В метеорологии, как и вообще в науке, принят термометр Цельсия, предложенный шведом Цельсием; в этом термометре промежуток между точкой таяния льда и точкой кипения воды разделен на 100 частей. Им пользуются во всех странах, кроме Англии и Америки, которые даже в Научных сочинениях держатся Фаренгейта, несмотря на происходящие от этого неудобства.

Перевод градусов Реомюра в градусы Цельсия и обратно без труда делается в уме. С Фаренгейтом дело обстоит несколько хуже, так как помимо того, что расстояние между постоянными точками поделено у него на 180 частей, его нуль лежит на 32° (его шкалы) ниже, чем у Р и у Ц. Поэтому прежде всего нужно из числа градусов по Ф вычесть 32 и полученное число множить на ¹⁰⁰/_180°, т. е. на ⁵/₉, чтобы получить градусы Ц, или на ⁸⁰/_180°, т. е. на ⁴/₉, чтобы перейти к градусам Р. Это уже не так удобно делать в уме. Существует и более простой прием для перевода градусов Ф в градусы Ц. Вычтя 32° из числа градусов Ф, берут половину полученного числа и прибавляют к ней ее ¹/₁₀, ¹/₁₀₀ и т. д. части для перевода в градусы Ц, или вычитают ¹/₁₀, ¹/₁₀₀ и т. д. — для переводов в градусы Р. Например, если нам дано 150 °Ф, то, вычитая 32° из 150°, имеем 118; деля пополам, получаем 59 Далее:

Зная десятичные дроби, нетрудно проверить это правило, которое в сущности является лишь другим выражением предыдущего. Оно может пригодиться всякому, кто читает английские сочинения. В переводах столь популярного у нас Джека Лондона можно встретить такие температуры, что только диву даешься; в "сильный мороз" термометр стоит на нуле, "температура больного 105°" и т. д., так как переводчик не учел, что американцы считают по Фаренгейту.

СКОЛЬКО СЕГОДНЯ ГРАДУСОВ?

Чтобы ответить на этот вопрос, мы бросаем взгляд на термометр. Однако, термометр может висеть на южной стороне, куда попадает солнце, а может находиться и в тени, на северной стороне, где солнца не бывает; может висеть на окне, выходящем во двор, или же находиться на ветру. Если даже все эти термометры сами по себе показывают правильно, можно сказать заранее что они покажут различную температуру.

Для общежития это не имеет большого значения: нам бывает важно знать, тепло или холодно на улице, в каком платье выходить и т. д.; разница в 2°— 3° не играет здесь роли. Но для измерений научных и точных это уже не годится. Если, например, надо сравнить температуру в двух различных местах, нам важно, чтоб тут и там она измерялась в одинаковых условиях, иначе мы не узнаем, чему приписать разницу в температурах. Точность метеорологических измерений доходит до десятой доли градуса. Поэтому принято, чтобы всюду, где температура измеряется для научных целей, термометры помещались определенным образом. Их помещают в особые деревянные будки с дверцами, открывающимися на север. Стенки будок делаются в виде жалюзи и красятся белой краской; в них может свободно проходить воздух, но солнце не может непосредственно нагревать ни термометр, ни будку. Термометр в будке должен находиться на высоте двух метров от земной поверхности.

Такая установка принята во всех странах, чтоб обеспечить сравнимость наблюдений между собою; эта высота выбрана потому, что здесь температура воздуха уже более или менее свободна от искажающих влияний земной поверхности.

В общежитии часто приходится слышать: "сегодня на солнце столько-то градусов". И мало кто отдает себе отчет, что это выражение, в сущности, не имеет смысла. Если температура в тени, в зависимости от положения термометра, колеблется на 2–3 градуса, то на солнце трудно даже указать пределы, в которых меняется температура в зависимости от того, как помещены термометры, под каким углом на них падают лучи Солнца, какие предметы находятся вблизи них и т. п. В одном и том же месте в одно и то же время два термометра, оба "на солнце", могут дать совершенно различные показания. Под температурой в метеорологии всегда разумеется температура в тени, если дело не идет о каких-нибудь специальных наблюдениях при особых установках.

Рис. 18. Метеорологическая будка английского типа, принятая на станциях СССР. Внутри видны термометры и гигрометр.

НОРМАЛЬНЫЙ, СРЕДНИЕ И КРАЙНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ

Часто мы слышим, как говорят: "температура ниже нормы" или "выше нормы". Если в любой день посмотрим на бюллетень Главной геофизической обсерватории в Ленинграде, то найдем там для этого дня "нормальную температуру с 1743 г.". Что же это за нормальная температура?

Это — не что иное, как арифметическое среднее из температур этого дня, взятых за много лет наблюдений, — в данном случае с 1743 г. до текущего. Метеорологические наблюдения на станциях делаются обычно три раза в сутки: в 7 ч. утра, в 1 час дня и в 9 ч. вечера по местному времени. Средняя из этих трех величин называется "средней суточной температурой за данный день".[5] И вот если мы хотим знать нормальную температуру, например, для 15 января, мы берем все такие средние суточные температуры для 15 января в 1743, 1744 году и т. д. до последнего года, складываем и делим на число лет. Это и будет «нормальная" суточная температура для 15 января.

Но не всякую среднюю температуру можно назвать нормальной. Это право она получает только тогда, когда выведена из большого числа лет наблюдений. Если мы взяли всего два года, взятые из них средние могут случайно дать слишком высокую или слишком низкую температуру, а не ту, которая характеризует Ленинград. Чем больше лет мы берем, тем меньше вероятности, что на среднее влияют случайные отклонения. Сколько именно лет надо взять, чтобы получилась в среднем надежная величина (с точностью до десятой градуса, обычно принятой в метеорологии), — позволяет вычислить особая математическая наука — теория вероятностей.

Означает ли нормальная температура ту, которая чаще всего встречается в этот день? Или ту, которая должна наблюдаться в этот день? Ни ту, ни другую.

"Нормальная" не есть вообще какая-либо реальная температура, а просто некоторая условная величина, которая, строго говоря, никогда и не наблюдается; конечно, может оказаться, что в каком-нибудь году 15 января температура равна многолетней средней для этого дня, — но это чистая случайность. Однако, какое то значение эта нормальная температура имеет: если возьмем средние за один и тот же день года для Ленинграда и для Ялты, то, конечно, для Ленинграда получится температура значительно ниже. Следовательно, нормальная температура характеризует температуру каждой местности. Но значение ее в метеорологии отнюдь не такое, как, например, значение нормальной температуры человеческого тела в медицине у человека всегда нормальная температура около 37 Ц, и отклонение ее на несколько десятых градуса от нормальной уже указывает на что-то неблагополучное в организме. В метеорологии же температуры могут отклоняться от нормы в очень широких пределах. Если однако взять все отклонения температур, которые наблюдались в отдельные годы, со знаком плюс (температура выше нормы) и со знаком минус (ниже нормы), то сумма всех этих отклонений равна нулю.

Мы говорили о нормальной температуре дня; совершенно так же берутся и нормальные температуры каждого месяца и целого года. Чем больше период, за который взяты средние, тем меньше бывают случайные отклонения для каждого отдельною года. Температура каждого дня в одном и в другом году может различаться очень значительно, до 10°—15° и больше; средняя температура месяца, — например, января или июля, — тоже может разниться для отдельных лет, но уже заметно меньше; а средняя температура целого года обычно отличается от средней температуры другого года всего на какие-нибудь десятые доли градуса. Для вывода надежных нормальных суточных величин нужно поэтому очень много лет, а для вывода нормальных годовых — гораздо меньше.