Для экспериментальной науки первой половины XVII в., в том числе и для метеорологии, более всего сделал Галилей. Создание термометра, барометра, дождемера заложило фундамент всей современной метеорологии.
Другие страны тоже внесли большой вклад в метеорологию того времени; достаточно вспомнить Ф. Бэкона, Э. Мариотта, Р. Бойля, Хр. Гюйгенса, О. Герике – целый ряд выдающихся мыслителей.
Глашатаем нового научного метода был Ф. Бэкон (1561 – 1626 гг.) – «родоначальник английского материализма и всей опытной науки нашего времени». Бэкон провозгласил, что науку поведет вперед союз опыта и рассудка, очищающего опыт и извлекающего из него законы природы, истолкованные последней.
КЛИМАТОЛОГИЯ В РОССИИИ
Эпоху в истории климатологии составило изобретение термометра и барометра (XVI, XVII вв.), но лишь с XVIII в. метеорологические наблюдения приобрели более или менее научный характер. Первоначально наблюдения велись отдельными лицами, в большинстве случаев учеными, которые интересовались метеорологией, и во многих случаях эти наблюдения были непродолжительными. Лишь в крупных городах - Петербурге, Париже, Упсале, Праге, Берлине и Лондоне -наблюдения велись почти без перерывов с начала XVIII в. Наиболее длинный, почти непрерывный ряд инструментальных метеорологических наблюдений в России был начат в Петербурге в 1725 г. академиками только что созданной Петром I Академии наук. XVIII в. был веком крупнейших географических открытий, которые оказали большое влияние и на развитие климатологии, так как дали большой материал для изучения климата: По инициативе Петра I была начата первая инструментальная съемка страны. В 1725 г. он же собственноручно написал предписание Берингу построить на Камчатке суда, плыть на них на север вдоль земли и „искать, где оная сошлась с Америкой". Этот вопрос интересовал Петра с точки зрения возможности найти путь через Ледовитый океан в Китай и Индию. Две экспедиции Беринга, продолжавшиеся с 1725 по 1743г.; ознаменованы рядом крупнейших открытий и научных исследований, давших богатый географический, картографический и гидрографический материал. В числе участников этих экспедиций были естествоиспытатель Гмелин и астроном Делиль. Они организовали метеорологические станции в Казани, Екатеринбурге (ныне Свердловск), Тобольске, Енисейске, Томске, Туруханске, Иркутске, Якутске, Селенгинске, Нерчинске. Ряды наблюдений на этих станциях, хотя и не были непрерывными со времени их организации, все же являются одними из наиболее длинных рядов наблюдений и еще в XVIII в. позволили получить представление о климате громадной территории, совершенно до тех пор неисследованной. Наблюдения велись по инструкции, которая устанавливала их сроки, а также метеорологические элементы и явления, подлежащие наблюдению. Наблюдения производились до 1749 г., и материалы многих из них напечатаны Академией наук.
Сопоставляя серьезную подготовку, целеустремленность и размах указанных выше работ в России с состоянием метеорологических наблюдений в то время в других странах и учитывая исключительные трудности организации метеорологической сети в Сибири, следует признать, что ничего подобного в других странах не было. Скоро, однако, ученые стали понимать, что для развития метеорологии и климатологии существенно важным является сопоставление данных о погоде различных пунктов между собой. Гениальный русский ученый М. В. Ломоносов раньше всех оценил значение такого сопоставления.
Работы М. В. Ломоносова показывают, как высоко оценивал он ту пользу, которую может принести человечеству знание метеорологии.
М. В. Ломоносов считал метеорологию самостоятельной наукой, главной задачей которой было "предзнание погоды". Было организовано по частной инициативе Маннгеймское метеорологическое общество, которое создало в Европе на добровольной основе сеть из 39 метеорологических станций (в том числе три в России – Санкт-Петербурге, Москве, Пышменский завод), укомплектованных единообразными и проградуированными приборами. Сеть функционировала 12 лет.
Гениальный Ломоносов указал в ту эпоху на целый ряд факторов и зависимостей, которые позднее легли в основу климатологической науки.
Таким образом, к концу XVIII в. старое представление о разнообразии климатов земли уже было подкреплено рядами инструментальных наблюдений, совершенно ясно определились важнейшие общие причины существования различных климатов, а также наметились и некоторые проблемы практической климатологии. Все это были зародыши идей, которым суждено было получить полное развитие в следующем веке, когда уже стало возможным использовать параллельные ряды наблюдений метеорологических станций для сравнения климатов.
ОРГАНИЗАЦИЯ МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИХ УЧРЕЖДЕНИЙ
Крупным этапом в истории развития климатологии являлось возникновение центральных метеорологических учреждений, в обязанность которых входила организация сети метеорологических станций, снабжение их приборами и инструкциями для наблюдений, сбор, контроль и опубликование материалов этих наблюдении. Эти учреждения в большей или меньшей степени обеспечивали качество и сравнимость наблюдений, путем публикации материалов делали их доступными широкому кругу исследователей, что позволяло произвести крупные климатологические работы.
В России в самом начале XIX в. передовые ученые пришли к мысли о необходимости организации центрального метеорологического учреждения. В 1810г. основатель Харьковского университета В. Н. Каразин изложил в докладе Московскому обществу любителей естествознания идею о необходимости централизованного руководства сетью метеорологических станций и научной обработки их наблюдений а в 1818г. предложил план организации Государственного метеорологического комитета, в который должны были поступать и там обрабатываться результаты наблюдений ряда метеорологических станций, находящихся в разных частях страны. Основной целью этой организации он полагал „содействие развитию торговли, мореплавания и военного искусства", но особенно он обращал внимание на пользу метеорологии для земледелия. Идеи Каразина нескоро претворились в жизнь.
По мере накопления метеорологических наблюдений делались попытки охарактеризовать географическое распределение отдельных климатических показателей, прежде всего температуры и давления воздуха.
В середине XIX в. возникают государственные сети станций. А в начале века трудами А. Гумбольдта и Г. Дове в Германии закладываются основы климатологии.
Первая карта изотерм (годовых) всего земного шара была построена естествоиспытателем и путешественником А. Гумбольдтом в 1817г. на основании данных всего 57 станций, и лишь в 1848г. Дове построил изотермы января и июля. Первые изобары с данными о преобладающих ветрах всего земного шара были построены Буханом в 1869 г.
Введение картографического метода в климатологию имело громадное значение, так как с его помощью могли быть выявлены основные закономерности в распределении метеорологических элементов. Так, например, карты распределения температуры и давления дали четкие указания о местоположении устойчивых областей повышенного и пониженного давления и выявили влияние распределения на земном шаре воды и суши на температуру и давление воздуха, зависимость температуры от высоты над уровнем моря и т. п. Эти знания в свою очередь стимулировали дальнейшее изучение климатообразую-щих факторов и построение первых классификаций климатов. Анализ распределения температуры на земном шаре в отдельные годы позволил Дове установить существование областей положительных и отрицательных аномалий, географическое положение которых изменяется от месяца к месяцу и от года к году. Следует также отметить исследования Северного Ледовитого океана А. Э. Норденшельдом и плодотворную идею ледового дрейфа, осуществленную Ф. Нансеном, а также Р. Амундсеном.
Дальнейшее накопление материалов наблюдений сделало возможным углубление климатологической теории, нашедшее яркое отражение в классических работах А. И. Воейкова о снежном покрове (1871 и 1889), об атмосферной циркуляции (1874), о климатах земного шара(1884), в ряде работ австрийского метеоролога Ю. Ханна (относящихся к климатам различных частей света), впервые объяснившего происхождение фена, в работах В. Кёппена и др.
Одной из первых работ по климатологии России является работа профессора физики Московского университета М. Ф. Спасского „О климате Москвы", опубликованная в 1847 г. В этой работе Спасский определяет задачу климатологии, которая тогда только что начала формироваться в самостоятельный раздел метеорологии. Он видит задачу ее в том, чтобы на основе результатов наблюдений исследовать закономерности и связи между отдельными явлениями в атмосфере, и проводит эту идею в своей работе.
Большое значение имел труд К. С. Веселовского «О климате России», выпущенный в свет в 1857 г. Это было первое климаологическое описание России. По своей полноте и огромному яичеству приведенных данных, а также по глубине анализа матологических закономерностей монография Веселовского то время не имела себе равных, в мировой литературе. Кроме 1ГО, этот труд имел и практическую направленность. В нем -ольшое внимание уделялось влиянию климата на экономику России, в особенности на сельское хозяйство.
Огромную роль в развитии климатологии в России сыграла главная физическая (теперь геофизическая) обсерватория, основанная в Петербурге в 1849 г. Под ее руководством была со-,дана широкая сеть метеорологических станций. Русская сеть етеорологическйх станций по качеству проводимых ею работ тояла на очень высоком научном уровне, по ее образцу строи-^ (ись сети станций в других странах. Данные многолетних наблюдений метеорологических станций, обработанные в обсерватории, впоследствии легли в основу многих климатологических трудов как по изучению отдельных элементов (температуры, осадков, облачности, ветров и т. д.), так и по общему описанию климатов России и СССР.