Географические дождемеры. 
Занимательная метеорология

«Озеро является дождемером и испарителем огромных размеров», сказал наш знаменитый климатолог А. И. Воейков. Озера, в особенности с большим резервуаром, колебаниями своего уровня должны давать картину климатических изменений всей области, в конечном же счете, быть может, всего земного шара.

Из русских озер длинным рядом наблюдений может похвалиться Ладожское. Наблюдения там ведутся монахами Валаамского монастыря с 1859 г. благодаря почину нашего гидрографа А. П. Андреева, научившего монахов установить у озера постоянный футшток для измерений. С тех пор, за 68 лет наблюдений, накопился интересный материал (рис. 98), показывающий, что наиболее низкий уровень озера наблюдался в 1859, 1876—1877, 1882—1883, 1887, 1892, 1898, 1915, 1920—1921 и 1927 гг.; наиболее высокий — в 1867—1868, 1879, 1899, 1900, 1903, 1905, 1924 гг. В последнем году уровень достиг максимальной высоты. Перед этим поднятием озера в начале 1924 г. наблюдатель Валаамской метеорологической станции, сопоставляя свои наблюдения над осадками за прежнее время, пришел к заключению, что надо ожидать необычайного поднятия воды. Сухое лето испаряет избыток озерной влаги, сырая осень и снежная зима накопляют влагу и повышают уровень озера. Засушливые 1920—1921 гг. наглядно показали прямую зависимость необычайно низкого уровня озера от недостатка осадков. В годы, предшествующие указанным выше годам, с низким уровнем озера — осенью и зимою выпадало осадков на Валааме от 96 до 288 мм. Наоборот, в годы высокого уровня предшествующей осенью и зимою выпадало осадков от 247 до 357 мм, а перед 1924 г. их выпало необычайно много — 750 мм. Это и Заставило наблюдателя предсказать необычайное наводнение от вод Ладожского озера в прибрежных местностях.

И наводнение действительно разразилось. Бедствие причиненное им, было огромно. На самом острове Валааме были залиты дороги, поля, мосты и пароходные пристани. На южном же (нашем) берегу озера между старым и новым каналами Мариинской системы было залито водою 28 деревень, насчитывающих 1258 дворов и 5215 жителей. Под водою находилось 822 десятины пахотной земли, свыше 4000 дес. покоса и огородов. От Шлиссельбурга до Свирицы на 160 км напором воды разрушены гидротехнические сооружения, плотины и водоспуски, отделяющие каналы Мариинской системы от озера.

Рис. 98. Колебание уровня Ладожского озера по наблюдениям на острове.

Валааме:

значки О вверху отмечают годы с минимумом солнечных пятен

Одновременно с высокой водой в Ладожском озере наблюдается такая же и в Онежском; повышается уровень воды даже и в Финском заливе (рис. 99). Мы видим, что явление это захватывает, повидимому, всю северо-западную часть нашей страны. Если посмотреть на кривую колебания уровня озера на Валааме, то можно заметить некоторый волнообразный ход. После года с высокой водой ряд следующих годов уровень понижается, а пройдя через минимум, начинается новый подъем. Эта периодичность подмечена была уже давно рыбаками и монахами, живущими на Валаамском острове; по их примете, высокие воды в озере наступают через семь лет. Конечно, такой правильной периодичности не наблюдается, она колеблется в пределах 5—10 лет; очевидно семилетний срок — это веками бессознательно подмеченная народом средняя периодичность колебания. Любопытно, что наиболее высокие подъемы приходятся на периоды минимума солнечных пятен (это у нас обозначено на кривой наверху значками). И хотя подъемы наблюдаются и в промежуточное время, все же распределение максимумов подъема по минимумам солнечных пятен довольно отчетливо. Наоборот, озеро Венерн, в Швеции, и наше Каспийское море в эпохи минимума солнечных пятен имеют наименьший горизонт. Чем же объяснить такого рода противоположность? Если солнечные пятна влияют на уровень озер, что как может их влияние для разных озер быть противоположным?

Рис. 99. Колебание уровня Ладожского озера у Валаама, Онежского г. Петрозаводска и Финского залива у Кронштадта (по С. А. Советову).

Рис. 100. Различное влияние солнечных пятен на выпадение атмосферных осадков в зависимости от циркуляции воздуха.

(по Клейтону) Вопрос о том, каким образом солнечная пятнообразовательная деятельность может влиять на колебания уровня озер, освещается в настоящее время пониманием характера процесса пятнообразования. Повышение солнечной деятельности, сопровождаясь повышением интенсивности излучения электромагнитных волн, электронов и разного рода атомных частиц (например, ионы кальция), должно усиливать атмосферную циркуляцию на Земле, взмучивать ее атмосферу, вследствие увеличения ядер конденсации; и способствовать преобладанию дождливой погоды над сухой, что, в свою очередь, ведет к увеличению уровня озер. Но атмосферная машина очень сложна и циркуляция в ней воздуха неодинакова на всем ее протяжении. Распределение суши и моря осложняет циркуляцию и ведет к тому, что влияние солнечной деятельности разными областями Земли воспринимается по-разному в эпохи минимума и максимума. Из приложенной карточки Клейтона.

(рис. 100) видно распределение атмосферных осадков в годы максимума пятен: в заштрихованных областях в это время осадков выпадает больше среднего, в незаштрихованных, наоборот, замечается их недобор. СССР находится как-раз в последней зоне. В годы минимума пятен значение этих зон обратное, и потому-то Ладожское озеро в это время более многоводно, чем при максимуме пятен. Озеро же Венерн лежит в других условиях и потому в это время менее многоводно, как и озеро Виктория в Средней Африке и наше Каспийское море. Наиболее часто это соотношение, однако, наблюдается только в при экваториальных озерах, вроде Виктории. Для наших же озер зависимость эта замаскирована и другими, вероятно чисто местными факторами. Поэтому мы видим, что меньшие подъемы наблюдаются на Ладожском озере и в эпохи, близкие к максимуму пятен. Нужно к тому же заметить, что и области Клейтона не всегда сохраняют постоянное положение и испытывают иногда некоторое смещение от указанных на карте границ. Вследствие этого наши Ладожское и Онежское озера, близкие к этой границе, нередко испытывают противоположное влияние.

Рис. 101. Колебание уровня озера Виктория в Африке (1) и ход солнечных.

пятен (2), (по Диксею) Из графика колебания уровня озера Виктории (рис. 101) в Африке видно, что за период с 1896 по 1922 гг. параллелизм в ходе уровня этого озера с кривой солнечных пятен почти полный. Но здесь, как сейчас было сказано, высокий уровень озера соответствует максимуму солнечной деятельности, а не минимуму, как на графике Ладожского озера. Более же внимательное рассмотрение кривой уровня озера Виктории указывает еще на вторичные, меньшие максимумы в 1901,.

• 1904 и 1913 гг., замечательно соответствующие, вместе с максимумом 1906 г., повышенному уровню Ладожского озера в 1900, 1903,
• 1905 и 1913 гг.; минимум же уровня озера Виктории в 1921 г. согласуется с минимумом уровня Ладожского озера в 1920—1921 гг. Таким образом, имеются и кое-какие совпадения в колебании уровней столь удаленных друг от друга бассейнов и находящихся под диаметрально противоположным влиянием от солнечной деятельности.

Великая засуха в Африке в 1921—1922 гг. произошла в период, близкий к минимуму солнечных пятен; в это же время уровень озер значительно понизился. Засуха 1911—1912 г. также произошла там около эпохи минимума солнечных пятен и озерного уровня. Периоды эти ознаменовались в этом районе Африки голодом, который, по словам старожилов, вообще здесь случается через 10—11-летние промежутки времени. Зависимость урожая в Египте от высоты уровня Нила и периодические колебания последнего были известны еще древним. Плиний говорит, что Нил колеблется в пределах от 5 до 18 локтей (2,6 до 9,4 м), причем при уровне до 12—13 локтей бывает голод или недород, при 14 локтях — средний урожай, и при 15—16 хороший или очень хороший. Повидимому, библейский сон фараона, истолкованный Иосифом как чередование 7 урожайных годов и 7 неурожайных, — не что иное, как образное выражение цикличности такого рода колебаний.