О географии Петербурга и измерении наводнений
Петербург во многом особенный город. Необычны и его природные условия. Из крупнейших городов мира он самый северный, расположенный на 60-й параллели, всего примерно в 700 км от Полярного круга (чуть дальше, чем от Москвы). Благодаря своему северному положению Петербург знаменит белыми ночами – явлением привлекательным, романтическим и совершенно безопасным, а в научном смысле – связанным со строгими законами астрономии.
Но Петербург также и западный город, расположенный на 30-м восточном меридиане, на выходе Невы в Балтийское море, относительно недалеко от Атлантического океана. 60-я параллель и 30-й меридиан пересекаются у юго-восточной окраины поселка Лисий Нос Приморского района Петербурга.p>
Западное приморское положение города – причина изменчивости петербургской погоды, то по-северному суровой, то по-европейски мягкой. Здесь пролегают пути атлантических циклонов с резкими колебаниями атмосферного давления и штормовыми ветрами западных направлений.
Своеобразен Петербург не только географическим положением, но и рельефом, топографией, ландшафтом. Город вознесся "по мшистым, топким берегам" на низкой суше островов невской дельты. Морской фасад города окаймлен пологими берегами мелководной Невской губы. Также неглубоки Финский залив и все Балтийское море, отличающееся к тому же сложными, порой причудливыми очертаниями берегов и рельефа дна.
Таким образом, на морских подступах к Петербургу сочетаются два условия, необходимые и достаточные для образования наводнений: метеорологические (активные циклоны) и гидрографические (мелководье). В отличие от белых ночей, наводнения случайны, трудно предсказуемы, опасны.
Морские наводнения – их называют еще штормовыми нагонами или метеорологическими приливами – происходят и на многих других морях, например Северном (где затоплению подвергаются Нидерланды, Лондон, Гамбург), Адриатическом (Венеция), Азовском (Таганрог), Белом (Архангельск), Каспийском, Охотском, на всех арктических морях, в Мексиканском и Бенгальском заливах. Наводнения угрожают многим городам, но Петербург среди них – один из самых больших.
Петербургские наводнения – едва ли не первая научная проблема отечественной гидрометеорологии, прошедшая все стадии исследований – от визуальных наблюдений, описаний, измерений и накопления фактов до раскрытия причин явления и его прогноза на основе математической теории.
Со дня основания города в 1703 г. до 1 марта 2004 г. в Петербурге произошло 324 наводнения – подъемов воды в Невы свыше 160 см по измерениям на футштоке, установленном у Горного института (Васильевский остров, наб. Лейтенанта Шмидта, 45). При подъеме воды с отметки 161 см, установленной гидрометеорологической службой совместно с администрацией Ленинграда в 1980 г. (вскоре после начала строительства сооружений защиты от наводнений), начинается затопление низко расположенных городских территорий. Тогда же было принято разделение наводнений по высотам:
опасные – 161-210 см, особо опасные – 211-299 см, катастрофические – 300 см и выше нулевой отметки Кронштадтского футштока.
Расположение измерительного поста у Горного института не случайно. Поблизости, на 23-й линии Васильевского острова, располагалась основанная в 1849 г. Главная физическая обсерватория (ГФО) – метеорологический центр России. Водный пост "Горный институт", подведомственный ГФО, начал действовать в 1878 г., и с тех пор измерения уровня воды в Петербурге считаются достаточно надежными.
Строительству здания ГФО предшествовал конкурс проектов, в котором участвовали известные в то время архитекторы А.Т. Жуковский, П.С. Пименов и "вольный инженер" Гельшер. Предпочтение было отдано проекту Гельшера, утвержденному 28 марта 1846 г. В 1849 г. строительство было закончено. Ныне в этом здании, внешний вид которого мало отличается от первоначального, находятся Северо-Западное управление по гидрометеорологии, Петербургский гидрометеоцентр и Петербургское отделение Государственного океанографического института.
Отсчет уровня воды ведется от среднего многолетнего положения водной поверхности Балтийского моря у Кронштадта, принятого в нашей стране за исходный горизонт измерения высот на суше и глубин на морях. Этот горизонт именуется "нулем Кронштадтского футштока (0 КФ)", или "нулем Балтийской системы высот (0 БС)". Правительственным Постановлением 1946 г. "О введении единой системы геодезических координат и высот на территории СССР" 0 КФ был принят исходным для нивелирной сети страны.
Футшток – простейший прибор для измерения высоты уровня воды, рейка-линейка. Кронштадтский футшток представляет собой массивную металлическую линейку с фарфоровым вкладышем делений, укрепленную вертикально на восточном устое Синего моста через Обводный канал в Кронштадте.
Измерения по футштоку производятся с точностью до одного сантиметра. Отметка 0 КФ зафиксирована горизонтальной чертой на металлической пластине, также укрепленной на устое моста. Рядом находится стилизованное под архитектуру Петровской эпохи строение, где установлен мареограф – прибор непрерывного автоматического измерения уровня воды. Его датчик-поплавок опущен в колодец глубиной 7 м, сообщающийся с открытой водной поверхностью. Колебания уровня воды, регистрируемые на ленте мареографа, систематически сверяются с измерениями по футштоку.
До 1982 г. высоты наводнений в Ленинграде отсчитывались от ординара у Горного института, показывающего средний многолетний уровень воды в Неве. Этот ординар выше О КФ на 11 см, т. е. низшая отметка наводнений составляла 150 см.
В первые годы существования Петербурга исходная отметка уровня воды для отсчета наводнений отсутствовала, хотя по указу Петра I в 1715 г. у стены Петропавловской крепости был установлен первый в России футшток.
В дальнейшем наводнениями считались подъемы воды на 3 фута (91 см; фут равен 30,48 см; здесь и далее перевод в современную систему мер выполнен автором). В XIX и XX вв. наиболее употребительной для отсчета наводнений была отметка 5 футов (152 см) над ординаром, близкая к современной. Предлагались и другие, например 7 футов (213 см), когда затоплению подвергалась значительная часть исторического центра города.