Холода и тепла волны (в атмосфере). — Среди обычной смены погоды на обширных равнинных территориях Европейской России и Северо-Американских Соединенных Штатов наблюдается временами весьма характерное явление: на крайнем С.З. или, реже, С. зарождается область низких температур воздуха, не остающаяся подолгу на одном и том же месте. Эта область обнаруживает обыкновенно весьма ясно выраженное поступательное движение, постепенно и последовательно передвигаясь к Ю.В.; район пониженных температур перемещается, подобно волне, с места на место. При надвигании такой области Х. на данную местность температура здесь быстро и значительно падает и затем, по прохождении области Х., снова возвращается к своей прежней величине: на температурной кривой для данного места также получается как бы волнообразное падение, снова заравнивающееся по прохождении Х. Такие перемещающиеся области Х. носят название «волн Х.» (Cold-Wave в Сев. Америке; в Техасе их местное название «Northers», соответствующее нашему «северяку»). Явление волн Х. впервые было подмечено и исследовано в Соединенных Штатах Сев. Америки: Вудруф (Woodruff) первый в 1881—1884 гг. изучил здесь эти волны («Cold-Waves and their Progress», by Lieut. Th. M. Woodruff; «Signal Service Notes», 23); Рэссель (Russel) продолжал эти исследования и опубликовал в «Americ. Meteor. Journal» ряд статей об этом явлении. Исследования привели к более точному определению явления и дали следующие результаты. Волной Х., по Расселю (Т. Russel, «Meteorology», Л., 1895), называют теперь в Сев. Америке быстрое понижение температуры по меньшей мере на 20° F. (11° Ц.), наблюдаемое на площади не менее 50000 кв. (англ.) миль, причем температура на некоторой части этой площади должна опуститься до 36° F. (2° Ц.) на севере, до 44° F. (7° Ц.) на юге. Местом зарождения этих волн Х. оказываются восточные склоны Скалистых гор (86 % всего числа волн) и только в сравнительно редких случаях (14 %) волны Х. пересекают Скалистые горы, приходя на равнину Соединенных Штатов с побережья Великого океана. Зародившиеся здесь области Х. при своем поступательном движении катятся, как волна, с замечательной правильностью и постепенностью к юго-востоку, достигая нередко Атлантического океана. Они появляются обыкновенно в тылу барометрического минимума и предшествуют или сопутствуют барометрическому максимуму, хотя направление их движения далеко не всегда совпадает с движением названных атмосферных вихрей. Наиболее резко выражены и обнаруживают наибольшую повторяемость волны Х. в зимние месяцы (с максимумом их числа в декабре); в теплое время года они сопровождаются менее резкими колебаниями температуры и наблюдаются значительно реже, почему некоторые авторы (Феррель, Дэвис) даже отличают эти летние прохладные волны (Cool-Wave) от волн Х. (Cold-Wave) в собственном смысле. Площадь, охватываемая такими областями Х., весьма различна; иногда она может достигать огромных размеров. Так, в одной из наиболее резко выраженных волн Х. 17 янв. 1882 г. площадь температур, пониженных на 10° F., достигла, по Рэсселю, 2900000 кв. миль, на 20° F. — 1100000 кв. миль, на 30° F. — 539000 кв. миль, на 40° F. — 14000 кв. миль, наибольшее падение температуры на 44° F. (24,5° Ц.) наблюдалось в Денисоне, в Техасе. Так как явление волн Х. тесно связано обыкновенно с наиболее низкими температурами, наблюдаемыми за известный промежуток времени, то само собой понятно громадное значение возможности предсказания волн Х. для хозяйства страны. Правильность, с которой происходит явление, настолько вообще велика, что в Соединенных Штатах в настоящее время уже и изучены признаки и выработаны правила их предсказания.
На существование волн Х. в Европ. России указано было впервые проф. Б. И. Срезневским в 1885 г. (статья его в «Правит. вестнике»). Исследуя найденные им здесь волны Х., Б. И. Срезневский указал затем (в «Meteor. Zeitschrift», 1886, 227 и в обзорах погоды в журн. «Метеор. вестн.» 1891—1900 гг.) на их полное сходство с североамериканскими волнами. Как и там, европейские волны Х. зарождаются на крайнем С.З. или, реже, С. — преимущественно в Лапландии; они обнаруживают также поступательное, подобное волне, движение на юго-восток; северо-западные ветры значительно содействуют их распространению. Пересекая территорию Европейской России, от Колы или Кеми на С. они доходят к Ю. до Астрахани или Ленкорани, к В. — до Оренбурга и Омска. В некоторых отдельных случаях удалось проследить их распространение гораздо далее — от Новой Земли до Индии и Аравии в одну сторону, до Иркутска — в другую. Скорость, с которою они проходят эти расстояния, значительно превосходит обычно наблюдаемую у поверхности земли скорость ветра; волны Х. перемещаются от крайнего сев.-зап. до крайнего юго-вост. Европ. России всего в 2—5 дней, с средней скоростью несколько меньше 700 км в сутки. По Срезневскому, в среднем за 10 лет их средняя скорость равняется 676 км в 24 ч; средний азимут их направления, если считать его от С. к В., 157°; средняя продолжительность волны в сутках 2,7. Наиболее резко выражены и наиболее часто наблюдаются волны Х. в зимние месяцы: декабрь — март; наибольшими, вредными для растительности последствиями, отличаются в поздневесенние и летние месяцы. Число отмеченных в отдельные месяцы волн Х., по Срезневскому (см.. «Указатель к обзорам погоды etc.» в «Мет. вестн.», Юрьев, 1902), в среднем за 10 лет таково:
| Янв. | Февр. | Март | Апрель | Май | Июнь | Июль | Авг. | Сент. | Окт. | Нояб. | Дек. | Год |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 3,1 | 3,0 | 3,0 | 1,5 | 1,5 | 2,0 | 0,6 | 1,4 | 1,7 | 2,8 | 2,9 | 3,6 | 27,1 |
Насколько резко и велико может быть при прохождении волны Х. понижение температуры, лучше всего покажут несколько чисел: так, при волне Х. в январе 1894 г. с 7 час. у. 1-го до 7 час. у. 2-го января температура понизилась в Москве на 20,2°, в Вятке на 20,2°, а в Костроме на 24,3°; при этой волне Х. отмечены были минимальные температуры —40,3° в Перми, —43,5° в Чердыни. При прохождении волны Х. 24—31 мая 1895 г. температура понизилась в 24 часа, с 1 ч. дня 26 по 1 ч. дня 27 мая — на 16,5° в Смоленске, 17,6° в Вышнем Волочке, 18,0° в Вологде и т. д.; ночными морозами за эти дни повреждена молодая растительность, по сообщениям хозяев, местами в Псковской, Новгородской, Владимирской, Курской и т. д. губерниях.
Причины, вызывающие появление и перемещение волн Х., равно как и весь механизм этого явления в настоящее время являются не настолько еще выясненными, чтобы о них можно было говорить с достаточной определенностью. Наиболее вероятным следует считать тот взгляд (Дэвис), что под влиянием теплых течений, вызванных прохождением барометрических минимумов, предшествующих образованию волны Х., в нижнем слое атмосферы создаются условия для неустойчивого ее равновесия: над слоем теплого и легкого воздуха при этом может оказаться очень холодный и плотный. Когда является подобное неустойчивое равновесие, малейших внешних причин достаточно, чтобы это неустойчивое равновесие было нарушено и чтобы холодный, плотный воздух, опускаясь, вытеснил вверх более теплый и легкий. Равнинный характер местностей, где наблюдаются волны Х., облегчает растекание холодного воздуха; там, где местность сильно изборождена возвышенностями и горами, и волны Х. отсутствуют. Как видоизменение волны Х., сопровождаемое сильным северо-западным ветром, поднимающим в зимнее время массу сухого, перетертого в пыль снега и переходящим одновременно с падением температуры в настоящую снежную бурю, следует рассматривать наблюдаемые в Техасе и на северо-западном побережье Мексиканского залива в зимние месяцы так назыв. «блиццарды» (Blizzard). Нечто подобное волнам Х. наблюдается и в Южной Америке — в Аргентине и Уругвае: явление известно здесь под именем "памперо" (Pampero). После прохождения барометрического минимума здесь наблюдается юго-западный ветер, сопровождаемый резким падением температуры, а также нередко дождем и грозой, и предшествуемый чрезвычайно типичными облаками. Впереди волны Х., а также после ее прохождения нередко можно наблюдать совершенно подобное ей по характеру, хотя менее резко выраженное, повышение температуры, также обнаруживающее поступательное, подобное волне, движение. Это явление, сопровождающее или предшествующее волне Х., еще менее изучено, чем эти последние: оно носит название волн тепла и констатировано как в Сев. Америке, так и в Европ. России только в сравнительно очень недавнее время.