушные течения — пассаты. В обоих полушариях они возникают в районе 30° широты и имеют в поверхностном слое северо-восточное направление в северном полушарии и юго-восточное — в южном. Постепенно сближаясь и замедляя скорость, пассаты образуют в конце своего встречного движения, вблизи экватора, обширную зону конвергенции (см. картосхему).

Состояние погоды в районе пассатов и в зоне конвергенции совершенно противоположно. Там, где дуют пассаты, ветрено и солнечно. Бесконечные вереницы небольших разрозненных кучевых облаков днем и ночью плывут, влекомые пассатным потоком, как воздушные корабли, от восточной половины горизонта к западной. Здесь всегда сухо, а если иногда и случится короткий мелкий дождик, его и не заметишь.

В зоне же конвергенции ветра почти нет, но небо всегда загромождено гигантскими облачными горами, из которых днем и ночью льют тихие, но чрезвычайно обильные и долгие дожди.

Размещение кораблей и «алфавит» масштабов

Для решения всех задач тропического эксперимента очень важно было расставить корабли так, чтобы вести наблюдения за процессами любых масштабов.

Систему пассатов и зону конвергенции, охватывающую тысячи километров, в эксперименте назвали «А-масштабом». Для наблюдений за этой системой использовались все корабли, распределенные более или менее равномерно в приэкваториальной части Атлантики — от берегов Африки до Америки.

Однако внутри пассатной системы время от времени появляются атмосферные возмущения в виде областей пониженно-то давления с циклонической циркуляцией. Такие возмущения иногда способны превращаться в тропические ураганы. Масштаб подобных циркуляции значительно меньше: он составляет сотни километров — и был обозначен как «В-масштаб». Для наблюдений за циркуляциями такого масштаба в восточной части океана был создан многоугольник из шести кораблей, поставленных на расстоянии около 300 миль друг от друга внутри зоны конвергенции.

В этой зоне очень часто возникают циркуляции еще меньшего масштаба, размером в десятки километров, в виде тесных скоплений дождевых облаков. Для наблюдений за этими облачными скоплениями внутри «В-шести-угольника» было поставлено еще шесть кораблей на расстоянии около 150 миль друг от друга. Это «С-масштаб».

Циркуляции еще меньшего масштаба (не более нескольких километров), связанные с отдельными, особо мощными облаками, обозначались как «Д-масштаб». Они служили объектом наблюдений всех кораблей[14].

Как проходил эксперимент

Прежде чем начать программу совместных и синхронных наблюдений, капитаны кораблей расставили около двух десятков заякоренных буев с самопишущими приборами, регистрировавшими скорости и направления морских течений на различных глубинах. А участники эксперимента начали вести наблюдения за тем. что происходит в океане и атмосфере, и ежечасно измеряли все, что может быть измерено.