Климат (греч. κλίμα, κλίματος — означает наклон солнца, иначе сказать, полуденную высоту солнца). — Древние географы делили Землю на климатические пояса в зависимости от этого явления и длины дня, принимая в расчет так называемые астрономические климаты, зависящие от положения Земли относительно Солнца. В настоящее время К. называют физический или метеорологический К. или среднее состояние атмосферы в данной стране, которое зависит, кроме причин астрономических, еще от высоты над уровнем моря, близости моря, расположения горных цепей и т. д. Можно сказать, что К. — выражение совокупности погоды в данное время и в данном месте. Средние величины и колебания. Для познания К. недостаточно знания средних величин, отклонения от них также очень важны. Средняя величина имеет далеко неодинаковое значение, например на большом пространстве пассатной полосы Атлантического океана можно сказать, что К. и погода совпадают: целый год дует пассат, сила его изменяется очень мало, нет ни бурь, ни затишья, каждый день солнце и ясная погода, дожди очень редки и непродолжительны, колебания давления и температуры очень малы. В таком К. даже годовые средние величины дают верное понятие о совокупности не только К., но и погоды. Иное дело, например, в западной Сибири. Помимо больших, периодических суточных и годовых колебаний температуры и проч., и погода здесь в высшей степени изменчива. Средняя температура декабря дает очень малое понятие о ее периодических колебаниях, например в Барнауле суточные средние колеблются между -50° и +3° Ц., а крайние между -55° и +5° Ц. Изменчивость, быстрые непериодические колебания — одна из главных характеристик данного климата. К. можно назвать суммой так называемых климатических элементов. Остановимся на некоторых из них.
Температура. Влияние Солнца. Температура воздуха и условия нагревания солнечными лучами и лучеиспускания. Этот элемент по справедливости считается важнейшим. Распределение тепла на земном шаре более всего зависит от отношения Земли к Солнцу. Вследствие наклонения экватора к эклиптике, на Земле (см.) в каждом месте между тропиками солнце стоит в зените два раза в год, а за полярными кругами уже летом солнце не заходит, зимой не восходит в течение нескольких суток, наконец, на полюсах — только один день и одну ночь в течение года, а суточный период совершенно отсутствует. Если тепловые лучи солнца не поглощались воздухом, то всего более тепла в одни сутки получали бы полюсы в дни летнего солнцестояния. Но вследствие косвенного падения солнечных лучей у полюсов и большого поглощения лучей воздухом и в дни солнцестояний тропики и вообще низкие широты получают более тепла в сутки. В следующей таблице даны относительные количества солнечного тепла на разных широтах, по исследованиям Анго (Angot, «Recherches sur la distribution de la chaleur» в «Annales du Bureau Central Meteorologique de France», 1883): 1000 означает количество, получаемое под экватором в дни равноденствий, при среднем расстоянии Земли от Солнца. Графа a означает количество тепла у границ атмосферы, т. е. не принимая в расчет поглощения воздухом, a b — получаемое при том предположении, что коэффициент теплопрозрачности 0,6 (т. е. 2/5 тепла солнечных лучей поглощается при вертикальном падении лучей). Очевидно, что чем менее угол падения солнечных лучей, тем большую толщу воздуха они проходят и тем большее количество их поглощается воздухом. Количество солнечного тепла, получаемое одноименными широтами северного и южного полушарий, за год совершенно одинаково, но распределение иное потому, что Земля ближе к Солнцу в течение зимы нашего полушария, т. е. лета южного.
| Широты | Среднее суточное количество за год |
Наибольшее за сутки | Наименьшее за сутки | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| a | b | a | b | a | b | |
| 90° северной | 398 | 78 | 1210 | 835 | 0 | 0 |
| 70° северной | 412 | 131 | 1137 | 393 | 0 | 0 |
| 60° северной | 546 | 185 | 1101 | 456 | 56 | 0 |
| 50° северной | 658 | 248 | 1112 | 507 | 198 | 22 |
| 40° северной | 759 | 316 | 1115 | 536 | 360 | 84 |
| 30° северной | 845 | 378 | 1096 | 541 | 524 | 171 |
| 20° северной | 907 | 424 | 1052 | 523 | 681 | 267 |
| 10° северной | 945 | 456 | 1011 | 506 | 825 | 363 |
| 0° северной | 959 | 466 | 1010 | 506 | 888 | 416 |
| 30° южной | 845 | 378 | 1170 | 578 | 491 | 160 |
| 50° южной | 658 | 248 | 1188 | 541 | 185 | 20 |
| 90° южной | 398 | 78 | 1293 | 358 | 0 | 0 |
Отсюда видно, что если действительная температура нижнего слоя воздуха зависела исключительно от количества получаемого от солнца тепла (принимая поглощение известного количества — графа b), то она должна убывать от экватора к полюсам, а годовая амплитуда, т. е. разность температуры между самым теплым и самым холодным месяцами, увеличиваться от экватора к полюсам (особенно принимая во внимание возрастающую продолжительность полярной ночи — времени, когда солнца не видать — от полярных кругов к полюсам). В общем это оправдывается, как видно из ниже помещенной таблицы средних температур разных широт (с приведением к уровню моря). Температуры воздуха несколько запаздывают, вследствие медленного нагревания и охлаждения суши и вод земного шара, от которых в свою очередь зависят температуры воздуха. Поэтому для большей части северного полушария самый холодный месяц январь, самый теплый июль, для южного — обратно, но в самых высоких и самых низких широтах дело обстоит несколько иначе. За 75° северной широты уже февраль или март — самые холодные месяцы. Между обоими тропиками температуры января и июля большей частью не совпадают с самым теплым и холодными временами года. Для экватора и широт, ближайших к нему, это зависит от того, что наибольшее количество солнечного тепла получается около времени равноденствий, и гораздо менее — во время солнцестояний (особенно во время северного, когда Земля в наибольшем отдалении от Солнца). Ближе к тропикам несовпадение зависит от другой причины: времени наступления дождей, когда большая облачность мешает нагреванию земли солнцем, а влажность почвы после дождей ведет к затрате тепла на испарение. Где сухое и дождливое время года очень резко разграничены, там даже за тропиком самый теплый месяц бывает ранее солнцестояния. Например, в Индии между 14° и 27° северной широты самый теплый месяц май, между 27° и 30° северной широты — июнь, т. е. до наступления сильных дождей. Средняя температура широт по Шпиталеру:
| Широты | Северное полушарие | Южное полушарие | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| Год | Январь | Июль | Год | Январь | Июль | |
| 90° | -20,0° Ц. | -36,0° Ц. | — 2,0° Ц. | — | — | — |
| 60° | — 0,8° Ц. | -16,0° Ц. | 14,1° Ц. | — | — | — |
| 50° | 5,6° Ц. | — 7,2° Ц. | 18,1° Ц. | 5,9° Ц. | 8,0° Ц. | 3,2° Ц. |
| 40° | 14,0° Ц. | 3,9° Ц. | 23,8° Ц. | 11,8° Ц. | 16,1° Ц. | 9,7° Ц. |
| 30° | 20,3° Ц. | 13,9° Ц. | 27,3° Ц. | 18,5° Ц. | 22,6° Ц. | 15,3° Ц. |
| 20° | 25,6° Ц. | 21,7° Ц. | 28,1° Ц. | 22,7° Ц. | 25,5° Ц. | 20,5° Ц. |
| 10° | 26,4° Ц. | 25,7° Ц. | 26,7° Ц. | 25,0° Ц. | 25,8° Ц. | 24,0° Ц. |
| 0° | 25,9° Ц. | 26,2° Ц. | 25,4° Ц. | — | — | — |
Материковый и морской К. Температура воздуха вообще изменяется в зависимости от подстилающих его суши и воды, отсюда — уже давно употребляемые выражения — материковый К., со сравнительно теплым летом и холодной зимой, вообще с большой годовой амплитудой, и морской или океанический, с прохладным летом и умеренной зимой. Известно, что температура больших масс воды, вследствие теплоемкости, подвижности и теплопрозрачности, не так быстро изменяется на поверхности, как температура поверхности материков. Кроме того, следует ожидать, что чем ниже широта, тем выше средняя температура года в материковых К. сравнительно с морскими, и обратно. Влияние моря и материка очень хорошо видно из сравнения средних температур середины зимы и лета под 50° широты в северном и южном полушариях. В первом годовая амплитуда 25,3° Ц., так как под этой широтой больше суши, чем моря, а в южном полушарии, где на этой широте решительно преобладает море (см. Земля), годовая амплитуда всего 4,8° Ц., т. е. с лишком впятеро менее, чем под той же северной широтой, и даже менее, чем под 20° северной широты. Влияние моря на умерение крайностей температуры до значительной степени перевешивает влияние широты на годовую амплитуду. Так, например, в Брессэ (Шетландские острова) под 60° она всего 9,2° Ц., в Христианзунде под 63° — 12,6° Ц., в Тромсё под 69½° (оба места в западной Норвегии) — 15,7° Ц., а в Кантоне (южный Китай) под 23° — 16,3° Ц., в Чанде, в центральной Индии, под 20° — 13,5° Ц., в Хартуме, в Судане, под 15½° — 13,5° Ц. и т. д. Влияние материков настолько мало отражается на температуре воздуха над океанами, что, за исключением южного Китая и, может быть, берега Мексиканского залива, нигде еще не было наблюдаемо мороза на берегу моря в тропиках. Более того — в Кантоне, в южном Китае, средняя температура января 12,7° Ц., а в Сайгоне, всего на 12° южнее, уже 25,3° Ц. Между тем туда попадает воздух из южного Китая. Но, пройдя по морю, он настолько нагревается, что в Сайгоне температура января уже не ниже, чем в других местах под той же широтой. Таково влияние теплоемкости воды. Нужно заметить еще, что выше даны примеры, показывающие, что низкие температуры материков имеют мало влияния на моря. О высоких температурах это можно сказать еще с большей уверенностью. Они сопряжены обыкновенно с более низким давлением на материке, чем на море, и поэтому влияние их и не может распространяться далеко на море. Например, в Сенегамбии в апреле, в С.-Луи, на берегу моря, 20,1° Ц.; в Бакеле, всего верст 700 от него, 34,1° Ц., и притом эти места не разделены горами.
Разность между материковым и морским климатами настолько значительна и важна во всей экономии земного шара, что обратила на себя всеобщее внимание, и многие авторы задались целью определить, так сказать, нормальную среднюю температуру разных широт в чисто-материковом и чисто-морском климате. Первая попытка подобного рода была сделана Сарториусом Ф. Вальтерсгаузеном (1865 г.); затем следует указать на исследования Форбса, Ферреля, Ганна, Шпиталера, наконец, все новейшие работы Ценкера (1888—1893 гг.). Эти авторы старались определить нормальные температуры широт в материковом и морском климатах и, как всегда в тех случаях, когда имеют дело с эмпирической формулой, интерполяция допустима, а экстраполяция ведет большей частью к неверным результатам. Долго в науке господствовало мнение, что южное полушарие на всех широтах холоднее северного. Более точные данные показали, что это не совсем справедливо и что, вероятно, от 55—70° южное полушарие теплее, что, конечно, следует приписать влиянию океанов, не замерзающих сплошь даже зимой и поддерживающих сравнительно высокую температуру в этих широтах. В последние 20 лет многие ученые держатся того мнения, что южное полушарие лишь до 40° холоднее северного, а далее гораздо теплее, и основываются на том, что вообще в низких широтах на морях должно быть холоднее, а на суше теплее, а в высоких — обратно. Так как на северном полушарии больше суши, то оно и должно быть, по их мнению, теплее в широтах приблизительно до 40° и холоднее в более высоких широтах.
Форбс дает формулу, при помощи которой он вычисляет температуры разных широт в материковом и морском климатах. Средняя годовая температура:
| Экватора | Полюса | |
|---|---|---|
| a | 22,1° | -10,8° |
| b | 43,2° | -32,0° |
Здесь a означает полушарие, покрытое океаном, b — полушарие, покрытое сушей. Достоинство эмпирической формулы подобного рода узнается из результатов, которые она дает. Каковы же они? Температура -10,8° на полюсе, если он находится среди полушария открытого и глубокого не замерзающего моря, не кажется высокой, она скоре низка. Температура -32,0° для полюса, находящегося среди суши, несомненно низка. Из всех мест высоких широт, где до сих пор сделаны наблюдения, самое континентальное — Верхоянск, в северо-восточной Сибири. Средняя температура июля там выше 15°. На полюсе, находящемся среди полушария суши, падало бы, конечно, еще меньше снега, чем в Верхоянске; он таял бы скоро, и так как количество солнечного тепла летом больше у полюса, чем под 67° северной широты, и вблизи не было бы холодных морей, то ничто не мешало бы лету быть очень теплым. Относительно температуры 43,1°, предполагаемой Форбсом на экваторе, в случае, если он бы находился среди полушария суши, заметим, что вряд ли такая температура, как средняя годовая, возможна. Такая средняя за отдельные сутки не была еще нигде наблюдаема даже и при сильных ветрах из пустынь; тем менее, конечно, она возможна в среднем выводе за целый год. Нет никакого сомнения в том, что месяца по крайней мере 3 (1½ до летнего солнцестояния и 1½ после него) тропики и близкие к ним широты получают более тепла от солнца, чем когда-либо получает экватор: 1) так как при вертикальном (или очень близком к вертикальному) полуденном падении солнечных лучей день длиннее; 2) так как является накопление тепла в течение приблизительно 3-х месяцев. Поэтому, если вблизи тропиков еще не было наблюдаемо средней температуры 43,2° даже за одни сутки, то тем не менее она возможна на экваторе в многолетней средней за год.
Северное и южное полушарие. Система пассатных ветров развита более в южном, чем в северном полушарии. Это в свою очередь зависит от охлаждения морей средних широт южного полушария, а это охлаждение в значительной степени зависит от таяния ледяных гор, т. е. частей ледяных покровов, отломившихся и плывущих в более низкие широты. Вследствие этого юго-восточный пассат переходит к северу от экватора и большое количество теплой воды попадает из южного полушария в северное, метеорологический экватор находится не под 0°, а близ 10° северной широты; средняя температура на этой широте за год 26,4°, на экваторе 25,9°. Даже на океанах, особенно Атлантическом, под 5° северной широты теплее, чем под экватором. Средняя полярная граница пассатов в северном полушарии находится под более высокой широтой, чем в южном, но, однако, разность не так велика, как можно бы предполагать по положению метеорологического экватора, так как ширина северо-восточного пассата меньше, чем юго-восточного. Северное полушарие от 0° до 40° теплее южного не только на материках, но и посреди океанов, и чем выше широта, тем больше перевес температуры в чисто-морском К. В широтах от 50° почти до 70° северной широты больше суши, чем моря, и в эти сравнительно небольшие моря вливается большая масса теплой воды, чем в обширные океаны южного полушария в тех же широтах, — большая потому, что значительное количество воды из тропиков южного полушария попадает в северное, притом же на 50° и 60° южной широты почти нет суши. Если разность температур обоих полушарий зависела только от присутствия моря и материка (причем, очевидно, в этих широтах материки понижают температуру), то на морях северного полушария она должна бы быть не выше, чем на одноименных широтах южного. Однако получаются следующие результаты:
Средние температуры:
| Широты | Морские климаты | ||
|---|---|---|---|
| Северного полушария |
Южного полушария |
Разность | |
| 45° | 11,8° Ц. | 8,9° Ц. | 2,9° Ц. |
| 50° | 9,0° Ц. | 5,9° Ц. | 3,1° Ц. |
| 55° | 5,9° Ц. | 3,1° Ц. | 2,8° Ц. |
т. е. морские К. северного полушария под 45—55° приблизительно на 3° Ц. теплее, чем морские К. южного полушария.
Амплитуды, суточная и годовая. Суточная амплитуда, т. е. разность между средней температурой самого теплого (вскоре после полудня) и самого холодного (около времени восхода солнца) времени дня, также служит характеристикой К. В зависимости от положения Земли относительно Солнца следует ожидать наибольшей суточной амплитуды вблизи экватора, потому что там в течение целого года днем получается много тепла от солнца, а ночь длинная и в это время много тепла теряется через лучеиспускание. У полюсов суточной амплитуды температуры совсем не должно быть. Вследствие географических условий, существующих теперь на земном шаре, ни на экваторе не наблюдается наибольшая суточная амплитуда, ни (вероятно) у северного полюса наибольшая годовая. И в том, и в другом случае наибольшая амплитуда встречается в материковых климатах, а именно наибольшая годовая между 60—70° в Восточной Сибири, а наибольшая суточная, вероятно, на нагорьях Азии, между 30—40°. У экватора сравнительно малая суточная амплитуда на африканском и южно-американском материках зависит от влажности климата и большого количества лесов, остальная часть полосы находится близко от моря. Суточная амплитуда температуры в очень значительной степени зависит от топографических условий, особенно в ясную и тихую погоду, т. е. днем на дне долин будет теплее и ночью холоднее, чем на холмах. Годовая амплитуда гораздо более, чем суточная, зависит от географических условий и в меньшей степени от топографических. Иначе сказать, она более зависит от крупных черт, как, например, близости или отдаления от моря, рельефа страны и т. д., чем от более мелких местных топографических условий. Это различие между суточной и годовой амплитудой легко объяснимо: первая происходит в такое короткое время, что возможны очень большие разности температур в близких местах, которые не успевают сгладиться. Изменения температуры в течение года гораздо медленнее, и поэтому очень резкие различия в близких местах успевают сгладиться. Чтобы дать ясное понятие о том, как различна скорость действия в том и другом случае, достаточно упомянуть о том, что даже в Верхоянске, где наблюдения дали самую большую годовую амплитуду (более 67° Ц.), самая большая разность температур двух соседних месяцев все-таки менее 24° (октябрь -15,8° Ц., ноябрь -38,8° Ц.), следовательно, в сутки менее 0,8° Ц., между тем в Мадриде средняя разность температуры между 7 и 8 часами утра в июле 2,4° Ц., в Нукусе на Аму-Дарье, между 7 и 8 часами утра в октябре 3,9° Ц. Быстрота изменений относится как 3,9:0,8/24=117:1. Нужно еще принять в расчет, что Верхоянск представляет приблизительно крайний тип большой годовой амплитуды; если где в восточной Сибири и существует большая, то разве на 1° или 2°, между тем Нукус далеко не представляет крайний тип большой суточной амплитуды, даже в соседних песчаных степях она гораздо больше, а еще более, конечно, в Сахаре и на высоких нагорьях, особенно в Тибете. Несомненно, что, помимо температуры воздуха, огромное значение имеет нагревание солнечными лучами. К сожалению, методы исследования этих явлений очень еще неточны и наблюдений очень мало.
Температура поверхности почвы и вод. Большое значение имеют и температуры поверхностей почвы (или скал) и вод. Воздух, по своей малой теплоемкости, воспринимает температуру подстилающей его среды твердой или жидкой. Но, однако, несправедливо было бы думать, что температура нижнего слоя воздуха всегда равна температурам верхнего слоя воды, почвы или растений. Над большими водоемами, особенно океанами, температуры эти довольно близки между собой и в среднем воздух несколько холоднее поверхности воды. Эта близость зависит от того, что температура поверхности воды изменяется лишь медленно в пространстве и во времени. Поэтому температура воздуха, так сказать, поспевает за этими изменениями. Иное бывает на суше. Можно считать за правило, что в каждый ясный день около полудня, если высота солнца более 30°, температура поверхности суши значительно выше температуры воздуха, а при еще большей высоте солнца и почве, непокрытой растениями, последняя на 20° и больше теплее воздуха. Это зависит от двух причин: 1) температура поверхности почвы быстро возрастает под солнечными лучами, 2) нижний слой воздуха, нагреваясь от почвы, становится легче и поднимается, а на его место опускается более холодный воздух сверху. Обратно, воздух может быть надолго теплее поверхности почвы при пасмурной погоде и теплых ветрах, например у нас осенью, а в Западной Европе и зимой: теплоемкость воздуха так мала, что эти теплые токи имеют очень небольшое влияние на поверхность почвы. Зимой, когда лежит снег на почве, он, как дурной проводник, защищает ее от охлаждения, а поверхность снега охлаждается очень сильно, а от нее и нижний слой воздуха. Отсюда можно заключить, что в годовой средней — температура поверхности почвы гораздо выше температуры воздуха: 1) в пустынях (всего более вероятно в южной Сахаре) под влиянием сильного нагревания сухой поверхности солнечными лучами; 2) в К. с очень холодной и продолжительной зимой и глубоким снегом (всего более, вероятно, в северо-восточной Сибири), под влиянием защиты почвы от охлаждения снежным покровом.
Влажность, осадки, испарение. Влажность воздуха абсолютная и относительная (см.). Испарение и облачность (см.). Осадки (см. Дождь). Эти явления в совокупности иногда называются гидрометеорами. Как можно различать К. более или менее холодные, так, очевидно, можно их располагать и по большей или меньшей влажности или облачности, и по большему или меньшему количеству осадков. Особенного внимания заслуживает отношение абсолютной и относительной влажности к температуре и ее изменениям. В суточном периоде, при ясной погоде и большой полуденной высоте, температура очень быстро возрастает от раннего утра к полудню. Испарение, особенно среди материков, далеко не следует за быстрым повышением температуры, а в очень сухих К. нечему и испаряться, поэтому абсолютная влажность в теплые часы дня мало разнится от утренней и поэтому относительная влажность понижается от раннего утра к середине дня и опять растет при понижении температуры вечером и ночью до раннего утра.
Можно принять за правило, что суточная амплитуда относительной влажности возрастает параллельно суточной амплитуде температуры, а по часам суток движение их противоположно: первая уменьшается, когда вторая растет, и обратно. И та, и другая амплитуды особенно велики в теплых и сухих К., при большой полуденной высоте солнца и еле заметны при очень малой полуденной высоте солнца и пасмурной погоде, например у нас зимой. Иное дело — годовой период. Изменения температуры совершаются так медленно, что абсолютная влажность до некоторой степени поспевает за ними, и где нет местных источников испарения с морей или других вод, растительности в полном развитии, влажной почвы, там водяной пар распространяется ветрами и диффузией. Вообще же, более или менее в годовом периоде абсолютная влажность возрастает и уменьшается по мере повышения или понижения температуры, а относительная влажность бывает больше или меньше летом, чем зимой. К., в которых велика относительная влажность, не всегда имеют большую абсолютную влажность, что ясно из соотношения температуры и количества паров (абсолютной влажности), например северные берега Европейской России и Сибири имеют большую относительную влажность в течение всего года, но температура даже и летом так низка, что абсолютная влажность мала в течение целого года. Морские (океанические) К. отличаются большой относительной влажностью, но, однако, далеко не всегда она там больше, чем внутри материков. Так, в Европейской России и Западной Сибири зимой, а на равнине по Амазонке в течение целого года относительная влажность не менее той, какая свойственна океанам, благодаря испарению снега в первом случае и густым лесам — во втором.
Большая облачность и обильные осадки далеко не встречаются везде на океанах. Средиземное море летом, большая часть пассатных полос на океанах в течение целого года имеют малую облачность и небольшое количество осадков, а внутренняя часть Китая летом, обширные леса по верхней Амазонке и верхнему Конго в течение целого года отличаются большой облачностью и обильными осадками. В самом близком соотношении с облачностью находится продолжительность сияния солнца, отмеченная так называемыми гелиографами (см.), или, точнее, это условие, видоизменяющее наибольшую продолжительность сияния солнца в данный день и на данной широте, зависящую от времени, в течение которого солнце находится над горизонтом. Ввиду огромного значения солнечного света и тепла очень важно знать, насколько облака не допускают до поверхности земли значительную часть этого света и тепла.
Давление воздуха и ветра. В отличие от температуры и гидрометеоров, изменения давления воздуха не имеют непосредственного влияния на растительные и животные организмы, так как изменение происходит сравнительно в небольших размерах. Лишь на высоких горах и нагорьях уменьшение давления становится очень чувствительным (см. Воздух). Но косвенное влияние разностей давлений в пространстве и изменений в пространстве и во времени имеет огромное значение по своему влиянию на ветер (движение воздуха) и отсюда на К. и погоду (см. Ветер). Основное движение воздуха в тропическом поясе — пассаты (см.): северо-восточные в северном полушарии и юго-восточные — в южном. Так как пространство морей около 70% всего пространства земного шара, то, очевидно, океанские К. решительно преобладают и могут считаться нормальными для земного шара. Затем, все движения воздуха совершаются правильнее над морем, чем над сушей вследствие: 1) меньшего трения, а также отсутствия возвышенностей, которые в некоторых горных странах совершенно не допускают обмена в нижних слоях воздуха до 5000 м и выше (например, между Индией и нагорьями Центральной Азии); 2) более равномерного распределения температуры на океанах.
В южном полушарии, где преобладают моря, давление быстро уменьшается от 30° до 70° широты (разность до 25 мм и более), западные ветра преобладают: они дуют «почти с постоянством пассата, но с гораздо большей силой», как выражаются моряки. Известно, что в южном полушарии все пространство от 45° приблизительно до 70° занято океаном, единственные земли — южная оконечность Южной Америки, с соседними островами, самая южная часть Новой Зеландии и несколько небольших островов. В северном полушарии те же широты заняты частью материками, особенно велико пространство суши между 50° и 70°: она занимает более половины этих широт. На суше зимой, вследствие охлаждения, давление становится высоко, затем вследствие разностей давления бывают и другие ветра, кроме нормальных для этих широт западных, наконец, вообще на суше ветры становятся слабее вследствие трения. Поэтому в северном полушарии нормальное, океаническое распределение давления и ветров нарушается, и западные ветра менее правильны и менее сильны, чем в южном. Они, однако, все-таки преобладают, даже на материках и в нижнем слое воздуха, а в верхнем их преобладание и сила гораздо больше, как показывают наблюдения на высоких отдельных горах и направление самых высоких, перистых облаков. Нет сомнения, что это верхнее движение воздуха с запада имеет влияние и на нижние слои и объясняет то на первый взгляд странное явление, что влияние антициклонов (областей высокого давления) в средних широтах более заметно к востоку от них, чем к западу. Преобладанием западных ветров в средних широтах северного полушария объясняется и то, что при одинаковой близости к океанам, восточные части материков имеют гораздо более материковый К., чем западные: дело в том, что они получают воздух изнутри материка. Западная часть Северной Америки и Европа имеют морской К., характеризующийся большой влажностью и малой разностью между температурами лета и зимы. В Северной Америке горы расположены так близко к западному берегу, что влияние моря проникает недалеко вглубь, в Европе, обратно, — нет таких сплошных горных цепей, особенно по направлению меридианов, поэтому влияние океана простирается далеко, даже меридиональная цепь Урала не останавливает его. Восточные части Азии и Северной Америки имеют материковый К. вследствие того, что западные ветра приносят воздух изнутри материка. Только летом дело происходит иначе, особенно в Азии. Давление так низко внутри материка, что появляются юго-восточные ветра с Тихого океана, приносящие облачность и осадки далеко в глубь материка.
Круговращение атмосферы. Главная причина западных ветров средних и низших широт — разность температуры всего столба воздуха, убывание ее по направлению к полюсам и вследствие этого нахождение уровней одинакового давления на большей высоте в низких широтах. Так как у экватора температура мало изменяется в течение года, и ближе к полюсам — гораздо больше, то, очевидно, что разность будет больше в течение зимы данного полушария и меньше — летом. Отсюда большая энергия основных движений воздуха зимой. Вероятно, этой энергией движения можно объяснить и то явление, что преобладание западных ветров в нижних слоях воздуха начинается с более низких широт зимой. Это видно и по положению областей высокого давления у полярной границы пассатов. В северном полушарии это перемещение совершается в гораздо больших размерах, чем в южном, вследствие большого пространства суши. На океанах среди северного полушария распределение давления и ветров нормальное, т. е. давление быстро убывает с севера от полярной границы пассата и решительно преобладают западные ветра, имеющие, особенно зимой, направление скорее с юго-запада. Зимой и разность давления, и сила, и постоянство западных ветров гораздо больше, чем летом, вследствие большей силы основных движений воздуха. Область самого низкого давления находится около 60—65° N на Атлантическом океане и к югу от 60° на Тихом. Существование области наименьшего давления так далеко от северного полюса объясняется тем, что далее на север больше земель или больше льдов на море.
Годовой ход дождей. Из перемещения области высокого давления средних широт на океанах можно заключить, что, например, в северном полушарии некоторое пространство будут иметь северные ветра летом, а западные и юго-западные — зимой. В первом случае ветер дует из более холодных стран, а во втором — из более теплых и влажных, отсюда можно заключить, что летом дожди должны быть редки и не обильны, а зимой часты и обильны. Такая полоса сухого лета, с дождями в холодные месяцы года — нормальное явление для средней и восточной части океанов и западной части материков, на широтах около 30—40°. В западной части океанов и восточной части материков подобная полоса отсутствует, так как летом, под влиянием низкого давления внутри материков ветра принимают направление скорее юго-восточное в северном полушарии и северо-восточное в южном полушарии, следовательно, являются теплыми и влажными. К тому же вблизи восточных берегов материков в низких средних широтах (25—40°) везде существуют теплые морские течения. Отсюда то явление, что в западных частях океанов и в восточных частях материков лето обыкновенно дождливо, а зимой выпадает меньше осадков, отчасти даже очень сухо. Внутренние части материков также имеют обыкновенно больше осадков летом, чем зимой, и это не только в северном, но и в южном полушарии. Противоположность западных берегов материков с их зимними осадками и восточных и внутренних частей материков с летними особенно заметна между 25—45°, что ясно видно из следующей таблицы:
| Северное полушарие | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Материки | Западная часть материка |
a | b | Средняя часть материка |
a | b | Восточная часть материка |
a | b |
| Северная Америка |
Калифорния | 58 | 0,5 | Нью-Мехико | 11 | 53 | Атлантическое побережье Соединенных Штатов 27—38° |
19 | 41 |
| Европа и Азия | Лиссабон и юго- западная Испания |
37 | 3 | Тифлис | 10 | 35 | Пекин | 15 | 73 |
| Южное полушарие | |||||||||
| Южная Америка | Средняя Чили | 64 | 2 | Кордова и Мендоза |
7 | 56 | Буэнос-Айрес | 18 | 37 |
| Южная Африка | Капштат | 46 | 8 | Внутренняя часть южной Африки |
9 | 42 | Наталь | 4 | 43 |
| Австралия | Перт, западная Австралия |
58 | 3 | Телеграф. станц. между 25—31° южной широты |
23 | 47 | Сидней и Брисбен |
22 | 25 |
На всех материках видна большая разность между западными берегами и их средними и восточными частями. Всего резче она является между восточными берегами Азии и западными — Америки (Пекин — Калифорния). В восточной части Северной Америки, внутри на и востоке Австралии дожди распределены равномернее, чем внутри других материков. Нужно еще заметить, что на земном шаре нет местностей, где бы непрерывно шел дождь или снег, так и нет таких, где бы никогда не было осадков, хотя местами без них проходит год и более.
Климатические пояса. Обыкновенно разделяют земной шар на климатические пояса: тропический или жаркий — по обе стороны экватора, средние или умеренные — между тропиками и полярными кругами каждого полушария, и полярные или холодные — между полярными кругами и полюсами. Достаточно взглянуть на карту изотерм, чтобы увидеть, что средние температуры не соответствуют вполне этому астрономическому разделению. Нельзя, однако, везде и во всем руководствоваться одними средними температурами. Отношение Земли к Солнцу так важно, что оно может и должно быть принято в расчет при разделении Земли на пояса. Спрашивается только, держаться ли тропиков и полярных кругов, как пределов поясов? Выше уже показано, что одно из самых существенных явлений тропического пояса — пассаты — или в более общих выражениях — господство восточных ветров — простирается довольно далеко за тропики, даже в южном полушарии. Далее, и средние температуры еще высоки несколько за тропиком. Можно бы принять раздельными чертами 30° N и S, но это неудобно потому, что зимой на западных частях материков и на соседних морях господствуют западные ветра — явления средних широт. Принимаем 25° N и S, так как при этом не приходится причислять к тропическому поясу страны, где климатические явления существенно отличаются от тропических.
Раздельной чертой умеренного и холодного пояса принимаем 65° N и S. За этой чертой земледелие уже нигде не составляет главного занятия жителей, и лишь рыбные и звериные промыслы привлекают сколько-нибудь густое население. Пространство поясов каждого полушария, по этому разделению, оказывается следующее, принимая пространство полушария = 1000: тропический пояс — 417; умеренные пояса — 490; холодные пояса — 93. Отсюда видно, как мало пространство холодных поясов, как сравнительно незначительно их влияние на К. земного шара. Карты меркаторской проекции дают очень неверное понятие о пространстве поясов, и глаз невольно привыкает к слишком большим размерам высоких широт. Очень важно еще то обстоятельство, что тропический пояс обоих полушарий — сплошной, и это большое пространство, сильно нагретое в течение целого года, имеет большое влияние на умеренные и холодные пояса.
Тропические К. Важно и то, что в тропическом поясе более 75% пространства занято морем и менее 25% сушей. Море, вследствие своей теплоемкости, служит регулятором климатов, и тропические моря в этом отношении важнее всего: 1) потому, что по своему центральному положению способны влиять на более высокие широты обоих полушарий; 2) потому, что вследствие высокой температуры поверхности с нее испаряется больше воды, чем с поверхности более холодных морей; 3) потому, что течения несут эту теплую воду в средние широты. Главное отличие тропических К., особенно вблизи экватора, не только малая изменчивость температуры, но и малое колебание ее в течение года. Времен года в нашем смысле там нет, и где достаточный запас влаги, там растительность не прерывается, она принимает непериодический тип. Вследствие равенства дней и ночей и большей полуденной высоты солнца, под экватором могли бы быть большие суточные колебания температуры, но на деле, в большей части стран близ экватора, они не особенно велики. Это зависит от того, что более ¾ этих стран заняты морем, а на суше обширные леса способствуют равномерности К. и в суточном периоде. От этого расположения суши, морей и растительности К. у экватора чрезвычайно равномерен и отличается наибольшей влажностью воздуха. В средних широтах летом нередко температуры гораздо выше, чем под экватором, а до 45° широты и целые месяцы бывают тепле. Но в средних широтах, за немногими исключениями, эти высокие температуры сопровождаются сухостью воздуха, и упругость паров гораздо меньше, чем у экватора. Вследствие сухости увеличивается суточное колебание температуры и, кроме того, сухость имеет большое непосредственное влияние на растительную и животную жизнь, усиливая испарение. Вследствие всего этого, в наиболее характерных, т. е. влажных К., вблизи экватора колебание температуры в течение года часто не более 15°. Температуры около 35°, бывающие каждое лето внутри материков до 45° и даже 50° северной широты, довольно редки под экватором, но редки и ночи, когда термометр падает до 20°. Вследствие постоянной влажности и равномерности температуры человек становится очень чувствителен к малейшим переменам и ощущает холод среди дня, при ветре, когда термометр показывает 25—27°, а если ночью он опустился до 22°, то об этом говорят как о редком холоде. Обыкновенно считают частые и обильные дожди характеристикой пояса около экватора. Для многих стран это верно, но, однако, этот признак менее характерен, чем равномерность температуры и даже влажность воздуха. Вследствие малого колебания температуры в течение года, времена года в большей части тропической полосы зависят от дождей; деятельность растительности отчасти останавливается или прекращается в сухие месяцы года и вновь оживляется при наступлении дождей. У нас в России весна наступает быстро, в сравнении со средней и особенно с западной Европой. Но даже у нас быстрота развития растительности весной далеко не такова, как в некоторых тропических К., где после продолжительной засухи сразу наступают сильные дожди.
Горный К. Особого внимания заслуживают горные К. Влияние высоты над уровнем моря, т. е. разрежения воздуха, на температуру так велико, что не уступает влиянию широты — даже не принимая во внимание верхней части атмосферы, а ограничиваясь воздухом непосредственно над горами и нагорьями земного шара. Средний размер уменьшения температуры с высотой в низших и средних широтах (см. Горы) 0,55° Ц. на 100 м. Приблизительная средняя температура у уровня моря на экваторе 26,9° Ц. (см. выше), следовательно, средняя температура 0° Ц. должна встретиться около высоты 4710 м. Наблюдения на хуторе Антзизана в Эквадоре, под ½° южной широты, на высоте 4060 м над уровнем моря, дают среднюю годовую температуру 4,9° Ц., а вблизи 5000 метров над уровнем моря, у экватора, постоянно лежит снег (см. Горы). На вершине Эверест, в Гималаях (см.), самой высокой горе земного шара, средняя температура года вероятно около -23° Ц., т. е. ниже наиболее вероятной средней температуры северного полюса (см. выше). Огромное влияние высоты над уровнем моря, или разрежения воздуха, на его температуру и весьма неправильное распределение гор и нагорий по земному шару привело к тому, что при начертании изотерм (см. Изолинии) стараются выделить влияние этой причины, иначе сказать, представить распределение температуры вне влияния высоты, приводя температуры к уровню моря (остальное о температуре в горах — см. Горы). Распределение водяного пара в горах также заслуживает внимания. Суточный и годовой ход влажности иной, чем на равнинах и в долинах. В последних, как выше замечено, абсолютная влажность мало изменяется в течение суток, а относительная много, в том случае, когда суточная амплитуда температуры велика. Иное дело в горах. Восходящий ток, поднимающийся из равнин и долин в теплое время года, несет большое количество паров днем, поэтому абсолютная влажность значительно возрастает среди дня в горах и быстро убывает вечером, относительная же влажность гораздо меньше убывает в теплые часы дня, чем на равнинах и в долинах: 1) потому, что в горах в эти часы особенно велика абсолютная влажность, 2) потому, что суточная амплитуда температуры в горах невелика. Помимо разности высоты, в горных странах множество других условий, имеющих влияние на К. (о некоторых из них — см. Горы). Очень большое влияние имеют направление и крутизна склона. В северном полушарии, очевидно, южные будут теплее северных, как потому, что их поверхность сильнее нагревается солнечными лучами, чем горизонтальная, а тем более поверхность северного склона, так и потому, что при таком положении местность защищена от холодных северных ветров и вполне открыта теплым южным. Так как наибольшее нагревание происходит при вертикальном падении солнечных лучей, т. е. под углом 90°, то наиболее выгодная в этом смысле крутизна южного склона = 90°-S, где S — угол падения солнечных лучей в полдень в данный день. Например, для Петербурга (с точностью до ½°) в день летнего солнцестояния 90°—53½°=36½°; в день зимнего — 90°—6½°=83½°, в дни равноденствий — 90°—30°=60°. Наиболее выгодная крутизна склона для нескольких других мест России следующая:
| Широта | Зимнее солнце- стояние |
Летнее солнце- стояние |
Равно- денствия | |
|---|---|---|---|---|
| 68½° | Кола | — | 45° | 68½° |
| 56° | Москва, Казань | 79½° | 32½° | 56° |
| 50½° | Киев | 74° | 27° | 50½° |
| 44½° | Ялта | 68° | 21° | 44½° |
| 36½° | Мерв | 60° | 13° | 36½° |
В применении к сельскому хозяйству, садоводству и т. д. времена года имеют неодинаковое значение, например в большей части России, во время нашей суровой зимы, совершенно безразлично для растения, под каким углом падают солнечные лучи. У северных пределов земледелия главное значение имеет лето, у северной границы виноградников лето достаточно тепло, но осень — время созревания винограда — приобретает особую важность, а потому на Рейне, у нас в Подольской губернии и на Дону особенно выгодны склоны около 50°, на которые солнечные лучи падают вертикально в полдень в сентябре. На северном берегу Средиземного моря (так называемая Ривьера, около Ниццы), на южном берегу Крыма, на восточном берегу Черного моря и т. д. не только лето, но и весна и осень очень теплы, особенное значение для нежных растений юга имеет зима. Вблизи моря, озер, рек важно и отражение солнечного тепла от поверхности вод. Так, по исследованию Дюфура, на северном берегу Женевского озера (S — высота солнца в данное время, R — % количество отраженного солнечного тепла в отношении к прямому):
| S | 4° | 7° | 16° |
| R | 68% | 40—50% | 20—30% |
Направление склона имеет также влияние на гидрометеоры: относительную влажность, облачность и осадки. На наветренном склоне (по которому воздух поднимается) они будут больше, чем на подветренном (по которому воздух опускается). Поэтому сильные ветры, дующие вниз по долинам, являются теплыми и вместе с тем сухими (см. Ветер). Поэтому горные склоны, по направлению к господствующему ветру, особенно если он дует с моря или из более теплых стран, являются влажными и дождливыми, а на противоположных склонах падает сравнительно мало дождя и снега. Таковы, например, юго-западный и южный склон Кавказского хребта по сравнению с северо-восточным и северным; западные склоны гор Великобритании и Скандинавии по сравнению с восточными; южный склон Гималаев по сравнению с северным. В последнем случае различие настолько велико, что, несмотря на значительный перевес температуры, снежная линия на южном склоне гораздо ниже, чем на северном, где хотя и гораздо холоднее, но снега выпадает меньше. В Альпах нет большого различия между северным и южным склонами, потому что преобладающий и наиболее влажный ветер дует почти параллельно цепи, но различие очень велико на склонах отрога Альп — Арльберга (между долинами верхнего Рейна и Инна).
| Склон | Высота над уровнем моря, метры |
Осадки, в см | |
|---|---|---|---|
| Блуденц | западный | 590 | 120 |
| Клестерлё | западный | 1060 | 138 |
| С.-Христоф | западный | 1800 | 182 |
| С.-Антон | восточный | 1300 | 83 |
| Ландек | восточный | 800 | 57 |
То же на склонах западных Гатов (см.) в Индии. В зависимости от относительной влажности в нижнем слое воздуха у подошвы гор, на влажном наветренном склоне гор высота пояса туч и обильных осадков будет больше или меньше. В северо-западной Великобритании воздух так влажен, что эта полоса находится на высоте всего 300—500 м над уровнем моря, выше уже падает меньше осадков. В Индии, как на западном склоне Гатов, так и на южном склоне Гималаев и гор Кассиа, во время юго-западного муссона всего более дождя падает на высоте 1300—1400 м, а зимой, когда воздух в Индии суше, она значительно больше. В нашем Туркестанском крае высота наибольших осадков велика вследствие сухости воздуха; так, даже зимой, по Северцову («Путешествие по Туркестанскому краю»), на северном склоне Тянь-Шаня пояс снеговых туч около 2500—3000 м над уровнем моря, летом же пояс наиболее обильных дождей несомненно выше. В самой середине Азии, например в западной части Куэнлуня, воздух так сух, что от невысокого нагорья Восточного Туркестана (около 600 м) до самых высоких гор (7000 м и выше) нигде не встречается пояса обильных осадков.
Климат (с санитарной точки зрения), климатотерапия. К. отражается на жизни органического мира вообще и в частности на жизни и здоровье человека. Борьба с климатическими влияниями и приспособление к ним является одним из важнейших факторов естественного подбора. Причинная связь между здоровьем человека и климатическими условиями чрезвычайно запутана, так как, во-первых, сам К. представляет явление очень сложное, и, во-вторых, рядом с К. на организм влияет еще множество других условий, связанных с окружающей человека обстановкой. Поэтому необходимо разбирать влияние на человеческий организм отдельных элементов К., поскольку оно определяется из различных опытов и наблюдений, и уже отсюда, косвенным образом, вывести значение того или другого К. Главные элементы К. суть: воздух, вода и почва. Роль воздуха, как климатического фактора, определяется происходящими в нем колебаниями по отношению к температуре, влажности, свету, давлению, движению и электрическому напряжению. В температуре и влажности атмосферного воздуха заключаются наиболее важные климатические факторы, которые положены даже в основу делений К. Крайние пределы температуры воздуха, которым подвергается человеческий организм, весьма широки, и в этих пределах человек по необходимости должен приспособляться, чтобы не нарушать своей тепловой экономии (приход и расход тепла в теле). Для сохранения здоровья, температуру тела необходимо поддерживать близко к нормальному уровню (36—37° Ц.), при сохранении равновесия между производством и отдачей тепла организмом. Чтобы удержать температуру на этом уровне, организму приходится регулировать главным образом отдачу тепла, в то время как производство его внутри организма, при различных температурных условиях окружающего воздуха, остается более или менее постоянным. Оно изменяется лишь с изменением условий питания и мышечной работы (голодающий взрослый человек производит в сутки 2303 больших калории, не голодающий при легкой работе — 2631 большую калорию, при средней работе — 3121 большую калорию, при тяжелой — 3659 больших калорий). Но организм, при одном и том же питании и одной и той же работе, подвергается влиянию довольно быстрых колебаний температуры воздуха и притом, иногда, в весьма широких пределах. Главным регулятором, поддерживающим равновесие температуры тела, является кожа (см.), так как через нее расходуется около 80% всей образующейся в организме теплоты. При высоких температурах окружающего воздуха направление деятельности регулирующего аппарата должно заключаться в том, чтобы по возможности увеличить расход тепла, тогда как при низких температурах организм нуждается в сохранении тепла. Совершенство этой регуляции не беспредельно: крайние температуры (в сторону + и -) заставляют человека, в помощь к естественному, самодействующему регулятору (чувствующие нервы кожи, вазомоторные нервы и проч.), прибегать еще и к искусственным — одежде и жилищу. Во время холода человек подвергается опасности слишком большой траты тепла (простуда, обмораживанье, замерзание), а во время жары, напротив — перегревания организма (солнечный или тепловой удар). Экспериментальные наблюдения показывают, что под влиянием низкой температуры здоровый организм выделяет больше углекислоты, тонус его мышц увеличивается, обмен веществ повышается, нервная система укрепляется. Высокая температура окружающего воздуха, при кратковременном действии, если воздух не слишком влажен и, стало быть, если организм может регулировать свою температуру посредством испарения воды с поверхности кожи, переносится без всякого вреда, но продолжительное действие высокой температуры на организм вызывает функциональные расстройства нервной системы, пищеварения, дыхания и кроветворения. По всей вероятности, этим и можно объяснить происхождение так называемой «тропической анемии», сопровождающейся уменьшением числа кровяных шариков.
Особенно важное значение для организма температура приобретает в связи с влажностью воздуха. Как при высокой, так и при низкой температуре сухой воздух переносится гораздо легче, чем влажный. При высокой температуре сухой воздух допускает обильное испарение воды с поверхности тела и тем самым вызывает охлаждение, устраняющее возможность перегревания организма; во влажном же воздухе испарение воды с поверхности тела затрудняется, вследствие чего организм не охлаждается в достаточной мере, и в результате может получиться вышеупомянутый тепловой удар. Точно так же и низкая температура при сухом воздухе переносится гораздо легче, чем при влажном: холодный и влажный воздух вызывает неприятное ощущение тем, что отнимает слишком много тепла (теплопроводность воздуха увеличивается). Правда, что крайне сухой воздух может вызвать серьезные нарушения в организме, особенно при высокой температуре и сильном движении воздуха: кожа и слизистые оболочки быстро теряют свою влагу и трескаются; из трещин, в высшей степени болезненных, выступает кровь; появляется мучительное чувство неутолимой жажды и проч. Но все это бывает лишь при крайней степени сухости и притом в связи с высокой температурой и движением воздуха; вообще же говоря, умеренно сухой воздух полезнее для организма, чем влажный: в жарких странах он содействует, как сказано выше, отдаче тепла телом, в холодных же он, как плохой проводник тепла, сберегает его для организма.
Свет. Отсутствие его (или даже недостаток) влияет пагубно на весь организм: подавляет умственную деятельность и душевное настроение (сплин англичан в туманную погоду), а также вызывает и соматические расстройства — уменьшение аппетита, расстройство пищеварения, ослабление питания и кроветворения; организм, следовательно, делается слабым, малокровным и апатичным. Присутствие же света, помимо устранения этих расстройств, приносит еще и косвенную пользу: свет губительно действует на патогенные микроорганизмы и их споры (так, под влиянием 6-часового действия солнечного света микробы нагноения погибают).
Атмосферное давление, само по себе, играет менее важную роль для организма, так как человек, по-видимому, может жить и пользоваться хорошим здоровьем при самом разнообразном давлении атмосферы: есть населенные местности, где барометр редко показывает ниже 760 мм; но без особенно дурных последствий человек живет и на таких высотах, где атмосферное давление бывает в 450—500 мм (город Мехико находится на высоте 2290 м над уровнем моря; атмосферное давление там около 570 мм; в городе Квито — 522 мм, в городе Потози — 451 мм). Однако же, к такому низкому давлению человек может привыкнуть лишь путем продолжительного приспособления. При резком же переходе от высокого давления к низкому, и наоборот, могут наблюдаться очень серьезные расстройства здоровья. Влияние уменьшенного давления атмосферы обнаруживается главным образом в уменьшении абсолютного количества кислорода (опыты Поля-Бера) и водяных паров в воздухе, в понижении температуры воздуха и в механическом действии на поверхность кожи и на кровеносные сосуды, вызывая в последнем случае довольно заметное расстройство кровообращения. При подъеме на известные высоты (1000—1500 м), где разрежение воздуха еще умеренное, замечено небольшое учащение пульса и дыхания, оживленное настроение духа, легкость движений; при дальнейшем подъеме (2000—2600 м), в спокойном состоянии — почти те же явления, но при движении появляется значительное ускорение пульса и дыхания (на 80—90%) и слабость. При очень высоких поднятиях (на аэростатах) наблюдались патологические явления, сходные с задушением, следовательно, происходящие от недостатка кислорода в высших слоях атмосферы. Но помимо этого, уменьшенное давление, по-видимому, оказывает прямо вредное влияние на нервную систему, быть может, вследствие расстройства кровообращения (неравномерное распределение крови: прилив к поверхности тела и отлив от внутренних органов), так что сходство патологических явлений при уменьшенном давлении с задушением лишь приблизительное. Быстрый переход к уменьшенному давлению для непривычных людей иногда вызывает вышеупомянутую «горную болезнь», которая, однако же, при продолжительном пребывании обыкновенно проходит почти без следа, так как организм приспособляется в конце концов к уменьшенному давлению. Резкий переход к повышенному давлению (например, работы в «кессонах» при постройке устоев для мостов) также вредно отзывается на организм: сжатый воздух, проникая в легкие, противодействует их сокращению, затрудняя акт выдыхания, вследствие чего дыхание становится реже и глубже. Увеличенное давление воздуха создает затруднение и для кровообращения: давя на кожные капилляры и вообще на периферические сосуды, сжатый воздух уменьшает их просвет и увеличивает сопротивление для кровяного тока, вследствие чего кровь устремляется к внутренним органам. На сердце это отражается значительным замедлением пульса. Наконец, при работе под усиленным давлением скоро появляется чувство усталости. Но все это касается условий более или менее исключительных, обычные же, небольшие перемены атмосферного давления (в одной и той же местности) не могут оказывать столь резкого прямого действия на организм, хотя косвенного значения их нельзя отрицать уже на том основании, что климат и погода в значительной степени зависят от распределения атмосферного давления на земной поверхности. В этом смысле атмосферное давление, по новейшим наблюдениям, играет немаловажную роль в этиологии некоторых инфекционных болезней (например, крупозное воспаление легких).
Движение воздуха (ветер). Значение его для организма вообще определяется тем, несет ли он холод или тепло, сырость или сухость, чистый или испорченный воздух. Влияние его на тепловую экономию тела понятно из предыдущего (во всех случаях усиливает отдачу тепла). Кроме того, ветер оказывает громадное влияние на чистоту воздуха населенных мест, освобождая его в значительной степени от посторонних примесей. Однако движение воздуха может оказывать и вредное влияние, так как может переносить, на ограниченное, конечно, расстояние, болезнетворные зародыши из одной местности в другую (малярия, инфлюэнца, может быть, и холера).
О значении для организма той или другой степени напряжения атмосферного электричества с положительностью ничего пока сказать нельзя: известно только, что электрические разряды содействуют образованию озона в воздухе и, значит, способствуют очищению последнего от органических, легкоокисляющихся примесей. Некоторые полагают, что сильное напряжение электричества в воздухе вызывает у болезненных и слабонервных людей расстройства, выражающиеся тоской, бессонницей, истерическими приступами, невралгиями и т. п. Присутствие больших водных поверхностей (моря, океаны) обусловливает на берегах континентов и на островах так называемый «морской К.» (см. выше).
Почва. Влияние ее на К., а следовательно, и на наше здоровье, обуславливается, с одной стороны, ее физическими качествами, а с другой — рельефом ее. Из физических качеств главное значение имеют рыхлость, теплопроводность и гигроскопичность почвы. Рыхлые почвы хуже проводят теплоту и менее способны задерживать влагу. Так, например, глинистая почва, как наиболее плотная (из землистых почв), по справедливости считается холодной почвой: она плохо нагревается и легко сыреет, вследствие чего обуславливает на своей поверхности образование болот, вызывающих туманы и нередко служащих гнездом миазматических болезнетворных зародышей (малярия). Существуют также наблюдения, что физические свойства почвы играют весьма важную роль в распределении заболеваемости и смертности от некоторых инфекционных болезней (чахотка, брюшной тиф, холера). Геогностический характер почвы и состояние ее влажности обуславливают известный характер растительности и влияют таким образом на температуру и влажность воздуха. Если присоединить сюда еще и рельеф местности, то важное значение почвы для К. и нашего здоровья станет еще очевиднее, так как рельефом местности обуславливаются столь резкие различия в К., что приходится характеризовать отдельно равнинный и горный К. (см. ниже).
Жаркий К. может быть влажным или сухим. Жаркий влажный К. опасен в санитарном отношении многими губительными эндемическими болезнями, свойственными ему (злокачественная малярия, желтая лихорадка, дизентерия и др.). Но и помимо этих болезней обитатели жаркого К. под влиянием высокой температуры так расслабляются и изнеживаются, что даже и незначительные изменения в климатических условиях очень вредно отзываются на их здоровье. Эти же самые вредные условия еще с большей силой отражаются на европейцах, попавших в жаркий К. При умеренно сухом воздухе опасности жаркого К., до известной степени, могут быть устранены соответственной одеждой, легкой пищей в умеренном количестве, правильным распределением работы по часам дня и соответственным уходом за кожей для облегчения её главной функции — испарения воды (охлаждение). При влажном же воздухе европеец лишь с большим трудом может переносить жизнь в тропических странах: тело его, даже при полном покое, обыкновенно покрывается обильным потом; он совершенно расслабляется, покой ему не приносит ни сна, ни даже освежения. Все это еще усиливается при исполнении какого-либо физического труда. Другого рода опасности для переселившихся в тропики европейцев вытекают из того, что они часто бывают принуждены вести совершенно неправильный образ жизни, питаться непривычной для них пищей и селиться, при незнакомстве со страной, на нездоровых местах. Этим, по всей вероятности, и обуславливаются многочисленные неудачи при попытках колонизации тропических стран. С лечебными целями могут применяться лишь немногие местности жаркого К., а именно такие, где средняя температура не превышает 25° Ц. При более высокой температуре может появиться общий упадок питания тела, вследствие недостатка в воздухе стимулов для бодрой и деятельной жизни.
Холодный К. имеет свои неприятности, зависящие, впрочем, почти исключительно от низкой температуры, против которой человек с успехом может бороться и потому может обставить свою жизнь сносно и без вреда для здоровья. Переход для непривычного человека в холодный К. переносится гораздо легче, чем в жаркий: теплая одежда и хорошо устроенное жилище ему могут служить надежной защитой от холода, а соответственная пища поддержит тепловую экономию его тела на необходимом для него уровне. Эта пища должна содержать большие количества жиров, так как жир, при усвоении и разложении в организме, способен более всего выделять тепла. И действительно, жир и мясо являются почти исключительной пищей наших северян, легко переносящих необыкновенные холода. Наша Сибирь, отличающаяся довольно суровым К., вовсе не изобилует, сравнительно с другими странами, простудными болезнями. Там, впрочем, холода до известной степени смягчаются отсутствием сильного движения воздуха: местные ветра там не сильны, за исключением разве «пурги», появляющейся изредка, а наши европейские циклоны до Сибири не доходят. Менее благоприятные условия представляет полярный К., продолжительное пребывание в котором, заставляя тратить слишком много энергии на борьбу с чрезмерным и притом постоянным холодом, при недостаточно хорошем и разнообразном питании, ведет обыкновенно к анемии и вообще к ослаблению организма.
Умеренный К. наиболее полезен и удобен для человека: умеренная трата сил на борьбу с холодом (зимой), ничтожная борьба с теплом (летом), не превосходящая запасных естественных сил организма (регуляция тепла кожей и легкими), оставляет ему много времени для умственной деятельности и для улучшения своего быта; к тому же воздух и другие условия умеренного К. в достаточной степени возбуждают нервную систему организма к постоянной деятельности. Обитатели умеренных К., как известно, в настоящее время достигли наиболее высокого культурного развития.
Помимо рассмотренных К., различающихся друг от друга по температуре, с гигиенической и лечебной точки зрения важно рассмотреть еще морской, горный и равнинный климаты.
Морской К. отличается от других меньшим колебанием температуры, высокой влажностью воздуха, большим атмосферным давлением и правильными колебаниями его, периодичностью воздушных течений, легким и быстрым выравниванием электрического напряжения, высоким содержанием в воздухе озона, почти полным отсутствием пыли, малым содержанием микроорганизмов, и, наконец, содержанием в воздухе поваренной соли, солей брома и йода, увлеченных испаряющейся из моря водой. Морской К. производит на организм следующее физиологическое действие: при умеренной температуре он вызывает довольно значительную потерю тепла телом, усиливает обмен веществ, увеличивает аппетит и улучшает сон; частота дыхания и пульса уменьшаются (большее атмосферное давление). Благодаря равномерной температуре простудные болезни здесь редки. Терапевтическое действие продолжительного пребывания в морском К. — успокаивающее и укрепляющее: кроветворение у больных увеличивается, нервная система укрепляется, кровообращение и деятельность кожи улучшаются. Применение этого климата с лечебными целями весьма разнообразно: он чрезвычайно хорошо действует при расстройствах кроветворения (гидремия, анемия и их последствия), при катарах, недостаточном обмене веществ, расстройстве питания, особенно при золотушных страданиях и при чрезмерном раздражении нервной системы. Неоцененное значение имеет применение морского К. при воспитании слабых и предрасположенных к золотухе детей. Однако некоторые лица, особенно страдающие расстройством пищеварения, кровообращения, или истеричные, не могут переносить морского К.: у них появляется повышенное раздражение нервной системы, бессонница, запоры, расстройства отделения желчи и др.
Горный К. Отличительные свойства: низкое атмосферное давление; воздух прохладнее, суше, при довольно обильных осадках; температура, постепенно понижающаяся от подошвы к вершинам (приблизительно на ½° Ц. через каждые 100 м) обнаруживает большие колебания на солнце и в тени; воздух отличается значительной чистотой по отношению к неорганическим, органическим и организованным примесям, особенно в зимнее время («асептический воздух»); движение его сильнее, свет ярче, почвенная влажность ничтожна (атмосферные осадки быстро стекают в долины или просачиваются в глубину). В горном К., сравнительно с низменным, чаще встречаются воспалительные страдания дыхательных органов; но зато там меньше золотушных страданий, а чахотка составляет большую редкость (по крайней мере там, где промышленность не успела еще свить себе прочного гнезда); вообще, некоторые инфекционные болезни наблюдаются в высоко лежащих местах сравнительно реже, а отсюда и общая смертность бывает там ниже, чем в долинах, что, до известной степени, обуславливается чистотой воздуха. Физиологическое действие горного К. заключается в усиленной деятельности кожи и увеличении питания ее (увеличенный приток крови к периферии, вследствие меньшего давления атмосферы); затем наблюдаются: учащение пульса вначале и возврат к норме при дальнейшем пребывании; укрепление сердечной мышцы и сосудов; увеличение дыхательных экскурсий грудной клетки и укрепление дыхательных мышц; увеличение аппетита (возбуждающее действие воздуха и усиленная физическая деятельность); улучшение кроветворения и питания всех органов; улучшение сна; повышение энергии нервно-мышечной и мозговой деятельности. Вот почему горцы так живы, бодры, ловки в движениях и крепки. Переселяющиеся в горы жители долин легко и быстро там акклиматизируются. С лечебными целями в горы посылаются лица с расстроенным пищеварением, страдающие малокровием, хроническим катаром глотки и бронхов (с увеличенной секреторной деятельностью слизистой оболочки), брюшными застоями, наклонностью к геморрою, ипохондрики, лица, страдающие бессонницей (от переутомления), вялостью кожи и чахоткой в начальной стадии. В результате продолжительного пребывания получается укрепление всех мышц тела и оживление нервно-мозговой деятельности. Вообще характер действия горного К. — возбуждающий и укрепляющий, но требует известной силы устойчивости и приспособляемости со стороны организма. Горный К. вреден: для больных с органическими страданиями сердца и сосудов, с эмфиземой, с брайтовой болезнью, с ревматизмом суставов, с сильной возбужденностью нервной системы, с эпилепсией и манией.
Низменные и равнинные К. (сухие — теплые, умеренные и холодные; влажные — теплые, умеренные и холодные). Свойства этих К. и значение их для здоровья всецело зависит от большей или меньшей влажности, теплоты и движения воздуха, а следовательно, действие их сводится к действию этих агентов. Все, что сказано о температуре, влажности и движении воздуха, сюда целиком относится. Большая часть России обладает именно этого рода К. и главным образом умеренным по температуре (с большими колебаниями ее) и влажности (также с большими колебаниями). Неудобство нашего К., помимо неустойчивости климатических факторов, заключается еще в том, что почти 6 месяцев мы лишены возможности неограниченно пользоваться чистым воздухом, так как принуждены от холода и непогоды прятаться под защиту жилищ и часто находиться под влиянием испорченной атмосферы, что и порождает массу болезненных состояний организма.
Влияние леса на К. Лес является хранителем влаги, защищая почву от усиленного нагревания непосредственными лучами солнца и от высыхания; он же может защищать местность от сильных ветров и в то же время, заставляя воздушные течения подниматься кверху и там охлаждаться, способствует появлению атмосферных осадков. Суточные колебания температуры в лесу меньше, чем на открытых местах, абсолютная влажность также остается почти без колебаний, а относительная всегда бывает повышена. В этом смысле лес и вообще растительность действует подобно морю, т. е. уменьшает до известной степени быстроту и величину колебаний климатических факторов. Частые дожди и высокое содержание озона обуславливают необыкновенную чистоту лесного воздуха, что и составляет его главную лечебную и предохранительную силу. Обезлесенье вдали от моря вызывает существенное изменение в К. в смысле уменьшения его влажности и усиления колебаний температуры и движения воздуха. Обыкновенным следствием является уменьшение годового количества атмосферных осадков и обмеление или даже полное высыхание естественных водных бассейнов.
При выборе местности с лечебной целью во всех вообще климатах необходимо руководствоваться следующими соображениями: 1) Состояние погоды в лечебный период должно быть таково, чтобы больные могли как можно больше пользоваться свежим воздухом; для этого температура не должна быть ни слишком высокой (не выше 25° Ц.), ни слишком низкой (при спокойном воздухе и умеренной влажности — не ниже 0°); кроме того, она не должна представлять в короткие промежутки времени слишком больших колебаний. Для зимнего времени не следует избирать таких мест, где слишком велика разница между температурами в тени и на солнце (в горах). Относительно движения воздуха, умеренный ветер летом и затишье зимой — всего лучше; туманы, конечно, должны быть избегаемы. 2) Воздух должен быть по возможности чист; для этого необходимо избегать густонаселенных мест, плохо проветриваемых и слабо освещаемых долин и котловин, а также сырых и болотистых мест. 3) Местности должны быть холмистые, с разнообразными окрестностями, водными бассейнами, лесами и проч. (Скворцов). Помимо всего этого желательно бы иметь санитарно-статистические данные об избираемой местности: смертность и заболеваемость среди местного населения (как общая, так и по отдельным болезням).
Акклиматизация — есть приспособление организма к измененным климатическим условиям жизни в других странах. Ко всем климатам, за исключением жаркого, люди большей частью легко и быстро привыкают. Признаками совершившейся акклиматизации должно считать сохранение нормальной продолжительности жизни для переселившихся, сохранение прежней численности и здоровья потомства, устойчивости организма по отношению к болезням, сохранение физических и умственных сил на прежнем уровне. Достижение таких результатов далеко не всегда удается, особенно в жарком климате. Вообще говоря, неудобства жаркого климата являются наиболее непреодолимыми для колонизации. Большая часть опытов в этом направлении привела к печальным результатам: заболеваемость и смертность среди европейцев и европейских солдат, живущих под тропиками, значительно выше, чем среди туземцев и среди соотечественников, оставшихся на родине. В тропиках переселенцы, без скрещиванья с туземцами, не могли сохраниться даже до 3-го поколения. В начале они обыкновенно страдают от уменьшенного образования крови и усиленного разрушения ее, следствием чего является малокровие: особенно же много гибнет от местных эндемических болезней: злокачественной малярии, желтой лихорадки, дизентерии, холеры, воспаления печени, бери-бери. Замечено, что переселение в южное полушарие легче переносится, чем в северное. В южном — ветра суше, воздух чище; в нем, например, малярия эндемически распространена лишь до 24° южной широты, тогда как в северном до 64° северной широты. Многие неудачные попытки колонизации можно объяснить неумением устроиться на новом месте, большой поспешностью выбора места, пренебрежением к элементарным требованиям гигиены. При разумном же и осторожном отношении к делу человек может везде устроиться, ко всему приспособиться; для этого только необходимо строго относиться к выбору места (условия температуры, влажности и почвенные условия); надо избегать очагов эндемических болезней; пища должна быть преимущественно крахмалистая (меньше образует тепла), количество ее умеренное; одежда — из материи, плохо проводящей тепло; сверх того, должно обратить внимание на искусственное отнятие тепла от организма: приводить воздух в движение, охлаждать его посредством искусственного испарения. Отсюда вытекает благодарная задача техники — придумать дешевые способы искусственного охлаждения жилищ, наподобие того, как в холодных странах мы искусственно согреваем их. Улучшением внешних условий, применением выводов практической гигиены (общественной и частной) для оздоровления заселенной местности можно многого добиться. В этом направлении англичане в своих колониях за последнее время сделали уже немало.
Ср. Вебер, «Руководство к климатотерапии»; И. Скворцова, «Основные вопросы лечебной гигиены»; профессор Эрисман, «Курс гигиены»; Рубнер, «Lehrbuch der Hygiene»; профессор Эрисман, «Холера»; Кольский, «Крупозная пневмония»; Эйленбург и Афанасьев, «Реальная энциклопедия медицинских наук».
Примечания
править- ↑ a — зима, b — лето.