научная статья по теме ВКЛАД М. А. РЫКАЧЕВА В РАЗВИТИЕ ГИДРОЛОГИИ (К 175-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ) Геофизика

Текст научной статьи на тему «ВКЛАД М. А. РЫКАЧЕВА В РАЗВИТИЕ ГИДРОЛОГИИ (К 175-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ)»

Вклад М. А. Рыкачева в развитие гидрологии (к 175-летию со дня рождения)

В. Г. Смирнов*

6 января 2016 г. исполняется 175 лет со дня рождения академика, генерала флота Михаила Александровича Рыкачева (1841—1919 гг.), который в течение 46 лет работал в Главной физической обсерватории Академии наук (ГФО): сначала — помощником директора, а в период с 1895 по 1913 г. — директором. Юбилей М. А. Рыкачева является прекрасным поводом для того, чтобы отметить его вклад в развитие гидрологии.

Исследование вскрытия и замерзания рек и озер

Начало гидрологической деятельности М. А. Рыкачева связано с формированием Метеорологической комиссии при Русском географическом обществе (РГО), действительным членом которого он был избран 8 октября 1869 г.

В марте 1870 г. Метеорологическая комиссия при РГО окончательно сформировалась под председательством директора ГФО академика Г. И. Вильда. В нее вошли А. И. Воейков, П. А. Гельмерсен, Э. А. Коверский, П. А. Кропоткин, Р. Э. Ленц, М. А. Рыкачев (секретарь) и Л. И. Шренк. С начала своей деятельности члены Метеорологической комиссии занялись решением двух важных вопросов: учреждением общей системы наблюдений за грозами и метеорными осадками в России и организацией сбора данных наблюдений за вскрытием и замерзанием рек. По второму вопросу М. А. Рыкачев написал статью, которая была опубликована в газетах "Голос" и "Известия" (РГО) [15], в сборнике "Записки Императорского Общества сельских хозяев Южной России" [14] и разослана значительным тиражом в разные города Российской Империи вместе с "особым циркуляром" РГО. Одной из целей сбора данных подобных наблюдений было пополнение базы данных, собранных ранее академиком К. С. Весе-ловским и опубликованных в его сочинении "О климате России" [6].

Для сбора в РГО достаточного объема данных понадобилось много времени. После передачи материалов в ГФО Михаил Александрович занялся их обработкой. Он использовал и другие источники: рукописные метеорологические журналы, хранившиеся в ГФО; рукописную тетрадь с данными наблюдений за 1835—1838 гг., присланную в РГО Статистическим комитетом; данные метеорологических наблюдений на маяках, представленные в ГФО Гидрографическим департаментом Морского министерства; журнал Главного управления путей сообщения и публичных зданий за 1859—1865 гг.; статистические сборники Министерства путей сообщения (МПС) за 1877—1881 гг.; Летописи ГФО; научные труды А. Ф. Миддендорфа, Л. И. Шренка, Ю. К. Шеля, С. Ф. Огородникова.

В начале 1882 г. М. А. Рыкачев завершил аналитическую работу. Во введении к своему труду "Вскрытия и замерзания вод в Российской Империи" он указал, в частности, на следующее: "...В нашей, обширнейшей в мире стране, с ее величавыми реками, которые несут свои воды на протяжении нескольких тысяч верст и передвигают летом миллионы пудов груза и миллионы обитателей

* российский государственный архив Военно-Морского Флота (санкт-Петербург); e-mail: sam1956@mail.ru.

из края в край, сказывается нагляднее, чем где-либо, влияние тех явлений, которые на время сковывают эти артерии народной жизни. Преждевременное, внезапное покрытие льдом наших больших рек, в особенности Волги, отзывается иногда истинным бедствием для значительной части населения..." [3, с. 5—6].

Публикация научного труда М. А. Рыкачева продолжалась четыре года. К. С. Веселовский в отчете о деятельности Академии наук за 1886 г. отмечал, что труд ученого "обращает на себя внимание как богатством фактического материала, положенного в его основание, так и поучительностью представленных в них выводов..." [8, с. 13]. А. И. Воейков в своей рецензии отмечал, что в труде М. А. Рыкачева собраны и проанализированы данные о вскрытии и замерзании рек и озер с 921 станции, причем этих данных в 4,5 раза больше, чем в труде К. С. Веселовского о климате России. Подробные таблицы с указанием дней вскрытия и замерзания рек и озер со всех станций были приведены отдельно за каждый год и занимали 75% книги [1].

Исследование колебаний уровня воды в Волге

Успешная деятельность ГФО в 1880-е годы по предсказанию штормов на морях и озерах Европейской России заинтересовала и владельцев речных судов. Они обратились с просьбой составить прогнозы для бассейнов рек с колебаниями уровня воды. Эта тема с давних пор интересовала и М. А. Рыкачева [4]. Он энергично взялся за новое дело. Объектом исследования стал бассейн верхней части Волги до Верхнего Услона (400 верст южнее Нижнего Новгорода), где в период низких меженных уровней обнажались многочисленные мели и перекаты, препятствовавшие судоходству. Материалом для исследования послужили данные наблюдений, хранившиеся в ГФО, а также подробно и тщательно обработанные результаты уровенных наблюдений, предоставленные Техническим отделом Департамента шоссейных и водных сообщений МПС [12].

В 1895 г. М. А. Рыкачев опубликовал статью о колебаниях уровня воды в верхней части Волги в связи с осадками. В первой ее части по результатам 10-летних наблюдений он представил данные о скорости передвижения колебаний уровня воды реки сверху вниз, изменчивости этой скорости и высоте подъемной волны с переходом от одного места к другому. При этом оказалось, что весенний паводок, зависевший от таяния снега, в среднем достигает Верхнего Услона на 6 дней позже, чем в Нижнем Новгороде, на 9 дней позже, чем в Костроме, и на 15 дней позже, чем в Твери. Таким образом, стало возможно за столько же дней предсказать дату наступления паводка в Верхнем Услоне с погрешностью 0,8—2,2 дня. Прогнозы по высоте подъема воды после весенних паводков в Верхнем Услоне (по данным наблюдений в Нижнем Новгороде) были менее надежны, но тем не менее вероятность составила 97%. В случае Рыбинска, по расчетам М. А. Рыкачева, число удачных предсказаний уменьшилось бы до 86%. Аналогичные расчеты были им выполнены и для определения скорости передвижения низких вод.

Во второй части статьи Михаил Александрович рассмотрел зависимость времени наступления высоких вод от предшествующего максимума осадков, выпавших в определенном бассейне. Свои расчеты он выполнил по данным наблюдений за 1888 г., когда на Волге несколько раз были зафиксированы резко выраженные подъемы воды. Свой анализ М. А. Рыкачев производил с учетом суточного количества осадков за каждый день наблюдений на всех станциях двух районов бассейна Волги: первый район — бассейн верхней части Волги до Твери, включая р. Тверца, второй — волжские станции от Твери до Рыбинска, включая бассейны Мологи и Шексны.

Количество осадков, выпавшее в бассейне Волги — от ее верховьев до Нижнего Новгорода, он сопоставил с колебаниями уровня воды в реке у этого города, а количество осадков в бассейне Оки — с колебаниями уровня воды в ней у Мурома. На основании результатов вычислений были получены средние значения количества осадков, выпавших с апреля по декабрь 1888 г. по данным наблюдений всех станций в обоих районах. По этим данным для каждого бассейна были построены кривая хода осадков и кривая колебаний уровня воды в реке в конкретном пункте. Сходство кривых оказалось достаточным для определения промежутков времени между выпадением максимального количества осадков и наступлением вызванных ими подъемов воды: для Твери промежуток составил около четырех дней, для Рыбинска — около восьми, для Нижнего Новгорода и Мурома — 15 дней. Погрешность этих расчетов, по определению автора статьи, составила от 1 до 3 дней. М. А. Рыкачев отметил, что при сравнении колебания уровня воды в реке непосредственно с количеством ежедневно выпадающих осадков нельзя определить высоту подъема воды в реке. Он считал, что правильнее сравнивать колебания уровня воды в реке с полной суммой выпавших осадков за расчетный период, вычитая из нее нормальное количество осадков, которое необходимо для поддержания уровня воды в реке на одной высоте: эту величину он назвал "запасом осадков". Произведя необходимые вычисления, для Рыбинска (по волжскому бассейну от Твери до Рыбинска) и Мурома (по бассейну Оки) он получил "замечательное согласие" между ходом запаса воды и колебаниями уровня воды в реке (при определении нормального количества осадков, требовавшегося для поддержания постоянного уровня, за промежуток в 1—1,5 месяца). Однако, как отметил автор статьи, надежные и точные предсказания колебания уровня воды в реке будут возможны только после исследования влияния на них метеорологических величин (влажности, температуры почвы, испарения и др.) [13]. Биограф ученого И. Я. Поташов дал высокую оценку статье М. А. Рыкачева, отметив, что сделанные им заключения имели "большое значение как для последующих исследований по указанным проблемам гидрологических прогнозов, так и для применения их в практике предсказаний колебаний уровней воды в реках" [9, с. 58, 59]. Статья заинтересовала немецкого ученого Г. Гравелиуса, который не только опубликовал ее в 1897 г. [26], но и использовал метод расчета повышения уровня воды в реках, разработанный М. А. Рыкачевым [25].

Прогнозирование наводнений в Санкт-Петербурге

2 ноября 1895 г. в Санкт-Петербурге произошло сильное наводнение, и через месяц в Русском техническом обществе М. А. Рыкачев выступил с докладом "Возможность метеорологических предостережений о наводнениях в Петербурге" [2].

В начале 1896 г. Михаил Александрович представил градоначальнику Санкт-Петербурга проект системы метеорологических предупреждений о наводнениях. Сущность его заключалась в устройстве в Финском заливе станций с лимниграфами и анемографами: на северному берегу залива — в Гельсингфорсе и Котке, в центральной части залива — на островах Гогланд и Сескар, а также в Кронштадте, на южном берегу — в Ревеле и Кунде. Данные, получаемые от станций, в дополнение к записям приборов ГФО и ежедневным картам погоды позволили бы Обсерватории делать достаточно надежные прогнозы о наводнениях (по крайней мере, за несколько часов до них). М. А. Рыкачев предположил, что возможен известный процент напрасных предупреждений, но был уверен в том, что предлагаемая им система позволит прогнозировать наводнения в Санкт-Петербур-

ге. Присутствовавшие на лекции М. А. Ры

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геофизика»