Вследствие ускоренного экваториального переноса перегретого пассатами и стремящегося к экватору воздуха лишь в верхних слоях атмосферы происходит его обратный поток к полюсам, который, однако, может достичь полярных широт лишь в небольших количествах, так как вследствие сужения верхнего и одновременного расширения нижнего ложа потока – из-за уменьшения полюсной широты с приближением к полюсам – должен происходить непрерывный частичный переход полярно направленного верхнего и экваториально направленного нижнего потоков. Речь идет об устойчивости полярно направленного верхнего потока воздуха, который способствует движению нижнего потока к экватору.
Благодаря этому непрерывно продолжающемуся на протяжении бесчисленных тысячелетий вихревому течению воздух в верхних широтах смешивается с воздухом в нижних широтах, и вращение атмосферы должно происходить со средней восточной скоростью поверхности Земли. Этим объясняется западное направление пассатов и средне-восточное направление потоков воздуха в средних и полярных широтах. Максимум и минимум представляют собой преимущественно сопутствующие явления изменения температуры и скорости движения верхних экваториальных потоков воздуха и всегда зависят от нарушений безразличного равновесия верхних слоев атмосферы.
Если в верхние слои атмосферы вторгается воздушный поток с более высокой или низкой температурой, не соответствующей его высоте на адиабатической температурной кривой, происходит нарушение безразличного равновесия всего атмосферного столба и за этим должно последовать выравнивание за счет подъема или опускания воздушных масс, в зависимости от того, являются ли прорвавшиеся в верхние слои атмосферы воздушные потоки слишком теплыми или слишком холодными и, соответственно, слишком легкими или слишком тяжелыми для безразличного равновесия.
Это поднимающееся или опускающееся движение воздуха должно продолжаться до восстановления безразличного равновесия атмосферного столба, когда давление воздуха на земной поверхности станет таким высоким, каким оно стало бы, если бы температура всего атмосферного столба изменилась настолько, насколько вызвавший нарушения экваториальный поток воздуха отличается от соответствующей его месту и высоте адиабатической температуры.
Так как расход тепла при активном расширении воздушной массы не зависит от ее исходной температуры, то поднимающийся в горячей зоне в разных местах воздух должен сохранить разницу температур, имевшуюся до его подъема. Это следует из того, что относительно теплые и холодные воздушные потоки с различной скоростью передвигаются в высоких и верхних слоях атмосферы в направлении полюса, что мешает безразличному равновесию атмосферы на всем пути их следования.
Движущиеся с небольшой скоростью слишком холодные потоки отдают свое повышенное давление без возникновения сильных нарушений перегруженным ими нижним слоям атмосферы за счет сжатия последних, что приводит к повышению барометрического давления спокойной атмосферы.
Относительно легкие, горячие и потому сильно ускоряемые переносом воздушные потоки, напротив, вызывают волнообразное движение поверхности незначительно затронутых ими нижних слоев атмосферы и увлекают их за собой, таким образом, являясь причиной направленных вверх воздушных потоков с пониженным барометрическим давлением, сохраняющимся до полного восстановления безразличного равновесия всего атмосферного столба. Колебания температуры от 10 до 20 °C в высших слоях атмосферы являются достаточными для того, чтобы вызвать наблюдаемые на поверхности Земли колебания барометрического давления, а также максимальное и минимальное давление воздуха.
Эта теория пользовалась успехом у многих ученых, но получила одобрение у сторонников господствующей точки зрения только по отдельным пунктам либо была полностью проигнорирована.
Я склонялся к ее повторной защите и дальнейшему развитию; поэтому соответствующие статьи озаглавлены так: «К вопросу о движении воздуха» (1887), «Об общей системе ветров на Земле» (1890) и «К вопросу о причинах возникновения атмосферных потоков» (1891). Я убежден в том, что моя теория рано или поздно получит всеобщее признание как имеющая фактическое обоснование. Проблема лежит в нашей системе преподавания, в которой новые точки зрения, противоречащие существующим учениям, очень медленно становятся общепринятыми. Для начала их должны включить в учебники, а это произойдет лишь тогда, когда новая теория будет проработана во всех направлениях, а обломки главенствовавшей доныне теории будут устранены.
Приложения
Родословная семьи Вернера фон Сименса
Биографическая информация о Вернере фон Сименсе
1816 – Эрнст Вернер Сименс родился 13 декабря в г. Ленте, недалеко от Ганновера.
1823 – Переезд в Менцендорф. Занятия с частными преподавателями.
1832–1834 – Обучение в гимназии святой Екатерины в г. Любеке.
1834 – Поступление в третий прусский артиллерийский полк в качестве кандидата в офицеры в г. Магдебурге.