Как рождаются научные мысли

В числе научных достижений, т.е. оригинальных мыслей, обоснованных мной теми или иными аргументами, но до меня не пришедших в голову никому из жителей Земли, есть вывод об отдельных аспектах образования аридных ландшафтов, образующихся при одноименном климате.
Аридный климат - тип климата, характеризуемый недостаточным атмосферным увлажнением и высокими температурами воздуха.
Вывод сформулирован в следующем виде: «В ряде случаев на климатическую зональность Земли накладывается влияние более холодных, чем воздух, поверхностных вод различного происхождения, приводящее к осушению приповерхностного атмосферного воздуха и, как следствие, аридизации ландшафтов. Пустыни Центральной Азии, западных побережий Африки (Намиб) и Южной Америки (Атакама), занимающие несвойственное для пустынь географическое положение, возникли под влиянием одного природного процесса – осушения приповерхностного воздуха под влиянием холодных поверхностных вод».
Этот пример возникновения и развития научной мысли достаточно легок для понимания даже для людей со школьным образованием.
Впервые мысль о роли холодных поверхностных вод для осушения атмосферы пришла мне в голову при подготовке к занятиям по общему землеведению (это курс самого общего описания планеты Земля) по теме: «Пустыни». Я обратил внимание, что пустыни Намиб  и Атакама по своему положению классически вписываются в хорошо запомнившийся мне рисунок из параграфа «Круговорот воды в природе» из учебника «Природоведение» для 4 класса советской школы. Краткое описание этого рисунка: водоем с испаряющейся влагой, перенос туч к положительным формам рельефа, конденсация над ними влаги и выпадение ее в виде осадков, которые водными потоками переносятся снова в исходный водоем. Но что-то в этих двух случаях пошло не так, особенно для Атакамы.
Самое время было задать вопрос, с которого, якобы, и начинается любая наука, это вопрос: «Почему?». Почему в данном случае круговорот, т.е. движение молекул воды по кругу, прерывается?
Объединяет рассматриваемые случаи присутствие холодных течений вблизи континентов: Перуанского (Гумбольдта) у Ю. Америки и Бенгельского вблизи З. Африки.
А далее включилась цепь ассоциаций.
Можно привести результаты мысленного эксперимента, который неоднократно был поставлен у многих на глазах. На трубе с холодной водой через некоторое время после того, как по ней течет вода, возникают капельки влаги (особенно это заметно, если дело происходит зимой и труба металлическая, а не пластиковая, материал последней обладает меньшей теплопроводностью по сравнению с металлом), это так называемый конденсат. Эту трубу можно рассматривать в качестве модели холодного течения. То есть при определенных соотношениях температуры воды в водоеме, температуры и влажности атмосферного воздуха происходит не испарение воды из водоема, а, наоборот, конденсация атмосферной влаги и, таким образом, круговорот воды идет, если можно так выразиться, в обратном направлении, при этом атмосферный воздух над холодными водами не увлажняется, а осушается. Далее сухой воздух опускается, образуя нисходящие и нижние горизонтальные ветви конвекционных ячеек, что приводит к иссушению поверхности, прилегающей к холодному течению. В том случае, если это поверхность суши, при длительном воздействии описанного механизма образуется аридизированная область.
Затем мне вспомнилась местность в правобережье р. Чадан (Тувинская котловина) ниже по течению от города Чадан. Река Чадан – холодная горная речка, на берегу которой прошло три года моего детства. В пойме реки – типичная таежная растительность, а чуть выше по береговому склону нередко можно наблюдать типичные же эоловые формы рельефа вплоть до образования барханов. И в этом случае сформулированный выше механизм аридизации вполне применим для объяснения генезиса эоловых форм рельефа.
В немалой степени подобный же механизм, вероятно, задействован при образовании Чарских песков, хотя нельзя недооценивать и вклада местных форм рельефа, локальных особенностей климата и геологических условий.
Затем мне вспомнились купания в р. Эбета и речках поменьше Актюбинской области Казахстана, где прошла моя геологическая молодость. Несмотря на нередкую температуру воздуха до 45 C выше нуля летом, температура воды в реках порой едва поднимались чуть выше 10 градусов. Примыкающие к водотокам массивы суши носили все признаки избытка положительных температур и недостатка влаги летом, т.е. представляли собой субаридные ландшафты.
Вот это все и было изложено научным языком с приведением аргументов в статьях, посвященных влиянию холодных поверхностных течений на аридизацию ландшафтов.
Но при написании научных работ редко излагаются все мысли автора, часть задумок всегда остается за бортом публикации обычно по причине недостаточной аргументированности, а то и недостатка места в сборниках научных статей. Вот такие мысли мне и хотелось бы изложить в надежде, что кому-то они могут пригодиться.
Океанические просторы имеют разные течения. На массивах суши также имеются достаточно мощные водные потоки, способные переносить теплые или холодные воды. Это, прежде всего, крупные реки субмеридионального течения.
В Восточной Европе это реки, текущие преимущественно с севера на юг. В первую очередь необходимо обратить внимание на р. Волга с притоком Камой, это самая длинная и многоводная река Европы.
Облик реки, близкий к современному, заложился в конце миоцена – начале плиоцена, т.е. этот водный поток функционирует не менее 5 млн. лет.
По данным Википедии температура воды Волги в середине лета (июль) достигает 20-25 C. Вскрывается Волга у Астрахани в середине марта, в 1-й половине апреля вскрытие происходит на верхней Волге и ниже Камышина, на всём остальном протяжении — в середине апреля. Замерзает река в верхнем и среднем течении в конце ноября, в нижнем — в начале декабря; свободной ото льда остаётся около 200 дней, а близ Астрахани — около 260 дней. С созданием водохранилищ тепловой режим Волги изменился: на верхних бьефах продолжительность ледовых явлений увеличилась, а на нижних стала короче.
Из приведенных выше данных следует, что в нижнем течении (близ Астрахани) не менее 60 дней температура воды в реке приближается к температуре таяния льда, т.к. выше по течению река уже частично или полностью покрыта льдом. Следовательно, в нижнем течении Волга не менее пары месяцев в год действует как типичное холодное течение.
Поволжье известно своими неурожаями и связанным с ними голодом. Некоторые метеорологические данные и их связь с урожайностью сельскохозяйственных культур приведены в книге [Кабанов П.Г. Погода и поле. — Саратов: Приволж. кн. изд-во, 1975. — 239 с.].
Автор отмечает явление, описываемое термином «суховей»,  как неотъемлемую составляющую часть засух. Суховей - преобладание высокой сухости воздуха даже при малых скоростях ветра, при увеличении его скорости интенсивность суховеев возрастает. При суховеях происходит интенсивный расход влаги суши на испарение.
Выдающимся по засушливости был 1891 г.
В начале двадцатого столетия засухи повторялись в 1901, 1905, 1906, 1907, 1911, 1921(ей предшествовал засушливый 1920 г.), 1931, 1936, 1938, 1939, 1943, 1946, 1954, 1957, 1969 и 1972 гг. Кроме того, в этот период были также годы с засухой средней и слабой интенсивности.
Характеризуя отдельные засушливые годы, автор приводит климатические условия этих лет.
Так, засуха 1939 г. следовала за засушливым 1938 г., зима отличалась малоснежьем, периодическими оттепелями и резкими падениями температуры воздуха, доходившими до -30, -32°, что, вероятно, способствовало росту толщины ледового покрова Волги.
Для засухи 1969 г. также характерна малоснежная и очень холодная зима.
Автор проанализировал 79 лет (с 1891 по 1973) по распределению сухих и влажных периодов в течение вегетационного сезона. Из-за отсутствия необходимых метеорологических данных не могли быть использованы 1893, 1894, 1901, 1902 гг. Саратов взят как один из наиболее характерных пунктов, расположенных в центральной части Поволжья, на стыке Правобережья и Заволжья. Естественно, здесь в отдельные годы могли быть и случайные отклонения, особенно по количеству выпавших осадков.
«Годы выдающихся засух в Поволжье имели засушливую погоду в первой половине вегетационного сезона. В данной группе не было ни одного урожайного года. Из 36 лет неурожайными были 27 и остальные со средним урожаем».
А «подгруппа с засушливой погодой в течение всего весенне-летнего периода объединяет 20 наиболее тяжелых в метеорологическом отношении лет. Подавляющее большинство их были неурожайными (1891, 1895, 1898, 1907, 1911,. 1920, 1921, 1923, 1936, 1938, 1939, 1946, 1953, 1957, 1959, 1961) и только 4 года со средним урожаем (1900, 1914, 1951, 1966).»
Анализируя приведенные данные, можно предположить, что определенную роль в развитии засух могут играть пониженная температура вод или долго не тающего ледового покрова р. Волга.
Но имеющихся данных недостаточно для обоснования влияния температуры воды Волги на урожайность сельскохозяйственных культур. Такое предположение можно рассматривать лишь в качестве рабочей гипотезы, которая превратится со временем и появлением новых фактов в теорию или будет опровергнута опять же новыми доказательствами.
Автор будет рад, если кого-то изложенное заинтересует и он продолжит начатую работу.


Рецензии