Тетради 150-летней давности показали, насколько плохо стало с погодой в Токио

Эта статья подготовлена и профинансирована Университетом прикладных наук Западной Норвегии - читать далее. Его дневники XIX века трудно читать. Но они рассказывают нам кое-что о нашем будущем На школьном дворе в Токио в 1870-е годы Эрвин Книппинг выходил трижды в день, чтобы записывать погоду. Он делал это неустанно, годами. Так выглядели таблицы в погодных дневниках Эрвина Книппинга. Превратить их в пригодные цифровые данные - задача далеко не простая. (Исторический материал, используется с разрешения) Страница за страницей изящным наклонным почерком, записанные перьевой ручкой рукой, которой давно нет: так выглядят дневники немецкого учёного.

Они свидетельствуют о совсем ином времени - без компьютеров, калькуляторов, современных измерительных приборов и искусственного интеллекта. А больше всего - о терпении и любознательности молодого метеоролога в городе далеко от его родины. Об открытом уме, желавшем найти закономерности в окружающем мире. Средства, которыми он располагал, были простыми - например, обмотать мокрой тряпкой термометр, чтобы измерить влажность. Он записывал температуру, следил за небом - его цветом, видимостью и облаками. Он и не подозревал, что его записи спустя более 150 лет станут вкладом в понимание одной из величайших угроз человечеству нашего времени: глобальных изменений климата. И в особенности - их скорости.

Забытый климатический архив

Август Вирлинг и Валерия Яна Шваниц из Университета прикладных наук Западной Норвегии совершенно случайно наткнулись на старые дневники Книппинга. Оба они - члены Немецкого общества естественно-научных и этнологических исследований Восточной Азии, каким в своё время был и Книппинг. Один из коллег по обществу обратил их внимание на то, что этот материал существует, и задумался, можно ли его для чего-то использовать. К тому времени записи пролежали почти нетронутыми более ста лет. - Мы сразу подумали, что это необычайно ценно. В климатических исследованиях нам нужны длинные временные ряды данных, особенно когда мы моделируем или проверяем модели того, каким будет будущее, - говорит Шваниц.

- Кроме того, нам нужно историческое понимание того, какой была погода до промышленной революции и до того, как проявились изменения, вызванные человеком. Это нулевая точка, относительно которой мы измеряем всё остальное, - добавляет она. Набор данных Книппинга был зарегистрирован до индустриализации Японии и в городе, который с тех пор стал центральным для понимания самых серьёзных последствий изменения климата. Но при первом же знакомстве с ним встал ряд проблем: есть ли ещё что раскрыть помимо того, что они нашли поначалу? И как им действовать, чтобы во всём разобраться?

- Передавать знания через века - невероятно трудная задача на многих уровнях. Первое, что нам пришлось сделать, - искать дальше, чтобы убедиться, что собрание полное, - говорит Шваниц.

Власть прусского короля

Чтобы понять, где скрыты старые данные и как их толковать, недостаточно мыслить как физик или экономист - области, к которым принадлежат Шваниц и Вирлинг. Нужно кое-что знать об истории и раскладе сил в странах, где эти знания были получены. До того как Германия стала государством, прусский король обладал властью над всеми собранными научными знаниями. Именно король и распоряжался стандартами того, как должны фиксироваться научные открытия. Реклама Как гражданин Пруссии, Книппинг был обязан отправлять ему все свои отчёты. Лишь позднее эта обязанность перешла к государственным архивам, таким как национальные метеорологические службы.

После поисков в исторических журналах Вирлинг и Шваниц в конце концов обратились к архивам прусского короля, которые изначально находились на старой метеостанции под Берлином. Туда они и отправились - но, как выяснилось, архивы были перемещены, а ответственность за них перешла к метеорологическим службам. Которым, в свою очередь, пришлось искать, чтобы найти остальной материал из исследований Книппинга, разбросанный по нескольким местам в Германии.

Почему Книппинг оказался в Японии

Чтобы понять, как молодой немецкий метеоролог оказался ведущим исследования годами в Токио, нужно кое-что знать и о японской истории. Прежде всего: Япония была закрытой страной с начала 1600-х годов и до того, как открылась миру в 1867 году. К тому времени страна прожила более 200 лет строгой политики изоляции. Поворотный момент наступил, когда американский коммодор Мэтью Перри вошёл в Токийский залив в 1854 году с четырьмя паровыми военными кораблями. Он потребовал, чтобы Япония открыла свои порты для торговли с США, иначе они применят военную силу.

После этого события японцы осознали, насколько сильно отстали в военных технологиях - а также в технологическом развитии в целом и в способах устройства государства. За этим последовал молниеносный переход от старого феодального общества самураев к современной великой державе. Обмен знаниями был ключевым для этого преображения. - Япония отправляла людей в Европу, чтобы они обучались различным специальностям в течение двух-пяти лет. Также она приглашала иностранцев приезжать в страну, чтобы преподавать, - рассказывает Шваниц.

Книппинг был одним из них. Изначально он был мореплавателем с морским образованием, и его наняли преподавать в этой области. Но большой интерес к погодным явлениям привёл к тому, что впоследствии он стал ключевой фигурой в создании национальных метеорологических служб Японии.

О чём рассказывают нам исследования Книппинга

Реклама С 1872 по 1878 год Книппинг тщательно фиксировал температуру, атмосферное давление, влажность, ветер, осадки и даже необычные явления - извержения вулканов и северное сияние. Он произвёл тысячи рукописных наблюдений, и многие из них были опубликованы в журнале Немецкого общества естественно-научных и этнологических исследований Восточной Азии. - Мы видим, что он был невероятно точным человеком. Его записи столь добросовестны и аккуратны, а почерк невероятно красив, - говорит Шваниц. - А то, что он к тому же сумел приспособиться к столь непохожей культуре, как японская, где страна была закрыта пару столетий, невероятно впечатляет.

Измерения Книппинга дают редкий моментальный снимок климата Токио до индустриализации и до того, как были стандартизированы современные системы измерений. Соединив его данные с современными записями, исследователи смогли проследить изменения, охватывающие более ста лет. Результаты поразительны: Средняя температура в Токио выросла примерно на три градуса за последние сто лет, и регион нагревается быстрее, чем в среднем по миру.

Эффект городского острова тепла

Сегодня Токио - один из важнейших в мире объектов исследования изменений климата из-за тяжёлой ситуации там. Город становится теплее не только из-за глобальных тенденций, но и из-за эффекта городского острова тепла, когда бетон, асфальт и здания удерживают тепло. Последствия этого - более частые случаи экстремальных волн жары, растущий риск заболеваний, связанных с жарой, и повышенный риск наводнений. - Исторические данные Книппинга помогают нам отличить естественную изменчивость от изменений, вызванных человеком, - говорит Шваниц.

Сотрудничество сквозь столетия

Реклама И Вирлинг, и Шваниц читают и говорят по-японски и жили в стране какое-то время, что помогло в работе с дневниками Книппинга. На данный момент они опубликовали три научные статьи о его находках в том же журнале, где изначально писал сам метеоролог. - Для нас это большое дело! Так мы чувствуем общность с ним сквозь столетия и с таким множеством других исследователей, работавших над этими вопросами на протяжении времён, - говорит Шваниц. Цель исследовательской пары - оцифровать, проанализировать и поделиться данными Книппинга с учёными и широкой публикой. В этой работе они также задействовали студентов магистратуры Университета прикладных наук Западной Норвегии.

Студенты программы по управлению климатом и окружающей средой работали над расшифровкой и оцифровкой немецких дневниковых записей Книппинга - в качестве введения в научный метод.

Любовь и разочарования

Превратить записные книжки XIX века в пригодные цифровые данные - задача далеко не простая. Порой студенты и злились, и приходили в отчаяние. Понять старинный почерк само по себе очень трудно - но вдобавок слова могут быть многозначными и нести совсем иные смыслы, чем в наше время. И с числами записи говорят на чужом языке: температуры по шкале Реомюра, длины в парижских дюймах и рукописные таблицы, полные своеобразных символов и сокращений. Есть в них и ошибки: в частности, систематическая ошибка в японских картах, которую исправили лишь в 2005 году. Координаты последовательно смещены на 500 метров.

Этот процесс ведёт к более глубокому пониманию: данные никогда не бывают просто данными. Они всегда несут в себе систему знаний своего времени. - Поэтому студентам приходится учиться терпению. Такова наука! Сотрудничество, точность, тщательная работа и взаимное понимание необходимы, чтобы создать новое знание, - говорит Шваниц. Лишь человек способен на такое, размышляет она. Нужно задействовать себя целиком, чтобы понять, - до этого искусственному интеллекту ещё очень далеко. Речь идёт о своего рода любви. Реклама

Кем был Книппинг

Помимо всей информации о ветре, погоде и небе старой Японии, исследователям порой открывается и нечто иное: личность Эрвина Книппинга. Небольшие следы показывают, как он жил, думал и любил. В одном отрывке он пишет о своей жене и о том, что она направлялась в Японию морем. Она должна была привезти ему ряд измерительных приборов. Он с нетерпением ждал встречи с ней. Из речи, произнесённой кем-то на его похоронах, следовало, что он был мягок и скромен по натуре. В частности, восемнадцатилетним он отказался от предложения стать капитаном корабля. Он считал, что ещё не готов, и что ему нужно ещё поучиться.

- У Эрвина Книппинга был настоящий исследовательский склад ума - он был необычайно открыт и любознателен, интересовался всем возможным, что происходило вокруг него, - говорит Шваниц. Помогать в расшифровке и передаче его знаний новым поколениям исследователей ощущается глубоко значимым для неё и её мужа Вирлинга. Уже сейчас они видят, что многие скачали опубликованные ими исторические данные о погоде Токио.

- Когда речь идёт о нашем климате, мы полностью зависим от масштабного глобального сотрудничества, чтобы понять его развитие. Когда идёт дождь здесь, в Согндале, где мы живём, это связано с условиями совсем в других местах. Это маленький кусочек чего-то гораздо большего, - говорит она.

- Снова и снова, и в стольких контекстах мы видим это: что нам нужны друг друга сквозь время и пространство, чтобы понять мир.

Источник