Глава I
Краткая история изученности климата г. Москвы
Первые дошедшие до нас письменные источники — летописи— дают сведения (хотя и крайне скудные) о наиболее интенсивных и продолжительных стихийных явлениях. Так, например, одна из записей 979 г. (Никонова летопись) гласит: «Быша громи велицы и срашни, и ветры сильни с вихром и много пакости бываху человеком и скотом и зверем лесным и полским». Сохранилась также подобная запись в летописи 1533 г., повествующая о том, что в июне в Москве была сильная гроза, во время которой погибло много людей, после же грозы наступила засуха. В летописи 1601 г. мы находим описание дождливого и холодного лета.
Из сохранившихся за некоторые годы «Дневальных записей приказа тайных дел» (за период 1657— 1673 гг. с большими перерывами) видно, что во второй половине XVII столетия уже существовала своеобразная служба погоды. С 1650 г. (по приказу даря Алексея Михайловича) караульными стрельцами Московского Кремля регулярно записывались явления погоды по степени интенсивности, так, например: «мороз, морозец, мороз не велик, великий мороз, мороз непомерно лют». Определялось время начала явлений и их продолжительность (утро, день, до обеда, после обеда, в ночь).
Записи первых инструментальных метеорологических наблюдений по Москве, дошедшие до нас (сентябрь 1731 г. — февраль 1732 г.), принадлежали перу военного врача Лерхе. Результаты его наблюдений не были опубликованы, сейчас они хранятся в архиве Главной геофизической обсерватории им. А. И. Воейкова. В свое время их использовал академик Г. Н. Вильд в работе «О температуре Российской империи».
В 1756 г. инструментальные метеорологические наблюдения в Москве три раза в день производились почт-директором Пестелем. С 1779 по 1792 г. наблюдения вели корреспонденты Санкт- Петербургской Академии наук Энгель и Штриттер. В период с февраля 1810 г. по август 1812 г. также производились метеорологические наблюдения, но не удалось установить, кем и в какой части города.
С мая 1820 г. начались регулярные наблюдения при Московском университете, которые велись в разных частях города профессорами Двигубским и Спасским вплоть до 1853 г. Однако эти данные не были полными, в частности, отсутствовали наблюдения над осадками.
В 1853 г. была организована Магнитио-метеорологическая обсерватория при Межевом институте и начаты ежечасные наблюдения над основными метеорологическими элементами. Почти в течение полувека бессменно обсерваторией руководил инженер Н. П. Афанасьев. На основании этих наблюдений им написаны несколько работ по климату Москвы. Обсерватория работала до 1932 г. беспрерывно. В дальнейшем на ее базе функционировала (но с перерывами) метеорологическая станций при Московском институте инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии. Материалы наблюдений этой обсерватории служили источником многих исследований по климату или микроклимату центральной части г. Москвы.
В начале 1879 г. была открыта метеорологическая обсерватория в Петровско-Разумовском при Петровской земледельческой и Лесной академии (ныне Сельскохозяйственной академии им. К- А. Тимирязева — ТСХА), которая с тех пор работает беспрерывно и в настоящее время называется Метеорологической обсерваторией им. Михельсона (рис. 3). Первыми руководителями Петровской академии были профессора Фаддеев, Коли, затем В. А. Михельсон и И. А. Здаиовский.
После перерыва, с ноября 1892 г. при Московском университете возобновились наблюдения под руководством Б. И. Срезневского и Э. Е. Лейста. Эта обсерватория просуществовала до 1941г. Данные наблюдений публикуются под названием «Москва, МГМИ», поскольку с 1931 г. обсерватория перешла в ведение Московского гидрометеорологического института (МГМИ). Здесь же с 1946 по 1956 г. производились метеорологические наблюдения по полной программе на крыше бывшего здания МГМИ на высоте 26 м от поверхности земли (Москва, ЦИП). С 1903 по 1911 г. параллельно существовала дождемерная станция при Шелапутинском ремесленном училище (юго- западная часть города). С 1954 г. в юго-западной части Москвы работает хорошо оборудованная метеорологическая обсерватория при Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова, где по расширенной программе производятся актинометрические наблюдения, наблюдения над освещенностью, а также градиентные и другие специальные наблюдения (рис. 4). В 1946— 1948 гг. для изучения климата разных районов города были открыты метеостанции в центральной и густонаселенных его частях (Балчуг, Котельническая набережная, Погодннка), а также в парках (ЦПКиО, Сокольники, ВСХВ)
В настоящее время в пределах Москвы и в 50-километровой зоне Подмосковья существует 53 метеорологические станции и поста, а в фондах Управления гидрометеорологической службы по этой территории хранятся материалы наблюдений 90 пунктов, функционирующих и существовавших ранее. Однако некоторые из них специального назначения, результаты их наблюдений не всегда обобщены в принятые для метеорологических станций формы, материалы разрознены, поэтому в схеме метеорологических станций и постов (рис. 5) они не указаны. Большинство пунктов имеют ряды наблюдений 10—20 лет (77% всех пунктов), ряды наблюдений 50 лет и более имеют 7% станций и ряды более 70 лет — 4% станций.
Первое исследование о климате Москвы было опубликовано в 1826 г. и принадлежало перу проф. Московского университета Д. М. Перевощикову. В нем содержались выводы, основанные на данных пятилетнего ряда метеорологических наблюдений (1821— 1825 гг.). Средняя годовая температура воздуха в Москве в том пятилетии была близка к 4°R (5°С), что по отношению к многолетнему ряду является величиной завышенной.
В 1838 г. Перевощиков публикует в бюллетене Московского общества испытателей природы вторую работу «О климате Москвы», к которой приложены таблицы, полученные по данным уже 16-летнего ряда наблюдений (1821— 1836 гг.). В кратком тексте имеются сведения о средней температуре и давлении воздуха отдельных сезонов, о повторяемости гроз, града, туманов, об абсолютном минимуме (—33,8° R) и максимуме (29,0° R) температуры воздуха. Последние величины уже мало отличаются от предельных температур за 75-летний ряд.
В 1842 и 1844 гг. появились статьи проф. М. Ф. Спасского, в которых рассматривались особенности изменения температуры воздуха по наблюдениям при Московском университете.
В ноябре 1847 г. выходит в свет работа Спасского «О климате Москвы», где очень тщательно проанализирован материал наблюдений за 26 лет (1821— 1846 гг.). В ней дано объяснение неустойчивости и изменениям погоды, вызванным общим движением атмосферы. М. Ф. Спасский показал, в частности, что зимой в Москве в среднем температура воздуха при северо- восточном ветре составляет — 17,2°, а при южном —3,2°, давление— соответственно 752,8 и 741,4 мм рт. ст. Особенности климата Москвы в этом исследовании объясняются в свете передовых в то время идей Дове о причинах непериодических процессов атмосферы. В работе приводятся также таблицы, содержащие сведения о температуре и давлении воздуха, об осадках и ветре.
В шестидесятых годах прошлого столетия в протоколах заседаний Общества любителей естествознания и трудах первого съезда русских естествоиспытателей имеются сообщения о температуре воздуха и осадках в Москве и результаты сравнений этих данных за различные периоды (Я. И. Вайнберг, В. Н. Ветчинкин)
В 1893, 1897 и 1899 гг. были опубликованы три работы Афанасьева: «Осадки и снежный покров в Москве», «Очерк метеорологических наблюдений и климатических условий Москвы» и «О продолжительности солнечного сияния в Москве», основанные на данных наблюдений метеорологической обсерватории при Межевом институте. Некоторые выводы в этих работах основаны на небольшом материале наблюдений (по снежному покрову за 1890— 1893 гг. и по солнечному сиянию за 1895—- 1898 гг.) и носят обзорный характер, приурочены к вопросам практики.
Насколько полученные климатические характеристики того времени отличаются от последующих основанных на более усовершенствованных наблюдениях и более длинных рядах, видно из следующего примера. Годовая сумма осадков, полученная Афанасьевым по данным 40-летнего ряда наблюдений (1853— 1892 гг.), составляла 530 мм, число дней с осадками— 170. Наблюдения производились по дождемеру без защиты и на разных высотах — от 1,4 до 4,9 м над поверхностью земли, в том числе 18 лет — на высоте 4,4—4,9 м.
По данным последующих 45-летних наблюдений (1891— 1935 гг.) в том же пункте (обсерватория Межевого института), когда дождемер находился на высоте 2 м и имел воронкообразную защиту, годовая сумма осадков составляла уже 617 мм, т. е. была на 16% больше, а число дней с осадками за год равнялось 183. По данным 70-летнего ряда наблюдений, годовая сумма осадков, приведенная к показаниям осадкомера, составляет 640 мм. Причиной увеличения количества осадков является, с одной стороны, вековой ход их изменения, а с другой стороны, усовершенствование осадкомериых установок.
В 1901 г. появилась работа М. И. Тарасова «Влияние г. Москвы на климат местности», в которой на основании пятилетних наблюдений обсерваторий, расположенных в разных районах Москвы, автор пытается выяснить климатические особенности в разных частях города — в центре, в менее заселенной части и на окраине (в то время Петровско-Разумовское находилось за пределами города).
В 1913 г. была опубликована работа С. Л. Бастамова «Климатический очерк г. Москвы», в ней использованы уже 30-летние ряды наблюдений обсерваторий при Московском сельскохозяйственном институте (ныне ТСХА) и Межевом институте.
В этой работе автор дает определение главнейших черт климата Москвы по Воейкову: «Не особенно суровая, но продолжительная зима, поздняя весна с частыми возвратами холодов, умеренно теплое лето, достаточное для земледелия количество осадков, обусловленное особыми вихрями — циклонами». Приводит характеристики всех элементов климата и ряд графиков. Кроме средних и предельных величин, дает также и повторяемость различных значений элементов.
В 1924 г. С. Л Бастамовым и П. И. Некрасовым напечатана статья «К изучению метеорологических условий прилежащих к земле слоев атмосферы», где изучается режим тепла и влаги на разных уровнях в слое от поверхности почвы до 2 м по наблюдениям обсерватории Московского университета за период с августа 1917 г. по июль 1918 г.
С 1930 г. опубликовано очень много частных исследовании и работ, в которых отдельные элементы и черты климата Москвы рассматриваются с точки зрения динамической или физической климатологии. Это работы М. С. Аверкиева, Б. П. Алисова, В. Ф. Бончковского, П. П. Борисова, Н. Н. Галахова, С. А. Максимова, А. X. Хргиана и др. Однако обобщающей монографии с учетом последних данных о климате Москвы нет, хотя в настоящее время накоплен большой материал наблюдений и исследований. Очень мало работ, наблюдений и съемок по микроклимату. В июле и августе 1931 г. были совершены автомобильные поездки с целью измерения температуры по четырем маршрутам. Все они начинались в центре и кончались в разных частях на окраине города.
Результаты показали, что летом в дни с небольшой облачностью в часы, близкие к суточному максимуму, разница между температурой воздуха центра города и окраин ничтожна. В местах, где циркуляция воздуха затруднена, как в центре города, так и на его окраинах, температура воздуха днем на 1,5—2° выше, чем в местах открытых для ветров.
За последнее 20-летие Москва сильно изменилась, город расширился во все стороны. Выросли большие железобетонные и каменные массивы зданий на окраинах, увеличилось количество и мощность промышленных предприятий, заасфальтированы огромные территории жилых кварталов, мостовые и шоссейные дороги. Наряду со строительством производится и озеленение некоторых районов города. Все это не могло не изменить его радиационный и тепловой балансы и, следовательно, не сказаться на его микроклимате.
Вследствие быстрой застройки и перепланировки города микроклиматические его условия быстро изменяются, в связи с чем имевшиеся ранее сведения о микроклимате устаревают. Влияние изменения архитектурного облика и размеров города на климатические его условия в частности показано в § 2 главы I, части III, на примере векового хода температуры воздуха.