Затем Воейков приводит другой пример — Гренландия, где зимой с востока и с юго-востока дуют фены. Там воздух стекает с плоскогорья, покрытого толстым слоем льда. Этот воздух так сух и температура его настолько высока, что испаряется даже снег. Воздух нагревается от собственного движения, если это движение направлено вниз. Если же движение идет вверх, то воздух охлаждается, так как на подъем затрачивается много энергии.

Воейков переходит и давлению воздуха и его движению в горизонтальном направлении. Двадцать лет занимались метеорологи этим вопросом, но объяснения таких явлений, как пассаты, циклоны, антициклоны, оставались неверными и сбивчивыми. Например, пассаты объясняли разностью между температурами воздуха на экваторе и «а широте около 30 градусов. Разница в температуре этих двух зон не больше 8 градусов, а расстояние между ними 2775 километров. Изменение температуры на 1 градус приходится на целых 347 километров расстояния. Такая разность температур не может вызвать воздушного течения. Воейков приводит пример. Температура горения дров в печке около 600 градусов, температура комнаты в 10 метрах от печки — 20 градусов, разность температур на 1 метр расстояния составляет 58 градусов. Итак, разность температур в комнате в 20 миллионов раз больше, чем в пассатной полосе. Метеорологи придают значение разнице температур, совершенно ничтожной. В чем их ошибка?

Температура воздуха — это температура небольшого пространства, окружающего термометр. Она может быть очень различна на близких расстояниях. Следовательно, горизонтальное движение воздуха или ветер нельзя объяснять разностью температур.

Не раз возвращаясь к этому вопросу, Воейков, начиная с «Атмосферной циркуляции», неизменно опровергал господствующий до него в науке взгляд, будто схема воздушной циркуляции аналогична движению воздуха у печки. Он доказал, что массовые восходящие тони на экваторе невозможны. Не располагая, естественно, огромными материалами наблюдений наших дней, Воейков тем не менее очень близко подошел к воззрениям, которые установились в современной науке,

«Причина ветра, — объясняет Воейков, — заключается в различной температуре и удельном весе всего воздушного столба. Если в одном месте давление выше, чем в другом, лежащем на том же уровне, то воздух от места большего давления стремится к месту меньшего давления.

У экватора удельный вес всего столба воздуха меньше, чем по обе стороны его в широтах 30 градусов к северу и югу. Ведь у экватора воздух теплее, а водяного пара в воздухе больше, чем на широте 30 градусов. Поэтому в нижних слоях возникает движение воздуха от более высоких широт к экватору. Это пассаты, дующие из высоких широт к экватору. Следует иметь в виду, что под влиянием вращения земли пассаты отклоняются от прямого пути и в северном полушарии имеют направление северо-восточное, а в южном — юго-восточное».

Говоря о столбах воздуха, Воейков предвосхитил учение о движениях воздушных масс, на котором основана современная климатология, возникшая в двадцатых годах нашего столетия. Тридцатью пятью годами раньше климатологов XX столетия Воейков правильно представлял себе циркуляцию атмосферы.

Изменения погоды Воейков объяснил перемещениями циклонов (центров низкого давления) и антициклонов (центров высокого давления) и указал, что влияние силы вращения Земли зависит от широты места.

Вслед за солнечным теплом и ветрами велико значение в климатических явлениях влажности воздуха, испарения, облачности, водных осадков, рек и озер, снежного покрова. Влияние каждого из этих элементов Воейков излагает в отдельной главе. С неопровержимой логикой развертывается цепь явлений, формирующих в конечном итоге климат страны.

Особенно важную роль в формировании климата играют океаны, моря, реки и озера. «Реки — продукт климата», — говорит Воейков, «…страна будет тем богаче текучими водами, чем обильнее осадки и чем менее испарение как с поверхности почвы и вод, так и растений». Воейков, тонко анализируя условия питания рек, создает прочно вошедшую в науку классификацию рек, различая их по характеру и режиму питания.

Озера, как и реки, — результат осадков. Озера увеличиваются при росте влажности климата. Они высыхают по мере того, как климат становится суше. В зеркале их вод как бы отражаются изменения климата страны.

Дожди оказывают на температуру воздуха сравнительно небольшое влияние: дождевая вода быстро стекает и просачивается в почву. Другое дело — снег. Пока температура ниже нуля, снег остается на земле и оказывает сильное воздействие «а температуру воздуха. Климат может меняться и под влиянием значительных скоплений льда и снега.

Воейков был первым климатологом, по-настоящему оценившим значение снега. Именно Воейкову, уроженцу России, хорошо изучившему климатические условия родной страны, было суждено стать творцом «науки о снеге».

Снег хорошо отражает солнечные лучи и обладает малой теплопроводностью. Он прекрасный изолятор, сохраняющий тепло почвы. Если бы не было снежного покрова, земля охлаждалась бы значительно больше. Но наряду с этим снег охлаждает и повышает влажность нижних слоев воздуха. Холодный воздух тяжелее теплого. Он менее подвижен. Поэтому ветры над снегом становятся слабее. Снег утепляет землю, и хотя он охлаждает воздух, масса охлаждаемого воздуха так мала, что утепляющее влияние снега превышает вызываемое им охлаждение.

Воейков еще в ранних своих работах раскрыл значение снега для климата. Он сделал ценные практические выводы: снег надо использовать для хозяйственных целей. Воейков советовал задерживать снег, чтобы полнее использовать влагу талых вод. Это способствует повышению урожайности полей.

Смелым новатором выступал Воейков и в вопросе о влиянии рельефа на суточные колебания температуры. Он объяснял, почему в долинах колебания температур значительнее, чем в горах и на холмах. На вершинах масса земли мала, а потому она не может нагреть воздух, а в долинах, где масса земли больше, воздух днем нагревается от земли. Кроме того, в долины притекает с возвышенностей воздух, нагревающийся от движения вниз. Ночью поверхность земли охлаждается, холодный воздух скопляется в долинах, а теплый поднимается вверх. Воейков указывает, что различие температур между горой и долиной тем ощутительнее, чем меньше облачность, чем суше воздух и чем слабее ветер.

Эти выводы вошли в науку под названием «закона Воейкова».

Шесть глав отведено в книге изучению циркуляции атмосферы и режиму ветров, десять глав — изучению осадков, влажности воздуха, рекам, озерам, морям и океанам.

Устанавливая взаимосвязь климата с растительностью, Александр Иванович сумел по-новому прочитать великую книгу природы. Изучая физиологию многих растений, Воейков определяет, какие особенности строения и жизни растений делают их засухоустойчивыми, способными переносить сильные морозы. В частности, наши хвойные деревья обязаны своей морозоустойчивостью смоле — плохому проводнику тепла.

Однажды возникнув, лес создает свой местный климат, который, в свою очередь, защищает растительность и поддерживает жизнь леса даже при неблагоприятных изменениях климата всей страны.

Существуют температурные пределы распространения растений, но на их крайних границах растения уже с трудом конкурируют с теми, для которых данный климат является наиболее благоприятным. Вот причина того, что растения не достигают своих температурных пределов. В наших южных степных областях нет лесов не потому, что деревья не могут развиваться. Количество влаги, необходимое для лесов, далеко не так велико, как это принято думать. «Где существует роскошная степная растительность из злаков, бобовых и т. д., там влаги достаточно и для лесов», — пишет Воейков. Деятельность человека — вот что влияет на размещение участков степи и лесостепи.

Изучение ископаемых остатков древней растительности позволило Воейкову прояснить вопрос об изменениях климата в прошлом.

В своем труде Воейков выступает самобытным, можно сказать, стихийным диалектиком. Он, схватывает сущность явлений, исследует их всесторонне, во всей полноте, в тесной взаимосвязи с окружающей средой, изучает явления в их движении и развитии.