Владимир Кёппен. Ученый, посвятивший жизнь метеорологии

Климатологические интересы Кёппена определились уже в юности, во время его долгих путешествий из Петербурга в Крым, когда он наблюдал различные пояса растительности. Так он начал заниматься географией растений России. В ходе изучения метеорологии Мирового океана в морской обсерватории его познания все больше расширялись, пока не охватили наконец всю Землю. Карты к лоциям океанов в атласах, спроектированных Кёппеном, с разделением океанов на типичные области ветров и характерные области дождей указывали на его растущий интерес к систематизации климатов Земли. Содержательную научную статью в «Метеорологическом журнале» за 1884 год «Классификация тепловых зон Земли по длительности жаркого, умеренного и холодного времени и воздействию тепла на органический мир»[95] также можно рассматривать как подготовку к его последующей работе по классификации климатов. В данной публикации Кёппен выделил семь тепловых поясов, различавшихся по критическим значениям температур, и рассмотрел также их связь с распространением высшего животного мира, человеческими расами и культурой. Уже в этой статье он не довольствуется констатацией фактов, а переходит от статистического рассмотрения к попытке объяснения причин явлений и связей между ними. Так он построил мост между климатологией и синоптической метеорологией к аэрологии и дальше к геофизике и географии.

Кёппен всегда выдвигал очень строгие требования к методам наблюдения и постоянно работал над их усовершенствованием. Он, как и Юлиус Ганн в Вене, написал ряд критических сочинений об обеспечении метеорологических наблюдений, о методах их обработки и результатах серий наблюдений, проведенных во всем мире. Здесь были ссылки только на одно из его многочисленных отдельных климатологических исследований о суточном ходе скорости ветра, к рассмотрению которого Кёппен возвращался на протяжении многих лет. В «Метеорологическом журнале» 1879 года и «Гидрографическом ежегоднике» 1883 года он дал объяснение тому факту, что сила ветра (на суше) над поверхностью Земли максимальна днем и минимальна ночью. Американец Эспи изучал эти явления до него, но Кёппен пришел к тем же выводам самостоятельно. С тех пор в профессиональной литературе это объяснение называется «теория Эспи – Кёппена» и играет важную роль. Она объясняет возрастание скорости ветра в дневное время усилением турбулентного обмена и увеличением вследствие этого переносом сверху вниз воздуха с более значительным количеством движения. В ночное время убывание скорости ветра происходит в связи с ослаблением турбулентного обмена. В более высоких слоях (выше 100 м) наблюдается в силу тех же причин обратный суточный ход ветра с максимумом ночью и минимумом днем. Между слоями наблюдается нейтральный «промежуточный слой Кёппена». В «Метеорологическом журнале» 1895, 1907 и 1921 годов, а также в «Анналах гидрографии» 1916 года Кёппен развивает эту теорию. Как и Хельман в Науэне, Кёппен проводит в районе Айльвезе на высоких решетчатых конструкциях систематические метеорологические наблюдения на различных высотах (от 0 до 250 метров), которые сыграли важную роль в объяснении данного явления (Гидрографический ежегодник 1916 года «Вертикальное деление суточных периодов ветра в циклонах и антициклонах»[96]).

В своей последней публикации на данную тему – в 1921 году, когда он уже не занимал должность, – он выразил желание, чтобы такие метеорологические измерения были как можно скорее снова проведены на радиобашне по усовершенствованной методике; здесь приведены наиболее характерные цитаты для 75-летнего, но, как и прежде, увлеченного исследователя.