В эпоху промышленной революции в Западной Европе загрязнение воздуха достигло беспрецедентных масштабов, что приводило к массовым заболеваниям и росту смертности среди городского населения. Оценить точные показатели загрязнения в тот период затруднительно из-за отсутствия систематических и масштабных прямых измерений. Ученые из США и Франции нашли оригинальный подход к решению этой задачи: они проанализировали стилистические изменения в работах художников XIX века, связав их с уровнем загрязнения атмосферы.
Даже те произведения искусства, которые не претендуют на реалистичность, могут с удивительной точностью отображать конкретные природные явления. Порой, по картине можно определить точную датировку ее написания или метеорологические условия, в которых создавалось полотно. Удивительно, но точный подбор оттенка заката позволяет добиться впечатляющей точности передать те атмосферные изменения, что происходят в связи с извержениями вулканов и выбросом ими различных аэрозольных частиц.
Взвешенные аэрозольные частицы изменяют контрастность, интенсивность и видимость объекта, как при фотосъемке, так и при непосредственном наблюдении. Видимость любого объекта, отражающего свет, обусловлена его контрастом с фоновым освещением. Однако, если между наблюдателем и объектом присутствует значительное количество взвешенных твердых частиц, рассеивающих и поглощающих как фоновый свет, так и свет от объекта, то наблюдаемый объект будет выглядеть более светлым и менее контрастным, с размытыми границами.
Имея это в виду, ученые из США и Франции совместно создали статистическую модель, способную установить, связаны ли картины художников XIX века с повышенным загрязнением воздуха, окутывавшим Лондон и Париж в эпоху промышленной революции. Подробное описание их работы представлено в научной статье, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Сначала авторы разработали уникальную шкалу контраста, которая позволяет оценивать степень загрязнения воздуха, независимо от того, запечатлено оно на фотографии или картине. Чтобы подтвердить эффективность этого способа оценки, исследователи провели тестирование на двух изображениях, полученных при ясной и загрязненной атмосферой.
Затем был проведен анализ контрастности 60 картин Уильяма Тернера и 38 картин Клода Моне, изображающих городские пейзажи Лондона и Парижа XIX века. Полученные данные были сопоставлены с показателем исторического загрязнения воздуха, основанным на оценках выбросов диоксида серы (SO2 2), которые соответствуют уровню загрязнения атмосферы того времени.
Анализ контрастности изображений показал, что по мере ухудшения качества воздуха в работах Тернера четкие линии становились менее выраженными, цвета становились более размытыми, насыщенность уменьшалась, а стиль трансформировался из фигуративного в импрессионистский.
Аналогичные изменения можно заметить и в работах Моне. Помимо этого, учитывая уровень загрязнения воздуха в Париже, модель позволила спрогнозировать контрастность картин других художников, таких как Джеймс Уистлер, Гюстав Кайботт, Камиль Писсарро и Берта Моризо.