Бури. — Бурей называется ветер, настолько сильный, что представляет опасность для судоходства, ломает или вырывает с корнем деревья и т. д.; скорость такого ветра обыкновенно принимают свыше 24 метров в секунду или 85 км в час. Буря, наблюдаемая в каком-либо месте Земли, составляет в большинстве случаев часть огромного вихря в несколько сот километров в диаметре. Такие вихри появляются на всей Земле за исключением некоторых мест тропических стран. Всего лучше изучены законы бурь умеренных стран и то сравнительно недавно, благодаря применению особого метода, заключающегося в сравнении одновременных наблюдений на значительном районе. Впервые этот метод был применен во Франции при Леверье в 1855 году. Для удобства сравнения данные наблюдений наносятся на обыкновенную географическую карту при тех пунктах, в которых наблюдения произведены (см. Метеорологические станции), причем особенно важное значение имеют: высота барометра, направление и сила ветра, температура, облачность и осадки. Пункты, в которых высота барометра была в данное время одинакова, соединяют на картах линиями, который называются линиями равных упругостей воздуха или линиями равных давлений, или изобарами. Получаемые таким образом карты носят название метеорологических одновременных или, чаще, синоптических карт. Синоптические карты составляются обыкновенно для 7 часов утра, иногда для 9 часов вечера, реже для 1 часа дня (в эти часы в большинстве метеорологических станций Европы производятся наблюдения) каждого дня. Подробные (утренние и вечерние) карты печатаются при «Метеорологическом Бюллетене», издаваемом Главной Физической обсерваторией. Наиболее подробные карты, охватывающие большую часть Северной Америки, северную часть Атлантического океана и Европу, издаются совместно Копенгагенским метеорологическим институтом и Гамбургской морской обсерваторией (Cartes Synoptiques journalières). Что касается других стран, то для них, вследствие недостатка наблюдений, синоптических карт пока не существует; попытки составления их, однако, делались в Ост-Индии и Японии (подробности о синоптических картах см. в статье Синоптические карты). Изучение синоптических карт привело к следующим весьма важным результатам по отношению к бурям умеренных широт.
Атмосферное давление редко бывает одинаково на значительном районе: обыкновенно оно местами ниже, местами выше. Неравномерность в распределении его служит причиной ветра, который дует из местности, в которой давление или упругость воздуха больше, к местности, в которой оно меньше, но не прямо, а с некоторым отклонением, являющимся следствием вращения Земли около оси; в северном полушарии отклонение происходит вправо, а в южном — влево (предполагая наблюдателя стоящим в области с большей упругостью и смотрящего по направлению к области с меньшей). Этот закон известен под именем закона Бейс-Балло (Buys Ballot, «Comptes Rendus», 1857, XXV). Изобары обнаруживают весьма часто существование в атмосфере областей, в центральной части которых высота барометра значительно ниже, чем вокруг. Такие области называются областями барометрических минимумов, а центральные части их — барометрическими минимумами. Изобары, расположенные в этих областях, обыкновенно имеют вид концентрических овальных кривых линий. Каждая частица воздуха в области барометрического минимума движется, согласно закону Бейс-Балло, стремясь к центральной части, но отклоняясь несколько в сторону. Отклонение в каждом полушарии происходит в одну сторону, но величина его бывает различна. Исследования Г. Б. Шпиндлера показывают, что в России она приблизительно равна 65° (Г. Б. Шпиндлер, «Зависимость силы ветра от барометрического градиента на берегах Балтийского моря», в «Метеорологическом Сборнике», изд. Академией наук, 1889, т. VII). Вследствие этого, вокруг барометрического минимума происходит вращательное движение воздуха, вихрь, в котором воздух вращается по направлению, обратному движению часовой стрелки в северном полушарии и по движению ее — в южном. Такие вихреобразные движения вокруг барометрических минимумов в настоящее время, вообще, принято называть циклонами. В циклоне, как показали исследования Гульдберга и Мона, движение воздушных частиц происходит приблизительно по кривым, называемым логарифмическими спиралями (Guldberg et Mohn, «Etudes sur les mouvements de l’atmosphère», 1879). Впрочем, это относится лишь к циклонам, стоящим на месте. Циклоны, кроме вращательного движения, обладают еще поступательным, что легко обнаруживается синоптическими картами, взятыми для нескольких дней подряд. В умеренных широтах того и другого полушария поступательное движение циклонов происходит, вообще говоря, к востоку, хотя случаются движения и по другим направлениям. Реже всего они движутся к западу. За передвижением их всего удобнее проследить, если на карту нанести пути их. Получаемые таким образом линии имеют весьма разнообразный вид: большей частью это кривые близкие к прямым, направленным от запада к востоку, иногда эти кривые с большими изгибами, иногда они имеют вид петель и проч. (см. Г. Б. Шпиндлер, «Пути циклонов в Европе», приложение к «Метеорологическому Бюллетеню Главной Физической Обсерватории», 1878 г.; Э. Е. Лейст, «Пути циклонов в России», «Метеорологический Сборник», 1883; Б. И. Срезневский, «Пути циклонов в России», «Метеорологический Сборник», 1885; Керсновский, «Пути циклонов в России», «Метеорологический Сборник», 1889). Скорость движения циклонов весьма различна. Обыкновенно в сутки они проходят около 650 километров, т. е. приблизительно расстояние, равное расстоянию от Петербурга до Москвы. Зимой движение более быстрое, летом более медленное. Случается, что циклон в сутки проходит расстояние равное 1600 километрам; но нередки и случаи, когда он некоторое время, например несколько суток, стоит на месте (А. В. Клоссовский, «Новейшие успехи метеорологии», 1882; также П. И. Броунов, «Европейские бури»). Сила ветра зависит от разности давления в двух точках, отстоящих одна от другой на единицу расстояния или градиента. Его обыкновенно выражают в миллиметрах давления на градус меридиана (111 км или 105 верст).
По исследованиям Э. Е. Лейста, в Европе Б. наступает в среднем выводе при градиенте в 2,5 мм. Не все циклоны, однако, имеют такой градиент, следовательно, сопровождаются бурей; с другой стороны, бывают и такие, у которых градиент раза в два, даже в три больше. Наибольший градиент, а следовательно, и наиболее сильные ветры в наших странах, как показали исследования английского метеоролога Клемента Лея, находятся в южной и юго-восточной частях циклона, притом на некотором расстоянии от центра (Clement Leis, «Zeitschrift der Oesterr. Gesellsch. für Meteorologie», 1875 г.). Исследования Г. Б. Шпиндлера показывают, что самая бурная область в европейских циклонах находится обыкновенно на расстоянии 370—673 км от центра. В центральной части ветры слабые — переменного направления. Сила ветра зависит не от одного только барометрического градиента, но также и от других факторов, между которыми важное значение имеет трение воздуха о земную поверхность. Величина трения различна для разного рода поверхности. Этим объясняется то обстоятельство, что при одном и том же градиенте морские ветры сильнее континентальных и летом сильнее, чем зимой. В большинстве случаев высота барометра в центральной части циклона служит мерой силы последнего. В европейских циклонах, сопровождаемых бурей, наиболее обыкновенна высота барометра в центре 730—740 мм, но бывает и выше и ниже; выше 760 и ниже 710 бывает весьма редко. Самая меньшая высота из наблюдавшихся до сих пор была 694 мм в циклоне, прошедшем над Шотландией 26 января 1864 г.
Относительно формы циклонов, о которой можно судить по форме изобар, исследования Бекана европейских циклонов и Лумаза — как европейских, так и американских, показали, что они в большинстве случаев в горизонтальном сечении имеют вид овалов, причем большая ось превышает малую в 1½ раза. Замечательно, что большая ось циклонов обыкновенно направлена приблизительно в сторону их передвижения (А. В. Клоссовский, «Новейшие успехи метеорологии», 1882).
Горизонтальные размеры циклонов крайне различны. При своем образовании они обыкновенно имеют несколько десятков километров в диаметре, но, постепенно увеличиваясь, нередко достигают громадной величины. Бывают такие, что вихрь охватывает всю Европу. Случается, что циклон, центр которого находится на Атлантическом океане, одной стороной касается берега Европы, а другой — берега Соединенных Штатов. Иногда при увеличении размеров в циклоне образуется второстепенный минимум давления и вместе с тем второстепенный вихрь. Такие второстепенные циклоны движутся некоторое время вместе с главными, а затем удаляются от них в сторону, причем нередко усиливаются и достигают больших размеров. По прошествии некоторого времени после образования, иногда нескольких часов, а иногда нескольких суток, недели и даже более, атмосферное давление в циклонах выравнивается и они исчезают.
В Европу циклоны приносятся большей частью с Атлантического океана, некоторые же образуются над нею. На океане они гораздо сильнее; когда же вступают на сушу, то обыкновенно ослабевают и по прошествии нескольких дней исчезают. В области циклона большая часть неба покрыта облаками, во многих местах идет дождь (температура выше 0°) или снег (ниже 0°). Самыми сильными ливнями мы обязаны циклонам. Под влиянием их у нас выпадает иногда до 50 мм дождя с сутки, случается и более. Дожди, сопровождающие циклоны, бывают иногда столь сильны и продолжительны, что реки выступают из берегов и наводняют окрестности. Так было, например, в Германии 22—24 ноября (нового стиля) 1890 г. Под влиянием весьма медленно двигавшегося с севера на юг циклона выпало столь много дождя, что многие реки западной и южной Германии выступили из берегов и залили прибрежные страны. Сильная буря увеличила бедствие, которое усугубилось еще тем, что вследствие наступивших затем холодов вода, не успевшая стечь, замерзла и покрыла землю ледяной корой. Наводнения под влиянием циклонов происходят также и вследствие того, что ветры задерживают течения рек, заставляя последние выходить из берегов (см. Наводнения).
Причина большой облачности и осадков, сопровождающих циклоны, заключается в восходящем движении воздуха. Сильно разреженный, а следовательно, легкий воздух циклона, окруженный воздухом более густым, следовательно, более тяжелым, стремится кверху. Переходя в более высокие, более разреженные слои атмосферы, он расширяется. Работа расширения совершается за счет теплоты поднимающегося воздуха, отчего температура последнего понижается. Водяной пар, находящийся в восходящем воздухе, приближается к степени насыщения, достигает ее и переходит в капельно-жидкое состояние, причем образуются облака, дождь, снег, а иногда и град.
Таким образом, буря, большая облачность и осадки суть обыкновенные спутники циклонов. Нередко они сопровождаются также грозами. По исследованиям профессора А. В. Клоссовского, наиболее обильные осадки и грозы в европейских циклонах являются не вблизи центра, а чаще всего близ края области циклона, между изобарами 745 и 760 мм, а также в резко выдающихся выпуклостях изобар, указывающих на существование второстепенных циклонов (А. В. Клоссовский, «Грозы России», 1886 г.).
Вследствие того, что в центральной части циклонов воздух разрежен в том месте, через которое циклон проходит, наблюдается сначала падение барометра, а потом повышение. Падение барометра обыкновению начинается за некоторое время до наступления сильного ветра, почему и служит указанием на приближение бури и соединенного с нею ненастья.
Океанические циклоны, вообще говоря, сильнее континентальных; причина этого заключается в том, что на океанах условия более благоприятны для их образования и развития, чем на континентах; именно, с одной стороны водяного пара больше, а с другой — трение движущегося воздуха о водную поверхность меньше, отчего движение быстрее, а следовательно, действие двух вышеупомянутых сил, возрастающих с возрастанием скорости, значительнее. Вступая с океана на континент, циклоны обыкновенно ослабевают и вскоре исчезают. Что касается причины поступательного движения циклонов, то на первый взгляд кажется, что она заключается в движении того воздуха, среди которого циклон образовался. В таком случае должна уноситься вся масса воздуха циклона. Для нижнего слоя воздуха, однако, как показывают синоптические карты, это предположение оказывается неверным. В самом деле, если бы это было так, то в передней половине циклона ветры должны были бы дуть не внутрь его области, а изнутри и в центральной части должен бы наблюдаться ветер по направлению передвижения циклона и со скоростью, равной скорости последнего, но ни того, ни другого не замечается. Значит, надо допустить, что переносится лишь разрежение, которое постоянно имеет дело все с новыми массами воздуха (явление это подобно распространению звуковой волны: частицы воздуха поступательного движения не имеют, они обладают лишь колебательным движением около своих положений равновесия; поступательно движутся лишь разрежение и сгущение волны, которые имеют дело все с новыми и новыми частицами воздуха). Это относится, впрочем, лишь к самому нижнему слою атмосферы. Наблюдения над облаками, как они ни малочисленны, показывают, что в более высоких слоях переносится вся масса воздуха циклона течениями, там постоянно существующими; причем, чем выше, тем влияние этих течений все более и более заметно. В умеренных широтах того и другого полушария верхние течения всегда направлены к востоку; они-то, по-видимому, и уносят более высокие части циклонов. Вниз же, в тот слой атмосферы, который находится у самой земной поверхности и который вследствие большого сопротивления, представляемого последней, в движении верхних слоев участия почти не принимает, передается лишь разрежение, которое под влиянием вышеуказанных причин может усиливаться или ослабевать. Кроме этой причины, на движение циклонов, по всей вероятности, оказывают влияние еще и другие факторы, как-то: распределение температуры, влажности и давления по горизонтальному направлению как в нижнем, так и в более высоких слоях (см. Мон, «Учение о погоде», в переводе профессора Д. И. Менделеева; В. П. Кеппен, «Zeitschrift der Oest. Ges. für Meteorologie», 1880; П. И. Броунов, «Поступательное движение циклонов в Европе», «Записки Императорского русского географического общества», 1882). Весьма разнообразное распределение этих факторов в умеренных широтах, по-видимому, служит причиной тех уклонений от движения к востоку, которые замечаются в движении циклонов умеренных широт. Большой барометрический градиент, а следовательно, и Б. происходят не только под влиянием одних циклонов, а также и под влиянием областей высокого давления, или антициклонов. В пример можно привести Черное море, на котором, как показывают исследования Б. И. Срезневского («О бурях Черного и Азовского морей», «Записки по гидрографии», 1888), 34% бурь являются под влиянием антициклонов и 23% под совместным влиянием циклонов и антициклонов. Под влиянием последних также происходит явление новороссийской боры (см. Бора), этого грозного бича северо-восточной части Черного моря.
До сих пор говорилось о бурях умеренных широт. Перейдем к бурям тропических стран. С законами тропических бурь ознакомились гораздо раньше, чем с законами бурь умеренного пояса. Так, уже в 1801 г. полковник Кеппер на основании 20-летних наблюдений в Ост-Индии высказал мысль, что ост-индские ураганы суть не что иное, как громадных размеров вихри. В 30—40-х годах Редфильд, Рейд, Пиддингтон и Том определили направление вращения и пути ураганов Атлантического, Индийского и Тихого океанов (см. Reye, «Wirbelstürme», 1876). Тропические циклоны в сущности ничем не отличаются от наших, разница только в деталях. Размеры их в несколько раз меньше, но зато барометрический градиент гораздо больше и ветры сильнее; первый иногда доходит до 60 миллиметров на 111 километров, скорость же ветра нередко достигает 60 метров в секунду. Бури наблюдаются во всех частях урагана за исключением центральной, где царствует полная тишина. Сила урагана чрезвычайна: он сносит и разрушает все, что попадается ему навстречу, и беда тому селению или кораблю, которые он встречает на своем пути. Причина страшной силы ураганов, по-видимому, заключается в весьма сильной конденсации водяного пара в связи с отклоняющей силой вращения Земли и с центробежной силой, из которых последняя особенно значительна в тропических ураганах, вследствие большой кривизны путей воздушных частиц. Ураганы всегда сопровождаются страшнейшими ливнями и замечательными по своей энергии электрическими явлениями. В самой середине урагана в густых тучах наблюдается как бы разрыв, сквозь который видно голубое небо. Это явление моряки называют глазом бури.
Движение ураганов весьма замечательно: оно весьма медленное, притом происходит в северном полушарии сначала на запад, потом на северо-запад, затем на север и на северо-восток, в южном — на запад, юго-запад, юг и юго-восток. Пути, ими описываемые, близки к параболам. Вначале размеры их очень малы (несколько километров в диаметре), сила же велика; но по мере движения все более и более увеличиваются и вместе с тем ослабевают и когда они переходят в умеренные широты, то ничем не отличаются от наших циклонов. Особенной силой и правильностью отличаются ураганы, проносящиеся над океанами. Из них наилучше изучены: вест-индские, Индийского океана у берегов Африки, ураганы Бенгальского залива и Китайского и Японского морей (тайфуны). Причина образования и поступательного движения ураганов, по-видимому, та же, что и циклонов умеренных широт. В том слое, в котором находится большая часть их, в тропическом поясе происходит движение на запад с постепенным уклонением к полюсам, которое, по всей вероятности, и увлекает их с собой. Более правильное распределение температуры и влажности обуславливает и более правильное движение ураганов. Распределение ураганов во времени неравномерно. Есть времена года, в которые они появляются особенно часто, и есть такие, в которые их, по крайней мере в некоторых морях, никогда не бывает, как это видно из таблицы, составленной Доберком, представляющей числа ураганов в разных морях тропических стран («Observations and Researches mode at the Honkong Observatory in the year 1884»). В ураганах наибольший барометрический градиент, а следовательно, и наиболее сильный ветер наблюдаются: в ураганах северного полушария с правой стороны, в ураганах южного полушария — с левой. Поэтому моряками указанная часть урагана считается самой опасной, и если корабль попадает в ураган, то надо стараться не попасть в эту часть. Для этого надо определить, какая часть урагана пройдет над кораблем, что возможно сделать на основании следующего. Если над данным местом северного полушария проходит правая часть циклона, то ветер в этом месте меняет свое направление так, как движется часовая стрелка, если же проходит левая, то обратно часовой стрелке; в южном полушарии наоборот. Если проходит центр, то до прохождения центра ветер не меняет своего направления, а только усиливается; во время прохождения центра ветер сразу стихает; когда центр прошел, ветер сразу усиливается, но дует уже с противоположной стороны. Затем, если приближается центр урагана, то барометр весьма быстро падает, а если удаляется, то он весьма быстро повышается; если центр проходит в стороне, то эти изменения происходят не в столь сильной степени. Таким образом, следя за изменением ветра и за ходом барометра, можно судить о том, какая часть урагана пройдет над кораблем и сообразно с этим направить путь последнего. Наконец, надо еще упомянуть о том, что Б., и нередко весьма сильные, происходят также под влиянием смерчей и торнадо (см. Смерчи, Торнадо).
Во многих европейских и других государствах центральными метеорологическими учреждениями в приморские и приозерные порты посылаются предостережения в тех случаях, когда можно ожидать наступления в них бури. Первая мысль о возможности применения телеграфа к предсказанию бури пришла французу Ромму в 1793 году. Тогда во Франции только что введены были так называемые воздушные телеграфы. Первая же попытка применения телеграфа была сделана в 1851 году во время всемирной Лондонской выставки, куда присылались ежедневно телеграммы о состоянии погоды с разных мест Великобритании. Правильно организована была штормовая система впервые во Франции, благодаря усилиям Леверье и Лиэ, в 1860 году. В 1861 г. она была введена в Англии. Затем в хронологическом порядке следуют: Голландия, Испания, Португалия, Италия, Норвегия, Ост-Индия, Соединенные Штаты, Россия. В России первые предостережения посланы 10 октября 1874 г. После России штормовая система была введена в Германии. В России это дело ведется следующим образом. В главной физической обсерватории в С.-Петербурге, в отделении метеорологического бюллетеня и штормовых предостережений ежедневно получаются депеши с 96 русских и с 56 иностранных метеорологических станций, содержания наблюдения утра данного дня и 9 часов вечера накануне. Кроме того, из нескольких пунктов присылаются еще наблюдения, произведенные в 1 час пополудни данного дня. На основании этих наблюдений ежедневно составляются две синоптические карты: одна для утра данного дня, другая для вечера накануне. На основании их составляется суждение о предстоящей погоде вообще и о бурях в частности. В случае приближения Б. к Балтийскому морю, Ладожскому и Онежскому озерам, Черному и Азовскому морям в порты этих бассейнов посылаются предостережения, в портах же, по получении депеш, вывешиваются штормовые сигналы (см. Штормовые сигналы). Число портов, в которых вывешиваются штормовые сигналы на основании депеш главной физической обсерватории, следующее: на Балтийском море и прилежащих к нему озерах 13, на Черном и Азовском морях 10. Подобно тому, как в России, организована штормовая система и в других государствах. Что касается степени удачности посылаемых главной физической обсерваторией предостережений, то в 1890 г., как видно из отчета директора ее, академика Вильда, она была следующая:
| Балтийское море |
Черное море | |
|---|---|---|
| Вполне удачных предостережений | 65% | 64% |
| Удачных предостережений | 21% | 11% |
| Запоздавших предостережений | 6% | 13% |
| Неудачных предостережений | 8% | 12% |
Не предсказанных бурь было: Балтийское море 7%, Черное море 18%. Соединяя вполне удачные и неудачные вместе, можно сказать, что процент удачных предостережений вообще в 1890 г. был: Балтийское море 86%, Черное море 75%. Из всех государств, в которых существуют штормовые системы, в наиболее благоприятных условиях находятся Североамериканские Соединенные Штаты. Там предостережения посылаются в гавани Атлантического океана, а Б. идут с Запада; следовательно, прежде чем они дойдут до берега, они могут быть прослежены на громадном пространстве территории Соединенных Штатов, где находится много хороших станций. Над Европой же большей частью проносятся Б., приходящие с Атлантического океана, на котором до сих пор еще не удалось устроить метеорологических станций, соединенных телеграфом с Европой. Кроме того, организация системы штормовых предостережений в Соединенных Штатах достигла такой высокой степени совершенства, как ни в одном государстве Европы: около полутораста станций присылают в Вашингтон, где находится центральное депо, телеграммы три раза в день; на станциях, кроме того, делаются наблюдения в полночь, и если они покажут какое-либо внезапное возмущение в атмосфере, то об этом немедленно телеграфируют в депо, где существует ночное дежурство. По этой причине предостережения, посылаемые в Соединенных Штатах удачнее, чем у нас и вообще в Европе.
Бури магнитные. Около 1535 г. стало известно, что магнитная ось стрелки, т. е. прямая, соединяющая оба ее полюса, вообще говоря, не совпадает с географическим меридианом, но отклоняется от него на некоторый угол, для разных мест Земли различный. Этот угол называется магнитным склонением (см. это сл.). Говоря о склонении, различают склонение западное и восточное, смотря по тому, к западу или востоку от географического меридиана в данном месте отклонен северный полюс стрелки. Магнитная стрелка, подпертая в центре тяжести, вообще не остается горизонтальной, но составляет с горизонтальной плоскостью некоторый угол, который назвали магнитным наклонением (см. это сл.). Наклонение в разных местах различно и увеличивается от экватора к полюсам, причем почти во всем северном полушарии книзу направлен северный полюс стрелки, а почти во всем южном — южный. В двух местах Земли, на магнитных полюсах Земли, наклонение равно 90°; эти полюсы значительно удалены от географических полюсов, т. е. концов земной оси. Магнитные склонение и наклонение определяют направление, по которому в данном месте действует магнитная сила Земли. В начале XIX столетия, благодаря Гумбольдту, стали определять еще третий элемент — величину этой силы. Позднее Пуассон и Гаусс развили способы определения величины или напряжения магнитной силы Земли. Склонение, наклонение и напряжение называются элементами земного магнетизма. Величины элементов земного магнетизма в каждом месте Земли непрерывно изменяются. Для того, чтобы можно было удобно следить за этими изменениями, употребляют прибор, называемый магнитографом (см. это сл.). Движения магнитов подобных приборов фотографируются на бумаге, приводимой в движение часовым механизмом. На бумаге получаются кривые линии, по которым можно измерить изменения, происходящие в элементах земного магнетизма. Фотографические записи магнитографа показывают, что существуют правильные периодические суточные изменения элементов земного магнетизма. Но бывают дни, когда кривые записей появляются с зигзагами, свидетельствующими о неспокойном состоянии магнитной стрелки. Эти уклонения от нормального хода элементов земного магнетизма принято называть возмущениями. Сильные возмущения называют магнитными бурями. В Европе магнитные бури достигают: для склонения ±1° — наклонения ±10′, а иногда бывают и больше.
Магнитные бури были открыты еще в 1749 г. физиками Цельсием и Гиортером. Эти же ученые заметили, что существует связь между ними и полярными сияниями. В 60-х годах настоящего столетия английский ученый Себайн (Sabine) открыл 11-летний период возмущений и нашел связь между ними и явлением солнечных пятен: в течение приблизительно 11 лет количество и размеры солнечных пятен увеличиваются, а вместе с тем учащаются и увеличиваются в размерах и магнитные возмущения; в следующие 11 лет происходит уменьшение тех и других, затем снова увеличение и т. д. Около того же времени Лумиз и Фриц нашли подобную же связь между солнечными пятнами и полярными сияниями. В 1847 г. Барлов открыл, что одновременно с магнитными бурями в телеграфных проводах, когда батарея не бывает введена, обнаруживаются токи, указывающие на существование в это время земных токов. Таким образом установилась связь между целым рядом весьма интересных явлений. Чтобы дать лучшее понятие о магнитных бурях опишем одну из них, весьма замечательную, тщательно изученную Г. И. Вильдом (H. Wild, «Das Magnetische Ungewitter vom 30 Januar bis 1 Februar 1881», «Mémoires de l’Académie Impériale des Sciences de St.-Pétersbourg», VII Série, том XXX, № 3, 1882). Эта буря произошла в ночь с 31 января на 1 февраля (нового стиля) 1881 года. Чтобы проследить эту бурю на возможно большем пространстве, Г. И. Вильд собрал соответственные наблюдения с 11 обсерваторий: Торонто, Стонигорст, Кью, Лиссабон, Коимбра, Утрехт, Брюссель, Вена, Циковеи, Бомбей и Мельбурн, записи которых вместе с записями Павловской магнитной обсерватории дали хороший материал для исследования. Кроме того, получены были часовые наблюдения из Тифлиса, Екатеринбурга, Гельсингфорса и некоторых заграничных обсерваторий. Сообщаем наиболее значительные между наибольшими уклонениями величин элементов в ту и другую сторону от нормального хода их:
| Склонение | Наклонение | Полная сила | |
|---|---|---|---|
| Торонто | 1°27′ | 0°11′ | 0,072 |
| Павловск | 2°33′ | 0°25′ | 0,0641 |
| Стонигорст | 1°30′ | 0°35′ | 0,0454 |
| Мельбурн | 0°36′ | 0°12′ | 0,0062 |
| Тифлис | 0°22′ | 0°19′ | 0,0116 |
Полная сила выражена в единицах Гаусса (см. Меры абсолютные). Возмущения во всех элементах наступили одновременно, а именно в 9 часов 40 минут вечера павловского среднего времени 30 января, но оставались слабыми до 10 часов 34 минут утра 31 января, когда повсюду началось возмущение более сильное. Наибольшей силы оно достигло везде между 5 и 11 часами вечера 31 января. Около 8 часов утра 1 февраля элементы повсюду восстановили свой нормальный суточный ход, прерванный возмущением. Период наибольших возмущений вполне совпал с тем временем, когда во всем северном полушарии до параллели 44°, где только небо не было покрыто облаками, наблюдались весьма яркие северные сияния и в телеграфных линиях происходили сильные токи, мешавшие передаче депеш. Во всех названных выше обсерваториях записи магнитных элементов оказались в главных чертах сходными между собой, за исключением Циковеи, Бомбея, Торонто и Мельбурна, в которых ход возмущений был обратный.
Непосредственная причина магнитных бурь, по-видимому, заключается в земных токах, идущих по меридиональному направлению. К этому результату, по крайней мере, привели Г. И. Вильда наблюдения Павловской магнитной обсерватории: оказывается, что всегда с усилением земного тока, идущего от севера к югу, увеличивается отклонение северного полюса стрелки к западу (H. Wild, «Termins Beobachtungen der Erdmagnetischen Elemente und Erdströme im Observatorium zu Pawlowsk», «Mémoires de l’Académie Imp. des Sc. de St.-Petersbourg», VII Série, том XXXIII, № 5, 1885). Что же касается происхождения земных токов, то на этот вопрос наука пока не в состоянии дать определенного ответа. Еще меньше можно сказать о причине связи между деятельностью Солнца и явлениями земного магнетизма вообще. Из многих попыток, сделанных в этом направлении, внимания заслуживает новейшая теория земного магнетизма, предложенная американским профессором Бигеловым, по которой магнитные явления на Земле являются следствием индуктированных токов, происходящих в Земле от движения ее в пространстве, представляющем магнитное поле Солнца («Amer. Journal of Sciences», III Ser., vol. XLI, 1891, стр. 76).
Значение бурь в плодоводстве. Известная степень вентиляции столь же необходима для жизни дерева, как и для жизни человека: при малом доступе ветра появляются паразиты, подтачивающие организм, и, кроме того, оплодотворение цветка происходит неудовлетворительно. Однако, слишком сильные воздушные течения приносят плодовым деревьям очень большой вред, стряхивая урожай до наступления созревания, а также ломая вершины, отламывая ветви и даже выворачивая целые деревья вместе с корнями. Местности, совершенно открытые, даже вовсе непригодны для плодоводства, вследствие указанных вредных действий ветра. К таким местностям принадлежат, например, равнинные части северного Кавказа, где бури свирепствуют почти беспрерывно, и летом и зимой, причем в долины нижнего Терека и на Кумыкском плоскогорье господствуют восточные ветры с Каспия, в долине Кубани — западные. Некоторые из этих местностей, например притеречные, наполнены виноградниками, не боящимися бурь, но фруктовых садов там вовсе нет, и крупно-фруктовое плодоводство могло приютиться лишь в местностях, ближайших к горам, благодаря защите лесистых предгорий.
Вредное действие бурь тем ощутительнее, чем выше ствол плодового дерева: могучая крона так называемого штамба, у которого сучья прикреплены на высоте 4—5 аршин, представляет напору ветра большую площадь, чем меньшая крона более низкого дерева, которая, благодаря своей меньшей величине, менее открыта и для которой даже незначительный неровности поверхности почвы могут уже представить достаточную защиту. Поэтому естественно, что именно в центральной России, благодаря открытому положению нашей равнины, давно уже перестали разводить плодовые деревья высокими штамбами, как в Германии, а стали отдавать предпочтение низкоствольным формам, так называемому полуштамбу, у которого оголенная от сучьев часть занимает всего 1—1½ аршина, а иногда только пол-аршина и даже одну четверть.