Мархилевич И. И. Метеорология в военно-химическом деле

Военно-химическое дело: Труды Военно-химического отделения ВНО при Высшей военно-химической школе Р.-К.К.А. Под общ. ред.: Я. Л. Авиновицкого, В. Н. Баташева и А. Ф. Яковлева. Вып. 1. — М.: Военный вестник, 1924. С. 69-90.

I. Краткие общие сведения.

Отравляющие вещества, попав тем или иным способом в атмосферный воздух в газообразном или тонко распыленном состоянии (жидком или твердом), становятся его составной частью. В совершенно спокойном, т.-е. не находящемся в движении воздухе, распространение газообразного вещества в стороны от места, где проходит выделение, основано на свойстве, присущем всякому газу стремлении неограниченно расширяться в пространстве. Этот процесс, как известно, называется диффузией. Кинетическая теория газов об’ясняет диффузию тем, что при газообразном состоянии вещества его молекулы находятся в непрерывном и очень быстром поступательном движении. Однако, путем диффузии распространение газа в среде, уже наполненной другими газами, совершается медленно и на незначительные расстояния от начального пункта вследствие столкновений, происходящих между молекулами; стремящиеся вперед молекулы введенного в атмосферный воздух газа сталкиваются с молекулами воздуха; расширение этого газа становится результирующим из продвижения молекул вперед и их отскакиваний назад и поэтому происходит с большой медленностью. В случае жидкого или твердого вещества, введенного в воздух в состоянии тонкого распыления (например, в виде дыма, мелких жидких капелек и т. п.), распространение в стороны вследствие диффузии не совершается, но происходит медленное оседание частиц на поверхность почвы. Если атмосферный воздух находится в движении, то введенное отравляющее вещество, независимо от его состояния, будет двигаться вместе с воздухом, при чем его собственный удельный вес (обыкновенно, больший удельного веса воздуха), вообще говоря, совершенно не будет влиять на это движение. Это стоит в связи с тем, что удельный вес воздуха, содержащего такое вещество, лишь ничтожно отличается от удельного веса соседнего чистого воздуха. Так как движение атмосферного воздуха около поверхности земли, благодаря многим причинам отличается большою сложностью, то понятно, что и движение введенного О. В. может быть очень неправильным.

[69]

Кроме того, весьма часто О. В. подвергается поглощающему действию воды, находящейся в воздухе или на поверхности земли (в виде росы, тумана, дождя, снега и т. д.).

Для верного учета влияния состояния атмосферы на отравляющий газ, именно на его распространение и изменение концентрации, необходимо знакомство с явлениями, совершающимися в атмосфере, и со способами их наблюдения.

Ветер.

Воздушные массы атмосферы находятся в постоянном движении, перемещаясь из мест с более высоким давлением к местам, более низкого давления. Это движение их, почти всегда наблюдающееся в атмосфере, именно представляет собою ветер. Ветер может иметь различное направление и различную силу. Направление ветра обозначается той стороной горизонта, откуда он дует; сила ветра представляет собою скорость движения воздушной массы; она выражается, обыкновенно, в метрах в секунду. Кроме направления и силы, важен характер или структура ветра. Ветер называется ровным, если он не меняет своей силы и направления; структура движущегося воздуха в этом случае особенно однородна, так как отдельные частицы движутся по параллельным прямым с одинаковой скоростью. Наоборот, ветер называется неровным или порывистым, если направление и сила его подвержены колебаниям в течение короткого промежутка времени; его структура будет тем менее однородна, чем быстрее и резче происходят указанные изменения; движения отдельных частиц в этом случае совершаются по неправильным криволинейным путям и с меняющейся скоростью. Кроме перемещения в горизонтальном направлении всегда возможны вихревые движения, ведущие к вертикальному перемещению воздушных струй. Ветры, имеющие силу более 5-6 метров в секунду, почти никогда не имеют однородной структуры; в более слабых ветрах, в ночное время, это свойство осуществляется иногда довольно хорошо, особенно, если воздух движется среди совершенно открытой местности.

Причины, вызывающие движение воздуха в атмосфере, весьма разнообразны. В наших широтах ветер, вообще говоря, зависит от смены областей повышенного и пониженного давления, циклонов и антициклонов, движущихся по разным направлениям и приходящих в Европу с Атлантического или Ледовитого океанов. Направление ветра зависит от того, в какой части циклона или антициклона (т.-е., северной, восточной и т. д.) находится местность в данный момент. Сила ветра обусловливается величиной, так называемого барометрического градиента, т.-е. быстротой изменения давления при перемещении от краев циклона или антициклона к его середине. Барометрический градиент выражается в мм. на 1° меридиана (111 клм.). При градиенте в 2 мм. сила ветра равна

[70]

приблизительно 8 мтр. в секунду, градиент 3 мм.—соответствуют 12 м/сек. и т. д.

Чем более барометрический градиент, тем сильнее ветер. При прохождении циклона или антициклона направление ветра обыкновенно постепенно поворачивает, изменяясь в пределах нескольких последовательных румбов. Так, напр., если циклон проходит своим центром севернее данного места, в этом последнем наблюдается такая смена ветра: юго-восточный переходит в южный, затем в юго-западный и западный. В задней (тыловой) части циклона барометрические градиенты обыкновенно больше, чем в передней, поэтому попутно указанным изменениям направления ветра будет наблюдаться его усиление. Таким образом, возможны самые разнообразные изменения в направлении и силе ветра. В зависимости от скорости движения циклонов и антициклонов и их величины эти изменения могут совершаться за разные промежутки времени, Иногда, если циклон или антициклон неподвижен, в течение многих дней могут удерживаться ветры одного направлении. В других случаях наоборот, ветер неожиданно меняет свое направление на прямо противоположное. При этом обыкновенно он постепенно стихает и после короткого безветрия (штиля) начинает дуть в обратном направлении.

Все только что сказанное показывает, с какою внимательностью следует относиться к условиям ветра, который решено использовать, например, для того, чтобы вместе с ним послать в определенное место облако отравляющего таза или дыма. На ветер в этом случае можно полагаться лишь тогда, если он не слишком слаб и не обнаруживает тенденции изменять свое направление. Если замечено, что ветер поворачивает или начинает быстро ослабевать, следует проявить величайшую осторожность; лучше, например, в этом случае вовсе отказаться от газо-балон-ной атаки или применения ядовитых свечей. Кроме ветров, вызываемых указанными выше общими причинами состояния атмосферы, в ясную и тихую погоду появляются очень слабые воздушные течения на берегах водных бассейнов, по склонам возвышенностей, если последние не слишком малы и пологи, и около лесных опушек. Эти слабые, чисто местные движения воздуха происходят от неравномерного нагревания (днем) или охлаждения (ночью) смежных участков поверхности земли; вследствие этого устанавливается движение воздуха от того места, где он холоднее и, следовательно, плотнее, к месту, где он теплее и легче. Поэтому в ясную и тихую ночь получается слабый ветер, дующий с суши на воду; вниз по склону возвышенности; с открытого места — к лесной опушке. Днем при такой же погоде движение воздуха будет происходить в обратном направлении. Этими слабыми воздушными течениями нельзя рекомендовать пользоваться для атаки отравленными волнами. Исключение представляет, пожалуй, лишь тот случай, когда место, куда желают послать газовое облако, расположено по склону возвышенности, значительно

[71]

ниже места выпуска; но такие условия редко встречаются в военной практике. Влияние местных воздушных течений следует однако принимать во внимание при расчете площади, могущей подвергнуться действию газа. Так, например, вблизи берега озера, во время ночного выпуска газовое облако может отклониться от направления господствующего ветра и направиться к озеру, около лесных опушек возможно затекание газа в лес, при движении газа параллельно долине по ее склону возможно затекание в самую долину и т. п.

Ветер является главнейшим фактором при газобаллонном выпуске и применении ядовитых свечей. Самая возможность химического нападения связана в данном случае с определенными условиями ветра, вне которых оно становится невозможно. При всех других способах применения О. В. условия ветра также весьма важны, так как, если и не исключают возможность химнападения, то во всяком случае влияют на его успешность: быстрота потери концентрации, направление и глубина распространения образующего облака представляют прямое следствие того или иного движения воздуха.

Вертикальный температурный градиент. Конвекционные токи.

Вертикальным температурным градиентом называется изменение температуры с высотой. Оно выражается в градусах на 1 метр или на 100 метров под’ема. С высотой температура, вообще говоря, уменьшается. Плотность воздуха также уменьшается, но тем медленнее, чем быстрее падает температура — иначе говоря, чем более вертикальный градиент. Если на 1 метр под’ема падение температуры больше 0.034° (или на 100 метров более 3,4°), то воздушные массы уже не могут находиться в состоянии равновесия, так как плотность нижележащего воздуха становится меньше, чем находящегося выше. Они получают стремление двигаться вверх и вниз, пока нарушенное равновесие не восстановится. Такое явление постоянно наблюдается у нагреваемой солнечными лучами поверхности земли, где в пределах небольших вертикальных расстояний могут создаваться необходимые для него температурные градиенты, и ведет к перемешиванию нижних слоев воздуха в виде бесчисленных мелких струек, так называемых конвекционных токов или восходящих и нисходяших токов. Конвекционные токи получают особенное развитие при теплой летней погоде; к вечеру они постепенно затухают и ночью прекращаются вовсе. Если небо днем покрыто облаками, они слабы или отсутствуют вовсе. Точно также конвекционных токов не бывает зимой, благодаря слабому нагреванию солнечными лучами поверхности земли. Таким образом, конвекционные токи способствуют интенсивному перемешиванию нижних слоев воздуха. Отравляющее вещество, введенное в воздух, захваченный конвекционными токами, будет вместе с

[72]

ними подниматься вверх, вследствие чего быстро уменьшится его концентрация. Наличие в воздухе конвекционных токов есть поэтому условие, неблагоприятное для примешанных к воздуху О. В., так как это ведет к быстрому понижению их концентрации.

При вертикальном температурном градиене меньшем 0.01° на 1 метр (или 1° на 100 метров под’ема) состояние атмосферы становится вполне устойчивым и конвекционных токов не возникает. Но особенно благоприятно для химического нападения такое тепловое состояние нижних слоев атмосферы, которое называется инверсией температуры, т.-е. обратным ходом температуры с высотой. Вместо падения температура с высотой повышается и разница в плотности между нижележащими холодными слоями и верхними более теплыми становится больше, чей при нормальном вертикальном ходе температуры. Инверсии температуры образуются в прилегающем к земле слое воздуха после захода солнца при ясной погоде в результате быстрого охлаждения почвы путем лучеиспускания. Прилегающий к холодной почве воздух, в свою очередь, охлаждается быстрее, чем более высокие слои и потому температура в пределах первых 20-30 метров повышается в высотой. Когда в воздухе наблюдается инверсия температуры, его движение отличается особенным спокойствием и правильностью, благодаря тому, что внизу находятся значительно более плотные слои, О. В., перемещаясь вместе с нижним тяжелым слоем, будет стелиться по земле и высота образуемого ими облака будет минимальной; необходимая концентрация, наоборот, сохранится особенно долго. При применении О. В. в подобных условиях мы вправе ожидать наиболее сильного действия и поражения максимальной площади.

Особенно благоприятные для движения О. В. условия создаются таким образом, в ясные ночи. Вообще ночное время по состоянию атмосферного воздуха значительнее благоприятнее дня. Помимо конвекционных токов днем при солнце состояние атмосферы беспокойнее, движение воздуха гораздо менее правильное; к ночи атмосфера успокаивается и движение воздушных масс становится более однородным.

Осадки.

Осадки, в каком бы виде они ни находились в воздухе или на поверхности земли, являются в той или иной степени поглотителями большинства газообразных О. В. Для практики военно-химического дела представляют интерес: роса, туман, дождь, снег, снеговой покров. Кроме того, все О. В. при дожде и снеге подвергаются еще незначительное механическому действию, усиливающему потерю концентрации; оно учету не поддается и во всяком случае невелико. Для любого из видов осадков и тех условий, в которых применяется то или иное газообразное О. В. можно произвести приблизительный подсчет количества могущего

[73]

быть поглощенным газа. Основания расчета в общих чертах следующие:

a) для росы. Наиболее обильные росы дают столб воды, высотой не более 0,2 мм. Если S — величина площади, которую должно покрыть газовое облако, выраженная в кв. метрах; m — растворимость данного газа в воде (точнее число об’емов газа, растворяющихся в 1 об’еме воды); d — удельный вес газа (относительно воздуха), то произведение

представит в килограммах общее (и при том максимальное) количество газа, которое может быть поглощено росой. Вычисление показывает, что для случаев, могущих встретиться на практике, оно не превысит нескольких % от всего обычно применяемого количества газа.

b) Для тумана. При самом сильном тумане в воздухе содержится на каждый кубический метр — 4 кубических сантиметра воды. Если задаться какой-либо концентрацией газа, например 2 pro mille, то процентов количество газа, потерявшееся от поглощения его туманом будет равно:

Для Сl и указанной концентрации поглощающее действие тумана выразится лишь 0,5%

c) Для дождя и снега. Вычисление сложнее, чем в двух предыдущих случаях. Необходимо непосредственное наблюдение над идущим дождем, так как количество осадков, выпадающих при дожде, может быть самое различное — оно меняется для дождей Европейской России от долей m.m. (при моросящем осеннем дожде) до 20 и более m.m. (во время сильного ливня) в час. Кроме того, в расчет входит сила ветра, дующего в данный момент, потому что необходимо знать, сколько времени газовое облако будет находится под дождем. Если P — общее количество газа в кгр., t — время нахождения газа под дождем в минутах, S — площадь, занятая газовым облаком (в квадратных метрах), h — высота столба осадков за 1 минуту (в метрах), то произведение

представит в кгр. количество поглощенного газа, а отношение ^A/_p 100 даст его процентное отношение к общему количеству примененного газа.

Вычисления, произведенные по указанной схеме, показывают что сильный ливень способен, например, на расстоянии 2-3 клм.

[74]

поглотить все количество выпущенного хлора; обыкновенный незначительный дождь на том же расстоянии поглотит всего несколько % (не более 20). Во всех приведенных выводах принималось, что вода полностью насыщается газом, чего на самом деле, вероятно, не будет; поэтому действительная потеря газа меньше вычисленной. Газ поглощается также поверхностью снегового покрова, особенно если она образована мокрым (тающим) снегом.

Определить поглощенное количество затруднительно.

Отклоняющее действие естественных преград на ветер.

Всякая преграда нарушает правильное движение воздушных масс: меняет существовавшие До нее направление и скорость ветра и вызывает перемещения воздуха в вертикальном направлении. Поэтому она будет способствовать рассеянию движущегося с ветром О. В. (или — что то же — потери им концентрации). Чем резче рельеф тем сильнее нарушена однородность в движении воздуха; как прямое следствие, отсюда вытекает удобство ровной местности для газо-балонной атаки. Чтобы

составить себе представление о характере движения воздуха в сильно пересеченной местности, надо рассмотреть влияние на ветер отдельных форм рельефа. Возвышенности в виде одиноко стоящих холмов и гребней будут отчасти обтекаться движущимся воздухом (Черт. 1), и при том в тем большей степени, чем круче склоны возвышенности. Движущееся вместе с нижними слоями воздуха О. В. может обойти крутой и высокий холм, не тронув его вершины. Чем больще размеры возвышенности и чем более пологи ее склоны, тем вероятнее становится затекание О. В. на вершину. Влияние на ветер глубоких лощин и оврагов сводится к тому, что при значительной глубине их и крутизне склонов, в них устанавливается самостоятельное воздушное течение (как бы не зависящее от господствующего ветра и направленное вдоль лощины). Попав в такую лощину, О. В., вообще говоря, движется

[75]

вдоль нее, хотя бы направление лощины менялось и отклонялось от направления ветра (Черт. 2).

В пересеченной местности лощины являются поэтому проводниками О. В., в то время как разделяющие их гребни, наоборот, будут обтекаться. В неглубоких и пологих низинах указанных явлений не получается, т.-е. направление ветра в них такое же, как всюду кругом. Чрезвычайно затруднительно давать какие-либо правила о высоте обтекаемых холмов, крутизне склонов холмов, лощин и т. п., в связи с описанными явлениями, так как высота и движение отравляющего облака в очень сильной степени зависят от скорости ветра и состояния атмосферы, и в одном и том же месте при разных атмосферных условиях возможен различный

эффект. Однако, несомненно, что в пересеченной местности низкие места должны в большей степени подвергнуться действию газа, чем возвышенные. На движение нижнего слоя воздуха весьма сильно влияет также растительный покров, главным образом лес.

По мере углубления в лес сила ветра уменьшается; если лес достаточно густ, сила ветра на некотором расстоянии от опушки достигает нуля, т.-е. входящий в лес воздух вовсе не доходит до этого места. Встречая препятствия в виде стоящих на пути деревьев, воздушные массы постепенно поднимаются вверх, присоединяясь к воздуху, движущемуся над лесом. (Черт. 3).

Над полянами, находящимися среди леса, воздушные массы спускаются; по просекам и дорогам, направленным (приблизительно) ,по ветру, они текут свободно; над просеками перпендикулярного направления они могут проходить, не затекая в них. Аналогичным образом во всех случаях ведет себя примешанное к воздуху О. В.

[76]

На подветренную сторону всяких преград, в искусственные углубления в земле (например, окопы), в ямы, овраги и т. п., воздух затекает из идущих выше масс благодаря мелким вихрям,

возникающим на границе воздуха, прикрытого преградой и находящегося в покое (Черт. 4).

Попадающее вследствие этого процесса в такие места О. В. может здесь сохраняться продолжительное время; то же самое

будет происходить в кустарнике, подлеске, густой и высокой траве. В случае газообразного О. В. указанное явление усиливается вследствие диффузии.

II. Важнейшие правила применения метеорологических данных в военно-химическом деле.

Приводимые в этой главе практические правила представляют собою как непосредственный вывод из предыдущего, так и результат многочисленных данных о газовых атаках на русском фронте в мировую войну за период времени 1916-1917 г.

Все правила удобно разбить на две группы, в соответствии с двумя наиболее важными применяющимся в военно-химическом деле способами химического нападения: газобаллонной атакой и артиллерийской стрельбой.

[77]

1. Метеорологические условия при газобаллонной атаке.

При производстве газового выпуска ветер должен иметь такое направление, чтобы движущийся по ветру газ достиг места, на которое производится химическое нападение. С направлением окопов, из которых производится выпуск, ветер должен составлять угол не менее 25°; при меншем угле, вследствие постоянных колебаний ветра в пределах 1-2 румбов, появляется опасность поражения газом своих окопов.

Из чертежа 5 видно удобство выдающихся вперед участков фронта и недостатки входящих в глубину фронта участков; с первых возможен газовый выпуск в наиболее широких пределах ветра, со вторых, наоборот, производство газового выпуска очень стеснено. Слабые ветры благоприятнее сильных, так как движение воздуха в первых более ровное и спокойное. При сильном ветре газовое облако сравнительно быстро рассеивается. Очень слабые ветры, до 1-1¹/₂ м./сек., однако, весьма неустойчивы; производство газового выпуска становится связанным со значительным риском и пользоваться ими не рекомендуется. Газобаллонные атаки чаще всего производились при ветре от 2 до 6 метр, в секунду. Более значительная сила ветра никоим образом не исключает их возможности, но по мере дальнейшего усиления ветра условия явно ухудшаются, так как быстро растет рассеивание газа и потеря им нужной концентрации, но с другой стороны нельзя указать предел силы ветра, выше которого газобаллонную атаку можно было бы признать абсолютно невозможной, особенно если расстояние от места выпуска до места, на

[78]

которое производится нападение, невелико (например: равно нескольким десяткам метр). Кроме силы необходимо обращать внимание на характер (структуру) ветра, так как чем ровнее ветер, тем при прочих одинаковых условиях он благоприятнее. В солнечные дни, особенно летом при жаркой погоде, условия для газобаллонной атаки неблагоприятны, вследствие появления конвекционных токов и общего неустойчивого состояния атмосферы. При облачном небе днем условия лучше. Они хороши в ясные ночи благодаря ночным инверсиям температуры, создающим спокойное и устойчивое состояние нижнего слоя атмосферы.

Роса, туман, смоченная поверхность земли оказывают лишь небольшое поглощающее действие и практически с ними, как поглотителями, можно не считаться.

Дождь, если он не очень силен, не препятствует газовому выпуску, но влияет на уменьшение концентрации газа. За отмеченный выше период (1916-1917 г.) применения на фронте химических средств борьбы ряд атак (особенно с германской стороны) был произведен в дождливую погоду; глубина проникновения газа в тыл во всех этих случаях была меньше, чем при сухой погоде. Очень сильный летний дождь поглощает весьма значительное количество газа и делает условия для газового выпуска крайне неблагоприятными. Слабее дождя влияют падающий снег и снеговой покров. Если снеговой покров достаточно плотен, особенно если он покрыт ледяной корочкой так называемого наста, как это бывает при весенних заморозках, его присутствие лишь улучшает условия. Именно, путем наблюдения установлено, что при сухом снеговом покрове глубина проникновения газа в тыл значительнее, чем в летнее время.

Наиболее удобна для газового выпуска местность ровная и открытый, горизонтальная или имеющая незначительный уклон; последний не оказывает заметного действия даже и в том случае, если место выпуска располагается ниже и газовому облаку приходится подниматься вверх по склону. Лишь значительный (вероятно начиная с 10-15°) под’ем может, особенно при слабом ветре, оказаться условием, неблагоприятным для газобаллонной атаки; наоборот, для движения газа вниз большой наклон весьма благоприятен и в тихую, ясную ночь позволяет использовать даже те слабые местные ветры, которые, как указывалось, возникают при тихой погоде, вследствие неравномерного охлаждения воздуха на возвышенностях и в низинах. При ровной местности степень поражения отдельных частей площади, подвергшейся действию газа, будет приблизительно одинакова.

В местности пересеченной движение нижнего слоя воздуха, встречающее препятствия со стороны неровностей на поверхности земли, весьма неправильно. То же относится и к, газу, введенному в воздух; поэтому при пересеченной местности ослабление концентрации газа происходит быстрее, т.-е. газовое облако легче рассеивается; одновременно степень поражения отдельных частей

[79]

площади, подвергшейся действию газа, делается неодинаковой. Вся площадь разделится на места, менее поражаемые — мало опасные — и места с большей степенью поражения, т.-е. особенно опасные. Первыми будут вершины холмов и гребней, если склоны их достаточно круты; вторыми—все пониженные места и главным образом лощины, расположенные в направлении дующего ветра, иначе говоря, направленные приблизительно перпендикулярно к линии фронта; эти лощины явятся путями, по которым преимущественно произойдет распространение газа в тыл. В общем же в местности пересеченной применение газового выпуска далеко не является столь удобным, как в местности ровной, но оно не исключается совершенно даже при весьма резко выраженном рельефе. Присутствие холмов, лощин и т. п. не должно поэтому смущать при организации газобаллонной атаки. Это свойство рельефа необходимо правильно учесть для определения площади поражения; в частности, надо стараться выяснить, будут ли поражены те места в расположении противника, против которых преимущественно направлена газовая атака; не подвергнется ли опасности собственное расположение и т. д. Реки и не слишком широкие озера или пруды существенно не препятствует газобаллонной атаке, так как количество газа, которое поглотится во время движения его над водой, будет, вероятно, не более поглощаемого на той же площади сильной росой. Большее значение имеет характер берегов водных бассейнов, особенно рек. Весьма часто берег образует крутой и даже вертикальный уступ, возвышающийся над водой на несколько метров; такой уступ затрудняет под‘ем воздуха, вызывает его движение вдоль реки и может поэтому сильно изменять первоначальное движение газового облака.

Отдельно стоящие деревья, небольшие перелески, большой, но редкий лес заметно рассеивает газовое облако; площадь, покрытая ими, менее удобна для газовой атаки, чем местность открытая. Густой лес или лес с высоким и густым подлеском поражаются газом лишь на незначительное расстояние от опушки; в более глубокие части такого леса газ попадает в небольшом количестве и его концентрация там обыкновенно ничтожна.

Естественные газоубежища. Под таким названием часто разумеют места, могущие остаться при газобаллонной атаке нетронутыми среди окружающей площади, пораженной газом. В условиях равнинной и слабо покрытой лесом местности естественные газоубежища встречаются редко и к первому впечатлению о том, что они имеются, надо относиться с осторожностью. Газоубежищами могут быть вершины холмов и гребней, имеющих крутые склоны, и удаленные от опушки части густого леса. Если часто трудно поручиться, что такие места вовсе не будут поражены газом, то во всяком случае степень поражения их будет меньшая. Именно с этой точки зрения и представляет интерес нахождение их в районе газовой атаки; вопрос разрешается более или менее точно с помощью анемометрической разведки, о которой будет сказано ниже.

[80]

2. Метеорологические условия при артиллерийской химической стрельбе.

В отношении влияния метеорологических условий принципиальная разница между гозобаллоным выпуском и артиллерийской химической стрельбой заключается в том, что в этом втором способе химического нападения отравляющее облако возникает непосредственно на месте, которое требуется поразить О. В. При газобаллонном выпуске наше внимание обращено на потерю концентрации во. время движения и на путь движения. Самый вопрос о возможности нападения решается на основании метеорологических данных. При артиллерийских способах химического нападения состояние атмосферы не играет столь существенной роли. Нет, напр., таких метеорологических условий, которые исключали бы возможность нападения, так как влияние атмосферы начинается лишь с момента, когда возникающее отравляющее облако уже оказывает поражающее действие. В частности, артиллерийская химическая стрельба почти независима от направления ветра и позволяет, таким образом, почти всегда применять О. В. Исключением является лишь тот случай, когда место обстрела находится близко (на расстоянии приблизительно на 1 клм. и менее) от собственного расположения и ветер дует от обстреливаемого места к собственному расположению. В обстреленном месте образуется отравляющее облако, на которое атмосферные условия действуют так, как это уже описывалось выше. Оно движется по ветру со скоростью, равной скорости ветра, и рассеивается тем медленнее, чем слабее ветер. При полном безветрии (штиль) потеря концентрации наименьшая, так как О. В. не относится в сторону и распространяется кругом лишь вследствие диффузии, т.-е. медленно. Посылая при таких условиях снаряды на одну и ту же площадь, можно достигнуть очень высокой концентрации; кроме того, на обстреленном месте О. В. будут держаться долгое время. Поэтому при штиле или слабом ветре атмосферные условия наиболее благоприятны для обстрела. По мере увеличения скорости ветра, отравляющее облако все быстрее относится в сторону и рассеивается; условия для химического обстрела постепенно ухудшаются. При значительных скоростях (повидимому, начиная с 8 м. в сек.) они становятся столь мало благоприятными, что рекомендовать обстрел нельзя; действие О. В. сильно уменьшается и обнаруживается только вблизи места разрыва снаряда. Следует при этом помнить, что важна не наблюдаемая на станции сила ветра, но сила ветра в месте разрыва снарядов, которая может быть больше или меньше наблюдаемой, в зависимости от местных причин. Так, напр., при сильном ветре открытые возвышенные места будут в особенно неблагоприятных условиях для обстрела, в то время как низкие и покрытые лесом, благодаря ослаблению в них ветра, одновременно могут с успехом подвергаться химическому

[81]

обстрелу. Конвекционные токи ведут к быстрому рассеиванию газового облака, и в солнечные летние дни действие химического обстрела является неизбежно ослабленным; в облачную погоду и в ночное время условия более благоприятны. Действие тумана совершенно аналогично его влиянию при газобаллонном выпуске. Дождь и снег при химическом обстреле не оказывают столь заметного действия, как при газовом выпуске, так как поглощение О. В. совершалось, главным образом, во время движения газового облака к поражаемому месту, что в данном случае исключается. Наоборот, более или менее глубокий снежный покров должен заметно ослаблять действие О. В. вследствие того, что при разрывах часть содержимого снарядами вещества будет поглощаться снегом, не успев испариться.

При всех прочих способах химического нападения влияние атмосферных условий будет аналогично тем, какие указывались для того или другого из двух разобранных выше главных способов применения О. В.

III. Основы организации метеорологической службы в военно-химическом деле.

Метеорологическая служба, организованная во время войны для нужд военно-химического дела, преследует три главнейших задачи;
1) давать предупреждения о возможности химического нападения со стороны противника.
2) руководить в метеорологическом отношении собственным химическим нападением и
3) выяснять путем наблюдения влияние на ветер местных условий рельефа и растительного покрова (анемометрическая разведка).

I. Устройство и обязанности метеорологической службы.

Метеорологическая служба, требующая специальных знаний и оборудования, вызывает во время войны существования самостоятельной организации, тесно связанной с постановкой в армии военно-химического дела. Органы военно-метеорологической службы следующие: 1) центральная станция (или управление), находящаяся при главной метеорологической обсерватории страны, 2) полевые метеорологические станции при штабах армий или фронтов, 3) опорные метеорологические посты при штабах дивизий и 4) передовые окопные наблюдательные посты. Все составные части метеорологической службы связаны между собою зависимостью последовательного взаимного подчинения по специальности. Графическая схема этой зависимости следующая см. черт. 6. Функции центральной станции состоят в общем руководстве всей военной метеорологи-

[82]

ческой службой, снабжении необходимым инструментальным инвентарем и в ежедневной посылке в армии по телеграфу или радиотелеграфу сводных метеорологических телеграмм, содержащих

необходимые данные для составления полевыми армейскими станциями карт погоды.

Ежедневная текущая работа полевой армейской станции заключается, прежде всего, в составлении карты погоды для данного дня. Имея карту погоды, армейская станция получает возможность сделать заключения об устойчивости наблюдающегося ветра, о возможных переменах в нем в течение ближайшего дня и об общем характере ожидаемой погоды. Эти выводы кладутся в основу соображений о пригодности атмосферных условий в районе армии в течение ближайших суток для химического нападе-

[83]

ния как неприятельского, так и собственного. В сжатой форме сделанные соображения сообщаются заведующим дивизионными

Рис. 7. Общий вид метеорологической станции при штабе армии.

Рис. 8. Установка приборов на армейской метеорологической станции.

постами, которые по возможности должны быть ориентированы в общем состоянии атмосферы, Кроме того на полевых армейских

[84]

станциях лежит руководство метеорологической службой в армии, состоящее в наблюдении за правильностью работы дивизионных и передовых окопных постов, выяснение степени газоопасности различных участков фронта и ближайшего тыла армии, выяснение удобства различных участков фронта для собственного химического нападения, составление по всем этим вопросам сводок и отчетов и производство на станции всех необходимых метеорологических наблюдений.

Рис. 9. Рабочий стол наведывающего метеорологической службой в армии. ►

Помимо всего этого армейская станция всегда используется также для нужд других отраслей военного дела; для авиации, артиллерии, военноинженерного и т. д. и ее работа значительно шире рамок военно-химического дела. Тем не менее в период мировой войны (1916-1918 г.г.) устройство полевых армейских станций, главным образом, вызывалось потребностями химического дела.

Дивизионный пост устраивается для непосредственного руководства химической обороной дивизии в метеорологическом отношении. Его основная цель — во-время предупредить о возможности химического нападения, — для чего лицо, в ведении коего находится дивизионная метеорологическая служба, должно быть во всех подробностях знакомо с характером рельефа и растительного покрова на участке дивизии и с расположением передовых позиций, — своих и неприятельских. В обязанность дивизионной метеорологической службы входит также непосредственное производство анемометрических разведок по указаниям армейской станции или командования дивизии. Дивизионный пост соединяет работу передовых постов, контролирует ее и находится с передовыми постами в постоянной связи. Дивизионный пост производит лишь метеорологические наблюдения, необходимые для составления предупреждения (ветер, температура, осадки).

[85]

Передовые посты ведут наблюдения над ветром по простейшим приборам, приспособленным для окопных наблюдений. Эти наблюдения сообщаются ежедневно на дивизионный пост в установленные сроки. Собственных предупреждений передовые посты не дают, но полезно, чтобы, по возможности, широкий круг людей, находящихся на позиции, был осведомлен о наблюдающемся ветре.

Химические войсковые части, предназначенные для собственного химического нападения, имеют свою отдельную метеорологическую станцию. В период их активной работы, необходимо принять все меры к установлению прямой и надежной связи с армейской станцией.

2. Метеорологическое руководство химической обороной и нападением.

При сообщении в войсковые части предупреждений о возможности производства противником химического нападения необходимо разграничить сферу деятельности отдельных метеорологических органов. Как правило следует принять, что для дивизионного участка предупреждение дается только дивизионным постом; предупреждение армейской станции обслуживает штаб армии и дивизионные посты, но в дивизиях не получает дальнейшего автоматического распространения; точно так же указания центральной станции не идут дальше армейской станции. Такая постановка службы предупреждений совершенно необходима для избежания разноголосицы, различных формулировок и ошибок в предупреждениях. Предупреждения на передовые позиции даются обыкновенно в вечерние часы удобные в том отношении, что к этому времени армейская станция нормально уже имеет карту погоды данного дня и может сообщить сведения о состоянии атмосферы на дивизионные посты; эти последние собрали наблюдения за день с передовых постов и на основании их имеют общую сводку для ветра в районе передовых позиций, ночью наиболее вероятны неприятельские газовые атаки; потому именно незадолго до наступления темноты полезно дать газовое предупреждение.

Одной из главнейших обязанностей метеорологической службы химобороны является выяснение степени газоопасности различных участков передовой линии и тыла. Если имеются точные и детальные карты местности (например, одноверстки, или полуверстки с горизонталями) — то предварительное представление о степени газоопасности различных участков района может быть составлено уже с помощью внимательного изучения такой карты.

По карте надо выяснить:
1) относительное расположение окопов противника и своих и расстояние между первыми линиями окопов в различных местах фронта;
2) характер местности в районе передовых позиций;
3) характер местности и присутствие лесных площадей в ближайшем тылу. Изучение карты служит лишь для первоначальной

[86]

ориентировки; окончательные выводы делаются не раньше, чем местность подверглась непосредственному осмотру. Для такого осмотра удобно об’ехать верхом ближайший тыл и обойти окопы передового расположения, делая попутно на карте отметки о степени газоопасности. По окончании осмотра снабженная условными отметками и описанием карта представляется в качестве отчета о произведенной «химической разведке». На карте должны быть отмечены:
1) участки фронта противника, с которых по условиям местности газобаллонная атака представляет для противника особенно большие удобства; ветровой сектор, в пределах которого противник может на данном газоопасном участке произвести нападение; площадь поражения газом для ветров, находящихся в пределах сектора для каждого румба в отдельности.
2) Места в районе собственных позиций и ближайшего тыла, которые являются особенно опасными при газобаллонной атаке противника и которые, наоборот, представляются мало опасными, т. е. с естественными газоубежищами.

К первым, как это ясно из всего вышесказанного, принадлежат ровные открытые пониженные места и лощины, направленные приблизительно перпендикулярно линии фронта; ко вторым высокие и крутые, отдельно стоящие холмы, крутые гребни, отделяющие одну лощину от другой; срединные части лесных участков. При осмотре леса важно обратить внимание на его густоту и присутствие в нем вырубленных участков, просек, дорог, полян; все эти данные весьма важны для характеристики степени поражения лесного участка в целом и отдельных его частей. Никаких общепринятых условных обозначений для отметок на карте степени газоопасности не существует. Удобно пользоваться цветными карандашами, отмечая, напр., штриховкой особенно опасные места — красным; мало-опасные — синим карандашем и т. п. Подобные сводки результатов химической разведки имеют своей главной целью дать наглядное представление о том, как будет протекать в зависимости от условий местности и направления ветра та или иная из возможных газовых атак противника. Особо важное значение такие сводки приобретают во время позиционной войны на тех участках фронта, где по каким-либо причинам противником проявляется большая активность в отношении газобаллонных атак.

Характеристика газоопасности участка по отношению к артиллерийской химической стрельбе не может быть произведена с такой полнотой и определенностью, как в только что рассмотренном случае. Причина этого заключается, главным образом, в том, что любое место, находящееся в пределах химического обстрела, может подвергнуться действию О. В., но степень газоопасности различных участков местности далеко не одинакова. Все места, где возможно застаивание О. В., напр., низины, лесные участки, и пр. будут более опасными; открытые возвышенные места менее опасными и т. п. Задачу химической разведки в данном случае обусловит решение следующих вопросов:

[87]

1) Если пункт А подвергается химическому обстрелу, то будет ли возникающее на месте обстрела газовое облако поражать пункт В; в таком виде вопрос может быть рассмотрен для различных мест при разных атмосферных условиях;
2) Какова будет при данных атмосферных условиях общая площадь поражения во время обстрела какого-либо пункта А.

Знание наперед только что изложенного может оказаться весьма полезным, напр., при выборе в зоне химического обстрела места для расположения войсковых частей, при принятии предохранительных мер, если какой-либо участок подвергается систематическому химическому обстрелу.

Аналогичным образом составляется сводка для целей собственного газохимического нападения — карта «газопригодности» участка. На ней отмечаются:
1) участки передовой линии, удобные по условиям местности и расположению окопов для производства газового выпуска против неприятеля;
2) ветровые секторы и площади поражения для каждого отдельного румба направления ветра, и
3) места в тылу у противника, которые среди пораженной площади вероятно останутся нетронутыми.

Что касается артиллерийской химической стрельбы, то полезна для разных условий ветра наперед определить вероятную общую площадь поражения при обстреле какого либо определенного места, а также степень поражения отдельных пунктов внутри этой площади.

3. Анемометрическая разведка.

Непосредственный осмотр местности, строго говоря, еще не вполне достаточен для суждения о степени газоопасности тех или иных участков, так как он покоится на простом впечатлении, производимом местностью. Только регулярные наблюдения над направлением и скоростью ветра могут достаточно полно обнаружить метеорологические условия исследуемого участка и выяснить степень его «газоопасности». Такие наблюдения и называются анемометрической разведкой. Анемометрическая разведка представляет собою, таким образом, детализацию (уточнение) только что изложенной общей химической разведки местности. Анемометрическая разведка старается выяснить путем инструментальных наблюдений отклонения ветра под действием рельефа местности и леса с целью точно знать характер движения воздушных масс (а следовательно и газового облака) вблизи поверхности земли. Правильно поставленная анемометрическая разведка дает возможность решить целый ряд важных в практическом отношении вопросов, напр., об обтекании холмов, о движении воздуха в местности, пересеченной лощинами, о глубине проникновения ветра в лес, о возможности затекания газа из одного места (подвергше-

[88]

гося обстрелу) в другое и т. д., — одним словом таким путем может быть обнаружена всякая особенность в движении воздуха и тесно связанного с ним движения газа.

При производстве анемометрической разведки на исследуемом участке устанавливается ряд метеорологических постов, снабженных анемометром (для определения силы ветра), флюгером или вымпелом (для определения направления ветра) компасом и часами.

Через промежуток времени, равный, напр., ¹/_² часа, наблюдатель каждого поста делает отсчет по анемометру и флюгеру и записывает свои наблюдения в журнал, на котором обязательно обозначается номер поста. Число выставляемых постов зависит от характера рельефа и растительного покрова. При обследовании влияния на вегер холма метеорологические посты ставятся в следующих местах: у подошвы холма с наветренной стороны—для выяснения обтекания ветром холма, усиления ветра и его порывистости, на вершине холма—для выяснения усиления ветра здесь по сравнению с ветром ровного места; за холмом, т. е. с подветренной стороны для выяснения ослабления ветра и его обратных вихревых движений. При обследовании лощины метеорологические посты ставятся: перед входом в лощину и вдоль нее для определения, образуется ли по лощине самостоятельный ток воздуха. Если производится анемометрическая разведка леса, то посты ставятся в лесу на различных расстояниях от опушки с целью проследить постепенное уменьшение силы ветра и узнать, как далеко в глубь леса проникает ветер; на лесных полянах, дорогах и просеках посты ставятся для выяснения, затекает ли на них воздух или имеется ли вдоль них самостоятельный ток воздуха.

После того, как накопился достаточный материал, наблюдения постов анемометрической разведки сопоставляются с наблюдением контрольного (дивизионного) поста и между собою. Для сравнения отдельных наблюдений их удобно расположить рядом друг с другом в виде вертикальных столбцов, при чем каждая горизонтальная строка соответствует одному и тому же моменту времени. В первом столбце пишутся наблюдения контрольного поста, в дальнейших — постов разведки с обозначением сверху номера поста. К такой таблице прилагается карточка, показывающая расположение постов. Сделанный из наблюдений вывод о движении воздуха и газоопасности участка записывается в отдельный журнал. Проще и нагляднее графический способ сопоставления, отличающийся от предыдущего тем, что каждое наблюдение отмечается в табличке в виде стрелки, указывающей своим положением направление ветра; количество оперений на конце стрелки показывает силу ветра, выраженную в метрах в секунду см. черт. 10.

Графическое изображение результатов анемометрической разведки дает возможность значительно быстрее придти к окончательному выводу. Для того, чтобы анемометрическая разведка дала исчерпывающий результат, необходимо производство наблюдений в течение довольно длинного промежутка времени, для раз-

[89]

них направлений и скорости ветра; при позиционной войне, т. е. мало меняющемся или неменяющемся вовсе расположении позиции, есть полная возможность производства такого рода разведки, по крайней мере, для отдельных, важных по тем или иным причинам,

участков. Если расположение фронта быстро изменяется, анемометрическая разведка получает характер летучей разведки и целью ее становится — дать ответ на какой либо определенный узкий вопрос, разрешение которого в данный момент представляется важным. На практике чаще всего встречается упомянутый выше вопрос о затекании О. В. из пораженного места в другое соседнее место, где, напр, расположена какая либо войсковая часть. Для этой цели производятся наблюдения над ветром в районе, прилегающем к этому последнему месту, после чего вопрос о возможности затекания разрешается без особых затруднений.

[90]