отрасль метеорологии — учение о «мировой погоде», основанное на том неоспоримом, понятом Макаровым факте, что «погода в каком-либо районе несомненно есть только местное выявление причин, кроющихся в общей циркуляции атмосферы».
«Трудно надеяться, — заключает Макаров, — чтобы человек когда-нибудь настолько поборол природу, что мог бы изменять по своему произволу весь муссон Индийского океана, но будет уже и то большим шагом вперед, если, по совокупности наблюдаемых явлений метеорологических и гидрологических, можно будет предсказывать засухи, чтобы своевременно уменьшить порождаемое ими зло». При всей своей дальновидности, Макаров не мог предвидеть, что то, в чем он сомневался, осуществится на его Родине, освобожденной Октябрьской социалистической революцией, в гигантских размерах, что человек не только «поборет природу», но научится создавать ее.
Изучение гидрологических явлений, — говорит далее Макаров, — может иногда принести большую пользу и при решении более узких задач технического порядка. С постройкой Сибирской железной дороги конечный пункт ее — Владивосток — приобрел первостепенное значение, а потому изучение температурного режима здешних вод стало совершенно необходимо для правильного разрешения вопроса: как поддерживать в зимнее время связь портов Тихого океана с замерзающим Владивостокским портом.
Измерение температуры и определение удельного веса воды в море может оказать большую помощь, например, в проверке различных предположений.
Так, во времена Макарова существовало в научных кругах мнение, что туманы в северной части Японского моря и Татарского пролива образуются вследствие проникновения в Японское море с севера масс холодных вод из Амура и Охотского моря. Из этого делался такой вывод: достаточно засыпать пролив между мысом Лазарева и Сахалином, чтобы доступ холодной воды в Японское море был прекращен. Однако произведенные Макаровым исследования на Амуре с полной очевидностью показали, что засыпка пролива никакого метеорологического эффекта не даст, так как вода Амура в летнее время теплее воды прилегающей части Татарского пролива. Причину надо было искать в другом.
Разбирая особенности мелководных проливов Татарского и Корейского в связи с характером и направлениями местных течений, Макаров говорит, что, углубив эти проливы, можно было бы улучшить климат дальневосточных районов. Но, добавляет он, «вероятно надо, чтобы прошло еще много веков, пока человек вступит на подобный путь улучшения климата и такие работы, как углубление больших проливов, окажутся осуществимыми». Но и здесь Макаров ошибся в определении срока наступления такой эпохи. Прошли не века, а всего лишь полвека с небольшим, как наступила эпоха социалистического преобразования природы. И советские люди, во всеоружии научных и технических знаний, смело приступили к улучшению климата на огромных пространствах своей земли.
Огромное значение имеют гидрологические работы и для мореплавания, особенно для дальневосточного. Здешние туманы — истинный бич для моряков, источник многих бед и аварий. Ясная погода, открытый горизонт в летнее время — только счастливая случайность. Как ориентироваться моряку в тумане, нередко вблизи скалистых берегов или предательских мелей? Казалось бы, глубины лучше всего могут послужить ориентиром. Но и это средство оказывается ненадежным. На больших глубинах лот не достает дна. В этом случае нельзя судить о местонахождении корабля по глубинам, а опасность нередко подстерегает мореплавателя как раз в непосредственной близости от глубокого места. Более надежными ориентирами являются температура и удельные веса воды. «Я не хочу сказать, — замечает Макаров, — что с термометром в руках можно в туман ходить так же смело, как в ясную погоду, но термометр, а особенно ареометр[55], могут очень часто дать командиру весьма веские указания. В Лаперузовом проливе, прощупывая в туман дорогу, термометр и ареометр помогут определить, когда корабль пройдет полосу холодной воды и можно поворачивать на северо-запад к Корсаковскому посту[56]. Особенно полезным в таких случаях оказывается самопишущий термометр для поверхностной воды и приспособление для подачи сигнала о перемене температуры».
Проблеме изучения явлений тумана Макаров уделят большое внимание. Из наблюдения, что сквозь туман, как правило, видны и солнце и звезды, Макаров делает правильный вывод, что толщина туманного слоя незначительна. Он ставит вопрос, как добиться измерения высот светил во время тумана и тем самым определить свое положение в море? Макаров предвидит в будущем появление таких маяков, которые, подобно рентгеновским лучам, пронизывающим ткани человеческого тела, будут проникать сквозь туман любой густоты. Он советует физикам заняться разработкой этого важного вопроса не только для навигации вообще, но и в особенности для военных кораблей, «ибо с введением маяков, пронизывающих мглу, они днем в туман будут иметь те же тактические выгоды, какие они имеют теперь ночью без тумана».
Макаров предвосхищает здесь современные радиопеленгование и радиолокацию.
Примеры, приводимые Макаровым, свидетельствуют о том, насколько важны и необходимы исследования гидрологического режима Тихого океана. «Тот факт, — замечает он, — что о температурах воды одного Тихого океана мне приходится писать толстую книгу, показывает, что предмет этот недостаточно изучен, ибо когда все изучат, тогда результат можно будет дать в очень сжатом виде».
Круг исследований Макарова не ограничивался измерением температуры и удельных весов воды.
Помимо гидрологических и метеорологических наблюдений, Макаров измерял глубины и собирал образцы и воды и грунта. Очень интересны высказанные Макаровым соображения об отклоняющем действии вращения земли на все морские течения.
Подробная обработка наблюдений и вычисление удельных весов, конечно, не могли быть выполнены во время плавания; Макаров занялся этой работой, вернувшись из плавания в Петербург.
В июне 1889 года он поселился на даче в Лесном и с головой ушел в работу. Обширная рабочая комната была заставлена сотнями бутылок с водой, добытой почти из всех океанов и морей земного шара с разных глубин, здесь же лежали образчики грунта, гидрологические инструменты и груды таблиц. На стенах висели диаграммы и карты. Чертежник и вычислитель, нанятые Макаровым, занимались технической стороной дела. Сам Макаров группировал и обобщал наблюдения, вычислял поправки.
Это вычисление поправок оказалось самой сложной и кропотливой работой. Она заняла целый год. Степан Осипович хотел добиться идеальной точности получаемых данных. Однако это было нелегко. Например, добытая батометром[57] вода, при прохождении через более холодные или теплые верхние слои воды, изменяет свою температуру. Вода вторично изменяет температуру, когда ее переливают (как ни стараются сделать это быстро) из батометра в кружку и несут к месту наблюдения. Поправки на эти изменения и должны быть выяснены при окончательном определении истинной температуры воды, взятой с соответствующей глубины.
Для этой цели имелись таблицы.
Но Макаров, принявшись за обработку своих исследований, убедился, что таблицы недостаточно точны. Тогда он решил для точного определения величины поправок произвести опыты. Они и были поставлены в Кронштадтском морском госпитале при содействии доктора Шидловского.
Опыты производились в двух огромных резервуарах, вмещавших примерно по тонне воды каждый. В одном из них вода охлаждалась льдом, в другом — нагревалась паром. Батометр погружали в первый резервуар с холодной водой и, после того как он принимал температуру этой воды, выливали из него воду в кружку и измеряли в ней температуру. Поправку выводили из разности между температурой воды, заключенной в резервуаре, и температурой, полученной по термометру, погруженному в кружку.
Но когда Макаров занялся окончательной обработкой всех собранных им материалов, он убедился в недостаточной точности имевшихся в то время вспомогательных таблиц и других данных. Пришлось составить новые таблицы и для обработки удельных весов морской воды. После появления в печати труда Макарова прежними таблицами пользоваться перестали.
Закончив эту часть работы, Макаров приступает к широкой систематизации и обобщению имеющихся гидрологических данных и наблюдений. «Пока не начнется систематического собирания сведений, до тех пор можно сказать, что большие сокровища, заключающиеся в морских журналах, можно признать лежащими без пользы для дела», — заявляет Макаров в одном из своих сообщений. Он собирает и обрабатывает все наблюдения, когда-либо произведенные в северной части Тихого океана, как на поверхности, так и на глубинах. Сюда входит самый разнообразный материал за последние пятьдесят лет:
