В основанном им журнале «Географические известия Петермана» помещались очерки путешественников и другие географические статьи. Для того чтобы лично переговорить с Петерманом по поводу издания «Атмосферной циркуляции земного шара», Воейков посетил Готу. Петерман очень заинтересовался трудом русского ученого и обещал его быстро напечатать. Он сдержал слово: исследование об атмосферной циркуляции вышло в свет в Готе в следующем, 1874 году.

Оно явилось крупным вкладом в науку. Тридцатидвухлетний русский метеоролог стал ученым с мировым именем.

На картах Воейкова, составлявших одну из наиболее ценных частей его труда об атмосферной циркуляции, показаны области экваториальных осадков, выпадающих в летние месяцы при сухой зиме, области субтропических осадков, выпадающих зимой при сухом лете, области умеренных и высоких широт, где осадки выпадают во все времена года. Особенно выделил Воейков области муссонных осадков.

В некоторых частях земного шара осадков выпадает мало. Воейков определил три их типа: бездождная пассатная зона на океанах, пустыни и области с малоснежной зимой. Впервые в мировой литературе появилась такая работа по климатологии, которая давала характеристику зон земного шара и рассматривала важнейшие атмосферные явления в географическом плане.

Наряду с нагреванием земли и атмосферы солнечными лучами Воейков считал циркуляцию воздушных масс главной предпосылкой формирования климата.

Говоря о циркуляции воздуха, Воейков очень близко подошел к современному учению о воздушных массах. Для него было совершенно ясно, что, исследуя атмосферную циркуляцию, нужно изучать «общее количество воздуха», движущееся в разных направлениях.

Схема циркуляции атмосферы, нарисованная Воейковым, была проста и прекрасно согласовывалась со всеми накопленными к тому времени данными систематических научных наблюдений и исследований. Географически она была установлена с предельной четкостью.

В самых теплых районах земного шара господствует затишье с восходящим потоком воздушных масс, при низком давлении атмосферы и значительной облачности.

С обеих сторон к району низкого давления направлены воздушные течения: северо-восточные и юго-восточные пассаты. Эти течения относят теплый воздух, восходящий над экваториальной зоной.

В более высоких широтах (выше 30° северной и южной широты) преобладают теплые влажные юго-западные ветры, перемежающиеся, однако, с другими ветрами.

Объяснения воздушных течений были изложены Воейковым очень ясно. Вот как говорил он, например, о причинах ветра:

«Воздух в области с высоким давлением более плотен и будет стремиться вытеснить со дна воздушного океана менее плотный, воздух в области с низким давлением. Люди обитают на дне воздушного океана и ощущают это вытеснение менее плотных воздушных масс более плотными массами в форме ветра».

В «Атмосферной циркуляции» Воейков впервые указал «Большую ось Европейско-Азиатского материка», которая проходит от Байкала до Карпат примерно вдоль 50 градусов северной широты и которую можно проследить и дальше до Северной и Южной Франции. К северу от «Большой оси» господствуют южные и западные воздушные потоки, а к югу — северные и восточные потоки. Название «Большая ось» удержалось в науке недолго. Его вскоре заменило принятое во всем мире обозначение — «Ось Воейкова».

Впервые появившиеся на картах Воейкова зоны и климатические пояса давали единое, связное и обоснованное представление о климате земного шара и отдельных материков. Воейков удачно объединил в зоны и области сходные части земного шара.

Еще за два года до появления «Атмосферной циркуляции» австрийский метеоролог Ханн сказал, что метеорология «наполовину физическая, наполовину географическая дисциплина». Воейков умело раскрыл в физико-географических особенностях каждой территории характерные черты климата.

Идеи Воейкова, его смелые обобщения, конечно, оспаривались. Были и враги нового научного направления. Но возражать против доводов Воейкова было трудно. Ученый обладал редкой способностью «видеть лес среди многих деревьев». В огромном количестве фактов и явлений он умел находить самое главное и давать яркие характеристики отдельным областям и зонам земного шара, отбрасывая все второстепенное и маловажное. Его схемы были стройны, ясны и прекрасно подтверждены цифровыми материалами и наблюдениями.

«Атмосферная циркуляция» Воейкова завоевала признание прогрессивных ученых.

Свое пребывание в западноевропейских городах Александр Иванович использовал для возможно лучшей подготовки к путешествию в Америку. В Готе его интересовали научные архивы, карты и атласы Географического издательства Юстуса Пертеса. Ему было необходимо запастись для путешествия атласами, картами и справочниками, которые он и приобрел в издательстве.

Петерман обратился к нему с просьбой присылать корреспонденции и сообщения о странах, которые Воейков посетит.

В Берлине, Утрехте и Лондоне Александр Иванович побывал в научных обществах, завязал знакомства со многими метеорологами и географами. Здесь он снова просматривал книги, покупал справочники и карты, беседовал с лицами, путешествовавшими по Америке.

В Лондоне Александр Иванович сел на океанский пароход, следовавший в Северную Америку.

В дальнее путешествие Воейков ехал уже зрелым ученым, накопившим большие знания, создавшим важное научное исследование о воздушной циркуляции земного шара. Но написанные работы не удовлетворяли Александра Ивановича. Он далеко не был уверен в правильности своих суждений, в особенности когда они относились к заокеанским, а тем более к тропическим странам. Добросовестный ученый должен лично побывать в тех местах, о которых пишет.

Итак, в Америку!

В то время европейцы называли Северную Америку Новым Светом. Америка, установившая у себя республиканский строй, привлекала всеобщее внимание. Некоторые из демократически настроенных людей относились к ней даже восторженно, считая ее образцом для Европы, в то время как реакционеры говорили о Соединенных Штатах враждебно.

За тридцать лет до Воейкова в Соединенных Штатах Америки побывал великий английский писатель Чарлз Диккенс. Друг обездоленных, добрый и искренний человек, Диккенс был оптимистом и мечтателем. У себя на родине он видел немало страданий бедных тружеников. Когда Диккенс ехал в Америку, он надеялся, что там найдет другую жизнь, более счастливую, свободную от язв Старого Света — Европы.

Его ожидало глубокое разочарование. В первых же письмах к друзьям писатель с грустью сообщал, что Соединенные Штаты «не та республика», которую он надеялся увидеть. В путевых заметках Диккенса описаны его впечатления от трущоб, в которых жили трудящиеся Америки, несколько страниц заполнено объявлениями о пропаже и бегстве негров. Диккенс с ужасом переписывал из американских газет приметы разыскиваемых: искалеченные руки, ноги, выбитые зубы, следы от пуль и кнута, ошейники, по которым желающие получить вознаграждение за поимку раба могли его опознать.

С тяжелым чувством писал Диккенс о посещенных им различных американских тюрьмах, особенно об «усовершенствованных», где узники, обреченные на одиночное заключение, сходят с ума и погибают от болезней, где они теряют слух и забывают речь, о грязных зловонных ямах, где томятся тысячи жертв полицейского произвола.

И не менее печально звучит речь английского гуманиста, когда он пишет о лицемерии американских властей и высшего общества, о беспредельной власти доллара, о беззастенчивой лживости американской. прессы, о драках, насилиях и убийствах, о безнаказанности мошенников.

«Что же изменилось здесь после Диккенса?» — думал Воейков, вступая на американскую землю.

В годы гражданской войны между северными и южными штатами все симпатии русского общества были на стороне северян. Хотелось надеяться, что после победы они сделали для страны много хорошего.