В разделе 3.1 мы рассматриваем климат с точки зрения повседневного опыта человека и в значении лимитирующего фактора экосистем и человеческой деятельности. В этом контексте климат представляет собой статистику локальных колебаний погоды. Эти явления проявляются в таких параметрах, как продолжительность сияния Солнца в течение дня, количество и частота осадков, (приземная) температура и ветер, облачность и тому подобное. Именно эти параметры важны для потребителей климатологической информации: лесничеств, экологов, судоходств, транспортников и туристической индустрии. Для ученых-климатологов они имеют второстепенное значение. Ученые рассматривают климат как сложно организованную систему, в которой взаимодействуют и влияют друг на друга различные компоненты: океан, атмосфера, морские льды и так далее (Раздел 3.2). В этом контексте «температура воздуха у земной поверхности» имеет сравнительно небольшое значение. Ученых интересуют другие параметры, ничего не говорящие дилетантам и потребителям метеорологической информации. Это, например, теплообмен, функция тока, вертикальный обмен, поглощение и отражение сияния облаками. Представление климата в виде взаимодействующей системы физических компонентов позволяет климатологам объяснить, почему наш нынешний климат, как в глобальном, научном смысле, так и в локальном, обыденном понимании, является именно таким, какой он есть. Впрочем, эти представления не всегда встречают понимание общественности. Простым людям они интересны лишь с точки зрения полезности для экономики или планирования отпуска.

Естественнонаучной модели климатической системы противостоит социальная модель (Раздел 3.3). И хотя обе эти модели зависят друг от друга, они признаются и считаются важными в разных сферах общественной жизни. В центре научной модели по сути находится генезис климата (Почему возникают ураганы? Почему климат статичен?), тогда как социальная модель в большей мере ориентирована на фактическое или воспринимаемое воздействие климата. В разделе 3.4 мы рассмотрим идейное течение под названием «климатический детерминизм», согласно которому человеческая деятельность в значительной степени определяется климатическими условиями. В разделе 3.5 мы обсудим, насколько эти представления совместимы с современными знаниями.

Климат открывается человеку только в виде совокупности погодных явлений в месте его проживания, поэтому с точки зрения восприятия окружающей среды климат – это «типичная погода». Так, мы замечаем, что в какие-то годы лето было очень теплым и сухим, а в какие-то – дождливым, что время от времени случается сразу несколько сильных бурь, а в отдельные зимние периоды бурь не бывает вовсе. Не стоит путать понятие «типичная погода» с понятием «средняя погода»: первая определяется частотностью экстремальных явлений, последняя есть математический артефакт, не существующий в реальности.

Наш опыт наблюдения за типичной погодой служит основой для хозяйственной деятельности. Для некоторых поселенцев недавно открытых земель этот опыт был болезненным. Понаблюдав за погодой в течение первых нескольких лет, они сделали преждевременные выводы относительно последующих лет. Опыт такого рода ограничивается доступными для наблюдения частями населенной местности, а также часто используемыми судоходными путями. Восприятие климата в этом значении не выходит за рамки процессов и явлений у поверхности земли, таких как температура, ветер, осадки, солнечное сияние. Выражаясь научным языком, понятие климата сводится к пограничному слою атмосферы, как правило, в средних широтах.

Термометр, изобретенный около 1600 года Галилео Галилеем, и барометр, сконструированный в 1643 году Эванджелистой Торричелли, стали первыми техническими приборами для первого этапа, продлившегося вплоть до 20-х годов прошлого столетия. Это был период инструментальных метеонаблюдений, ограниченных земной поверхностью. Поистине революционные изменениея в этих инструментальных наблюдениях начались в 1920-х годах с использования воздушного шара для измерения климатических переменных на различной высоте. В этом направлении климатология развивается до сих пор. Сегодня важным источником информации являются спутниковые измерения.

Еще несколько десятилетий назад климатология была дескриптивной дисциплиной, в задачи которой входило составление разного рода карт и таблиц. Выдающийся метеоролог конца XIX–начала ХХ века, профессор Венского университета Юлиус фон Ханн (1839–1921) в первом издании своего, долгое время считавшегося хрестоматийным справочника по климатологии1 пишет: «Наука о климате … имеет своей задачей познакомить нас со средними состояниями атмосферы над различными областями земной поверхности».

В самосознании метеорологов прошлого века климатология понималась как один из аспектов географии. Метеорология – как раньше, так и теперь – есть нечто отличное от климатологии, поскольку метеорология занимается главным образом физикой процессов в атмосфере. Прогноз погоды – по общему мнению, основная задача метеорологов – долгое время составлялся при помощи довольно сомнительных, с современной точки зрения, методов (например, на основе классификации метеоусловий или выискивания схожих ситуаций в прошлом). Лишь с появлением ЭВМ в конце 1940-х годов метеорология обрела более прочный научный фундамент.

В основном повседневный опыт наблюдений связан с суточным и годовым ходом: утром, до восхода солнца холоднее всего, влажность воздуха максимальна, и происходит конденсация влаги. На рисунке 1 показан суточный ход погоды летом в Германии. Максимальная температура достигается около 14 часов, до 6.00 отмечается самая низкая температура. Разница температур около 5° в прибрежном регионе близ Варнемюнде гораздо меньше, чем в глубине материка в Потсдаме: там амплитуда дневных колебаний температуры – примерно 7 °С.

Годовая динамика температуры, т. е. увеличение или уменьшение теплоты воздуха, лежит в основе различения времен года. На рисунке 2/3 выборочно отображены климатические диаграммы дневных и ночных значений средней нормы осадков и средних температур в течение года.

Рис. 1. Ход среднесуточной температуры в июле в Варнемюнде (на побережье Балтийского моря) и в Потсдаме

В нашем сознании самый холодный и самый теплый месяц ассоциируется с зимой и летом. На самом деле «официальные» времена года определены астрономически. Это определение полностью соответствует метеорологической дефиниции, хотя в контексте метеорологии правильнее было бы, наоборот, называть месяцы декабрь-январь-февраль зимой, март-апрель-май – весной и так далее. Слово «зима» следовало бы заменить словом «северная зима», так как в южном полушарии декабрь, январь и февраль, разумеется, в среднем самые теплые месяцы в году.

Поскольку деление года на четыре сезона базируется на наблюдении за изменениями температуры, оно не совпадает с динамикой долготы или краткости дней. Дело в том, что в умеренных климатических зонах Земли минимальные температуры не выпадают на самый короткий день, точно так же как максимальные не выпадают на самый долгий. Эту разницу легко объяснить с точки зрения физики: максимальная температура воды в ванной достигается не тогда, когда поступает самая горячая вода, а когда поступающая вода теплее, чем вода в ванной (если пренебречь другим процессами).

Характерная динамика температур в течение года для некоторых точек земного шара показана на рисунках 2 и 3. На примере Гамбурга (Германия) и Хобарта (Австралия) четко прослеживается противоположность северного и южного полушарий, равно как и отсутствие явно выраженного годового цикла в тропических регионах, например, в Дарвине на севере Австралии или в Боготе на севере Южной Америке.