Однако этот метод исследования нижних слоев атмосферы не мог дать особенно существенных результатов, ибо еще не имелось необходимых измерительных приборов. Воздушный шар, перемещавшийся вместе с воздушным потоком и остававшийся неподвижным по отношению к нему, не вентилировался. Кроме того, еще не подозревали, что приборы необходимо защищать от воздействия солнечной радиации, в результате чего термометры показывали не действительную температуру воздуха, а некоторую сложную величину, которая зависела от температуры воздуха и солнечной энергии, поглощаемой самим термометром. Еще не настало время и для организации специальных обсерваторий, предназначенных для выпуска воздушных шаров, но уже началось создание высокогорных обсерваторий, на которых предполагалось проводить измерения свойств свободной атмосферы. Одна из первых таких обсерваторий была в 1781 г. оборудована в Германии на горе Хохенпрейсенберг. Однако большинство высокогорных обсерваторий было организовано значительно позже. Так, основание обсерватории на Цуг-Шпитце относится к 1900 г., бюро погоды на горе Брокен работает с 1895 г., метеостанция на Фихтельберге появилась лишь во время первой мировой войны, а на Инзельсберге — еще позднее[17]
.Метеорологические наблюдения в горах имели много преимуществ перед наблюдениями на равнине. Они обогатили метеорологию сведениями о свойствах высоких слоев атмосферы. Это в первую очередь относится к данным об облаках, отложении различных гидрометеоров (инея, изморози), а также о некоторых электрических явлениях, например о тихих разрядах с острия и др. Однако измерения в горах не характеризуют состояния атмосферы над равнинной местностью. Гора создает собственную горную атмосферу, свойства которой отличны от свойств атмосферы над равниной, так как воздух вынужден при своем движении либо обтекать горный массив, либо переваливать через него. При этом возникают метеорологические явления, характерные именно для физического состояния атмосферы над горной местностью, а не над равниной.
Во второй половине прошлого века во всех крупных европейских государствах было создано много метеорологических станций. После Первого международного метеорологического конгресса, состоявшегося в 1873 г. в Вене, началось создание международной сети служб погоды, которая должна была охватить весь земной шар. Если в 1790 г. существовало лишь 38 метеостанций, то через 100 лет их число удвоилось. Новые станции организовывались прежде всего в прибалтийских странах и в Англии. Лишь к 1920 г. возникли первые метеорологические станции в Испании, на Балканах, в Турции и в Северной Африке. Создание станций было особенно необходимо для обеспечения безопасности самолетовождения, зависящей от точной и обширной информации о состоянии погоды. В настоящее время в Европе достигнуто довольно равномерное пространственное распределение метеорологических станций. Наиболее густую их сеть имеет Швейцария, где на каждых 10 000 км2
территории находится 16 метеостанций. В Дании на ту же единицу площади приходится 11 станций, в Бельгии — 6, в обоих германских государствах — по 5, в СССР — 2, в США и в Финляндии — лишь по 1 станции.Организация же аэрологических станций для выпуска воздушных змеев и шаров-зондов началась примерно 60 лет тому назад. В частности, в Германии в 1903 г. была организована станция подъема воздушних змеев Грос-Борстель, принадлежавшая Морской метеорологической службе в Гамбурге, и аэрологическая обсерватория в Линденберге под Берлином. Во Франции такая же обсерватория открылась в Трапе. Все эти станции со временем получили мировую известность. В геофизических обсерваториях началась настоящая погоня за открытиями в высоких слоях атмосферы. К этому времени были разработаны приборы, необходимые для проведения измерений в высоких слоях.
1780–1790
20 XII 1880
20 I 1925
10 IX 1951
Исследователи высоких слоев могли использовать два многообещающих метода наступления на свободную атмосферу: метод привязных аэростатов (или шаров-зондов) и метод свободных летательных средств. В основу первого метода был положен метод воздушного змея Вильсона, а в основу второго — метод шара-зонда Шарля. К змеям или шарам привязывались самопишущие метеорологические приборы. Змеи поднимались в воздух на стальном тросе диаметром 0,5–0,8 мм. Если ветер был не слишком сильный и не препятствовал запускам, то уже через несколько часов после подъема органы службы погоды могли иметь в своем распоряжении результаты измерений.