Юрий Антонов

Исследования атмосферных процессов в Якутии до 1941 года

Первая в Якутии авиалиния Иркутск— Якутск была открыта в 1928 году, то есть через 3 года после создания первой в СССР авиатрассы Москва — Нижний Новгород. Потребность Якутии в авиационном транспорте была значительна и новая авиатрасса оставалась продолжительное время самой длинной в стране — 2706 км.

А насколько оказалась метеорологическая наука подготовленной к периоду становления авиации? Она возникла в Якутии значительно раньше, развивалась медленно и обладала определенным потенциалом.

Для авиации важно знание погоды у земли в местах взлета и посадки, а также в свободной атмосфере на маршрутах полетов. Определением фактических условий погоды занимаются метеорологи и климатологи, свободную атмосферу изучают аэрологи, а прогнозируют погоду для полетов синоптики...

Изучение погоды и климата Якутии

Первые метеорологические наблюдения в Якутии организовал профессор И.Г.Гмелин, член академического отряда Великой Северной экспедиции 1733—1743 г.г. Находясь в Якутске почти год, с сентября 1736-го по июль 1737-го г., Гмелин, испытывая особый интерес к «стуже сибирского воздуха», записывал свои замеры. К сожалению, результаты этих измерений не сохранились.

АМСГ Учур. Начальник Соловьев с коллективом около метеоплощадки. 1966 г.

Первые маршрутные метеорологические наблюдения по специальной программе другой ученый этой же экспедиции С.П.Крашенинников проводил при поездке через Якутию на Камчатку.

Первый ряд стационарных метеорологических наблюдений в Якутии сделал геодезист Исленьев. Наряду с геодезическими съемками он записывал погоду в Якутске с 24 июня 1768 г. по 6 августа 1769 г.

Первые сведения о климате Якутии, а правильнее сказать, о некоторых климатических особенностях, были опубликованы в 1857 году академиком К.С.Веселовским в статье «Метеорологические таблицы России». В статье среди других приведены данные о температуре и осадках в Якутске и Усть-Янске.

В своей следующей работе «О климате России» Веселовский, дополнив ее сведениями по Нижне-Колымску, дает анализ различий в климате, приведя для сравнения годовой ход температуры в Петербурге, Брюсселе и Якутске. Веселовский положил начало количественным характеристикам климата. За основу данных по климату Якутии он взял сохранившиеся записи о погоде в отчетах экспедиций разных направлений науки, побывавших в Якутии, что оставалось характерным в изучении климата до 1930 г. К тому времени, в дополнение к приведенным выше, были известны такие имена: астроном Л.Делакроер (1733-1743), ученый М.М. Геденштром (1808—1812), лейтенанты-моряки Ф.П. Врангель и П.Ф. Анжу (1820—1823), А.Ф. Миддендорф (1844) и другие. Были использованы также уникальные наблюдения якутского купца А.Неверова, который 25 лет по своей инициативе записывал измерения температуры воздуха в Якутске (1829 — 1854 г.г.).

Экспедиции под руководством Петра Федоровича Анжу поручалось обследовать побережье и острова моря Лаптевых, а также предпринять поиски легендарной «Земли Санникова», якобы виденной русским промышленником Санниковым в 1809 г. В течение трех лет члены экспедиции совершали героические походы между устьями рек Оленек и Индигирка — обследовали Ляховские и Новосибирские острова. Однако, одно из основных заданий — подтвердить существование «Земли Санникова» — им выполнить не удалось, поскольку в природе таковой не оказалось. Но экспедиция внесла вклад в изучение физико-географических условий севера Якутии, составив подробные карты. Своей основной базой П.Ф.Анжу избрал селение Усть-Янск. Здесь производились метеорологические наблюдения, записываемые в специальный журнал. В распоряжении наблюдателей за погодой из приборов были лишь дорожный барометр с термометром и спиртовой термометр для наружных наблюдений. В дополнение к измерениям по приборам записывались: наличие облачности, направление ветра, атмосферные явления: снег, дождь, метель и др.

Со второй половины 19-го века в Якутии начинается новый этап в гидрометеорологических наблюдениях, то есть, во-первых, наблюдения организуются сразу в нескольких пунктах, и, во-вторых, увеличивается количество используемых приборов. Во время проведения экспедиционных работ Р.Маак в течение 1854—1855 г.г. организовал наблюдения в 3-х пунктах, он же в 1861—1867 г.г. — в 5 пунктах ( в его честь впоследствии была названа одна метеостанция на реке Оленек).

1882 год следует признать началом организации постоянной сети станций на территории Якутии. В проведении Первого Международного Полярного года (1882—1883) участвовало 12 стран, в том числе Россия. Было открыто 12 новых полярных станций, из них 2 в России (на Новой Земле станция «Малые Кармакулы» и в Якутии «Сагастырь» на берегу моря Лаптевых в устье реки Лена). В 1892 г. действовало 8 станций. Нередко они закрывались на неопределенные периоды. Так, после 1917 г. оставались одно время только 2 действующие станции.

На базе полученных сведений климатология Якутии получила дальнейшее развитие. В 1866 году вышла книга Серошевского «Якуты», в которой дано описание климата Якутии по сезонам, приведены сведения о ветре, грозах, граде по ряду пунктов. В 1890 г. появилась статья М.Гербановского «О климате Якутской области». Использовав труд Маака «Вилюйский округ Якутской области» и другие наблюдения, Гербановский привел климатологические данные по четырем пунктам области (Якутск, Верхоянск, Нижне-Колымск, Усть-Янск). Интересны его собственные наблюдения над туманами, о которых он написал так: «Зимой, даже если нет тумана в воздухе, теплые предметы, такие, как животные, юрты, окутываются туманной оболочкой». В 1909 году, то есть за 21 год до выпуска первого в мире радиозонда, А.И.Воейков в статье «Климат северных и южных полярных стран» высказал мнение о существовании зимой инверсий температуры в Восточной Сибири и подтвердил это данными наблюдений. В книжке «Основные данные к изучению температуры воздуха в Якутии», выпущенной В.Д.Халдеевым в 1925 году, сделан вывод, что на климат Верхоянска очень слабо влияет море, хотя расстояние и невелико. Халдеев располагал материалами 14 станций, причем по 7 станциям период наблюдений был более 10 лет. В 1927 году появилась работа В.Ю.Визе «Климат Якутии», в которой основной причиной низких зимних температур в Якутии утверждалась малая подвижность воздуха вследствие распространения на Якутию гребня Сибирского антициклона. И в том же году В.Б.Шостакович опубликовал статью «Материалы по климату Якутской республики и сопредельных с ней частей Азии».

В 1931 г. Е.С.Рубинштейн в статье «Среднемесячные температуры воздуха в Азиатской части СССР» привела карты среднемесячных температур по наблюдениям 13 станций и дала некоторые числовые характеристики климата Якутии. Спустя два года в статье Галахова «Климатические пятна в Якутии» высказывается мнение о том, что температура в республике распределяется пятнами.

Таким образом, в период становления авиации в Якутии метеорологическая служба существенно расширила сеть метеостанций по всей территории, но еще имела ограниченные представления о климате. Было четко известно о существенном отличии климата Якутии от других районов мира и России. Но наличие 58 станций и 16 постов вселяло надежду, что этот пробел будет со временем ликвидирован.

До выхода в свет первого полного издания справочника по климату Якутии в 12 томах оставалось еще много времени. Это произошло лишь в 1950 году.

Изучение свободной атмосферы

Для авиации необходимо знание состояния атмосферы на разных высотах. В рассматриваемый период регулярные полеты совершались на относительно малых эшелонах. К 1928 г. было известно несколько путей получения информации: наблюдение за свободным полетом надутых водородом шаров, называемых шар-пилотами, подъемы самописцев-метеорографов с помощью «змеев» (змейковое зондирование), выпуск в свободный полет привязанных к большим шарам с водородом самописцев-метеорографов, называемых шарами-зондами. Были еще известны наблюдения за погодой на свободных и привязных аэростатах. В Якутии свободные аэростаты не применялись, а привязными аэростатами (без человека на них) метео-служба пользовалась ограниченное количество раз.

Начальник авиаметстанции Сангары Василий Степанович Луговской.

Якутская комплексная экспедиция Академии Наук СССР в 1925 году завезла необходимое оборудование для организации выпусков шаров-пилотов и запуска змейковых подъемов. Выбранные ими точки (Якутск, Верхоянск, Усть-Мая) были интересны во многих отношениях. Но незнание климата сказалось на эффективности использования змейкового зондирования. Во всех 3 пунктах главное необходимое условие для запуска — усиление ветра — повторялось крайне редко. А вот если бы это оборудование завезли в Сангары, Жиганск, Тикси, Саскылах или некоторые другие пункты, то во все сезоны года можно было бы проводить наблюдения.

В числе первых аэрологов Якутии (аэрологов-специалистов, изучающих свободную атмосферу) был Николай Митрофанович Зацепин, приехавший в Якутию в 1927 г. Он в своих воспоминаниях сообщает много подробностей о рабочих буднях той поры.

«Начатое в 1927 году температурное зондирование атмосферы в Якутске при помощи змейковых метеорографов не получило распространение и состояло из отдельных случайных подъемов, т.к. ветры в приземном слое слабые для выпуска змея. В том же 1927 г. змейковое зондирование в Якутске было прекращено и навсегда.

В Верхоянске оборудование для подъемов метеорографов на змеях, завезенное, очевидно, в 1926 г., до 1928 г. не использовалось. А в 1928—30 годах проводились эпизодические выпуски.

Помню, с одним подъемом был курьезный случай. После длительного безветрия в один из дней к городу стало приближаться облако с грозой. Решили выпустить «змея», зная, что с таким облаком связаны достаточно сильные ветры. Да и интересно было замерить распределение метеоэлементов в грозовом облаке. Предприняли меры безопасности: заземлили лебедку, на ноги я надел резиновые сапоги, а на руки — резиновые перчатки.

Вот подул свежий ветер в направлении к облаку и это сразу же было использовано: выпустили первый «змей» с метеорографом. Через 500 м подцепили второй «змей» и стали распускать проволоку с лебедки на предельной скорости. Ветер усиливался и наши «змеи» с метеорографом ушли в облако. Натяжение проволоки увеличивалось, угол нарастал, я продолжал быструю размотку проволоки. При прохождении центра облака над станцией ветер полностью стих, а счетчик показал, что уже размотано 3000 м. В это время проволока в натянутом состоянии проходила через зенит. Я повернул лебедку на 180°. И вдруг проволока начала быстро оседать. Предвидя падение метеорографа, я и мои помощники быстро сматывали проволоку, но подтянуть метеорограф к станции все же не удалось. Он упал в озеро, в километре от нас. Проволока легла на землю.

Пока я спасал метеорограф, чтобы водой не размыло записи на ленте метеорографа, и «змеев», проволоку пересекли несколько коров. Одна их них задней ногой зацепила проволоку, с испугу побежала. Когда ее распутали, оказалось, что корова порезала ногу до кости. После составления акта начальником милиции в присутствии ветеринарного врача, мне пришлось уплатить штраф 30 рублей. Но я был доволен подъемом: запись на метеорографе была сохранена, получены интересные результаты».

(Н.М.Зацепин, 1977 г.)

Для исследования атмосферы на высотах раньше всех в Якутии начались выпуски свободных шар-пилотов, которые продолжались до 90-х годов ХХ века. Вместе с оборудованием для запуска метеорографов на змеях Якутская комплексная экспедиция Академии наук СССР завезла полные наборы аппаратуры для шар-пилотных наблюдений: баллоны с водородом, резиновые оболочки, теодолиты Кузнецова, круги Молчанова, расходные материалы.

В 1925 г. первые надутые водородом шары были выпущены в полет: в июле в Якутске, в августе в Усть-Мае, а с января 1926 г. в Верхоянске.

Открытие первых аэрологических пунктов в Якутии было сопряжено с большими трудностями. Это видно при знакомстве с «Краткими отчетами о работах отрядов Якутской экспедиции» за 1925—26 годы.

«20 ноября 1925 г. сотрудники Верхоянской аэрометеорологической станции, заведующий Н.Н.Шпаковский и наблюдатель Н.С.Уланов, снабженные аэрометеорологическими приборами, годовым запасом материалов и продовольствия, выехали на 20 подводах в город Верхоянск. Общий вес груза составлял 4500 кг.

320 км ехали из Якутска на лошадях, дальше на оленях, потом последние 100 км снова на лошадях. Всего пробыли в пути 37 суток. 15 раз ночевали в брезентовой палатке при температуре около 50 градусов, т.к. по почтовому тракту на больших расстояниях совсем нет жителей.

Дорога чрезвычайно тяжела, снегу мало, и местами приходилось ехать по голым камням на протяжении 20—25 км, постоянно крутые спуски и подъемы. Значительную часть пришлось идти пешком, да еще тащить барометр, сани неоднократно ломались...

Заготовленного из расчета на один месяц пути продовольствия не хватило, и последние шесть дней ехали без хлеба, кончилось коровье мясо, питались убитыми куропатками или кониной».

И вот появились сведения о направлении и скорости ветра на разных высотах. Это произошло за 3 года до начала регулярных полетов авиации в Якутии. Что немаловажно, так это оперативность получения информации: в течение получаса достигается высота 5000—6000 м, и не позднее 30—40 минут после обработки и вычислений отправляется телеграмма по всем заинтересованным адресам.

Интересна судьба Василия Степановича Луговского (1910 г.р.), отдавшего гидрометеослужбе Якутии 34 года. После армии он окончил 8-месячные курсы полярных работников при Главном управлении Севморпути и с 1936 г. начал работать в Якутской геофизической обсерватории аэрологом, с 1938 по 1940 годы — начальником метеостанции Жиганск, с 1940 по 1970 годы — авиаметстанции Сангары. В годы войны обеспечивал полеты перегоночной авиации с Аляски на фронт. Организовал прогностическую авиаметстанцию в Сангарах. В 1958 г. выполнил исследовательскую работу «Синоптические условия сильных ветров в районе Сангар». В 1967 г. был награжден орденом Ленина за успехи в гидрометеообеспечении народного хозяйства и развитии науки. После ухода на пенсию и отъезда его из Сангар метеообеспечение народного хозяйства в районе Сангар продолжила его дочь...

Еще большие возможности для исследований свободной атмосферы на высотах в нижнем 10-километровом слое представились с началом радиозондирования. Но, как и во всяком новом деле, пришлось преодолевать определенные трудности.

«В 1937 году, в первую же зиму, выяснилось, что радиозондирование не дает точных характеристик нижней инверсии над Якутском, так как приемник температуры слишком инерционный и не способен зафиксировать резкие изменения температур. Изменения в 20 градусов при подъеме на 500 м высоты, которые прибор проходит за 1,5 минуты, фиксировались неточно: изменения были сглажены и приподнятые на большую высоту.

Убедившись, что надежных данных по инверсии в зимнее время с помощью радиозондов получить не удается, по совету Ч.А.Мозолевского мы наладили параллельно с выпусками радиозондов внеплановое аэростатное зондирование. Для этого использовали сохранившееся со времен экспедиции Академии наук 1925—28 годов оборудование змейкового зондирования: лебедку, стальную проволоку и змейковые метеорографы. В качестве подъемной силы использовались по 3 оболочки № 100. Причем, эти оболочки наполнялись и использовались многократно. Экспериментальные подъемы показали, что для получения надежных данных выдерживать метеорографы на точках следует 10—15 минут. Высоты для выдержек нами были выбраны такие: 100, 200, 300, 400, 500, 700, 900, 1400, 1900 м. Если позволял ветер, то и выше через каждые 500 м.

За I квартал 1939 г. проведено 57 подъемов. Проводили их до выпуска радиозондов, почти всегда в темное предрассветное время, иногда одновременно.

10 января 1939 г. на высоте 900 м аэростат находился на выдержке и показывал температуру —32,9°. В это же время был выпущен радиозонд, который на высоте 900 м показал минус 38,1°, т.е. на 5,2° ниже, чем показания аэростата.

Эти и многие другие сведения я выписал в свое время для статьи «Аэрологические работы в Якутии», которая не была опубликована по ряду причин». (Н.М.Зацепин, 1977 г.).

Доставка баллонов с водородом из Ленинграда в Якутию по железной дороге, водным путем и далее гужевым транспортом до места назначения обходилась дорого. Вот как об этом сообщалось в одном документе Якутского управления гидрометслужбы: «Стоимость одного баллона водорода (5—6 кубических метров) 2—3 рубля, доставка его в Якутск около 100 рублей. Примерно столько же обратная переброска его на завод. Потребность аэрологической сети 500 баллонов в год». Такое количество, конечно, не поступало. Большая стоимость и затруднения с доставкой заставляли искать выход. Были направлены заявки в ГУГМС об отправке химикатов и газогенераторных установок для добычи водорода на местах выпуска шаров. До 1941 г. эти заявки не были удовлетворены в полной мере.

Изучение верхних слоев атмосферы было развито и продолжено в последующие периоды. И лишь в 1958 г. вышел из печати аэроклиматический справочник, в котором были приведены результаты радиозондирования атмосферы.