Изобретатель - природа - Изот Литинецкий

А пока, чтобы пробить брешь в так называемом теоретическом пределе предсказуемости (7-10 дней), по инициативе советских ученых разработана и осуществляется международная научная программа "Разрезы". Работа по этой программе рассчитана до 1990 года.

Известно, что своеобразным накопителем тепла является океан. Океан, как более инерционная, чем атмосфера, среда, медленно накапливает энергию в теплые сезоны года, черпая ее из солнца и атмосферы, а затем, перераспределяя ее в своей среде, постепенно отдает атмосфере в холодный период времени. Программа "Разрезы" предусматривает регулярное слежение за состоянием океана. В комплексных наблюдениях будут участвовать научно-исследовательские суда Госкомгидромета и Академии наук СССР, а также спутники, сообщающие данные о состоянии атмосферы и океана, самолеты-лаборатории, морские буи. Осуществление этой программы, как надеются ученые, позволит через несколько лет собрать уникальный материал, с помощью которого можно будет проверить существующие гипотезы и проводить новые исследования и интересные численные эксперименты с математическими моделями атмосферы и океана. Последующая специальная обработка этой информации позволит создать архив многолетних данных, без которых немыслимы исследования по долгосрочным прогнозам погоды.

Научные поиски этой программы будут направлены на подтверждение с помощью численных экспериментов тех взаимосвязей между настоящей и прошлой погодой, которые были найдены эмпирически на основе существующей довольно бедной информации о состоянии океанов, а также гипотезы об определяющей роли состояния океана для погоды континентальных районов Земли.

Недавно на помощь метеорологии пришла бионика. И это закономерно. Во-первых, "метеорология, - как справедливо отметил известный советский ученый, академик Е. Ф. Федоров, - превратилась в столь важную для всех науку, что о ее будущем должны думать и заботиться сейчас не только метеорологи". Во-вторых, когда человек истощает весь запас своей изобретательности, либо когда время торопит его в решении сложных, крупных, жизненно важных проблем, он неминуемо должен обратиться к живой природе за новым вдохновением, за новыми идеями.

В настоящее время бионикам известно более тысячи различных видов животных и растений, способных "прогнозировать" погоду на несколько дней, на месяц, сезон и даже год. Кроты, например, загодя узнают, на сколько разольется река, и свои подземные сооружения воздвигают выше того уровня, до которого в половодье доберется вода. Медведи умудряются еще осенью определить, какая будет весна, и залегают в берлоге на высоких местах, чтобы обильные талые воды не подмочили им бока. Причудливой и закономерной игрой красок на теле, четко, в деталях пророчествует человеку о будущей зиме зловредная личинка майского хруща, которая в земле терзает корни растений. Если личинка совсем белая - следует ждать крепких морозов; когда ее тельце отдает голубизной - это верный признак, что зима будет теплой; а если голубеет лишь задний конец - сильные морозы ударят только в начале зимы. Обильно цветущий терн предсказывает холодную весну, липкий изнутри стебель камыша - долгую и суровую зиму.

Чем же руководствуются живые организмы, предопределяя погоду на различные сроки?

Живая природа миллионы лет отрабатывала и совершествовала свои творения. В течение всего этого времени животные и растения развивались, разнообразились и приспосабливались к всевозможным изменениям окружающей среды. На каждом этапе, при каждом значительном изменении климата природа изменяла прежние решения. В результате естественного отбора безжалостно отвергалось все, что не могло приспособиться к условиям существования. В ходе эволюционного развития под воздействием всякого рода раздражителей (света, звука, обонятельных сигналов, тепла, холода и т. д.) в живых организмах сформировались многие весьма тонкие органы чувств, высокосовершенные механизмы обмена веществ, преобразования энергии, восприятия, переработки и передачи многообразной информации. Эти "биоинженерные системы" природы функционируют очень точно, надежно и экономично, отличаются поразительной целесообразностью и гармоничностью действий, способностью реагировать на ничтожные, едва уловимые изменения многочисленных факторов внешней и внутренней среды, запоминать и учитывать эти изменения, отвечать на них различными приспособительными реакциями. Именно эти высоко чувствительные биометеорологические системы и позволяют животным и растениям с большой точностью прогнозировать погоду.

К сказанному нужно добавить, что в дошедшем до нас русском фольклорном наследстве содержится (если отбросить все вздорное, наносное, что не выдерживает научной критики) не менее 2000 народных метеорологических примет, отражающих показания своеобразных барометров - животных и растений, способных предчувствовать погодные перемены. В них нет фантазии, вымысла, мечты. Выраженные в виде пословиц и поговорок, они издревле на Руси были в ходу во все времена года и являлись подручным средством для распознавания предстоящей погоды на близкие и дальние сроки. Особенно ценными, мудрыми, полезными были "хозяйственные" метеорологические приметы. И нужно отдать должное дальновидности многих русских ученых, которые еще в прошлом веке, по достоинсту оценив непреходящее теоретическое и практическое значение отечественной сокровищницы народных примет для будущей научной метеорологии, призывали своих коллег к самому тщательному изучению русских изречений, касающихся климата и погоды. Вот что, например, писал по этому поводу в 1882 году, более ста лет назад, замечательный знаток сельского хозяйства и крестьянской жизни А. Н. Энгельгардт в своей книге "Из деревни": "Часто, слыша мужицкие поговорки, пословицы, относящиеся до земледелия и скотоводства, я думаю, какой бы великолепный курс агрономии вышел, если бы кто-нибудь, практически изучавший хозяйство, взяв пословицы за тему для глав, написал бы к ним научные физико-физиолого-химические объяснения".

Увы, этот мудрый совет в течение 80 лет не был и не мог быть осуществлен. Для того чтобы дать "научные физико-физиолого-химические объяснения" многочисленным народным приметам и на базе добытых знаний разработать новые более совершенные методы и средства прогнозирования погоды, нужен был принципиально новый подход к проблемам жизни и техники, нужно было соединить воедино интересы метеорологов, биологов, физиологов, математиков, физиков, химиков, инженеров и технологов. Иными словами, нужна была кибернетика (наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах" и обществе) и родившаяся в начале 60-х годов XX века синтетическая наука, "наука-перекресток" - бионика. Только в рамках таких наук может происходить воссоединение, необходимое для научно-технического прогресса.

В свете рассматриваемой нами проблемы - как повысить точность прогнозирования погоды - бионический подход к изучению каждой проверенной веками народной приметы сулит многое. Прежде всего, изучив сами повторяющиеся метеорологические условия в определенные, часто весьма короткие, отрезки времени (их называют узловыми точками погоды) и причины таких повторений, можно обнаружить новые явления и связи в деятельности земной атмосферы. С другой стороны, народные приметы могут, никак не ставя под сомнение прогнозы Всемирной службы погоды, помогать синоптикам в их нелегком труде при прогнозировании атмосферных ситуаций. Наконец, каждая к нам поздно - в середине мая и начинает петь по народной примете, "когда напьется из березового листка", то есть когда на березе образуются такие листочки, что в них могут уместиться капли росы. Другая примета гласит: соловей запел - вода пошла на убыль. Поет соловей месяца полтора - с момента прилета до конца июня. Если вам доведется услышать в это время неумолчное в течение всей ночи пение соловья, знайте - птица вас извещает о наступлении ведренного дня. Она опытный синоптик, и можете вполне довериться ее прогнозу.

Очень точно "работает" воробьиное "бюро погоды". Каждый человек с самого детства знает этих маленьких вороватых птиц. Возле нас они кормятся, согреваются. Их песню - простое чириканье - мы часто вовсе не замечаем. Но стоит ей почему-либо утихнуть, мы чувствуем, что привыкли к этим нехитрым звукам, к бойкому, суетливому проявлению жизни. И если мы расстаемся с родными местами, воспоминание о доме непременно связано с этой серенькой птицей.

В хорошую погоду вездесущие воробьи всегда веселы, подвижны, порой драчливы. Но вот вы замечаете, что бойкие воробьи стали вялыми, притихли, сидят напыжившись, либо собираются на земле, чирикают, купаются в песке: будет дождь. А если воробьи защебечут в продолжительное ненастье, то можно ожидать наступления ясной погоды. Воробьи перелетают стайками с места на место - перед сильным ветром, прячутся под стреху - к буре. Летают кучами - к сухим, погожим дням. Нередко воробьи, обитающие под крышами домов в разных щелях, вдруг среди зимы начинают интенсивно собирать пух и перья около курятников и тащат их в свои укрытия, как будто собираются вить гнезда и выводить птенцов. Оказывается, как показали многолетние наблюдения, чуткие птицы утепляют ночлег. Через несколько дней обязательно ударят сильные морозы. Если зимой воробьи сидят на деревьях или строениях втихомолку - будет снег без ветра, а дружно расчирикаются - к оттепели. Прячутся в хвост - перед метелью.