К
итогам международного семинара "170 лет обсерваторских наблюдений на
Урале: История и современное состояние", проводившегося в Екатеринбурге с
17 по 21 июля 2006 г.
В.В.Литовский
Семинар был задуман в качестве предваряющей стадии по
изучению историко-научных материалов в области русско-немецких исследований
окружающей среды на Урале для развертывания большого международного проекта,
направленного на выявление базы для совместного решения фундаментальных проблем
диагностики и прогнозирования климатических и геодинамических процессов в
горных системах. Такой подход связан с проведением комплексных историко-научных
исследований для выявления взаимосвязи метеорологических,
атмосферно-физических, геофизических и биофизических процессов, а также
механизмов, определяющих состояние и эволюцию горных систем (на примере Урала и
Баварских Альп). Решить поставленную
фундаментальную проблему как раз и предполагается на основе совместного
анализа, систематизации и обобщения русского и немецкого естественно-научного
наследия: долгосрочных данных мониторинга окружающей среды, архивных
материалов, трудов ученых, иных материалов за период инструментальных
метеорологических, атмосферно-физических, геофизических наблюдений, известных с
XVIII-XIX века.
С российской стороны
проект проведения семинара был поддержан грантом РФФИ № 06-05-74049 на основе
заявки, поданной директором Института геофизики УрО
РАН, членом-корреспондентом РАН Петром
Сергеевичем Мартышко, согласованной с немецкими
коллегами.
В состав Оргкомитета от ИГф УРО РАН помимо П.С.Мартышко
вошли член-корреспондент РАН В.И.Уткин, к.т.н. А.Н.Ратушняк,
к.г.-м.н. Н.Н.Винничук, от
Геофизической службы РАН член-корреспондент РАН А.А.Маловичко,
от ИГ УРО РАН д.г.-м.н. В.М.Новоселицкий,
от Уральского управления гидрометеорологической службы – ее руководитель,
Государственный Советник Российской Федерации Сергей Михайлович Вдовенко, от Института глобального климата и экологии
Росгидромета и РАН, руководитель уральского филиала, к.г.н. Альберт
Александрович Успин, от Уральского государственного
университета путей сообщения – д.г.н. В.В.Литовский.
С немецкой стороны в
Оргкомитет семинара были включены Президент Международной комиссии по истории
метеорологии, председатель комитета по метеорологической истории Немецкой
метеорологической службы -Meteorologische Gesellschaft-FAGEM, SP Geschichte der Naturwissenschaften, профессор Гамбургского
университета, доктор Корнелия Лудеке,
вице-директор Обсерватории Hohenpeiβenberg (Немецкая служба погоды, Deutscher Wetterdienst), доктор Питер Винклер, профессор Мюнхенского университета и член Немецкой
академии естественных наук (Lehrstuhl für
Geschichte der Naturwissenschaften, Universität München) Бернхард Фричер, директор
геофизической обсерватории Fuerstenfeldbruck и профессор Геофизического
Института Мюнхенского университета Юрген Мацкa, с эстонской стороны
-директор музея К.Бэра, старший научный сотрудник Института географии
Тартуского университета (Universitat Dorpat/Tartu) доктор Эрки
Таммиксаар.
Семинару предшествовала рабочая встреча в
январе этого года, где с вышеперечисленными немецкими коллегами был установлен
формат летней встречи и обозначены наиболее актуальные темы.
День открытия семинара
ознаменовался важным для развития российско-немецких естественнонаучных контактов
событием. Благодаря муниципальному учреждению "Столица Урала" и
научному сообществу города на доме по адресу - ул. Чапаева, 7, была открыта
мемориальная доска великому немецкому естествоиспытателю Александру фон
Гумбольдту, который был непосредственно причастен к организации и становлению
метеорологических и геомагнитных исследований на Урале, к созданию и развитию
Екатеринбургской магнитно-метеорологической обсерватории.
От имени участников Семинара на торжественном открытии доски, где участвовал немецкий консул в Екатеринбурге господин Клиннер, приветственную речь произнес П.С. Мартышко, члены Оргкомитета и участники семинара возложили цветы. Было выражено мнение, что открытие мемориальной доски А.фон Гумбольдту – это лишь первый шаг в деле восстановления богатого российско-немецкого научного наследия в Екатеринбурге и на Урале в целом и указано на то, что с этим событием почти совпало не менее важное событие в сохранении российско-германского научного наследия - открытие Дома Н.В.Тимофеева-Ресовского в Берлин-Бухе (Timofeeff-Ressovsky-Haus, Max-Delbruck-Centrum fur Molekulare Medicin (MDC), Berlin-Buch) с лабораторией по исследованиям генома при Центре молекулярной медицины Макса Дельбрюка, что также было отражено в докладах и материалах семинара.
Отметим,
что в этом мероприятии с немецкой
стороны были задействованы министр Аннета Шаван (Dr. Annette Schavan), мер Берлина Клаус Воверейт
(Klaus Wowereit), профессора Вальтером
Бирхмеер (Prof. Dr. Walter Birchmeier), Вальтер Розенталь (Prof. Dr. Walter Rosenthal),
Томас Йенц (Prof. Dr. Thomas Jentsch) и Николаус Раевский (Prof.Dr. Nikolaus Rajewsky). Российская сторона была
представлена министром науки и образования Андреем Фурсенко.
В данной связи Оргкомитету хотелось бы особенно поблагодарить семейство
Раевских за большой вклад в упрочении двухсторонних российско-германских
контактов, в частности Элис Раевскую осенью прошлого
года побывавшую в Екатеринбурге в рамках визита
представителей Немецкого научно-исследовательского общества (ННИО).
На семинар было представлено более 50
докладов, а география приглашенных простиралась от Германии и Эстонии до
Сахалина, Камчатки и Чукотки. Можно отметить, что на самом деле география была
гораздо шире, так как среди участников семинара были и такие, кто продвигал изучение
геофизических проблем в Австралии,
Арктике и Антарктике.
Так, от дальневосточных магнитных
обсерваторий "Паратунка", "Мыс
Шмидта", "Магадан", "Хабаровск" и
"Южно-Сахалинск", а также от их коллег из Иркутска и Новосибирска
были оглашены материалы о перспективах вступления в международную систему
геофизического мониторинга "Intermagnet".
Данная тема очень важна, так
как часть из этих обсерваторий были построены и работают уже давно, а потому
важно продолжать наблюдения, чтобы не прерывать длительные и однородные ряды
данных. Кроме того дальневосточные
обсерватории являются северным продолжением меридиональной цепочки магнитных
обсерваторий Новой Зеландии, Австралии, Малайзии, США (о.Гуам),
Китая, Японии, данные которых необходимы в исследовании общей картины развития
магнитных возмущений в пределах всего земного шара, тоже самое относится и к
сибирским, особенно северным обсерваториям, которые образуют восточный сегмент
сети магнитных обсерваторий бывшего СССР, а потому их восстановление будет необходимым
шагом к восстановлению всей сети. Этим также будет создаваться необходимая
базовая основа для возобновления программы наблюдений на пунктах векового хода,
остановленной в начале 1990-х годов.
В материалах Германа
Байера-Тома (Hermann Beyer-Thoma) из Института Восточной Европы (Мюнхен) "Участие немцев в
освоении и изучении Урала" дана впечатляющая панорама вклада немцев в
освоении и изучении Урала. Это стало возможным, благодаря компьютерной базе
данных им. Эрика Амбургера, хранящейся ныне в мюнхенском Институте Восточной Европы.
Классификация немцев, связанных когда-либо с Уралом, по видам деятельности и по
их социальному статусу будет очень полезна всем, кто занимается научными
проблемами и проблемами межкультурных коммуникаций.
Уютный конференц-зал Института
металлургии УРО РАН, где проходило открытие конференции, буквально взорвался от
аплодисментов, когда председатель Оргкомитета Петр Сергеевич Мартышко объявил первого выступающего. Сделать
доклад было предложено бывшему заведующему кафедрой физики Уральского
государственного университета путей сообщения (а ныне доценту этой кафедры –
В.Л.), кандидату физико-математических наук Валентину Робертовичу Абельсу – внуку директора Екатеринбургской
магнитно-метеорологической обсерватории (ЕММО) Германа Федоровича Абельса и сына его преемника на этом посту Роберта
Германовича Абельса.
В докладе "От ЕММО до УФАНа или как Обсерватория помогла Екатеринбургу стать
столицей Урала" Валентин Робертович подробно остановился на многоаспектном
образовательном и просветительском влиянии, оказанном Обсерваторией на екатеринбуржцев, о ее направляющем влиянии на деятельность
Уральского общества любителей естествознания, на приоритет размещения первых
уральских вузов и академических институтов в Екатеринбурге. В
докладе "Роль А.Я.Купфера, К.В.Чевкина
и Е.Ф.Канкрина в создании обсерваторий" им
впервые был полномасштабно представлен вклад ныне почти забытого выдающегося
российского деятеля Константина Владимировича Чевкина,
который в разное время возглавлял штаб Корпуса горных
инженеров (с 1834 до 1845 г.), был членом комитета по строительству магистрали
Петербург-Москва (с 1842 г.), с 1855 г. был главноуправляющим
путями сообщения, сенатором, затем - председателем департамента Экономии, и наконец – председателем Комитета по делам Царства
Польского. Упомянем также, что за заслуги в создании железных дорог и развитии
сети обсерваторских геофизических наблюдений в свое время был избран почетным членом Петербургской
Академии наук.
Зал почтенно затих, когда целый цикл докладов
о последних разработках Института земного магнетизма, ионосферы и
распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН)
сделал классик геофизического приборостроения, ведущий российский специалист в
области разработки кварцевых вариометров, Юрий Александрович Бурцев. Вот лишь
некоторые из них: "История магнитного приборостроения в ИЗМИРАН: прошлое,
настоящее, будущее", "Цифровые кварцевые магнитовариационные станции
ИЗМИРАН в полярных геомагнитных обсерваториях и исследованиях",
"Двухкомпонентный кварцевый градиентометр с малой
измерительной базой для научных исследований", "Прецизионный
кварцевый наклономер", "Цифровая магнитовариационная станция
"Кварц-4" для магнитных обсерваторий" и т.д.
Укажем, что часть из представленных
материалов была подготовлена Юрием Александровичем в соавторстве с его учителем
– легендой геофизического приборостроения В.Н.Бобровым, магнитометры которого знает весь мир.
Благодаря разработке уникальных геофизических приборов, Юрию Александровичу
Бурцеву пришлось изрядно поколесить по свету, в том числе добраться и до
далекой Антарктиды. Отметим также, что разработки прибористов ИЗМИРАНа, к когорте
которых относится и Юрий Александрович, позволили в 1958 году впервые в мире
выполнить магнитные измерения с искусственного спутника Земли, на немагнитной
шхуне "Заря", а позже создать
приборы для искусственных спутников Земли, с помощью которых было измерено не
только магнитное поле Земли, но и поля вблизи Луны, Венеры и Марса, дальнего
космического пространства.
В материалах директора ведущей баварской
метеорологической Обсерватории Hohenpeissenberg доктора Петера Винклера
"Математик Иоганн Генрих Ламберт и начала Мангейского
Палатинского Метеорологического общества" с
особой трогательностью, а иногда и едва уловимой иронией рассказывается
увлекательная история об идейном предтече создания Мангеймского
Палатинского метеорологического общества
замечательном немецком ученом
Ламберте, великом и в чем-то
чудаковатом. Затрагивается малоизвестная история творческого взаимодействия
Ламберта с аугсбургским механиком Георгом Фридрихом
Брандером (1713-1783). Высказывается гипотеза о возможной причастности Ламберта
и Брандера к обеспечению первых российских наблюдательных
станций их приборами и ставится
историко-научная проблема подтверждения этого.
Бесценным подарком к открытию Семинара стало
обнаружение доктором Винклером в банке данных
Мюнхенского Института Восточной Европы биографических сведений о первом
смотрителе ЕММО Юлиусе Рейнке
(Julius Reinke). Оказалось,
что он родился в 1811 году и умер в Петербурге 13 августа 1865 года, о чем
также есть упоминание в "Санкт-Петербургских евангелистических
воскресных новостях" (St.
Отметим, что другая – уже академическая
проблема, которую доктор Винклер представил зимой
этого года, будучи с делегацией немецких коллег в Институте геофизики УрО РАН, это проблема альпийского помпинга.
Иными словами, исследования его и других Обсерваторий, занимающихся Альпами,
показали, что Альпы работают, как гигантский пылесос, формирующий вокруг себя
специфическую систему ветров. Этот "пылесос" закачивает внутрь себя
пыль со всей Европы с весьма характерной топологией ее распределения. Причины этого явления еще не вполне
осмыслены, равно как и подходы к строгому математическому описанию – требуется
совместное осмысление феномена, выявление подобных феноменов на Урале, словом,
интеграция баз данных и знаний баварских и уральских метеорологов.
Выступление Алексея Юрьевича Гвоздарева из
Горно-Алтайского университета было посвящено не утрачивающей актуальности
проблеме поиска надежных предвестников землетрясений. Свой анализ он делал на
основе разбора известного Алтайского землетрясения, которое произошло осенью
2003 года. Им вместе с
коллегами в ходе экспедиционных исследований сразу после землетрясения и позже
были изучены аномальные геомагнитные вариации в эпицентральной и иных зонах
землетрясения. Результаты измерений геомагнитных вариаций выявили в эпицентральной
зоне землетрясения наличие локальных источников магнитного поля. Однако, какой
они природы: литосферной или ионосферной,
окончательно установить не удалось. Известно лишь, что локальные ионосферные возмущения, связанные с очагами
землетрясений, фиксировались неоднократно и в ряде современных работ имеются
свидетельства о повышении потока электронов и температуры плазмы на спутниковых
орбитах над активными разломами в период сейсмической активизации. Таким образом,
существование локальных магнитных источников в сейсмической зоне вполне
возможно. Эти исследования еще раз показывают, что Земля является более сложной
и тонко настроенной кибернетической системой, чем принято считать, и, как Солярис, прибегает к самым изощренным способам по
выравниванию несбалансированных потоков вещества и энергии. Неудивительно
поэтому, что, постоянно соприкасаясь с тайнами полевых вариаций, в монографии
"Необычные явления в природе и неоднородный физический вакуум"
А.Ю.Гвоздарев с коллегами ввел ряд совершенно новых представлений для
интерпретации таких экзотических природных явлений как шаровые молнии, смерчи и
т.п.
Ряд докладов и материалов был посвящен
историческому и современному обзору деятельности геофизических и
метеорологических обсерваторий на обширном пространстве России.
Было особенно приятно, что в материалах
семинара нашли отражение история и современное состояние наиболее значимых
российских обсерваторий от Казани до восточных приделов нашей страны.
Так, в материалах одного из
ведущих специалистов России по гидрометеорологии, доктора географических наук,
декана географического факультета Казанского университета, профессора Юрия
Петровича Переведенцева и его коллеги Э.П.Наумова
"Становление и развитие метеорологических наблюдений в Казани"
приводится не только много интересных, но и очень ценных историко-научных
сведений о вкладе казанской школы метеорологии и геофизики в развитие
отечественной и мировой науки.
Из него, в частности,
следует, что обнаруженные нами в архиве ЕММО базы данных за период с 1802 по
1836 гг. могут продуктивно сопоставляться с метеоданными
Казанского университета, известными с ноября 1804 года. Непреходящую ценность
казанские данные имеют и в связи с тем, что вместе с екатеринбуржскими
они осуществлялись в рамках единой концепции
с использованием лучших образцов французской и немецкой научной школы.
Во многом они были стимулированы А.Купфером с
привлечением выдающихся российских ученых И.М.Симонова, Н.И.Лобаческого,
А.С.Савельева (ученика Э.Х.Ленца). Укажем также, что кооперация с Ф.Араго, А. фон Гумбольдтом и К.Гауссом вывела казанские и екатеринбуржские исследования на мировой уровень,
обеспечила прогресс наук о Земле в целом. От себя добавим, что Гаусс не только
проявлял интерес к результатам казанских
исследований, но даже собирался переехать в Казань, где работал единственный в
мире равновеликий ему математик – Н.И.Лобачевский. В последние годы Юрием Петровичем Переведенцевым
большое внимание уделяется проблемам изучения глобального потепления климата и
его региональных проявлений, экологического состояния воздушного бассейна
региона (Переведенцев, 2004). Результаты исследований опубликованы им и его
сотрудниками в многочисленных монографиях и научных статьях, докладывались на
многочисленных престижных научных конференциях в том
числе на Всемирной конференции по изменению климата (Москва, 2003), съездах
Русского географического общества.
К числу последних
заметных публикаций монографического характера казанских метеорологов
относятся: «Климат Казани» (1990), «Климат и загрязнение
атмосферы в Татарстане» (1995),
«Современные глобальные и региональные изменения окружающей среды и климата»
(1999), «Метеорология в Казанском университете: становление, развитие, основные
достижения» (2001), «Теория климата» (2004), «Динамика снежного покрова на
территории Татарстана во второй половине ХХ столетия» (2005), «Современные
изменения климата в Среднем Поволжье (на примере Казани и Ульяновска)»
(2005), (2005), «Основы экологии атмосферы» в 4-х частях (2000
–06 гг.) и др.
Жизненному пути и научным
достижениям А.Я. Купфера, П.Т. Смолякова
и Н.В. Колобова посвящены очерки Наумова (2002), Переведенцева
(2002), Верещагина (2001).
В материалах заместителя
директора Нижне-Тагильского музея-заповедника
горнозаводского дела Среднего Урала, российской немки Светланы Адольфовны Клат "К истории
создания метеорологической обсерватории в Нижнем Тагиле" фактически впервые в деталях излагается
удивительная история возникновения этой обсерватории. В отличие от ЕММО,
Богословской и Златоустовской обсерваторий она возникла за счет частных
пожертвований известных заводчиков Демидовых в 1839 году. Как выяснилось из
материалов, инициаторами ее создания стали
Анатолий Николаевич Демидов и предположительно французский ученый Ф.Ле-Пле. Инициативные метеорологические исследования в Нижне-Тагильской метеорологической обсерватории
осуществлялись с 1839 по 1866 год. Светланой Адольфовной
было установлено также, что к организации обсерватории в Нижнем Тагиле были
причастны и французские инженеры-топографы Е.Бержье и А.Аллори,
в то время работавшие в Нижнем Тагиле по контракту. Позже главным смотрителем и куратором был французский исследователь Леон Вейер, а наблюдателем
Иродион Матвеевич Рябов. В этой обсерватории
наблюдались не только классические
метеорологические элементы: температура, атмосферное давление и влажность с
осадками, но с 1852 года и геомагнитные элементы. Ее данные на протяжении ряда
лет публиковались в Париже в виде отдельного издания. Укажем,
что к этим данным еще не раз придется обращаться метеорологам, так как они
восполняют имеющиеся пробелы в ретроспективном изучении климата Среднего Урала
и могут компенсировать недостаток знаний на широте Перми, где подобные
исследования начались позже – в 1881 г. по инициативе известного писателя
Ф.М.Панаева и, кстати, также как и в Нижнем Тагиле, на частные средства.
Современная школа Пермской
метеорологии была представлена на семинаре заведующим кафедрой
гидрометеорологии и охраны атмосферы Пермского государственного университета (ПГУ),
профессором, доктором географических наук Николаем Александровичем Калининым и его коллегами А.Л. Ветровым, И.С.Замориным и А.А.Смирновой. Блестящий доклад на тему
"Геоинформационная технология оперативной оценки
опасных природных метеорологических явлений на основе комплекса
метеорологической и географической информации" сделала от лица коллег
доцент ПГУ, кандидат географических наук Анна Александровна Смирнова. Как ясно
из названия доклада он был посвящен актуальной теме развития на Урале и на Земле
в целом опасных метеорологических явлений, то есть таких явлений в атмосфере,
которые по своей продолжительности, интенсивности и масштабу распространения
могут оказывать поражающее воздействие на людей, животных и растения, объекты
экономики и окружающую природную среду. В последние годы отмечается рост таких
явлений и, несмотря на локальность их воздействия, они ежегодно наносят
многомиллионный ущерб экономике странам
и отдельным регионам. Поскольку зачастую возникновение опасных явлений
происходит под влиянием мезомасштабных атмосферных
процессов, то для анализа и прогноза их наступления необходимо производить
восстановление метеорологической информации на территориях, не оснащенных
метеостанциями. Такое восстановление для задач локального анализа и сверхкраткосрочного прогноза погоды требует комплексного
подхода. Комплексность заключается в учете взаимного влияния метеовеличин и влияния, оказываемого на атмосферу подстилающей
поверхностью, использовании всего объема поступающих не только метеорологических,
но и геофизических данных, программных инструментов обработки и представления
информации. Для чего используются геоинформационные
системы (ГИС). Далее в докладе речь шла о создании геоинформационных
технологий оперативной оценки опасных природных метеорологических явлений на
базе современных международных стандартов и программного обеспечения на кафедре
метеорологии и охраны атмосферы Пермского госуниверситета, моделях, которые
позволяют получать распределение метеорологических величин в пограничном слое
атмосферы, ветра, облаков и осадков –– во всем слое
тропосферы. Данный доклад убедил участников семинара в том, что задачи, которые
решают на глубоком теоретическом уровне пермские метеорологи
во многом созвучны задачам, которые решают их немецкие коллеги в
Баварии, в частности Петер Винклер с коллегами.
Хотелось бы отметить, что всех не только тронуло содержание доклада, но и
личное обаяние Анны Александровны, продемонстрированное ей блистательное умение
вести научную дискуссию на предельно высоком научном уровне. То же относится и
к самому Николаю Александровичу. Без преувеличения можно сказать, что школа
Н.А.Калинина – это "новая волна" в отечественной и, в частности,
уральской метеорологии.
Настоящей научной сенсацией для уралистов
стали материалы "Метеорологическое исследование Российской империи в 18
веке", представленные президентом Интернациональной комиссии по истории
метеорологии, доктором Корнелией Лудеке.
Ею, пожалуй, впервые в истории метеорологических исследований на Урале не
только описаны, но и представлены в виде графических зависимостей результаты
наблюдений за 1742 год (!) в Туринске, Соликамске и
Верхотурье. Об этих данных уральским метеорологам ничего не было известно
долгий период времени, кроме того, что они выполнялись во время работы Второй Камчатской экспедиции (1733-1743 гг.). Причиной тому стало то, что они были опубликованы академиком
Брауном в раритетном ныне журнале
"Новые комментарии" Санкт-Петербургской академии наук на
экзотическом для нас латинском языке (Braun, A.
Observationes
meteorologicae acto annorum in diversis Sibiriae locus ab A. MDCCXXXIV ad A. MDCCXLI factae.
Эти материалы непосредственно перекликались с материалами
доклада В.В.Литовского и А.В.Мокроусовой
"История метеорологических наблюдений на Урале (18-19 век)". Участникам семинара были впервые показаны архивные материалы ЕММО,
ведущие свой отсчет с 1734 г. В частности, были продемонстрированы факсимильные
записи из журнала наблюдений, начатого в январе 1734 года Иоганном Гмелиным, данные первой екатеринбугской
метеостанции за период до 1746 г. Полученные Андреем Татищевым, Федором
Санниковым и другими наблюдателями, эти записи, выполненные на латинском,
французском и русском языках наглядно свидетельствуют об интеграции с
самого начала уральских исследований в мировую науку, об интернациональном
характере научного освоения уральской ойкумены, о непреходящей ценности
совместного постижения тайн природы.
Очень важным диалог между
баварскими и уральскими коллегами оказался и в области восстановления баз
данных и историко-научного наследия на Урале, оставленного одним из первых
интернациональных метеорологических институтов - Мангеймским
палатинским метеорологическим обществом. Это
Общество, созданное в 1780 году Палатином (великим
князем) Карлом Теодором (1724-1799), как было установлено в ходе детальных
исследований Корнелии Людеке,
состояло из 39 станций (Lüdecke 1997, 2005,
2006) и было предназначено для сбора данных, касающихся метеорологических
явлений со всех частей мира. Самой крайней восточной точкой этой сети стала метеостанция, созданная при Пышминских заводах (ныне Верхняя Пышма).
Ее основателем и куратором на Урале был уроженец Мариенгофа (Австрия) член-корреспондент Санкт-Петербургской
академии наук, а также Геттингентского, Берлинского и
Венского обществ естествоиспытателей, выпускник
Горной академии в Шемнице Иван Филиппович
Герман, (Бенедикт Франц Иоганн фон Герман - Benedict Franz Johann von Hermann, 1755 -1815-). В
1780-х гг. он оказался на русской службе, в частности на Урале, где создал ряд
промышленных предприятий, в том числе и Пышминские
заводы. Пышминская станция проработала 1,5 года (c 1 мая
1790 г. по декабрь 1791 г.). Ее данные были опубликованы И.Ф.Германом в
«Эфемеридах Мангеймского Метеорологического Палатинского общества» (Ephemerides, 1789-1790), однако, долгое время в России были известны лишь ее
выборочные данные, опубликованные в 1857 году академиком Веселовским.
Благодаря немецким коллегам,
специалисты Уральского Гидромета получили полный
комплект этих данных в виде оттисков ранее недоступного уральцам издания. Во
многом это случилось по доброй инициативе Петера Винклера,
при Обсерватории которого хранятся раритетные "Эфемериды".
Отметим, что первые контакты
с немецкими коллегами возникли в июле 2004 года в результате приглашения на
конференцию в Полинг (Бавария) В.В.Литовского, где
она проводилась под эгидой Интернациональной комиссии по истории метеорологии.
Уже тогда стало очевидным,
что взаимодействие может стать обоюдно полезным. Ведь начало многим научным
исследованиям на Урале было положено неутомимыми тружениками науки – немецкими
исследователями-путешественниками.
Собственно и главное
событие, к 170-летию которого был приурочен данный семинар - открытие в 1836
году Екатеринбургской магнитно-метеорологической обсерватории, состоялось,
благодаря посещению Урала в 1829 году великим немецким
естествоиспытателем-путешественником Александром фон Гумбольдтом, а также
благодаря трудам и инициативам ученых немецкого происхождения: Адольфа Купфера, Адольфа Эрмана, Юлиуса Рейнке, Густава Розе,
Карла Гаусса и других. Эпоху (1885-1925 гг.) в деятельности обсерватории
составил период руководства ею прибалтийским немцем Германом Абельсом, а позже его сыном Робертом Германовичем Абельсом. Об этом вкладе также подробно говорил один из
авторов данного обзора.
Однако,
было бы неправильно думать, что данный юбилей – это лишь повод приобщиться к
заслугам немецких коллег. Обсерватория объективно оказалась ключевым звеном в
системе мирового метеорологического и геофизического мониторинга, главным
мировым форпостом евразийских естественнонаучных исследований. Не случайно в
материалах С.П.Каменской, В.В.Литовского и С.С.Поручиковой
"Адольф Купфер, исследователи Нового Света и
Урал: историко-научные вопросы" был
детально представлен и исследован статус ЕММО в контексте широкой географии
российских и мировых метеорологических и геофизических исследований. На большом
фактическом материале было показано, что эти исследования на Урале были
генетически связаны с исследованиями в антиподально
расположенной к Уралу Русской Америке и Калифорнии, с исследованиями на Новой
Земле, в Сибири, в Китае (Пекине), Париже, Геттингене, Баварии, в Хельсинки.
Дело в том, что Урал - уникальная древнейшая горная страна в Евразии, вытянутая
в меридиональном направлении на тысячи километров. Только она может служить
самым надежным и информативным природным объектом, репером или мерилом,
позволяющим понять геофизикам и метеорологам те тайные механизмы, которые
ответственны за эволюцию земных недр и климатов нашей планеты. Добавим также,
что из всех российских обсерваторий только ЕММО имеет самый длинный непрерывный
ряд метеорологических и геомагнитных данных, которые ныне представляют
колоссальную научную ценность.
О советском
периоде истории Уральского управления по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды подробно говорил в своем докладе "Гидрометслужба
на Урале за 170 лет" руководитель Уральского УГМС Сергей Михайлович Вдовенко, а по современному состоянию в рамках
подразделения Уральского УГМС «Свердловский центр по гидрометеорологии и
мониторингу окружающей природной среды с региональными функциями» его
руководитель Любовь Ивановна Каплун. Так, в обстоятельном первом докладе преимущественно
рассказывалось о формировании инфраструктуры Уральского УГМС и основных
направлениях его деятельности. Было отмечено, что первыми шагами советской власти в области
налаживания гидрометеорологических исследований стало подписание в 1921 году
декрета об организации Метеорологической службы в РСФСР, а в 1929 году
учреждение Гидрометкомитета СССР, что тотчас же нашло
отклик на Урале. Особенности развития страны и ее экономики в то время:
индустриализация, подъем сельского хозяйства, освоение севера, развитие
авиации, армии, строительство новых городов и железных дорог – придали
определенные направления в развитии гидрометеорологии; на Урале активно
расширялась сеть станций и постов, было налажено гидрографическое обследование
рек.
Было отмечено, что во время Великой Отечественной войны Уральское
управление по гидрометеорологии (организованное в 1930 году) стало главным
метеорологическим и геофизическим центром СССР. Именно сюда
были эвакуированы Главная геофизическая
обсерватория и Ленинградский институт экспериментальной метеорологии, здесь был
создан объединенный Институт гидрометеорологии СССР, где работали выдающиеся
отечественные ученые-метеорологи Н.Н.Калитин, М.И.Будыко.
Стоило бы добавить, что в то же время на севере Свердловской области - в Ивделе томился величайший ученый 20 века, основатель
гелиобиологии и солнечно-земной кибернетики, первооткрыватель действия аэроионов, узник ГУЛАГа Александр Леонидович Чижевский.
Большие изменения на Урале происходили в 60-70-х годах 20 века, когда на
гидрометеорологическую службу всей страны были возложены новые задачи по
обеспечению данными развивающейся промышленности и сельского хозяйства, по
контролю состояния загрязнения окружающей среды, разрабатывалась и внедрялась
новая техника и приборы, новые методы прогнозирования, передачи и обработки
информации.
После некоторого общего спада
активности хозяйственной деятельности на рубеже тысячелетий, согласно докладу, в Уральском УГМС началось
восстановление сети станций и постов, их оснащение приборами и оборудованием. Было отмечено,
что, если в последние годы приоритет
принадлежал вопросам экологической безопасности, то в настоящее время
обостряется проблема гидрометеорологической безопасности. Сегодня
наблюдательная сеть подведомственных Уральскому УГМС организаций
(гидрометеорологические центры в Перми, Челябинске, Кургане и Екатеринбурге)
состоит из 71 метеорологической станции,
3 объединенных гидрометстанций, 1 гидрологической, 3
аэрологических, 1 агрометеорологической, 11 авиаметеорологических, 3
оперативных групп и 184 постов всех видов и разрядов. Уральским УГМС
проводятся геофизические наблюдения за параметрами атмосферного электричества и
общим содержанием озона в атмосфере. Сеть мониторинга включает в себя 58 постов
наблюдений за загрязнением воздуха в 15 городах, 12 пунктов наблюдений за
загрязнением почвы, 136 пунктов по радиометрическим наблюдениям и 57 точек с
суточной экспозицией, 2 пункта озонометрических
наблюдений в приземном слое воздуха. Данные наблюдений анализируются в 11
лабораториях по мониторингу загрязнения
воздуха, в 3 лабораториях по мониторингу загрязнения поверхностных вод (по 131
створу), в централизованной лаборатории определения металлов, в лаборатории
физико-химических методов анализа, комплексной лаборатории по мониторингу
загрязнения окружающей среды, в 2-х радиометрических лабораториях. По 39
городам осуществляется прогнозирование неблагоприятных метеорологических
условий, способствующих загрязнению атмосферного воздуха.
Не менее
содержательным был и доклад Любови Ивановны Каплун "Гидрометеорологические
исследования в Уральском УГМС", в котором основной акцент делался на
содержательной части исследований Свердловского центра по гидрометеорологии и
мониторингу окружающей природной среды с региональными функциями. Из других докладов от
Уральского Гидромета хотелось бы упомянуть о докладе
ведущего гидролога Дмитрия Евгеньевича Клименко
"Развитие гидрологических работ на Урале.Развитие гидрологической наблюдательной сети",
а также о материалах по перспективам сотрудничества, представленных
руководителем уральского филиала Института глобального климата и экологии
Росгидромета и РАН кандидатом географических наук Альбертом Александровичем Успиным.
В частности, в этих
материалах сообщается, что в 2006 году Свердловский Центр по гидрометеорологии и
мониторингу окружающей среды приступил к передаче предупреждений о
неблагоприятных условиях погоды для людей, страдающих сердечно-сосудистыми
заболеваниями. Методика таких предупреждений основана на
разработках немецких ученых (Weihe W. H., Хентшел Г., 1980 гг.). В этой
связи им подчеркнуто, что было бы интересным наладить сотрудничество в этом
направлении. Другой аспект потенциального сотрудничества с немецкой стороной
возможен в контексте недавней ратификации нашей страной Киотского
Протокола. Действительно, в настоящее время Уралгидромет
совместно с энергетиками начал прорабатывать возможность использования
территорий, на которых проходят линии электропередач, для размещения
низкорослых насаждений, как поглотителей углекислого газа. Это, с одной
стороны, дает возможность использовать выращенную массу для производства
целлюлозы, а с другой стороны продавать квоты
на выбросы парниковых газов при соблюдении соответствующих нормативных
документов Киотского Протокола. Есть надежда, что в
Германии могут найтись заинтересованные
предприятия в приобретении таких квот.
Еще одной сферой возможного
сотрудничества может стать производство гидрометеорологических наблюдений за
состоянием природной среды на открывающейся в Свердловской области станции
комплексного фонового мониторинга.
В целом, завершая блок по
вкладу Гидромета в проведение данного мероприятия и в
празднование 170-летия ЕММО, хотелось бы отметить, что им в рамках великолепно
изданного к юбилею "Обзора деятельности Уральского УГМС и подведомственных
организаций в 2005 году" опубликован краткий очерк развития гидрометслужбы на Урале, ее хронология, представлен ряд
персоналий. В самом же здании Уральского
Гидрометцентра создана очень интересная историческая экспозиция,
посвященная юбилею, где в числе
раритетов представлены и дары немецких коллег. Специально в честь 170-летия из сысертского фарфора была заказана и изготовлена посуда и
памятные вазы с эмблемой Уралгидромета и юбилейной
датой.
Еще более емкую работу по
подготовке и проведению юбилейных мероприятий и Семинара выполнил Институт
геофизики УрО РАН.
В предельно сжатые сроки
(фактически за полгода!) им были переведены в надлежащие условия хранения
богатейшие архивы магнитометрических и иных геофизических данных,
сосредоточенных в Арти, проведена большая работа по идентификации
старинных геофизических приборов, унаследованных от ЕММО, собрания уникальных
изданий и книг 19 века, в числе которых широко представлены немецкие издания.
Ныне, благодаря этому, в архиве "Арти"
исследователям можно ознакомиться с раритетными изданиями "Магнитного
союза", возглавляемого великим Гауссом, подлинными рукописями Германа и
Роберта Абельсов, поблекшими от времени первыми
записями магнитных наблюдений с декабря 1836 года. До сих пор остается вопросом,
благодаря кому оказались немецкие и французские приборы на Урале? Мы не
исключаем, что к этому могли быть непосредственно причастны К.Гаусс, В.Вебер, И.Ламон, Ф.Араго, А. фон
Гумбольдт и другие великие ученые и приборостроители. Все это предстоит еще
выяснить в рамках развития российско-немецких контактов, задуманного
совместного проекта. Пока же ясно одно, что будущим поколениям исследователей
Урала есть чем гордиться. Конечно, еще очень много
предстоит сделать по описанию и исследованию фондов. Несомненно, на этой основе
будет написана еще не одна научная диссертация. Но очевидно одно, что сюда еще
неоднократно будут съезжаться ученые всего мира, что, благодаря решительным
действиям директора Института геофизики УРО РАН Петра Сергеевича Мартышко и заведующего геофизической обсерваторией "Арти" Олега Александровича Кусонского,
Обсерватория превратилась в еще один значимый "островок науки" на
Урале, откуда уже началось, как некогда говорил Макс Планк, "возвращение к
прежним верным масштабам фундаментальной науки".
И действительно, пребывание в Арти превратилось в
праздник научного общения. Гости увидели не только новый замечательный
конференц-зал, в котором можно проводить научные мероприятия самого высокого
уровня, музей старинной техники и книг, великолепно оборудованные коттеджи для
приезжающих ученых, но и павильоны с самой современной, автоматизированной
научной техникой. В сочетании с прогулкой по ароматному сосновому бору и
земляничным полянам, с угощением медом из сотов – все это произвело незабываемое
впечатление на участников Семинара.
Уникально "Арти" и как объект географических и геофизических
исследований. Пожалуй, это единственная в мире геофизическая обсерватория,
стоящая на геологическом разломе, где сходятся сразу несколько природных зон.
Среди них Кунгурская лесостепь - один из
неразгаданных феноменов Урала и не очень типичная для западного склона Урала светлохвойная лесная зона.
В геофизическом плане Арти находится в пределах так называемой Манчажской магнитной аномалии по соседству с рядом
расположенным эпицентром аномалии в 1230 нТл (п.Конево), что превратило его в идеальный полигон,
который позволяет ученым параллельно наблюдать и сравнивать магнитные явления в
аномальной и нормальной зонах. Это особенно продуктивно в связи с тем, что
здесь же при обсерватории "Арти" действует
ионосферная станция и имеются средства спутниковой связи, что позволяет
исследовать поведение электромагнитных полей не только на поверхности Земли, но
и по всему вертикальному срезу, начиная от самых потаенных недр и завершая ионосферой.
Исследованиям Манчажской аномалии и фундаментальным аспектам взаимосвязи
между магнитными бурями и процессами генезиса магнитного поля на разных
глубинах внутри Земли, в частности, на Семинаре было посвящено несколько
докладов.
В центральном юбилейном
докладе Олега Александровича Кусонского "О
результатах геофизических обсерваторских наблюдений за 170 лет" было
сделано фундаментальное обобщение результатов геомагнитных и сейсмологических
наблюдений на Урале, примыкающих к нему северных территориях и Западной Сибири,
затронуты важные исторические моменты, связанные с переносом геомагнитных
наблюдений из Екатеринбурга в Высокую Дубраву и Арти.
Особенно живой интерес, если не сказать –чрезвычайный
интерес вызвали у участников Семинара выводы, к которым пришел Олег
Александрович на основе обобщения результатов ионосферных исследований.
Действительно, в последние
годы в обсерватории «Арти» обработан материал
вертикальных ионосферных зондирований с 1945 года и в соответствии с современными
требованиями, сформирована доступная база ионосферных данных. Эти материалы
представляют большую ценность для физики Земли, так как они никогда не
публиковались в обобщенном виде за такой длительный период наблюдений. Данные
зондирования позволили выявить
закономерности в поведении
областей ионосферы E
(регулярный слой Е1,
толстый слой Е2,
спорадические слои), F (регулярные слои F1 и F2) за этот период над Уралом в зависимости от солнечной
активности, времени года и времени суток. Установлены долговременные изменения
параметров ионосферы в течение шести 11-летних солнечных цикла. Например,
надежно зафиксировано, что в последние годы количество спорадических
образований ионосферы снизилось. Так, если в период 1977 – 1985 годов по
наблюдениям на обсерватории «Арти» частота их
появления была 0.58 и выше, то в 1991 и
1992 годах составляла лишь 0.43-0.44. Это свидетельствует о существовании
процессов длительно воздействующих на ионосферу Земли. Олег Александрович с
сотрудниками не исключают, что это может быть результатом воздействия
человеческой деятельности.
В другом его (не менее замечательном – В.Л.) сообщении "Особенности
векового хода геомагнитного поля по данным обсерваторий Урала" скрупулезно
исследовано изменение хода вековой вариации геомагнитного поля после магнитных
бурь и особенности вековой вариации этого поля. По существу эта работа уже
результат кооперации и обмена базами данных с немецкими коллегами, в частности,
с Обсерваторией "Furstenfeldbruck", возглавляемой доктором Юргеном Мацкой (J.Matzka).
Так, по наблюдению
геомагнитного поля на обсерваториях были установлены закономерности изменения
вековой вариации для различных эпох. Было выявлено, что изменение компонент
поля происходит как постепенно, так и в виде скачков, ступенчато. Впервые была
установлена приуроченность скачкообразного изменения векового хода к периодам
магнитных бурь. При этом обнаружилось, что ступенчатое изменение происходит не
только во время магнитных бурь, но и сохраняется в последующий период. Более
того, на всех рассмотренных обсерваториях это скачкообразное изменение поля
носит однотипный характер. Величина скачка зависит от широты расположения
пункта наблюдения. В связи с этим было высказано предположение, что магнитные бури могут инициировать значительное изменение
векового хода. Это в свою очередь может свидетельствовать о том, что магнитные
бури сильно воздействуют на источники векового хода, изменяя их магнитный момент и направление
намагниченности.
Таким образом, по обобщенным
данным обсерваторских наблюдений можно предполагать, что вековые вариации в
значительной степени обусловлены магнитными бурями.
Пользуясь случаем, еще раз хотелось
бы поблагодарить доктора Юргена Мацку
(J. Matzka) из
обсерватории «Furstenfeldbruck») за любезно
предоставленные материалы и выразить надежду, что последующая кооперация будет
не менее плодотворной.
В материалах самого Юргена Мацки были приведены
результаты анализа Центрально-Европейского ряда склонений и годичных усреднений
векового хода вблизи 1800 г. Эта проблема фактически, послужившая толчком для
развертывания мировой системы геомагнитного мониторинга, как стало ясно из
материалов доктора Мацки, не утратила актуальности и
сегодня. Действительно, как было установлено в ходе наших историко-научных
разысканий (см. доклад "История геомагнитных наблюдений на Урале (18-19
век)"), стационарные исследования магнитных элементов на Урале были
стимулированы открытием Ф. Араго (Dominique François Arago). В 1810 году в Париже он
установил факт замедления векового хода
склонения и изменение направления его хода. С целью выявления аналогии в
поведении склонения в других точках мира потребовались синхронные наблюдения не
только в близкорасположенных пунктах Европы, но и в Азии. Для этого он привлек А.Я.Купфера, который в 1824 году организовал такие
исследования в Казани, а с открытием в 1836 г Екатеринбургской
магнитно-метеорологической обсерватории – в Екатеринбурге. В целом
обсерваторские наблюдения предназначались не только для стационарных
исследований вековых, сезонных и др. вариаций геомагнитных элементов, но и для
выявления климатических особенностей с
учетом широты и высоты места, а также для установления глобальных
закономерностей поведения геомагнетизма. Фактически сразу же после введения в строй
Екатеринбургская Обсерватория стала составляющей частью мирового геофизического
мониторинга.
И это не случайно, ведь
достаточно однородная временная серия с правильными геомагнитными наблюдениями
перед 1800 годом большая редкость. Ныне известные данные Араго
из Парижа и Лондона, скорее завидные исключения. К ним же, из наблюдений до
1840 года, согласно Мацке, можно отнести также
наблюдения, выполненные в Южной Германии в рамках научной деятельности монахов бенедиктинских монастырей и уже упоминавшегося выше Мангеймского Палатинского метеорологического
общества, основанного в 1780 году.
Эти
исторические геомагнитные данные ныне расширяют современные сведения о
магнитном поле Земли до геодинамических масштабов и обеспечивают полезную связь
с архео- и палеомагнитными данными.
Так, в
ходе сопоставления ранних исторических геомагнитных данных с данными,
следующими из теоретической исторической геомагнитной полевой модели, так
называемой GUFM, можно существенно скоррелировать
данные эксперимента и экспериментальные представления.
Именно в таком ключе в
работе Мацки была обсуждена и сравнена форма минимума
склонения, который достигался вблизи 1820 года, с исторической геомагнитной
полевой моделью GUFM. Хотя до сих пор приборные исторические данные не
могут считаться заключительными из-за двух серьезных их недостатков: качества
измерения и неполного временного охвата, они предполагают более высокое
качество в сравнении с выше представленным GUFM.
Это более высокое содержание частоты измерений оказалось синхронным для Лондона
и Южной Германии, с очевидными нарушениями предельного дрейфа на запад по
скорости изменения геомагнитного поля. Это с одной стороны дает предостережение
относительно законности исторических данных, с другой стороны могло бы считаться все же допустимым.
Поэтому, как показано в работе, сравнение с ранними геомагнитными наблюдениями
станций на других различных долготах, особенно с геомагнитными данными по
Дальнему Востоку и из Екатеринбурга, в
частности, могло бы помочь решению этого вопроса. А именно, Юрген
Мацка пришел к следующему заключению:
"Ограниченное число и срок обсужденного ряда склонений все еще не
позволяют сделать заключительное утверждение о точной форме и выявлении времени
минимума. Есть признаки от трех исторических рядов склонений, что в сравнении с
GUFM есть более широкий минимум склонения (приблизительно в 40 лет длиной
почти постоянного значения) вблизи 1820 г. в Европе. Это могло бы привести к
одновременному, резкому переходу от плоского минимума до почти линейно
увеличивающегося склонения, наблюдаемого после 1840 года. Сравнение с ранними
данными от станций подобно Екатеринбургу могло бы помочь разрешить эту
проблему" (перевод наш).
Таким образом, поводов для
соединения усилий уральских и немецких геофизиков более чем достаточно.
Еще одной парой тематически перекликающихся
материалов стали материалы Валентина Александровича Пьянкова и Петра Сергеевича
Мартышко "К вопросу о разделении статических и
динамических полей", "Некоторые аспекты природы Манчажской
магнитной аномалии", а также
немецкого коллеги из Потсдама (GeoForschungsZentrum)
, доктора М.Мандеа (M. Mandea) "От остова Земли к космическому пространству:
что говорят нам магнитные обсерватории".
Однако, если в материалах
коллеги из Германии лишь пунктирно указывается на то, что геомагнитное поле
может использоваться как основа для исследования внутренностей Земли и
понимания солнечно-земных связей, на важность стандартизации баз данных
стационарных обсерваторий, включая ретроспективные базы, данных морских и
спутниковых наблюдений для адекватного нанесения элементов магнитного поля на карту Земли и
его пространственно-временных изменений, то
в докладах его российских коллег это было показано на конкретном примере
выяснения природы Манчажской магнитной аномалии.
Из
материалов доктора Мандеа было приятно узнать, что
для улучшения сети обсерваторий на
земной поверхности Потсдамский центр по исследованию Земли (GeoForschungsZentrum, GFZ) был недавно вовлечен в
монтаж совершенно новых геофизических обсерваторий и к модернизации
существующих обсерваторий, две из которых являются Российскими обсерваториями
(Якутск и Магадан).
Было
невозможно также не согласиться с тезисами немецкого коллеги, что улучшение качества и распределения сети
обсерватории и спутниковые данные следует надлежащим образом использовать для
детального изучения пространственных и
временных изменений магнитного поля Земли, с его примерами использования
магнитных данных от стационарных обсерваторий и спутников в моделировании
магнитного поля ядра Земли, вековых вариаций, для изучения глубоких слоев
Земли, литосферы, ионосферы и магнитосферы.
В докладе Петра Сергеевича Мартышко и Валентина Александровича Пьянкова на
академическом уровне было продемонстрировано как решается обратная задача
магнитометрии для определения границы магнитных масс в недрах Земли и
определения магнитной восприимчивости различных слоев.
Так, в качестве подмагничивающего поля ими было использовано вращающееся
поле солнечно-суточных или бухто-образных вариаций.
Как известно, солнечно-суточные вариации генерируются системой электрических
токов в верхних слоях атмосферы (ионосфере). При этом общее
распределение векторов вариаций на земной поверхности указывает на то, что
система токов, отвечающая за солнечно-суточные вариации, имеет центр на широте
30° на полуденном меридиане и остается неподвижной в пространстве между Землей
и Солнцем, а наблюдатель, вращаясь относительно этой системы, фиксирует в
течение суток все значения вектора напряженности поля, вызываемого данными
токами. Бухтообразные геомагнитные вариации
возбуждаются западным или восточным электроджетами,
представляющими собой субширотные линейные токи,
осложненные токами втекания. Таким образом, возникает ситуация, аналогичная
непрерывному перемещению источника подмагничивающего
поля. Вследствие этого, для интерпретации вариаций аномального магнитного поля
можно использовать наряду со статическим магнитным полем и поле вариаций Н(t), измеренное
в некоторой точке – z0. Это собственно и было с большим успехом
использовано П.С.Мартышко и В.А.Пьянковым. В результате
решения обратной задачи магнитометрии и
использования данных по солнечно-суточным вариациям и ряду бурь,
зафиксированных на полигоне "Арти" был
построен неоднородный объект мощностью 5 км, создающий Манчажскую
аномалию и установлена его
намагниченность вместе с подстилающим слоем. Таким образом, было показано, что
магнитные бури и кратковременные вариации, можно подобно землетрясениям
использовать для
"высвечивания" или расшифровки локальных особенностей строения
земных недр.
О значении
для практических задач геофизики короткопериодных флуктуаций геомагнитного поля
по обсерваторским данным говорили и другие участники Семинара, в том числе и о
таких, как короткопериодные флуктуации скорости векового хода.
Большой интерес вызвал
соответствующий доклад начальника Станции ионосферных
и геомагнитных наблюдений, а также технического руководителя Новосибирской
геофизической Обсерватории "Ключи" Сергея Юрьевича Хомутова. Так в недавно вышедшей работе одного из его
соавторов - А.В.Ладынина из Новосибирского университета - были обнаружены вариации скорости векового
хода с периодом примерно 3 года. В связи с этим было предпринято дальнейшее изучение этих вариаций с обработкой данных около ста магнитных
обсерваторий мира за период 1985-2002 г. и более узкого числа обсерваторий,
работающих около 100 лет. В итоге был
обнаружен факт глобальных квазипериодических флуктуаций скорости
векового хода геомагнитного поля с характерными временами около 3 лет и
выявлено различие в этом отношении северного и южного полушарий.
Естественно
авторы попытались вскрыть природу таких квазипериодических флуктуаций скорости
векового хода геомагнитного поля и пришли к заключению, что эти флуктуации вряд ли являются следствием процессов на
Солнце или в околоземном пространстве, так как в спектре возмущений земных
процессов Солнцем нет частоты, близкой к выявленной квазипериодичности. Они не
могут быть также вызваны процессами в магнитоактивном слое литосферы, так как
имеют глобальный характер, не соответствующий структурной и физической
неоднородности литосферы. В итоге было выдвинуто предположение, что причиной
выявленных флуктуаций скорости векового хода ГМП являются, скорее всего,
квазипериодические изменения во времени режима конвективной циркуляции во
внешнем ядре, ответственной за дипольное поле.
Очень познавательным стал и
второй доклад Сергея Юрьевича Хомутова
"Геофизическая обсерватория "Ключи" (Новосибирск): История,
проблемы и перспективы магнитных наблюдений". То же можно сказать и о
материалах одного из старейших сотрудников обсерватории "Якутск"
А.А.Данилова с коллегами. Известно, что магнитные наблюдения в Якутии начались
с 1932 г., когда во время 2-го Международного полярного года была создана
магнитная станция в Якутске. Эта станция участвовала в проведении Генеральной магнитной
съемки на территории СССР. В то время сеть магнитных станций СССР была весьма редкой и станции располагались в основном в
европейской части страны. Поэтому организация геомагнитных наблюдений в Якутске
была очень важна для различных предприятий геофизического и геологического
профиля, действующих на территории Якутии.
В 1960 г. станция была
передана в ведение Института космофизических исследований и аэрономии при
Сибирском отделении РАН (в то время лаборатории физико-технических проблем).
Для решения задач по усовершенствованию магнитного оборудования, устранению
промышленных помех и проведению научных исследований была организована
научно-исследовательская лаборатория и позже построена новая магнитная станция,
руководителем которой был назначен А.А.Данилов. Упомянем также, что данной обсерватории ныне
принадлежит важное место в системе мирового геофизического мониторинга. Не
случайно там, а также в Тикси, Чокурдахе, на о.Котельный, Зырянке в 1992-1995 гг. были установлены
японские цифровые магнитометрические системы с получением информации с
односекундным разрешением и японские цифровые ТВ камеры всего неба для
регистрации полярных сияний с 4-секундным разрешением. В 2004-2005 гг.
были дополнительно запущены магнитометры германского производства для регистрации
вариаций магнитного поля с 1-секундным разрешением в Жиганске
и Якутске.
Сегодня шесть
магнитометрических станций на территории Якутии являются наиболее
высокоширотной частью международной цепочки станций, вытянутой от авроральной зоны (Котельный, Тикси, Чокурдах)
до экватора и включающей в себя также сопряженные станции южного полушария. По
географической протяженности эта цепочка не имеет аналогов в мире. Наблюдения
на этой цепочке выполняются в рамках международного проекта CPMN (Circum-pan Pacific Magnetometer Network)
под руководством проф. К.Юмото (Университет Кюсю,
Япония). Цель проекта – исследование процессов передачи энергии солнечного
ветра в магнитосферу Земли.
В докладе заведующего
Объединенной Геомагнитной обсерватории "Иркутск" Института
солнечно-земной физики Сибирского Отделения РАН Равиля
Анатольевича Рахматуллина "Аппаратно-программный комплекс ИСЗФ СО РАН для
мониторинга электромагнитный полей в высоких и средних широтах" было
рассказано не только об оснащении этой Обсерватории, но и об ее удивительной
истории. Можно сказать это родная сестра Екатеринбургской
магнитно-метеорологической обсерватории с очень непростой судьбой. Впервые в
Иркутске метеорологические и геомагнитные наблюдения были развернуты участниками Второй
Камчатской экспедиции: теми же Иоганном Гмелиным и
Луи Делилем де ла Кройером, что заложили первую метеостанцию в Екатеринбурге.
К сожалению, первая станция в Иркутске просуществовала недолго. Вторичное
возрождение метеорологических и геомагнитных исследований произошло лишь в 1887
году. Как выразился Равиль
Анатольевич, она была воссоздана "на крови ликвидированной пред этим
русской обсерватории в Пекине (последняя действовала там
в период с 1849 по 1883 г.- В.Л.). Руководители ЕММО (О.Е.Клер и Г.Ф.Абельс), Иркутской обсерватории (Эдуард Васильевич Штеллинг) и Пекинской обсерватории (Герман Александрович Фритше) были знакомы друг с другом. Более того, они
эпизодически работали вместе. О Германе Федоровиче Абельсе
и Эдуарде Васильевиче Штеллинге следует добавить, что
оба они были выпускниками Дерптского университета
(ныне Тартуский университет) и были практически одновременно направлены туда
директором Главной физической обсерватории для поднятия качества и научного
уровня работ. Имея немецкие корни, зачастую свои
работы они публиковали на немецком языке. А это значит, что это наследие еще
предстоит осваивать совместными усилиями в рамках российско-немецкого
сотрудничества. Помимо деятельности и истории магнитной
обсерватории "Иркутск" докладчик рассказал о связанных с нею
Байкальской магнито-теллурической обсерваторией
"Узур", расположенной на острове Ольхон, о Саянской горно-солнечной обсерватории "Монды" и Норильской комплексной магнитно-ионосферной
станции Института солнечно-земной физики СО РАН. В качестве юбилейного
подарка он преподнес екатеринбургским коллегам очень трогательный подарок -
фирменную бутыль с чистейшей байкальской водой, что всеми было встречено бурной
овацией.
Невозможно
не упомянуть еще о нескольких докладах, доставивших также огромное удовольствие
участникам Семинара: это доклад Дмитрия Юрьевича Демежко
"Сопоставление геотермических реконструкций температурной истории земной
поверхности с данными метеонаблюдений на Урале" и доклад патриарха
геофизической науки на Урале, предыдущего директора Института геофизики УРО
РАН, члена корреспондента РАН Владимира Ивановича Уткина с его соавтором, доктором технических наук
Олегом Леонидовичем Соколом-Кутыловским "
Техногенный магнитный шум в пределах мегаполиса и удалении от него".
Дмитрий Юрьевич Демежко, широко известный научной общественности по его
монографии "Геотермический метод реконструкции палеоклимата
(на примере Урала)", еще раз убедил присутствующих в том, что недра являются надежным хранилищем истории
былых геосфер, что климатологам и метеорологам необходимо тесно сотрудничать с
геофизиками, особенно такого уровня как
коллеги из Института геофизики УРО РАН.
Действительно, на основе анализа палеоинформации «записанной» в современном вертикальном
распределении температуры горных пород ему удалось оценить изменчивость климата
Среднего и Южного Урала за последнее тысячелетие.
Метод его исследований заключается в
совместной интерпретации метеоданных и реконструкций
температурных историй земной поверхности, полученных по геотермическим данным
(измерения температуры в геологоразведочных скважинах). Для реконструкции
обобщенной температурной истории земной поверхности за последнее тысячелетие (GSTH - ground surface temperature history) он использовал данные о распределении нестационарного
температурного поля в 47 скважинах на территории Южного и Среднего Урала
(51-59º с.ш., 58-61ºв.д.) и алгоритмы
реконструкции, разработанные в Институте геофизики УрО
РАН.
Оценка изменений среднегодовой температуры
приземного воздуха проводилась на основе анализа температурных рядов,
полученных на 43 метеостанциях, расположенных в непосредственной близости от
скважин, в которых регистрировалась геотермическая информация. Большая часть
температурных рядов начинается с конца 1930-х гг. и лишь немногие
(Екатеринбург, Оренбург, Бисер, Уфа, Ирбит)
охватывают часть XIX века.
Анализ хода кривой GSTH за
последнее тысячелетие показал, что температура поверхности в максимуме
Средневекового теплого периода (СТП) в 1100-1200 гг
была на 0,38 К выше средней температуры XX века (1900-1980
гг.). Затем последовало похолодание Малого ледникового периода (МЛП), достигшее
кульминации примерно в 1720 г, когда средняя температура поверхности на 1,58 К
опустилась ниже современной. масштабных
(порядка 100 тыс. лет) явлений, таких как смена оледенений и межледниковий четвертичного периода. Возможно, это
указывает и на
общность физических механизмов столь разномасштабных
климатических колебаний.
Вместе с тем им были
подвергнуты детальному анализу и "потепление последнего тридцатилетия", которое ряд
исследователей считает аномальным.
Анализ регрессий температур
воздуха в скользящих окнах различной ширины (11, 21, 31-летних), показал,
однако, что это скорее кажущаяся аномальность.
Наиболее быстрое потепление происходило в 11-летие 1860-1870 гг (+15,2 К/100лет). Ближайший к
нам подобный период - 1985-1995 (+15,0 К/100лет), после которого скорость потепления упала, а
затем сменилась похолоданием. Среди более длительных периодов самыми
аномальными являются 21-летия 1963-1983 гг (+6,1 К/100лет), 1860-1880 гг
(+5,7 К/100лет) и еще шесть интервалов, когда скорости
потепления были лишь немногим ниже. Наиболее аномальными 31-летиями были
1968-1998 гг. (+4,5 К/100лет) и 1965-1995 (+4,5
К/100лет). В этом случае отличие от предыдущих аномалий, когда скорости
потепления не превышали +2,6-+3,4 К/100лет, более
существенно. Тем не менее, эти различия не являются статистически значимыми при
95% уровне доверия. Таким образом, регрессионный анализ ряда температур
приземного воздуха, выполненный Д.Ю.Демежко, не дает
оснований считать, что в последние десятилетия XX века на Урале проявилось
неестественное, предположительно антропогенное, потепление.
Работы
и доклады Владимира Ивановича Уткина – это всегда яркое событие любого форума.
Не стал исключением и его доклад на данном Семинаре. На этот раз один из
ведущих отечественных специалистов в области геологической радиометрии, автор
фундаментальных работ по предвестникам сейсмических событий на Урале и в
Калифорнии, экологическим проблемам Урала и геодинамическим проблемам в целом,
рассказывал участникам о статусе
магнитного шума мегаполиса по отношению к естественным вариациям локального
геомагнитного поля. В докладе было убедительно показано, что при анализе
влияния на человека и биосистемы в целом геомагнитного поля, связанного с
солнечной активностью необходимо не только считаться с магнитным шумом
техногенного происхождения, но и тщательно соотносить его фазово-амплитудные
характеристики с соответствующими характеристиками естественных возмущений. При
этом речь шла как о прямом, так и о косвенном влиянии низкочастотных
геомагнитных вариаций на здоровье человека, на его эмоциональное состояние и физическую
активность, в частности, на людей с заболеваниями сердечно-сосудистой системы.
Было акцентировано внимание на информационном влиянии на организм частот в
диапазоне частот от 01 до 10-15 Гц. Соответственно, Владимиром Ивановичем с
коллегами сравнивались геомагнитные вариации с техногенным магнитным шумом в
той же полосе частот. Было отмечено, что сопоставление амплитуд вариаций
компонентов магнитного поля вскрыло интересную особенность. В пределах города и
на небольшом удалении от него амплитуда шума вертикальной составляющей
магнитного поля значительно (на порядок и более) превышает величину шума
горизонтальных составляющих. С
увеличением расстояния от города величины максимальных вариаций компонентов
выравниваются, что свидетельствует об изменении природы источников техногенных
шумов. Кроме того, было установлено, что имеются факты, когда максимальные
амплитуды вертикальной составляющей
магнитного поля оказываются даже несколько меньше амплитуд горизонтальных составляющих, что характерно, как правило,
для геомагнитных бурь малой и средней интенсивности. Естественно, для более
широких обобщений требуется подтверждение такого феномена на основе
статистического обобщения данных по мегаполисам всего мира, в том числе и -
Германии.
Опять
же в этом случае мы снова можем столкнуться с феноменом "усилителя в
биологии", феноменом кибернетического действия малых и редких факторов,
некогда описанных русскими мыслителями-энциклопедистами А.Л.Чижевским и Н.В.Тимофеевым-Ресовским.
Пока же исследователи
ограничились более частными выводами. А именно: уровень магнитного шума в
районе больших городов превышает уровень собственных шумов геомагнитного поля в
исследованном диапазоне частот (0,1 – 10 Гц) более чем в 100 раз. В
соответствии с этим та часть населения, что проживает в промышленных центрах и
их окрестностях, постоянно находится под воздействием сильно возмущенного магнитного
поля низких и особо низких частот. В связи с этим представляется весьма
сложным изучение воздействий вариаций геомагнитного поля в период магнитных
бурь на состояние живых организмов в пределах мегаполиса. Кроме того, поскольку
снизить величину техногенного магнитного шума не представляется возможным, это
приводит к неизбежному усложнению аппаратуры для измерений слабых магнитных
полей низких частот и ужесточению требований к первичным преобразователям
магнитной индукции. Представляется также
необходимым детальное исследование источников техногенного магнитного шума с
целью разработки методов снижения этого шума или перемещения его спектра в
другой частотный диапазон, не связанный с характерными частотами
организма. Несомненно, эти благородные
задачи необходимо решать сообща, с использованием самой широкой
интернациональной кооперации.
Как следует из сказанного
выше, сегодня проблемы метеорологии тесно переплелись с проблемами геофизики,
физики солнечно-земных связей, гелиобиологии и биофизики.
И действительно, в свое
время А. фон Гумбольдт, исследуя климаты Земли, эффективно использовал
геофизический метод изолиний для установления закономерностей распределения на
Земле растительности, ее вертикальной зональности. В.И.Вернадский, занимаясь
проблемами радиогеологии пришел к представлениям о
биосфере и ее законам, А.Л.Чижевский, решая проблему действия космофизических
факторов на земные процессы пришел к выявлению действия на организмы аэроионов и солнечных циклов, Б.Н. Раевский, исследуя эксхаляцию радона в шахтах Германии пришел к пониманию
статуса радона в биофизических явлениях, Н.В.Тимофеев-Ресовский,
занимаясь проблемой действия малых доз радиоактивных излучений, пришел к
проблемам радиационной генетики, а затем и к кибернетическим проблемам
функционирования геобиогеоценозов. Основатель
уральской геофизической школы Петр Константинович Соболевский развил метод
изолиний до его трехмерного варианта и сформировал теоретические представления
о выявлении рудных тел. Вместе с биофизиком Петром Петровичем Лазаревым, также
работавшим некоторое время на Урале, они
создали практическую школу комплексирования различных геофизических
методик для решения геологических и биологических задач. Наконец, уральский
геохимик Николай Константинович Чудинов открыл
явление геобиогенеза, приоткрыл скрытые геобиохимические и геобиофизические
механизмы коэволюции атмосферы и биосферы.
Все это указывает на
необходимость еще более тесной интеграции геофизиков и метеорологов с
биофизиками, на комплексное интернациональное использование богатейшего
мирового историко-научного наследия, особенно, российско-немецкого как традиционно наиболее взаимосвязанного.
О том, что сегодня такие
возможности есть, говорил на Семинаре директор Мирового Центра данных по
солнечно-земной физики из московского Геофизического центра Российской академии
наук Евгений Петрович Харин.
В его докладе «Базы
геомагнитных данных в системе мировых центров данных»
детально было изложено об этапах формирования электронных архивов мировых и
отечественных баз данных, рассказано о серверах, выставляющих эти данные, о
каталогах геомагнитных пульсаций, о форматах, используемых ныне и на более
ранних стадиях для подачи и адекватного восприятия хранящейся в Центре мировой
информации.
Несколько слов хотелось бы
также сказать о социокультурных или межкультурных
проблемах, затронутых в рамках семинара.
Большой интерес вызвали
материалы доктора Бернхарда Фритшера
(Fritscher B.) из Института истории
науки при Мюнхенском университете (Institute for the History of Science, University of Munich) "Когда мир прибыл в
Екатеринбург: 1897 год: Международный геологический конгресс и науки о Земле на
Урале" В них было отмечено, что с самых ранних времен богатые минеральные
ресурсы влекли людей из-за границы к Уралу. Поэтому экономическая
и культурная история Екатеринбурга, основанного как горнозаводской город,
прочно сопряжена в сознании иностранцев, прежде всего, с историей горной
промышленности и металлургии. Из длинного списка тех, кто пребывал на
Урале, Бернхард Фритшер
акцентировал внимание на Герберте Кларке Гувере (1874-1964) - тридцать первом
президенте Соединенных Штатов. Согласно его расследованиям, Гувер, в его ранние
годы, работал на Урале в качестве инженера производства "Кыштымская добывающая Компания", Более того, оказывается
он вложил немало денег в российскую нефть и шахты перед Первой
мировой войной.
Это его сообщение нашло
живой отклик у Светланы Анатольевны Корепановой -
заместителя директора Свердловского областного краеведческого музея по научной
работе. В 1986 году ей посчастливилось просмотреть большую частную коллекцию
фотографий с Г.К.Гувером на Урале. И она очень сожалела о том, что тогда
не смогла убедить коллекционера продать
ее Свердловскому краеведческому музею. Сейчас же следы этого коллекционера затерялись.
Наряду с этим Бернхардом Фритшером были
представлены не менее интересные материалы о посещении Екатеринбурга в 1897
году участниками Санкт-Петербургского Международного Геологического Конгресса.
Тогда на Урал приехали почти все ведущие минералоги и геологи из Европы и
Соединенных Штатов, а гостей принимало “Уральское Общество любителей
естествознания” (“Société Ouralienne d'Amis des Sciences Naturelles”) во главе с Онисимом Егоровичем Клером. Одним из участников этой
экскурсии в Екатеринбург оказывается был выдающийся
немецкий минералог и кристаллограф Пауль Грот
(1843-1927), сначала профессор минералогии и кристаллографии в Страсбурге, а
позже профессор Мюнхенского Университета. Известно, что он был одним из
основателей “ Журнала по кристаллографии и минералогии ” (Zeitschrift für Kristallographie und Mineralogie), а также поддерживал контакты с Владимиром
Ивановичем Вернадским (1863-1945), который направлял в журнал статьи из
Санкт-Петербурга, и с членом УОЛЕ Андреасом Арзруни
(1847-1898).
Позже Арзруни
стал профессором минералогии в Ахене (Германия), и
членом Российской академии наук. В 1886 году он специально выезжал на Урал,
чтобы собрать как можно больше сведений об уральских минералах для
географического регистра журнала Грота. Как отмечает Бернхард
Фритшер, исследованный им регистр показывает, что
Урал занимает в журнале Грота более чем 15 страниц, что больше, чем любая
другая область мира в пределах этого регистра. Также в материалах профессора Фритшера сообщается о еще одном корреспонденте Грота по
Уралу - Павле Владимировиче Еремееве (1830-1899). Он
был родом из Тобольска, а впоследствии стал профессором минералогии в Горном
институте Санкт-Петербурга.
Таким образом, материалы из
немецких архивов расширяют наши
представления о диапазоне контактов уралистов
с Германией.
В завершении хотелось бы
отметить вклад в проведении Семинара Светланы Анатольевны Корепановой
(СОКМ) и Людмилы Ивановны Зориной (Министерство культуры Свердловской области).
Благодаря им, были налажено
важное взаимодействие с Муниципальным учреждением "Столица Урала",
провести незабываемое время в музыкальной гостиной СОКМ, удалось организовать
выставку старинных книг по естественнонаучному освоению Урала, совершить увлекательную экскурсию по музею,
городу Екатеринбургу, в Храм на крови,
Ганину яму.
Надо заметить, что бесценными оказались и материалы Светланы Анатольевны "Метеорология Всероссийской Промышленной и художественной выставки 1896 года". Из них следует, что эта выставка, состоявшаяся в Екатеринбурге, не только собрала здесь многих выдающихся деятелей российской метеорологии, но и стимулировала отечественное метеорологическое приборостроение. В частности, на выставке выставляли свои разработки Главная физическая, Екатеринбургская, Иркутская, Тифлисская обсерватории, ряд научных и учебных заведений (Центральный метеорологический институт в Гельсингфорсе, Константиновский межевой институт в Москве, Новороссийский, Томский, Московский, Санкт-Петербургский, Харьковский, Юрьевский университеты), научные общества (Императорское Географическое общество, Уральское общество любителей естествознания, Лифляндское общеполезное экономическое общество), а также Метеорологическое бюро Министерства земледелия и государственных имуществ, некоторые частные лица.
Согласно С.А.Корепановой,
директор Екатеринбургской обсерватории Г.Ф. Абельс представял на выставке прибор собственного изобретения для
измерения плотности снега. Кроме того, он экспонировал здесь планы и фотоснимки
обсерватории, картограммы суточного хода метеорологических и магнитных
элементов.
Там же экспонировались
самопишущие метеорологические инструменты работы Тимченко из Одессы и Рорданца из Санкт-Петербурга, гелиографы Ф. К. Величко и Д.
К. Тимирязева, актинометры профессора Хвольсона и Михельсона .
Таким образом, можно
сказать, что Екатеринбургская выставка 1896 года стимулировала отечественную
метеорологию и поставила ее исследования на новую высоту.
Хотелось бы верить, что и
данный Российско-немецкий семинар пробудет интерес исследователей к научной
истории Урала, стимулирует научно-производственную кооперацию, развитие
контактов уральских геофизиков и метеорологов с российскими и зарубежными
коллегами, послужит углублению наших представлений о нашем общем доме - планете
Земля.
В заключение хотелось бы
поблагодарить и всех тех, кто не был отмечен в данном обзоре, но чьи материалы
также заслуживают самой высокой оценки и, несомненно, послужат уральской науке.
Особенно бы хотелось
поблагодарить тех, чье содействие сделало этот Семинар возможным: Президента Российской академии наук академика Юрия Сергеевича
Осипова, вице-президента РАН академика Николая Павловича Лаверова,
руководителя Отделением наук о Земле РАН академика Юрия Георгиевича Леонова,
президента УРО РАН академика Валерия Александровича Черешнева,
Руководителя Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей
среды Российской Федерации Александра Ивановича Бедрицкого,
наших немецких и эстонских коллег, персонально доктора Эрки
Таммиксаара из Тартуского университета.
Мы верим и убеждены в том, что
сегодня, когда Екатеринбург становится крупнейшим мировым транспортным центром,
ключевым узлом или «хабом» на перепутье главных
евроазиатских трасс, когда Урал уверенно развивает континентальные и
трансконтинентальные оси, наши геофизические и климатологические исследования
приобретают особый многоаспектный статус. И мы будем рады всем, кто захочет
принять участие в формировании обновленной системы научных знаний об Урале на основе самой
широкой интеграции и учете взаимных интересов.
