第五章 任务之一:气象观测

对任何一个文明国度来说,拨出大量资金建立气象站都是寻常之事,我们也清楚这不是一种无目的的付出,因为气象服务会促进共同福利。最值得注意的是,天气和农业、森林、水电利用、海空巡航有着密切关系,很难用数据来说明天气预报和风暴信号曾使多少人、轮船和贵重的货物幸免于难。最近几年,由于公共气象站缺乏,几座大型水电站已建立了自己的气象站,这说明气象学对一个国家的水电利用是多么重要。

北半球现在有众多的气象站依据国际公认的准则实施不间断气象观测。欧洲的气象站最多,瑞典有41个,德国有上千个。北美和非洲也有气象站。与此同时,很多轮船上每天也在实施气象观测。观测报告从许多不同的观测点每隔几小时就可传输到中心气象站,气象学家们在此得出自己的气象预报结论。

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只有亚洲仍然不重视天气预报。如果数一数北半球上现有的气象站,构成大陆板块相当大一部分的中部亚洲形成了一个不间断的空白地带。的确,人们在乌尔加、乌迪、乌里雅苏台和迪化已进行了虽不很充分但却是非常有意义的连续调查。在沙漠带和西藏我也进行了多年观测,固定的观测点有焉耆库尔·察尔克力克和曼达尔力克。但毕竟我们的知识只是建立在宽泛的不连续证据之上。的确,从这些证据中人们可以得出这个大陆气候特点的总体线条和气象因素起作用的一般方法,人们也知道了哈蕾的可怕风暴——我自己就多次由罗布泊的东北方向经历过这种风暴,人们也可以从理论上界定它们形成的原因和从实际的角度解释它们新产生的结果——然而我们到底知晓多少它形成的原因和特征呢?我们什么也不知道。

填补中亚的那一大片空白地带是我的原始计划的一部分,我现在已把它付诸实施了。这样,北半球的气象站网络中的最后一片空白就将最终消失,这个半球的很多与气候学和气象学条件相关的困扰人的难题也会找出答案。我们也能为中国做一件无法估量的好事,因为一个沙尘暴预警系统会运转起来,从而减少沙尘暴对农业造成的损失。如果我的计划成功并得到中国当局的充分支持,我打算在中亚建立的永久气象站也将发挥同样作用。

从以上所述可以看出,我们的气象学家霍德博士的工作将给气象学和气候学带来一场革命,其成果将在所有有关这一课题的通俗读本中找到重要的位置。事实上,霍德博士及其同事的任务非常重要。即使我们的考察在归来的时候没有别的发现,但只要有了他们的工作,就足以证明这次考察是值得的。

霍德博士的气象站在我们扎营于呼图尔图古尔的当天就建成了。那是一个带有顶棚和格子墙的立方形木棚,风可以通过木格子自由流通而太阳光线却照不进来。木棚由4根柱子支撑,其高度足以消除地面的冷热变化带来的影响。整个木棚被绳子从四面紧紧固定住,最强烈的风暴也不可能将其掀翻。气象站离我们只有几步路远,我们可以方便地读取里面仪器上的数据。在露天的不同高度还有各种小的温度计,它们被水平固定在夹子里。在地面上还放着日射测量温度计以及其他敏感仪器。

对霍德博士来说,他的气象站成了我的帐篷“城”边缘的“郊区”。他的帐篷中放满了仪器箱,里面装着无液气压表、厨房温度计以及各种各样新奇的仪器。在他的帐篷的入口处有一个帆布凉篷,在凉篷前放着其他的箱子,这些箱子有的被打开,有的还从未被碰过。这些满当当的箱子中装的是为计划中建立的气象站而配备的全套设备。

如果有人想在天黑以后进入霍德博士的“郊区”但又不熟悉那里的地形话,那他必须小心才是。因为他在那里为旅队的无线电话竖立了两座高10米、相距有40米的无线发射塔,在发射塔外围距地面大约2英尺之处还有3根铁丝——这是必须避开的陷阱。借此机会我还要指出我们还有一座无线电台,冯·考尔对之负责——我们不能没有它。除了别的问题以外,干电池的电流只能用4分钟,因此,要想听到别的电台,除了要有好运气外,还必须具备灵敏的感知能力。如果我没有记错的话,安德鲁斯在这方面有过相同的不愉快经历,这一点他已在《踏着古人的足迹》一书中讲过了。他曾在汽车上设立了一个无线电台,但却什么也收听不到。我们的问题可能是由于无法排除的气候因素造成的,当然,我们也不期望能知晓世界上每天都发生的一切——我们已认为不听外部世界的新闻是一种放松,但我们希望收到外部电台的报时声,以便更精确地确定经度。

如果有人在霍德博士的“密室”看到他,假如他不是在读仪器或释放试验气球的话,他通常都沉迷于数字、公式和图表,或者忙于和赫尔·沃尔兹与赫尔·齐莫曼两人实施气球观测。霍德博士帐篷的内部给人印象最深的是博学。他本人是我们看到的最有魅力和和蔼的人之一,他不是那种躺在自己的知识上就如同神龙躺在自己的金色宝藏上那样的学者。相反,他乐于向别人介绍自己的研究,由于他的讲解清晰明了引人入胜,听众一不小心就成了气象学家。

在霍德博士的观测站,每天都要在国际公认的时刻,即7点、2点和9点进行观测。除此以外,在每个固定营地,不管白天还是黑夜都要两小时进行一次观测。晚上的观测工作委托给守夜人,他们从傍晚9点至夜里1点、从夜里1点至凌晨5点分两组值班。他们必须检查云团和风向,因为霍德博士重视这些因素胜于重视温度曲线,其实从温度曲线的走向可以获得相似的结果。由于在乌尔加、张家口、乌迪、乌里雅苏台和迪化所进行的一系列观测很少注意云团和风向,我们在这里就面临着非常重要的任务。

为了监测温度、空气压力和湿度,气象观测点建立了温度记录器、自动记录式气压计和温度计。霍德博士对云块的高度、形状和运动方向特别关注,他拍摄了一系列不同云团的美丽照片。

除在26米的山顶上以外,我们在营地也测量风速,这里最大的风速是每秒30米,的确,这里的风无时不在呼号。早上8点风就刮起来了,中午风力加大,下午6点以后风力减弱,晚上则一般是风清月朗。即使下雨,大部分降水还未落到地面上就蒸发了。降水到雨季才增加,但那时候的气候是什么样呢?我们对此一无所知,正是这些以及其他许多情况尚待查证。

霍德博士认为,通过他的研究方法,他能够确定在未来的土地开垦和利用中有些事情是不能做的,而植树造林则有可能,因为通过这种方法土地的价值可能会上升到前所未有的程度。

我们需要解决的另外一个问题是期望能找到解决干旱的办法。中亚无可争议地面临着一个干旱期,几乎所有中亚的湖泊都在下降和缩小。为了解释这些问题,我们要用到有关嘎顺淖尔的详细资料。准确的结论也许要用数十年方能得出,但通过精确观测,我们可为将来的工作打下基础。

霍德博士还对日晒、太阳射线以及地球的夜间射线进行了非常精细的观测。和在包头一样,他已经在夜晚对地表上空的大气分层进行了多次观测。现在他已开始发起了自蒙古边境的系列观测,不管是宿营还是行军他都没有停止过。每当队伍被迫停止时,他都显得很高兴。他利用停留的时间工作,收集同类的和连续性的资料,这些资料使他能将这里的情况与别的国家的情况联系起来研究。

在柏林附近的林登伯格航空气象站,每天都释放试验气球,因此,至少在欧洲将不会有气象站能像林登伯格这样能进行更彻底的和不间断的空气运动观测了。该气象站的建立者是阿斯曼,赫尔·戈塞尔于1912年接手林登伯格气象站——此人早在1906年就在斯特拉斯堡利用试验气球探测大气层。在德国,所有大一点的气象站和天文台现在都释放试验气球。瑞典有3家气象站,芬兰有1个,靠近赫尔辛福斯。斯德哥尔摩的天气服务中心每日都能接到分布于欧洲各个地点的大约20个试验气球站的报告。在中国到目前为止据说只有为数不多的几次气球升空。印度利用试验气球进行研究的状况更不值得一提。同样,在这方面中亚也是一个广袤的未被认知的地带。既然如此,如果运用霍德博士的试验气球研究方法进行整整一年的观测,那么可以想象这将对中亚15000米高空气流运动的科学研究、对了解那里的大气条件的工作意味着什么。我们的考察不仅要向科学界提供有关地球表面状况的资料,与此同时还要把15000米高空的气流运动的知识呈现给世人。

试验气球将揭示在地球最大的陆地上空赤道与极地之间的气流交换是循着什么路线进行的,同时还应揭示我们已习以为常的欧洲的多变的气候伸展到亚洲的程度,换言之,高低气压已到达东欧的什么地方?在多远的垂直方向可以感受到亚洲每年的冷热变化?在地球表面的什么高度气流进行着从海洋到陆地的旅行或者相反?当地表上空的气流从低温区流向海洋,而且在这些气流上空的更高空域的相反方向出现一次气流交换时,在多高的空域会出现冬天的相反状况?

我们的目的就是找到这些问题和其他类似问题的答案。如果成功的话,我们有充分的理由抱此希望,即将可能发现大气循环的重要规律。

通过试验气球人们不仅可以确定更高空域的风的方向,而且还可以发现地表上空各种高度上的气压分布变化,同时,如果有足够的气象站,人们甚至可以把各个大气层的等压线图画出来,这种图与地图有很大不同。在试验地图的帮助下,我们可以把这些尚不存在的地图的大致轮廓勾勒出来。

气球的平均高度达到海平面以上7500米,而最大的高度则是目前的14700米。从轮船上释放的气球比我们的气球要大得多。我们有3种不同的气球,但即使最大的一种也不可能在15000米的高空实施清晰地观测。它们都用最好的黄色或红色橡胶制成,直径为120厘米。红色气球重30克,但必须携带90克的重量才能升空。比较大的一种重10克,须载重325克方能上天。小气球的升空速度为每分钟150米,大的为250米。因而后者在10分钟就能升到营地上空2500米之处,而营地的海拔为1595米。

早在1925年秋天,我还在筹备这次考察的时候,在亚洲腹地建立4座永久气象站似乎对我而言就是具有最大的科学价值的任务。尽管在次年和1926年冬天到1927年的时局压力下第一个计划经历了各种大大小小的调整,我也一直没有放弃建立这4座气象站的打算。我已经表明了这些气象站对我们获得北半球的气候和气象条件的知识是多么重要,同时也表明它从实用的角度和天气预报方面对中国将有多么重要的意义。

1926年11月底至12月初,瑞典大臣艾威罗夫和我与当时的中国政府就考察计划进行谈判时,我就主动提出,在欧洲的工作人员进行了至少一年的系列观测以后,气象站连同整套仪器设备将作为礼物送给中国政府,条件是在考察结束和欧洲工作人员撤离后,中国政府必须以经过培训的工作人员维持这些气象站的运转,而且这些工作人员还要在随后的年头里执行我们的计划——因为只有系列观测能够维持10年以上,这些气象站的真实价值以及它们对中国政府的好处才能显现出来。多年的系列观测会使确定合理的平均值成为可能,因此它能够提升这些科学观测的层次,使之与地球上最有价值的科学活动相媲美。

中国政府对我的好意报以彬彬有礼的感谢,但在我和我的工作人员离开后他们到底会如何对待这些气象站呢?

反对派一开始似乎以不可调和的态度反对我的考察,然而在一系列谈判之后我们的立场又越来越接近、还一起讨论了各种各样的困难和实际问题,当我最终的条件使得中国学术界认为可以向我敞开中亚之门的时候,气象站的问题得到了它应有的关注。

在建立气象站的计划和将来接手维持其运转方面,那些原来反对我的人现在变成了我的支持者。但是他们向我提出要求,即要我带4名中国学生随团考察,他们的任务是参加4个气象站的工作。

1号气象站计划建于额济纳河,2号气象站建在哈密,3号气象站建在迪化——考察队的大本营有一段时间也设在这里。旅队的大队人马后来越过罗布泊去了察尔克力克或车尔臣,为的是在那里建立4号气象站。

从以下的事实可以看出中国人对我的计划确实产生了兴趣,在我离开北京以前,中央气象台就要求我指示2号和3号气象站每天向北京通过电报发送天气报告,费用自然由中国政府支付,我很乐意地满足了这项要求。

除了4号气象站以外,在昆仑山脉边缘地带至少3000米高处我们还要建立一座持续数月的高山气象站,这里的观测与4号气象站同时进行,目的是为霍德博士的调研提供资料。他想知道在不同的季节随着高度的变化温度是如何升降的,那些带着黄土尘粒的沙尘暴能达到怎样的高度。我们只能向高山气象站抽出一个欧洲人,其余的工作人员都由当地人组成。

在北京逗留期间我也很想在和田河上建立5号气象站,站点就设在1895年4月至5月间我那次悲惨的沙漠之行中碰到和田河的地方。霍德博士同意我的意见,认为建立这样一个气象站非常重要,因为它将使人们清晰地知道沙漠深处的气温、沙暴以及气候的其他状况。与此同时,在这里设气象站还能使我们对夏季和田河的水量及河流的涨落有一个细致的了解。我于1895年5月5日到达那里时,发现河床是干的。只是在很远的地方我才找到了一小潭的水,如果够深的话,这些水可以维持整个夏天。11年后,英国考古学家奥雷尔·斯坦因爵士发现了那个曾经救过我命的水潭,他还送了我一张那个“上帝之湖”的照片。我的仆人卡西姆还给他做过向导。林子中的牧人说6月初河床涨满,一个半月后水量下降,秋天则完全断流。在有涡流形成涝坑的地方,留下的水整个冬天都冰冻着,但这些水池在春天开始慢慢变小,到了5月份河床就干到底了。我想,如果能收到和田河在全年的各个月份涨、落、干涸的情况的照片以及它以顽强的生命力抗击沙漠侵袭的情况的照片的话,将是一种珍贵的纪念,这样的知识只能在当地进行一年不间断地观测才能达到。因而,我在4个正计划建立的气象站之外再增建一座的愿望很强烈。

对我的这座移动的“城”中那些不得不留在气象站的人来说,与壮观的大部队及其快乐多彩的生活永远分开不是一件轻松愉快的事情。我想,当我们继续前行去迎接新的变化和冒险时,他们却要面对整整一年的孤寂生活,其内心的孤独和悲伤是可以预见的。我们现在有时候已开始讨论向几个气象站分配工作人员的问题了,困难的事情是,每个人都想去最后一个气象站,以便尽可能多地参加考察。在这方面最倒霉的人要数那些留在额济纳河的人,因为他们首先要与大部队分开。但当他们了解情况以后,我也没有向他们隐瞒这样一个事实,即嘎顺淖尔及其周围地区是整个旅行当中将要碰到的最令人感兴趣的地方。如果我本人必须去一个气象站待一年的话,我首选嘎顺淖尔,次选和田河。如果形势要求我在哈密、迪化或车尔臣三地中选择一个作为驻地的话,那对我并无多大意义,因为三个地方都缺少沙漠的安宁。但不论在哪个地方都有无穷的机会去研究地表、它的生命以及人类的生命和活动。

冬初之时,J·G.安德森教授曾向我指出,不能像过去经常发生地那样让气象站的工作人员错过进行人体测量的机会。我因此请教了北京联合医学院解剖学研究所的保罗·斯蒂文森博士。斯蒂文森博士和布兰克博士对我的计划很感兴趣,前者给预备去气象站工作的人上了人体测量指导课,甚至还特别为中瑞西北科学考察团编写了一本小册子——《人体测量术》。这本小册子作为人体测量指南非常有用,里面还配有照片和图画。斯蒂文森博士私下对我说,说服不同的种族进行人体测量是很费劲的事情。但我们的两名主要工作人员——瑞典人索得鲍姆和丹麦人哈斯伦德,在迄今为止胡莫博士所进行的人体测量工作中,已证明他们是灵活的中间人和翻译,而且很快就能独立工作了。