Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Предполагалось, что с помощью сравнительно незначительного воздействия на атмосферу можно будет добиваться колоссальных эффектов, аналогично тому как при небольшом усилии можно столкнуть с горы огромный валун. «Воздействуя на правильные точки в правильных местах, мы сможем управлять энергией огромных воздушных масс [202] «Weather to Order.» , – объяснял журналист «Нью-Йорк таймс». – Мы сможем брать под контроль ураганы и направлять их в районы, где те не причинят никакого вреда» [203] «Making Weather to Order,» New York Times , 20 July 1947. . Перенаправлять ураганы планировалось с помощью нефтяных факелов, зажженных в ключевых точках, а вызывать дожди – посредством рассеивания по земле угольной пыли, что усиливало бы поглощение тепла. Конечно, конкретные детали еще предстояло прояснить, но уже в 1947 г. было очевидно, что «изобретатели вычислительных машин – это будущие творцы погоды» [204] «Weather to Order.» .

Несмотря на такие прометеевские амбиции и сопряженные с ними опасения, компьютер был не только инструментом созидания – или разрушения – мира. Прежде всего это была умная машина, способная расширить возможности человеческой мысли до непредставимых ранее пределов. Взяв на себя расчеты, организованные на основе научных принципов, компьютер стал не просто инструментом исследования атмосферы [205] Nebeker, Calculating the Weather , chapter 12, «The Unification of Meteorology». . Он позволил превратить метеорологию в экспериментальную науку. И речь шла не о модификации климата или погоды, а о принципиально новом явлении – метеорологических экспериментах, получивших название «погодные модели». Проводимые на базе вычислений, эти эксперименты становились абсолютно безопасны, поскольку таким образом выводились из сферы влияния геополитики, что было особенно важно после трагедии в Хиросиме и Нагасаки. «Эти модели сделаны не из гипса или дерева, – объяснял один из комментаторов, – они существуют скорее в уме и на графиках». В этом умозрительном пространстве «условная земля» могла создаваться в соответствии с вопросами, «которые мы хотим задать», строясь из постепенно добавляемых составляющих, таких как «океан, горные цепи, определенное количество водяного пара». Благодаря тому что такие модели упрощают понимание погоды, «мы можем начать думать о том, чтобы делать ее на заказ в региональном масштабе» [206] «Making Weather to Order.» . И если модель воспроизводила наблюдаемые явления, это означало, что наука движется в правильном направлении – «подобно тому как рождение ребенка, похожего на деда по отцовской линии, узаконивает и самого ребенка, и его отца» [207] Jule Charney, «Impact of Computers on Meteorology,» Computer Physics Communications 3 (1972 Suppl.): 124. .

«Условные» модели предполагалось использовать для численного прогнозирования погоды. В конце концов, что такое прогнозы погоды, ради которых и создавались компьютеры, как не попытки представить воображаемое будущее? Разница между численными прогнозами и «погодными моделями» заключалась лишь в том, что модели были предназначены для понимания погодных процессов, тогда как прогнозирование служило неотложным практическим нуждам.

В Вудс-Хоуле Малкус применила эти новые идеи и новые вычислительные возможности для решения такой сложной задачи, как описание роста отдельных облаков. Опираясь на данные, собранные во время полетов на гидроплане, она создала первую численную модель, которая на основе серии физических уравнений описывала, как происходит формирование и развитие облака [208] David Atlas and Margaret LeMone, «Joanne Simpson 1923–2010,» Memorial Tributes: National Academy of Engineering 15 (2011): 368375; W. – K. Tao et al., «Research,» 4. . Это была новаторская работа – первая в своем роде попытка представить рост облаков в виде серии уравнений. И это было лишь начало. Изучение отдельных облаков только углубило интерес Малкус к действию, производимому конвекционным процессом в широких масштабах. Но временны́е и пространственные рамки глобальных и даже региональных атмосферных процессов требовали гораздо больших вычислительных мощностей, чем те, что были доступны тогда. И даже если бы вычислительные мощности позволяли, проблема была слишком сложна, чтобы решить ее только с помощью численного метода. Чтобы исследовать такие сложные модели, требовалось подходить к ним с точки зрения физики.

Но Малкус не собиралась отступать. Прежде всего она убедила присоединиться к ее проекту Герберта Риля, своего бывшего научного руководителя. Вместо того чтобы анализировать данные о тропических облаках, как прежде, они стали изучать всю тропическую зону, расположенную между 10° северной широты и 10° южной широты по обе стороны от экватора вокруг всей планеты. Раньше такое масштабное исследование было бы невозможно, но теперь благодаря данным, которые собирались с помощью самолетов и радиозондов и наносились на карты, Малкус и Риль смогли сформировать более четкую картину того, как атмосфера движется над земной поверхностью, – и выявить пробел в теориях общей циркуляции. Они наткнулись на него, отслеживая движение солнечной энергии, – как будто в игре в «испорченный телефон» из цепочки выпал один из игроков. Солнечная энергия каким-то образом перемещалась по планете, но где и как именно это происходило, оставалось неясно.