Александр Гумбольдт (1769–1859) относится к числу заинтересованных наблюдателей климата первого этапа. В первом томе своего произведения «Космос: план описания физического мира» (1845) он так описывает климат:

изменения в атмосфере, которые видимым образом воздействуют на наши органы: это температура, влажность, изменение давления на барометре, спокойное состояние воздуха или воздействия разнонаправленных ветров, сила электрического напряжения, чистота атмосферы или смешение ее с более или менее вредными газообразными эксгаляциями, наконец, степень обычной прозрачности или ясности небосвода, что важно не только для усиленного теплового излучения почвы, органического роста растений и созревания плодов, но и для чувств и общего состояния души человека».

В своем описании климата Гумбольдт, с одной стороны, обращает внимание на возникновение и состояние климата в зависимости от определенных геофизических и атмосферных процессов, а, с другой стороны, указывает на влияние климата на человека в целом и на его самочувствие.

Наступивший в конце XIX века перелом в понимании климата и связанная с этим постановка климатических исследований на научную основу привели к возникновению нового понятия климата. В нем акцент делается на том обстоятельстве, что климат, как писал известный австрийский метеоролог Юлиус фон Ханн (1839–1921), охватывает всю «совокупность метеорологических явлений, характеризующих среднее состояние атмосферы на том или ином участке земной поверхности».

Интерес к физическим, психическим и социальным влияниям климата ослабевает, а на первый план выходит описание климата на основе инструментального определения его переменных. Отныне различают климат и погоду. Погода – это мимолетное состояние атмосферы в данном месте в данный момент. По сравнению с погодой, климат гораздо менее изменчив, охватывает бóльшие временные промежутки и, как правило, простирается на бóльшие географические территории. Серии измерений и наблюдений атмосферных переменных, в первую очередь температуры и осадков, на протяжении продолжительных промежутков времени позволили представить климат в виде количественных и статистических величин. Особую роль, начиная с этого момента, играет статистический метод наблюдения климата в значении среднего состояния атмосферы. Таким образом, изучение климата заключается прежде всего в сравнительном измерении и классификации средних показателей изменяющихся погодных условий на протяжении длительных периодов времени. В результате климат оказывается более или менее статичным и ограничивается ближайшими к земле слоями атмосферы. Глобальный климат есть не что иное, как сумма всех региональных климатов.

Когда в 20-е годы прошлого века благодаря техническим инновациям отпала необходимость ограничивать эмпирическое наблюдение климата поддающимися измерению состояниями атмосферы непосредственно у поверхности Земли, начался третий этап изучения климата. Климатология окончательно утвердилась в статусе специальной науки, занимающейся едва ли не исключительно физическим описанием климатических процессов. Физики стали все чаще обращаться к исследованию атмосферных и океанических явлений. Традиционная связь с географией ослабевала, давая простор для новой дисциплины – физики атмосферы и океана. Вследствие этой смены концепций вопросы влияния климата на биосферу и человека все больше отходили на задний план. В этом переходе климатологических исследований на новую научную основу можно выделить три особенности:

1) Расширяются наши знания о будущих и прошлых климатических условиях на Земле. На смену концепции более или менее постоянного – по крайней мере, в исторический период – климата, долгое время доминировавшей в науке ХХ-го века, пришло понимание того, что климат необходимо рассматривать как переменную величину применительно к любому отрезку времени1. Такой подход, наряду с анализом факторов воздействия на климатическую систему, ведет к осознанию того, что климат может меняться под влиянием человеческой деятельности. И действительно, сегодня многие исследователи климата полагают, что за последние 100 лет климат уже существенно изменился вследствие человеческой активности и будет меняться дальше.

2) Климатическая система теперь может быть измерена на больших территориях при помощи спутников. Правда, пока динамические ряды данных, полученных через спутник, ограничиваются небольшими временными промежутками, так что их использование в исследовании долгосрочного развития климата тоже ограничено. Становится возможным квазимоментальное «синоптическое» отображение по крайней мере физического состояния атмосферы (погоды). К этой цели еще в конце XVIII века стремилась метеорологическая сеть «Societas Meteorologica Palatina» (1781–1792), учрежденная Маннгеймской академией наук. Сегодня это совершенно обычная процедура, без которой был бы невозможен ежедневный прогноз погоды.

3) Математизация физики повлекла за собой математизацию океанографии и климатологии. Атмосферные и океанические процессы описываются при помощи математических уравнений. До изобретения ЭВМ эти уравнения могли быть решены лишь в весьма упрощенном виде, поэтому исследовались только самые важные взаимосвязи. Развитие ЭВМ позволило реализовать более сложные климатические модели, с помощью которых можно максимально приближенно к реальности показать природные процессы и степень их подверженности антропогенным воздействиям. Данные климатические модели в исследованиях климата выполняют функцию экспериментальных построений1.

После того как благодаря новым методам было достигнуто более глубокое понимание процессов в климатической системе и в динамике климата, климатология в последние годы оказалась в центре внимания науки и общественности.

Погода – частая и ни к чему не обязывающая тема для разговоров – влияет на нашу повседневную жизнь, на наше поведение и не в последнюю очередь на наше самочувствие. Почти все мы внимательно следим за погодой, охотно ее обсуждаем, а в современных квартирах и домах может не быть градусника, но почти всегда есть термометр для измерения температуры воздуха в доме и на улице.

В последнее время в непринужденных беседах о погоде все чаще всплывает вторая, родственная ей тема – тема климата. Часто можно слышать жалобы на то, что «погода» испортилась. При этом имеется в виду погодная статистика, т. е. климат. Люди сетуют на то, что ураганы случаются чаще или что они сильнее, чем раньше, что погода становится все менее предсказуемой, а границы между временами года – все более размытыми. Утверждается также, что человечество само наносит ущерб климату или даже разрушает его, а вместе с ним и основы своего собственного существования. В разделе 4.7 мы увидим, что эта тема далеко не так нова, как кажется. Раньше люди тоже задавались вопросом, в какой мере их деятельность может негативно отразиться на климате. Не оставался без внимания и вопрос о том, как сильно климатические условия влияют на условия жизни.

В данном разделе нас будет интересовать статичный, т. е. неизменный климат, в котором время от времени происходят опасные экстремальные явления (штормовые приливы1, наводнения и засухи), но который стабилен в том смысле, что любая подобная катастрофа может считаться «нормальной», поскольку после нее восстанавливаются прежние обычные условия. Вековой прилив происходит в среднем раз в сто лет, а если он не происходит, то значит что-то не в порядке с климатом или с расчетной методикой вековых приливов. Если два вековых прилива происходят непосредственно друг за другом, это еще не повод для беспокойства. Климат, переживаемый каждым из нас лично, имеет важную особенность: надежность или нормальность. Эта надежность позволяет нам разумно обращаться с климатом, пользоваться его возможностями и реагировать на его удары. В то же время надежность климата – причина того, что у большинства людей нет оснований не доверять климату. Впрочем, в современном обществе доверие к природе разрушается. Экологические проблемы в целом и вероятность изменения климата в частности меняют не только отношение человека к природе, но – в качестве побочного эффекта – отношение природы к человеку. Так что вопрос о том, оправдано ли сегодня существовавшее на протяжении столетий доверие климату, будет иметь принципиальное значение для будущего человечества.