Наука о погоде и ее предсказании

Опубликовано в Интересно

194. Как можно просто доказать, что воздух имеет вec?

На этот вопрос можно ответить, в общем, правильно так: надо взвесить сосуд с воздухом и сосуд без воздуха. Таков один из шаблонных ответов; для решения вопроса указанным способом требуется специальное лабораторное оборудование. В итоге получается не так уж "просто", как требуется по условию.

Изучение воздуха имеет свою любопытную историю. Древние считали воздух основным элементом, из которого путем "сгущения" получаются огонь, вода и земля. Первые опыты, доказывающие вещественностьвоздуха, проведены приблизительно 2300 лет назад.

Греческий философ Анаксимандр (VI-VII век до нашей эры) проделал простой и убедительный опыт. В трубку, плотно закрытую с одного конца, вводился точно пригнанный поршень. До конца трубки он однако не доходил, несмотря на все старания. Вывод ясен: сжатый воздух, как вещество материальное, не дает поршню продвинуться дальше известного предела.

Современник Анаксимандра - Эмпедокл - проделал не менее простой и наглядный опыт: прозрачный сосуд, перевернутый дном вверх, погружался в воду. Вода входит в сосуд, но не достигает его дна, так как находящийся в сосуде уплотненный воздух допускает подъем воды в сосуде до определенного уровня.

Эти опыты (которые вы сами можете воспроизвести), доказывая материальность воздуха, однако не выражали ни его веса, ни величины последнего.

Долгое время опытов над воздухом не производили: физика, как и вообще все естественные науки, была запрещена церковью, считавшей, что все, что нас окружает в природе, создано "богом" и не подлежит научному объяснению.

Только Галилей (1564-1662) произвел первый опыт со взвешиванием воздуха. Он нагрел бутыль с воздухом, который, благодаря увеличению объема, частично вышел из бутыли; затем он взвесил ту же бутыль на холоду и нашел разницу в весе.

В 1642 г. Торичелли (итальянский ученый, ученик Галилея) изобрел ртутный барометр. Стеклянная трубка длиною около метра, открытая с одного конца, была им наполнена ртутью, после чего перевернутая (отверстие зажималось пальцем) погружалась в чашку, где находилась ртуть. Под действием силы тяжести ртуть в трубке опускалась, но только до известного уровня. Столб ртути в трубке, считая от уровня ее в чашке, равнялся около 76 сантиметров. Торичелли правильно объяснил это давлением наружного воздуха. Стоило в верхней части трубки, где не было воздуха, сделать отверстие, как ртуть сразу же выливалась из трубки. Опыт Торичелли доказал не только вещественность воздуха, но и давление воздуха, а следовательно, и весомость его. Что воздух оказывает давление на тела, в нем находящиеся, со всех сторон, показывает интересный опыт с "магдебургскими полушариями".

В 1650 году бургомистр города Магдебурга (в Германии) Отто фон-Герике изобрел воздушный насос, позволяющий выкачивать воздух из сосудов. В 1654 году он же произвел свой знаменитый опыт. Два полых полушария, диаметром около 40 сантиметров, плотно складывались вместе, и с помощью воздушного насоса из этого шара выкачивали воздух. 16 лошадей, запряженные по 8 с каждой стороны, не могли разнять полушарий, плотно прижатых давлением воздуха. Когда же открывали кран, полушария сами распадались.

Так еще давно было доказано, что воздух имеет вес, способен оказывать давление.

Точными научными исследованиями установлено, что воздух (представляющий собою смесь различных газов, главным образом азота и кислорода) в 770 раз легче воды. Один кубический метр воздуха на уровне моря весит 1293 грамма.*

*( На уровне моря на широте 45о при температуре 0о.)

Попробуйте вычислить вес воздуха, заключенного в объеме вашей комнаты.

195. Что произошло бы на Земле, если бы воздух внезапно исчез?

Вопрос можно поставить и несколько иначе: "На Луне нет воздуха; опишите особенности этого мира по сравнению с Землей". Обстоятельный разбор вопроса позволяет сделать важное заключение о том, каково вообще значение воздуха.

Укажем главные последствия исчезновения воздуха:

  • Погибли бы все животные и растения.
  • Наступила бы полная тишина (звук в пустоте не распространяется).
  • Небо стало бы черным: окраска небесного свода зависит от воздуха.
  • Днем и ночью были бы видны звезды (днем мы их не видим из-за рассеиваемого частицами воздуха солнечного света.
  • Не стало бы сумерек, зорь, белых ночей.
  • Прекратилось бы мерцание звезд.
  • Замерзли бы океаны и вообще все водные пространства Земли.
  • Земля покрылась бы ледяной корой.
  • На Земле установилась бы температура приблизительно минус 170о Ц.

196. Почему возникает ветер и от чего зависит его сила?

Воздух находится в постоянном движении, причем частицы воздуха перемещаются как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях.

Основная причина горизонтального перемещения воздуха - разница плотности воздушных масс: воздух более плотный оказывает большее давление, стремится в места, где давление меньше.

В жарких странах, над экваториальным поясом, где нагревание земной поверхности значительно больше, чем в иных местах Земли, имеются сильные восходящие потоки воздуха: нагретый, более легкий воздух вытесняется вверх менее нагретым, притекающим с севера и юга. По этой причине внизу возникают постоянные северные и южные ветры, дующие к экватору; вследствие вращения Земли вокруг своей оси, эти ветры отклоняются несколько к западу (северо-восточные и юго-восточные пассаты).

Кроме таких постоянных ветров, обусловленных тем, что в различных широтах (климатических поясах) земная поверхность, а следовательно и воздух, примыкающий к ней, получают неодинаковое количество тепла от Солнца, - наблюдаются периодические, сезонные ветры, дующие в течение полугода в одном направлении, а в течение второй половины года - в противоположном направлении. Смена направления этих ветров объясняется тем, что даже на одной широте поверхность суши и поверхность океанов нагревается и охлаждается неодинаково. Летом суша, а следовательно и воздух над ней нагревается больше, чем над океаном; оттого воздух над сушею, как более легкий, вытесняется вверх воздухом, притекающим с океана. В итоге - летом в нижних слоях атмосферы ветер дует с океана на материк, зимой же, наоборот, суша и воздух, примыкающий к ней, охлаждаются больше, чем над океаном. Поэтому зимою вытесняется вверх уже воздух над океаном, и ветер в нижних слоях атмосферы дует с суши на океаны. Такие сезонные ветры - муссоны - наблюдаются всюду, где достаточно большие материки соприкасаются с океаном, главным же образом в северной части Индийского океана, на западе Тихого океана (и значит - вдоль нашего дальневосточного побережья). Неодинаковое нагревание и охлаждение воды и суши мы всегда наблюдаем и у себя летом. Купаясь утром и днем, мы чувствуем в воде большую прохладу, чем в воздухе; вечером же и в первую половину ночи в воде теплее, чем на воздухе, потому что суша и воздух, к ней примыкающий, успели охладиться больше, чем вода. Нечто, подобное муссонам - смену направления ветра - можно наблюдать в жаркое время года на побережьи моря или большого озера: днем ветер дует с воды на сушу, ночью - наоборот. Такие суточные периодические ветры называются "бризами". Советуем проделать известный опыт со свечкой, поместив ее в зимнее время у приоткрытой двери: если поместить ее внизу, пламя будет отклоняться втекающим по низу потоком тяжелого холодного воздуха внутрь комнаты; если же поместить свечу у верха двери, то пламя будет отклоняться вытекающим наверху потоком более теплого и легкого воздуха - наружу.

Рис. 78. Обычное направление ветра летом у берега моря или большого озера. А - днем, В - поздно вечером или ночью
Рис. 78. Обычное направление ветра летом у берега моря или большого озера. А - днем, В - поздно вечером или ночью

Сила ветра везде зависит от разного давления воздуха на одном уровне. Если разность давления на одном уровне достигает величины порядка нескольких миллиметров (ртутного столба) на расстоянии 100 километров, - то внизу возникает в этом месте сильный ветер. Чем разность давления меньше, тем и сила ветра слабее. Наконец, в тех районах, где давление воздуха почти одинаковое, наблюдается безветрие или маловетрие.

197. Как понимать выражение: "ветер в два, в три и более баллов"?

Часто в газетах при описании наводнения или бури упоминается, что ветер достиг силы во столько-то баллов.

Для того, чтобы четко представить себе силу ветра при том или ином балле, советуем обратить внимание на прилагаемую таблицу, запомнить основные признаки и при случае понаблюдать их в природе.

Шкала Бофорта
Шкала Бофорта

Сила ветра разбивается по так называемой шкале Бофорта на 12 баллов (см. табл. на стр. 176-177).

198. Почету при обмахивании лица мы чувствуем прохладу?

Когда нам жарко от летнего зноя или физической работы, мы обмахиваем лицо и чувствуем приятную прохладу. Чем это объясняется? Предложив такой вопрос, вы получите общий ответ: "потому что мы создаем ветер".

Это само собой разумеется, - но почему же ветер приносит прохладу?

Наше тело выделяет теплоту, и воздух, прилегающий (в данном примере) к нашему лицу, нагревается. При тихой погоде или при отсутствии искусственного ветра, вызываемого обмахиванием, теплый воздух замещается холодным очень медленно. При обмахивании или при ветре смена различных слоев воздуха происходит быстрее: нагретый воздух отгоняется, место его занимает более холодный, который и отнимает некоторое количество тепла от разгоряченной кожи.

Другая причина заключается в испарении. Наше тело через кожу всегда испаряет влагу, и требуемая для этого теплота отнимается от поверхности тела. Но воздух принимает влагу лишь до известного предела (до насыщения), после чего испарение прекращается. Если воздух спокоен, он быстрее насыщается; при ветре же влажный воздух заменяется более сухим, и испарение возобновляется.

Вследствие указанных причин, обмахивание лица приносит прохладу. Но в пустынях, где воздух сильно нагрет от раскаленного песка, ветер, напротив, приносит еще больший зной, так как воздух пустыни имеет более высокую температуру, чем человеческое тело.

199. Почему сильный мороз при тихой погоде переносится легче, чем слабый при ветре?

Правильный ответ на этот вопрос вытекает из объяснений, данных в предыдущем вопросе.

Ветер отгоняет слой воздуха, непосредственно соприкасающийся с нашей кожей, и заменяет новым холодным воздухом, также отнимающим тепло от нашего тела. При тихой погоде прилегающий к телу воздух нагревается и, являясь плохим проводником тепла, задерживает дальнейшее выделение теплоты нашим телом. Конечно, воздух, нагретый нашим телом, становясь легче, постепенно заменяется холодным, но при тихой погоде это происходит медленно, а во время ветра - быстро.

Сибиряки знают это по своему опыту. Сильные морозы при отсутствии ветра переносятся в Сибири сравнительно легко.

200. Почему на ветру белье сохнет скорее?

При испарении водяной пар поступает в воздух и, если нет ветра, то через определенное время воздух, прилегающий к белью, уже насытится водяным паром и не будет больше принимать влаги; дальнейшее испарение прекращается. Если же воздух перемещается (что происходит при ветре) и к белью примыкают все новые порции менее влажного воздуха, то испарение увеличивается (белье сохнет скорее).

201. Почему, когда весной идет лед по Неве, в Ленинграде холодно?

Ленинградцы на этот вопрос, не задумываясь, отвечают: "ладожский лед охлаждает воздух". Однако, дело здесь не в ладожском льде, а в направлении ветра. Нева течет приблизительно с северо-востока на юго-запад; ладожский лед идет только при северо-восточных ветрах, когда он сгоняется к истоку Невы. Северо-восточные ветры берут свое начало обычно в северных полярных и, следовательно, холодных странах, почему к нам и приносится холод Полярного моря. Когда пройдет ладожский лед и вновь подует ветер этого направления, опять наступают холода, хотя льда к этому времени в Неве уже нет. Эта вторая волна холода далеко простирается к югу и обычно совпадает по времени с цветением черемухи ("черемухины холода").

202. Отчего мы загораем?

Загораем мы летом в ясную погоду от действия ультрафиолетовых (невидимых для глаз) лучей. Под действием этих лучей образуется в коже красящее вещество (пигмент), кожа темнеет. Сильное действие Солнца может причинить серьезные ожоги - скажется слишком положительное воздействие ультрафиолетовых лучей. Вот почему необходимо, чтобы кожа привыкла к сильному действию ультрафиолетовых лучей; солнечные ванны надо начинать с нескольких минут, постепенно увеличивая до получаса (для каждого человека продолжительность непрерывного пребывания на солнце определяется врачом).

Чем воздух чище, тем больше сказывается влияние ультрафиолетовых лучей; так, на высоких горах в разреженном воздухе часты случаи серьезных ожогов лица (это произошло с участниками экспедиции на Памир в 1928 г.). Люди загорают даже в полярных странах (например, челюскинцы возвратились из своего ледового плена сильно загорелыми).

203. Что такое погода и от чего зависит ее изменение?

Много различных толкований этого вопроса пришлось слышать автору, однако правильные ответы были редки.

Под погодой мы подразумеваем состояние воздушной массы, которая расположена или протекает в данный момент над данным районом. Состояние погоды определяется ее элементами (метеорологическими элементами). Главные метеорологические элементы таковы:

  • Температура воздуха.
  • Влажность воздуха.
  • Давление воздуха.
  • Сила и направление ветра.
  • Облачность (вид и количество облаков).
  • Количество и разновидность осадков, и др..

Все это только главные элементы (составные части) погоды; кроме перечисленных, играют большую роль: продолжительность солнечного сияния, количество испаряющейся воды с определенной площади и т. д. Для определения каждого из упомянутых элементов погоды имеются особые приспособления и инструменты для наблюдений.

204. Почему барометр часто неправильно "предсказывает погоду?

Барометр вообще не "предсказывает" погоду. Он показывает только величину давления воздуха в данный момент, а давление воздуха - лишь одна из составных частей погоды.

При низком давлении небо почти всегда закрыто облаками, но это еще не означает дождливой или снежной погоды, как следует из показаний барометра. Дождь и другие осадки происходят от выделения излишка влаги из воздуха при определенной температуре. Следовательно, давление здесь играет роль второстепенную: если давление низкое, а воздух достаточно сух, не будет ни дождя, ни снега. Даже если воздух содержит большое количество влаги, но в этот момент достаточно тепло, то тоже не будет осадков, несмотря на "предсказание" барометра. К этому надо прибавить, что барометр показывает разное давление на разной высоте над уровнем моря; чем выше место, тем давление меньше. Поэтому обычный барометр со стрелками (анероид) будет на высоких горах, где воздух разреженнее, всегда показывать "дождь" или даже "бурю", хотя там в это время стоит ясная и тихая погода. Итак, надо запомнить, что барометр вовсе не предсказывает погоды. Об изменении погоды с большей вероятностью, частично учитывая изменения давления, можно сделать заключение, приняв в расчет также температуру и влажность.

Зачем же тогда проставляют цифры и надписи на анероидах? Цифры показывают давление воздуха в миллиметрах соответственно высоте ртутного столба. Надписи же "переменно", "ясно" и др. - появились давно. Их стали делать мастера для того, чтобы облегчить сбыт тогда еще новых приборов.

К сожалению, многие, не зная этих особенностей металлических барометров и принципов их действия, обвиняют бюро погоды, когда погода не согласуется с показаниями барометра.

205. Что такое циклон и антициклон?

Часто на вопрос: "Когда в Ленинграде наблюдался циклон?" слышишь (например, от ленинградца) такой ответ: "В 1924 году, когда в Ленинграде было сильное наводнение".

Рис. 79. Направление ветра в циклоне (схематический план)
Рис. 79. Направление ветра в циклоне (схематический план)

Однако, циклопы - гораздо более частые, можно сказать, почти повседневные явления не только в Ленинградской области, но и во многих районах СССР. Циклоном* называется такая обширная область, в которой воздух по низу стекается от границ области к середине, имея вместе с тем восходящее движение; поднимающийся воздух наверху растекается. В антициклоне, наоборот, наверху воздух стекается, опускается и внизу растекается во все стороны. Объясняется это распределением давления: в циклоне давление воздуха по краям выше, а в центре - ниже; в антициклоне наоборот: в центре выше, а по краям ниже (см. рис. 79). Вследствие вращения Земли вокруг своей оси воздух стекается в циклонах и растекается в антициклонах не по направлению наибольшего падения давления, а отклоняется от него вправо приблизительно на угол 60о(чем и объясняется спиралевидное движение воздуха)**. Так как воздух в циклонах стекается к центру со всех сторон, то в определенных районах каждого циклона дуют северные ветры, в других - северо-западные, западные, юго-западные, южные и т. д.

*( От греческого корня "цикл" - круг, окружность)

**(В южном полушарии ветры отклоняются влево)

Если определить помощью барометра давление воздуха в разных точках на большом пространстве, то область циклона будет ограничена замкнутыми линиями равного давления (изобарами), расположенными в возрастающем порядке от центра, где наименьшее давление. В тропических районах расположение изобар можно сравнить с годовыми кольцами на спиленных деревьях; в наших широтах линии равного давления дальше отстоят друг от друга, чем изобары тропических циклонов и кроме того они замкнуты, представляют сложные извилистые очертания. Циклоны умеренных и полярных широт чаще называют минимумами.

Циклоны в наших местах охватывают громадные районы (иногда более 3000 кв. км). Ветер в наших циклонах обычно не достигает большой силы. В жарких странах циклоны невелики по площади, разница же в давлении воздуха в середине и на краях достигает большой величины, и поэтому ветер достигает там силы урагана.

Рис. 80. Распределение облачности и осадков внутри циклона. П - перистые облака. ПС - перисто-слоистые. Д - дождевые
Рис. 80. Распределение облачности и осадков внутри циклона. П - перистые облака. ПС - перисто-слоистые. Д - дождевые

Погода при циклонах обычно пасмурная, часто идет дождь или снег. Это происходит потому, что воздух, приближаясь к центру циклона, где теплый, более легкий воздух встречается с холодным, постепенно поднимается, а, следовательно, и охлаждается. В результате выделяется излишек влаги. Циклоны довольно быстро перемещаются (со скоростью в среднем 30-35 км в час в наших широтах). В связи с этим часто и быстро меняется погода в местностях, лежащих на пути циклона. По мере приближения центра циклона, давление воздуха понижается ("барометр падает") и стрелка анероида приближается к надписи "дождь", но часто барометр "ошибается", если влажность недостаточна или температура высока. О распределении погоды внутри циклона в различных частях его можно судить на основании рисунка 80.

Изучая ответы слушателей по этому вопросу, автору удалось подметить, что если слово "циклон" понимают часто не совсем правильно, то об антициклоне имеются почти всегда превратное представление. Некоторые пытаются отгадать смысл на основании противоположности (приставка "анти"), но это еще не является точным определением.

Антициклон действительно - прямая противоположность циклону. В циклонах воздух стекается к центру, - в антициклонах он расходится от центра. При циклонах небо обыкновенно облачно, при антициклонах - преимущественно ясно. Причина ясной антициклонной погоды следующая.

Над серединой антициклона находится плотный спускающийся воздух. Приближаясь к земле, воздух нагревается: содержащаяся в нем влага превращается в невидимый пар, и небо освобождается от облачности.

Хотя погода во многом и зависит от перемещения циклонов и антициклонов, но, зная о приближении циклона, нельзя все же делать вывода, что обязательно будет дождь, снег и т. п.; надо еще знать, какая часть циклона или антициклона пройдет через данное место (при одинаковом давлении в отдельных частях циклона и антициклона - другие элементы погоды значительно отличаются друг от друга).

Рис. 81. Распределение погоды и направление ветра внутри антициклона
Рис. 81. Распределение погоды и направление ветра внутри антициклона

В заключение нашей беседы о циклонах и погоде рассмотрим не сколько дополнительных вопросов.

Как определить без приборов направление центра надвигающегося или проходящего циклона?

Надо встать спиной к ветру и отвести левую руку на 60о от направления дующего ветра (рука будет выдаваться несколько вперед). Направление руки укажет на центр циклона (место пониженного давления). Нахождение центра циклона важно при определении, какая часть циклона пройдет или прошла через данное место.

Циклон надвигается, но центр его проходит южнее. Какая должна ожидаться погода?

Понижение температуры - ветры восточные с переходом в северо-восточные, вероятны осадки, продолжительные, но не особенно обильные.

Циклон надвигается, центр пройдет севернее. Какой надо ждать погоды?

Обычно повышение температуры, продолжительные осадки, южный ветер сменится юго-западным, с переходом в дальнейшем в западный.

Если центр циклона прошел через место наблюдения, какая должна ожидаться погода?

Надо ожидать прояснения с понижением температуры.*

*( Эти дополнительные вопросы следует проработать для обоснования предсказаний погоды по местным признакам)

Конечно, погода изменяется и предсказывается не так просто, как здесь сказано. Предвидение погоды - задача очень сложная, составляющая предмет изучения специальной науки.

206. Какой воздух легче - сухой или влажный?

Как это ни будет казаться странным, но влажный воздух легче. Водяной пар, поступающий в воздушную массу, вытесняет часть основных газов, составляющих воздух, в соседние массы воздуха. Водяной же пар значительно легче, чем атмосферные газы, - поэтому, чем больше водяного пара в данной массе воздуха, тем этот воздух легче и, следовательно, чем меньше водяного пара в воздухе, тем он тяжелее.

В книге Бенуа и Никитина "Метеорология для судоводителей" имеется интересная таблица, разъясняющая сказанное.

Вес одного кубического метра воздуха в кг при давлении 760 мм и широте 45о.

207. Видали ли вы когда-нибудь водяной пар?

- Как же, - скажете вы, - видел, сегодня утром, когда чай пил.

Но вы ошиблись. Водяной пар невидим. То, что вы называете паром, не пар, а капельки воды, результат сгущения пара.

208. Какая разница между облаками и туманом?

Облака образуются, когда излишек пара сгущается в капельки воды, что часто происходит в циклонических областях (воздух поднимается и охлаждается). Туман образуется, подобно облаку, но близ самой земной поверхности. Следовательно, разница между облаком и туманом только та, что туман образуется внизу, а облако - наверху. Иногда туман поднимается; это значит, что внизу стало теплее, и сгущение паров происходит уже не у самой земли, а на некотором расстоянии (туман превращается в облако). Если облако опускается, - значит, влажность увеличивается, и низкая температура позволяет образоваться каплям воды у самой поверхности Земли.

209. Почему при сильном морозе над незамерзшими местами реки (или моря) клубится туман?

Потому что температура воды выше температуры окружающего воздуха и испаряющаяся влага сразу же сгущается в капли, чего при более высокой температуре не бывает. В последнем случае испарение больше, чем при холоде, но пар невидим, и потому тумана мы не наблюдаем.

210. Почему идут дождь, снег, град?

Если предыдущие вопросы рассмотрены вами, то легко объяснить и причину образования дождя и снега.

В воздухе всегда содержится невидимый водяной пар. Чем температура выше, тем больше может удержаться пара в воздухе. Например, при температуре 0о в кубическом метре воздуха может находиться не более 4,9 граммов паров, при температуре 10о - не более 9,4 граммов. Если в воздухе окажется больше паров, чем может содержаться при данной температуре, то излишек выделится в капли, образуется дождь. Если температура воздуха ниже 0о, излишки пара переходят в лед (снежинки - ледяные кристаллики).

Образованию дождя способствуют мельчайшие пылинки, служащие ядрами для капель, которые обволакивают пылинки. Если пыли нет, - образование дождя задерживается, несмотря на большую влажность.

Водяные капли могут находиться и в переохлажденном состоянии (до 10о ниже нуля). Поднятые восходящими токами воздуxa в жаркое время капли соприкасаются с ледяными частицами верхних облаков и замерзают. Так образуется град. Рассматривая градины, мы видим словно несколько оболочек; это объясняется тем, что градина, благодаря тяжести, начинает падать и слегка оттаивает; на поверхность ее осаждаются новые капли; если же имеется сильный восходящий ток воздуха, то градина снова заносится вверх, опять соприкасается со льдинками облаков, замерзает, увеличивается в размере и падает на землю. Это может повторяться несколько раз, и тогда градина может достигнуть большого размера - величины с куриное яйцо и даже больше. Если восходящего тока воздуха нет, град не может образоваться. Вот почему не бывает града зимой и чаще всего град наблюдается в самое жаркое время, когда нагретый от земли воздух поднимается быстро вверх. Град часто идет из грозовых туч, так как при грозе, кроме сильных токов воздуха, слиянию капель способствуют электрические разряды.

211. Какие вы знаете виды осадков? Перечислите их.

Ограничиться перечнем дождя, снега и града недостаточно. Число разных видов осадков значительно больше. Кроме разновидностей дождя, снега, града, к осадкам относятся:

Роса и иней. Первая образуется летом в ясную, тихую погоду вскоре после захода Солнца (поверхность Земли остывает скорее, чем прилегающий к ней воздух, из которого благодаря этому выделяется в виде капель излишек влаги). Если температура ниже нуля, то вследствие той же разности температур - образуется иней.

Изморозь. Это белый рыхлый налет ледяных кристаллов, покрывающий иногда при сильном морозе ветки деревьев, телеграфные столбы, провода и пр. с наветренной стороны. Кристаллы до соприкосновения с предметами "плавают" в морозном воздухе.

Гололедица - ледяная кора, образующаяся на поверхности многих предметов. Причины гололедицы: переохлажденные капли воды (имеющие температуру ниже нуля, но еще не замерзшие) встречают поверхность земли или твердые предметы, на которых сразу же и замерзают. Это часто бывает при умеренном морозе, или когда после продолжительных сильных морозов выпадает дождь, при оседании на сильно охлажденную поверхность земли тумана.

Снежная крупа - хлопья снега, выпадающие при температуре, близкой к нулю; в пути они скатываются в белые, непрозрачные хрупкие шарики (диаметр их от 2 до 5 мм). Снежная крупа выпадает обычно только в переходное время года: осенью и весной.

Ледяные иглы. При ясном небе и очень сильных морозах в воздухе плавают маленькие, чуть заметные ледяные кристаллики, напоминающие тонкие иголки. Из таких же кристалликов состоят и высокие перистые облака.

Кроме того, к осадкам надо отнести и туман.

212. Почему при облачном небе не всегда идет дождь?

Облака состоят из водяных капель, а некоторые - из кристалликов льда; те и другие тяжелее воздуха.

Рис. 82. Образование дождевых капель в кучевых облаках
Рис. 82. Образование дождевых капель в кучевых облаках

Почему же не идет дождь? Оказывается, при облачном небе - дождь идет всегда, но капли, пока не увеличатся до определенных размеров*, - не достигают земли (восходящие токи воздуха поддерживают капли на известной высоте). Кроме того, капли, приближаясь к земной поверхности, нагреваются и, испаряясь, перестают быть видимыми. Но если капли достигнут больших размеров и могут преодолеть сопротивление воздуха, дождь достигает земли.

*( Дождевые капли иногда достигают в диаметре 0,5 сантиметра)

213. Почему капли дождя бывают крупные и мелкие?

Если воздух насыщен влагой и температура низка, то близ поверхности земли образуется дождь; капли в этом случае очень малы (вспомним осенний мелкий дождь). Но если сгущение пара происходит далеко от поверхности земли и капли, все же, достигают почвы, то по пути они сливаются друг с другом. Кроме того различные части облаков имеют различную температуру: где холоднее - сгущение идет сильнее; электрические разряды в атмосфере также способствуют увеличению размеров капель. В летнее время в начале грозы перед дождем мы замечаем падение крупных капель, а потом уже начинает идти ровный дождь; это объясняется тем, что большие капли, как более тяжелые, падают скорее.

214. Почему на высоких горах зимой и летом лежит снег?

Здесь, на первый взгляд, явное противоречие. Ведь на высоких горах, казалось бы, должно быть теплее (ближе к Солнцу)...

Кажущееся противоречие разъясняется так: воздух нагревается не столько пронизывающими его солнечными лучами, сколько теплом нагретой ими земли. Следовательно, нижние слои атмосферы, нагреваясь от нагретой солнцем земли, то-есть "сверху", передают тепло вышележащим слоям, так что слои, более удаленные от земной поверхности, нагреваются мало. Кроме того, поднимающийся воздух расширяется и, совершая некоторую работу, охлаждается. Это и есть главная причина холодов на высоте; уже на высоте 3 1/2 км от земной поверхности температура ниже нуля даже летом. Так как при низкой температуре легко образуются осадки (если воздух влажен), то на высоких горах и скапливается много снега. Громадное скопление снега, превратившегося с течением времени в массы сплошного льда, покрывает почти всю поверхность самого большого острова - Гренландии. В последнем случае играет роль, конечно, и значительное удаление Гренландии от экватора.

Область вечного снега и льда на горах начинается, конечно, на различной высоте от уровня моря: чем место ближе к полюсам, тем эта граница (называемая снеговой линией) спускается ближе к морю.

215. Укажите часы дня, когда всего теплее и холоднее.

Ответ - "теплее всего в 12 часов" не будет верным: наивысшая температура в летний солнечный день бывает около трех часов пополудни. Хотя Солнце в полдень достигает наибольшей высоты и в этот момент посылает больше тепла, чем в иное время, но температура после полудня все же продолжает повышаться. Дело в том, что Земля, нагреваясь от солнечных лучей, одновременно и остывает, отдавая тепло нижележащим слоям воздуха и через воздух в мировое пространство. Пока приход теплоты превышает ее расход, земля нагревается; переломный момент наступает примерно в три часа пополудни.

Наиболее низкая температура, очевидно, должна наблюдаться перед самым восходом Солнца, с появлением которого земля начинает уже нагреваться.

216. Как высок был бы слой воды в Ленинграде от всех осадков в течение года, если бы вода не испарялась, не стекала и не просачивалась в землю?

Основываясь на внешнем впечатлении от "сырого" ленинградского климата, многие не верят, что слой воды за год достигает в Ленинграде всего лишь 50 сантиметров (полметра). Есть места, где осадков выпадает в 25 раз больше, чем в Ленинграде; но там громадное количество осадков выпадает сразу, в то время как у нас дождь, снег и прочие осадки наблюдаются чаще и продолжительнее, но не в таком количестве. В СССР, как мы уже говорили, всего больше осадков выпадает в Батуме - около 250 сантиметров за год (2 1/2 метра).

217. Если бы не было дождей и других осадков, то через сколько времени испарилась бы, вся вода из океанов и морей Земли?

Благодаря нагреванию поверхности Земли солнечными лучами постоянно происходит испарение воды не только с громадной площади, занятой океанами и морями, но и с других мест, так как вода в различном состоянии и количестве находится на Земле всюду. Ежегодно в атмосферу поступает воды до 360 000 куб. километров.*

*( См. книгу акад. А. Е. Ферсмана - "Занимательная минералогия". )

Если бы вода не возвращалась на поверхность Земли в виде различных осадков, то, при условии ежегодного поступления воды в атмосферу в указанном количестве, - все океаны и моря высохли бы через 3800 лет. В самом деле: поверхность мирового океана равна приблизительно 360 миллионов кв. км, а средняя глубина океанов и морей 3,8 км. Следовательно, объем мирового океана равен 1368 млн. куб. километров, и воды этой хватило бы на 3800 лет.

218. Как понимать выражения в сводках о погоде: "продвинулся фронт", "наступает полярный фронт" и т. д.?

Рис. 83. Теплый сектор в развитом циклоне: справа показана линия теплого фронта, слева - холодного (острые зубцы)
Рис. 83. Теплый сектор в развитом циклоне: справа показана линия теплого фронта, слева - холодного (острые зубцы)

В воздушном океане у земной поверхности происходит постоянная "война": циклоны, соприкасающиеся с антициклонами, или развиваются, захватывая новые территории, или "умирают", когда давление в центре их повышается и выравнивается по сравнению с границами (циклон "заполняется"). Внутри каждого хорошо развитого циклона имеются не менее двух "фронтов", между которыми заключен теплый сектор циклона (см. рисунок 83). Что же называется фронтом? Это поверхность, вернее, тонкий слой раздела холодной и теплой массы воздуха. Здесь температура воздуха меняется очень быстро. Если холодный и теплый воздух лежат рядом, - то, конечно, происходит перемещение воздуха: или теплый воздух натекает на холодный, поднимаясь как бы по наклонной плоскости, или же наступающий холодный воздух клином внедряется под теплый, заставляя его также подниматься, но круче, чем он сам поднимается на теплом фронте. Учитывая громадное влияние фронтов на изменение хода температуры (и других элементов погоды), - на современных синоптических картах* изображаются, кроме изобар циклонов и антициклонов, также линии фронтов теплого и холодного воздуха. Восходящее движение воздуха в циклоне связано преимущественно с обоими фронтами: где воздух медленно поднимается(поверхность теплого фронта) - наблюдаются умеренные, но длительные ("обложные") осадки; где проходит холодный фронт - осадки сильные ("ливневые"), но менее продолжительные. В последнем случае часто наблюдается шквалистый ветер. Кроме главного, холодного, фронта, часто в циклоне наблюдаются несколько "вторичных", идущих друг за другом. Теплый фронт идет всегда впереди теплого сектора циклона.

*( На картах погоды. )

Рис. 84. Теплый воздух насекает на холодные массы воздуха
Рис. 84. Теплый воздух насекает на холодные массы воздуха

Нами приведены простейшие случаи "идеального" циклона, но в действительности расположение теплого и холодного фронтов, взаимное расстояние между ними, то-есть угол, определяющий размеры теплого сектора циклона, бывает более сложным, чем и объясняются трудности предсказания погоды.

Рис. 85. Холодный воздух быстро вытесняет собою теплый
Рис. 85. Холодный воздух быстро вытесняет собою теплый

Чтобы ближе познакомиться с современными представлениями науки о погоде внутри циклонов, необходимо прочитать главу V и VIII книги Фиккера - "Погода и ее изменения".

Рис. 86. 'Семья циклонов', непрерывно следующих один за другим
Рис. 86. 'Семья циклонов', непрерывно следующих один за другим

219. На основании чего ученые высказывают предположение о предстоящей погоде?

За последние годы, в связи с бурным ростом в СССР промышленности, транспорта (особенно воздушного), развития сельского хозяйства и др., особенно необходимо знать погоду, хотя бы на ближайший период. Для этой цели по всему СССР имеются специальные метеорологические станции, которые 4 раза в сутки передают по телеграфу, телефону и по радио сводки погоды данного места в областные бюро погоды, которых в настоящее время (1935 г.) около 30. Областные бюро погоды, принимая донесения от своих станций, одновременно по радио принимают сводки погоды из-за границы. Областные бюро передают свои сводки в "главный штаб погоды" - в Москву, в Центральное бюро службы погоды. Из Москвы по радио передают общесоюзные сводки погоды, которыми пользуются также зарубежные страны не только Европы, но и Америки.

Любопытно сопоставить довоенную службу погоды с современным состоянием ее. К 1914 г. число наблюдательных станций погоды равнялось 589. В годы гражданской войны и разрухи число станций значительно уменьшилось. В настоящее время не только восстановлены разрушенные станции, но и построен ряд новых, и общее число наблюдательных пунктов погоды доведено к 1935 г. до 2754.

Вы, вероятно, много раз слышали по радио непонятные для вас "сведения о погоде" - длинный ряд цифр.

Цифры эти выражают условным способом (шифром) погоду, и все, кто знаком с шифром, через короткое время могут составить самостоятельно карту погоды, то-есть узнать, каково было ее состояние несколько часов назад в разных местах земного шара.

Рис. 87
Рис. 87

Карты погоды представляют большой интерес, так как на них небольшим числом условных значков изображается целый ряд элементов погоды. Например (см. рис. 87):

Кружок - место станции, где производилось наблюдение. Если бы небо там было безоблачным - кружок бы был белым, но он почти зачернен, что означает облачность 9/10 (почти все небо облачно). Внизу разорванные, слоистые облака, основание которых на высоте около 600 м, закрывающие в общем полнеба (цифра 5). В верхних слоях высококучевые и перистые облака. Давление воздуха 994,8 миллибара* (746,1 мм), за последние 3 часа оно падало, затем повышалось (значок справа), но в общем оно упало на 3,4 миллибара (-3,4). Температура 15о. Осадков выпало за 12 часов 12 миллиметров. Ветер юго-западный, сила его 5 баллов и т. д.

*( Миллибар - единица, употребляемая в настоящее время для выражения давления воздуха. Один миллибар соответствует давлению воздуха, уравновешенному столбиком ртути высотою около 3/4 миллиметра)

Рис. 88. Обозначения метеорологических элементов
Рис. 88. Обозначения метеорологических элементов

Подобные же обозначения относятся и к другим станциям. Рассматривая специальную карту, на которой подобными же значками показаны элементы погоды на метеорологических станциях, присылающих сводки о погоде, специалист ученый проводит на этой карте линии равного давления, образующие циклоны и антициклоны, и прочерчивает линии холодных и теплых фронтов. Сравнивая "свежую" карту погоды (называемую обычно синоптической) с картой, составленной несколько часов назад, и с более ранними картами, делают на основании этого материала предсказание погоды.

Рис. 89. Виды облаков(условные обозначения)
Рис. 89. Виды облаков(условные обозначения)

220. Почему, если Солнце заходит в тучу, на другой день часто бывает ненастная погода?

Это - одна из правильных народных примет, имеющая научное обоснование. Мы уже знаем, что погода при циклонах - ненастная. 90% всех циклонов в Европе перемещается с запада на восток. Солнце заходит в западной части неба. Таким образом, Солнце при заходе часто скрывается за облачными массами циклонов; перемещаясь со скоростью 30-35 километров в час, циклон обычно достигает места наблюдения на другой день, и погода портится. Конечно, не всякое облако относится к циклону, но если при этом на западной части горизонта видны длинные полосы (перистые облака), веерообразно выходящие из одного места, то можно с большою вероятностью предсказать приближение циклона.

221. Почему Солнце при закате бывает красным?

Если цвет неба при заходящем Солнце красный, это указывает на большую влажность воздуха или на скопление пылинок в западной части горизонта. Атмосфера поглощает и рассеивает часть сложного солнечного света; когда в воздухе много водяных частиц (или пыли), то красные лучи рассеиваются сильнее, и небо приобретает характерную окраску.

222. Какие бывают облака и отчего они образуются?

Водяной пар, всегда находящийся в воздухе в разных количествах, всегда невидим. Но если увеличится влажность или уменьшится температура, то излишек пара конденсируется (сгущается), образуя уже заметные капельки воды или маленькие частички льда.

Следующая таблица показывает, сколько граммов водяного пара может содержаться в одном куб. метре воздуха при различных температурах.

 Температура -20

о

 -10

о

 0

о

 +10

о

 +20

о

 30

о

 
 Наибольшее количество
 водяного пара при
 этой температуре 1,2 г. 2,4 г. 4,9 г. 9,4 г. 17,3 г. 30,4 г. 

Из чего же состоит облако? Из пара? Но ведь он невидим; облака же видны.

Облака состоят не из пара, а из мельчайших капелек воды, наиболее же высокие, перистые - из мелких льдинок. Формы облаков зависят от условий, при которых они образуются. Если воздух поднимается быстро и круто (в жаркое время года), вследствие чего он резко охлаждается, то обычно образуются кучевые облака - горообразные массы с ясно очерченными краями. Образование облаков легко понять на примере прачечной или бани: когда открывают дверь и поступает снаружи более холодный воздух, который смешивается с более теплым и насыщенным водяным паром воздухом помещения, - то излишек пара, вследствие падения температуры у двери прачечной или бани, сгущается в капли, образуя как бы облако.

Хотя приведенные формы облаков далеко не исчерпывают обычно наблюдаемых (имеется много переходных видов), тем не менее рекомендуется с ними внимательно ознакомиться для наблюдения за изменением погоды в связи с появлением и развитием тех или иных облачных образований. В этом отношении лучше изучить для начала только самые основные формы облаков, и уже впоследствии более подробно ознакомиться с более сложными их образованиями.

Теперь вы, очевидно, представляете себе трудность точного предсказания погоды не только на продолжительный срок, но и на 1-2 ближайших дня. Однако, если трудно предсказать погоду для всего земного шара или большей части его поверхности, то дело упрощается в значительной степени, если поставлена задача определить облик погоды на 12 часов вперед для данного места.

Существует целый ряд признаков, по которым внимательный наблюдатель может предсказать без всяких приборов состояние погоды для данного места, и притом почти безошибочно.

Вы слышали о "старожилах", охотниках, рыбаках, которые, ничего не зная о циклонах, антициклонах, различных фронтах и пр. деталях науки о погоде, могут сравнительно удачно предсказать погоду на завтра.

Существует большое число народных примет погоды, открытых путем длительных наблюдений за природой. Цвет неба, облака, изменение ветра и многие другие приметы - все это признаки важные, но, к сожалению, истинные признаки погоды часто смешивают с ложными приметами, порожденными суеверием и предрассудками.

Приведенные ниже "способы" предсказания погоды по облакам, ветру, цвету неба и другим легко наблюдаемым признакам без специальных приборов - вполне согласуются с наукой о циклонах, антициклонах, фронтах и др.

Приведенные признаки однако не являются постоянными предвестниками погоды на все случаи, - часто бывают и отклонения в сложных явлениях погоды. Поэтому ни в коем случае нельзя делать выводы по одному какому-нибудь признаку: необходимо проследить различными способами состояние погоды и сопоставить признаки, наблюдаемые по облакам, с признаками по ветру, цвету неба и пр. Если признаки противоречивы, следует подождать еще 2-3 часа (когда определится циклоническое или антициклоническое состояние атмосферы), чтобы сделать более обоснованное суждение.

Чем медленнее изменяется какое-либо явление, служащее местным признаком, тем медленнее будет происходить изменение предвещаемой им погоды, и тем продолжительнее будет эта погода. Если признак погоды появился и изменяется очень быстро, то тем резче изменится и погода, но новое состояние ее будет кратковременным.

Мы уже указывали, что нельзя слепо доверяться барометру и считать повышение его обязательным признаком улучшения погоды, а падение - признаком плохой погоды. Существует, однако, общее правило, применимое ко всем местам Земли летом, а зимой в высокогорных районах, связывающее показание барометра и температуры. Если барометр идет на повышение и термометр также указывает повышение температуры, то погода улучшится или хорошая погода* (ясная, сухая) удержится.

*( В дальнейшем под словом "хорошая погода" мы будем понимать: ясное небо, слабый ветер или безветрие, отсутствие осадков)

223. Как предсказать погоду по облакам?

Признаки хорошей погоды:

  1. Ранним утром - безоблачно. По мере поднятия Солнца появляются и днем развиваются кучевые облака, с хорошо выраженными куполообразными вершинами и резкими краями. Подобные облака напоминают вату или цветную капусту. К 15-16 часам кучевые облака увеличиваются в объеме. Это типичные облака жаркой летней погоды, отличающиеся малой подвижностью. К вечеру эти облака должны исчезнуть.
  2. Небольшие кучевые облака, отделенные значительными промежутками голубого неба, быстро движущиеся в том же направлении, в каком дует ветер вблизи земной поверхности. Эти облака обычно ранее других исчезают к вечеру.
  3. Если нижняя граница (основание) кучевых облаков, появившихся в первую половину дня, заметно поднимается, то-есть удаляется от земной поверхности.
  4. Отрывающиеся от кучевых облаков части быстро исчезают - "тают".
  5. Высокие перистые облака, отдельные или переплетающиеся, тонкие и почти неподвижные. Эти облака не имеют никаких утолщений или "коготков на концах и не увеличиваются с течением времени. К вечеру они также исчезают, но позднее кучевых.
  6. Если после ясной ночи к утру появляются низкие слоистые облака (вызывающие иногда моросящий дождь) и рассеивающиеся к 11 ч. утра, - признак хорошей, антициклонической погоды в ближайшем будущем.
  7. Если при надвигании грозовых облаков в нижней части их образуются выступы, свисающие книзу (вроде гроздьев винограда), то гроза может разойтись без значительного дождя.

Следует также заметить, что, независимо от формы облаков, они должны рассеиваться к вечеру при установившейся хорошей погоде. Перелом погоды к улучшению легко удается проследить по следующему признаку изменения облаков: низкие дождевые как бы поднимаются, - видны густые слоистые с разрывами голубого неба, появляются кучевые облака с уменьшением прочих видов облачности.

Признаки плохой погоды (сильный ветер, осадки):

  1. Общее правило: сильное увеличение облачности к вечеру.
  2. Появление параллельных рядов облаков, напоминающих гребни волн в море. В этом случае ненастная погода наступает через несколько часов.*
  3. Если на безоблачном небе появляются полосы перистых облаков, как бы расходящихся длинными лучами из-за горизонта в западной части, - это первый признак циклона, идущего, как обычно, с запада. Если Солнце заходит в район радиально расходящихся перистых облаков, более чем вероятен дождь или снег на следующие сутки (или во всяком случае низкая густая облачность).
  4. Если после наблюдения перистых облаков (см. выше) появляются длинные облака в виде кошачьих хвостов, конских грив, щеток, гребенок и прочих перистых облаков с утолщениями, завитками и пр., - область циклона с осадками приближается, и тем скорее, чем быстрее движутся эти облака.
  5. Если наблюдение ведется днем и цвет неба становится белесоватым, после чего появляются облака (см. 3,4) и кроме перистых заметны высокослоистые, постепенно опускающиеся, - осадки почти неминуемы и должны начаться через несколько часов (при дальнейшем увеличении влажности или падении температуры).
  6. Если появляется сплошная белая высокая пелена почти неразличимых перисто-слоистых и высоко-слоистых облаков, через которые слабо просвечивает Солнце или Луна ("Солнце в рубашке", "Луна в рубашке"), - также признак приближения циклона, то-есть ухудшения погоды.
  7. Если перистые высокие облака движутся от западной половины неба с быстротой, легко замечаемой невооруженным глазом, - быстро приближается циклон.
  8. Если направление облаков не совпадает с направлением ветра у земной поверхности и значительно отклоняется от него (преимущественно вправо), - передняя часть циклона уже дошла до места наблюдения.
  9. Если кучевые облака к вечеру не рассеиваются и не исчезают, а расплываются.
  10. Если днем у кучевых облаков куполообразные верхушки начинают изрезываться и от них отлетают небольшие облачки, которые иногда слипаются (вместо того, чтобы исчезнуть - "растаять"), - то это признак наступления дождливой ветренной погоды
  11. Если серебристая окраска кучевых облаков темнеет, особенно основание их, - в данном районе местами проходящие осадки (возможно, и шквалы).
  12. Если кучевые облака значительно возрастают вширь и в высоту (громадные горообразные массы с башенками наверху), - один из признаков грозы.
  13. Если в верхней части кучевого облака, перешедшего в грозовое, выходят как бы метлы перистых облаков (иногда расширяющиеся в виде гриба или наковальни), то при значительной влажности внизу - возможен град.
  14. Появление в большом количестве перисто-кучевых облаков ("мельчайшие барашки") - всегда к дождю.
  15. Небо закрыто сплошной пеленой (и притом осадки не ослабевают), - осадки еще будут продолжаться 6 и более часов.
  16. Сплошная пелена слоистых облаков при слабом ветре (иногда при штиле), не рассеивающихся к полудню, а иногда и в течение целых суток, - такая же погода продержится 6, а иногда 12 часов (в отдельных случаях больше).

*( "Волнистый характер всех облаков - вообще признак плохой погоды". (Проф. П. И. Броунов))

Общее замечание к приметам погоды по облакам:

Одновременное присутствие нескольких форм облаков: различной высоты, движущихся в разных направлениях - признак неустойчивой погоды, со шквалами, переходящими осадками.

Если характер облачности вначале указывает на приближение циклона, а затем происходит нарушение типичных признаков (облака начинают отходить в одну сторону, так что общая облачность заметно уменьшается), - это означает, что циклон проходит стороной, и надо проследить в течение ближайших часов за дальнейшим развитием погоды. В таком случае вы вскоре заметите новые признаки приближающегося нового циклона (ухудшение погоды) или антициклона (улучшение погоды).

224. Как узнать погоду по ветру?

Признаки хорошей погоды:

  1. Ночью и утром тихо. С восходом Солнца появляется слабый ветер, усиливающийся к 12-15 часам, после чего снова заметно ослабление ветра. К вечеру - тихо.
  2. Штиль днем или слабые ветры неустойчивого направления, облака и другие признаки указывают на антициклон.
  3. У моря или большого озера ветер дует днем с воды на сушу, а ночью с суши на воду.
  4. Постепенное ослабление ветра при остальных признаках, указывающих на антициклон. В этом случае "хорошая" антициклонная погода (летом - жарко; зимой - холодно) удержится не менее 12 часов.
  5. Направление ветра не меняется, а давление воздуха увеличивается или остается почти без изменений, - антициклонная погода удержится по крайней мере 12 часов.
  6. Направление ветра днем меняется "по Солнцу" (по направлению движения часовой стрелки). К вечеру ветер ослабевает, ночью тихо. При условиях наличия других признаков антициклона - такая погода удержится более 12 часов.
  7. Если при наблюдении за движением высоких облаков заметно их отклонение верхними ветрами влево, по сравнению с направлением ветра у земной поверхности.
  8. Штиль при прочих признаках надвигания циклона (особенно по облачности), - можно ожидать улучшения погоды в непродолжительном времени.
  9. Если во время непогоды ветер сразу изменяет направление с востока на запад, - значит, наступит улучшение погоды: центр циклона уже миновал, то-есть прошла главная дождливая часть.

Признаки плохой погоды (сильный ветер, осадки, летом - понижение температуры):

  1. Общее правило: если ветер к вечеру не стихает или усиливается, то наверно погода "испортится" не менее чем на день.
  2. Если при ясной погоде ветер несколько дней подряд сохранял приблизительно одно и то же направление с незначительными суточными колебаниями, но затем вдруг резко изменился, - можно ожидать изменчивой погоды и осадков.
  3. Если ветер крепчает и направление его постепенно изменяется по часовой стрелке ("по Солнцу"), то через место наблюдения идет циклон правой стороной. В этом случае обычно несколько повышается температура, увеличивается облачность, идет дождь (или снег - зимой), барометр вначале падает. При уменьшении облачности - давление начинает повышаться (циклон проходит).
  4. Направление ветра меняется против часовой стрелки ("против Солнца"), - проходит левая часть циклона. В этом случае вначале также облачность увеличивается, выпадают осадки; затем облачность уменьшается, осадки выпадают довольно сильные, но с перерывами. Затем небо проясняется, и наступает похолодание.*
  5. Если восточный ветер постепенно крепчает, но не меняет направления, - к месту наблюдения подходит центр циклона. Барометр при этом непрерывно падает.
  6. Если наверху ветер не совпадает с направлением ветра вблизи земной поверхности и отклоняется вправо (если смотреть по направлению наземного ветра)**.

*( Направление, в котором находится центр понижения давления для случая 3 и 4, просто определяется указанным выше способом Бейс-Балло (правило левой руки). )

**( Направление верхнего ветра определяется по перемещению высоких облаков. )

225. Как по изменению температуры воздуха судить о предстоящей погоде?

Даже не имея термометра, в некоторых случаях можно по изменениям температуры воздуха*, ощущаемой организмом, сделать правильное заключение о предстоящей погоде. Однако, в данном случае необходимо сопоставлять наблюдения за температурой с другими местными признаками погоды: по облакам, ветру и особенно по цвету неба.

*( Вблизи земной поверхности)

Признаки хорошей погоды:

  1. Резкий суточный ход температуры: днем жарко, в вечеру прохладно. (Особенно четко это обнаруживается весной и осенью.)
  2. Резкое похолодание предвещает ясное небо (антициклон).
  3. Вечером и ночью в лесу воздух заметно теплее, чем в открытом месте.
  4. Если вечером или ночью при восхождении на холм или возвышенность чувствуется, что входишь в более теплый воздух, то это признак установившейся хорошей погоды.
  5. На холодной траве выступает обильная роса.

Признаки плохой погоды:

  1. Слабо выраженная для сезона разница температуры. Если еще при этом наблюдаются перистые и высоко-слоистые облака, - признак циклона.
  2. Резкое потепление, особенно к вечеру.
  3. Если утром трава сухая.
  4. Когда чувствуется духота ("парит"), - к грозе.

226. Как узнать погоду на завтра по цвету неба?

Признаки хорошей погоды:

  1. Основной признак: если при закате Солнца преобладают зеленые оттенки, - к хорошей антициклонной погоде.
  2. Если цвет неба при закате золотистый или светло-розовый, особенно если у горизонта золотистая полоска, а над ней розовое пятно.
  3. Серебристая полоска долго держится у горизонта после заката Солнца. В этом случае антициклонная погода удержится более 12 часов.
  4. Днем темносинее небо (объясняется малым количеством водяных паров в тропосфере), - к сухой погоде.
  5. Иногда Солнце и Луна бывают окружены малыми венцами (наружный цвет - красный). Если эти кольца увеличиваются в диаметре и теряют окраску.
  6. Солнце или Луна отливают зеленоватыми оттенками.
  7. Диски Солнца или Луны сильно искажаются при заходе (обычно после дождей при смене погоды к лучшему).
  8. Когда радуга из цветной переходит в белую или зеленую.
  9. Если сумерки продолжаются недолго.
  10. Сравнительно плохая видимость отдаленных предметов.
  11. При заходе Солнца в момент его скрывания под горизонт на мгновение вспыхивает изумрудно-зеленый луч.
  12. Если звезды мерцают слабо, и при этом зеленым цветом.
  13. Небесный свод - видимая нами граница атмосферы - иногда меняет свою форму и размеры; если небесный свод кажется высоким, а горизонт близким, - хорошая погода, антициклонная, продержится часов 12 и более.
  14. Если в морозную погоду над земными источниками света или около светил появляются четкие столбы, - ясная и морозная погода удержится.
  15. Исчезновение под горизонтом обычно видимых предметов.

Признаки плохой погоды (циклонической с осадками):

  1. Цвет неба становится белесоватым, хотя облака еще не различаются. Это указывает на большое количество водяного пара в тропосфере и является предвестником предстоящей циклонической погоды.
  2. При закате Солнца преобладают багрово-красные, даже малиновые оттенки неба. Такая заря всегда указывает на ветер и часто на осадки (летом - дожди, зимой - метели). Примечание: необходимо внимательно всмотреться в оттенки цвета неба при закате Солнца, так как часто путают багряно-красную зарю с розовой, которая является признаком антициклонной погоды. Кроме цветного отличия, эти зори отличаются и по форме: "красная имеет вид сегмента, своею длиною расположенного вдоль горизонта, а розовая имеет форму круга над зашедшим Солнцем*.
  3. Красноватый цвет Солнца или Луны (когда они уже находятся высоко над горизонтом) - верный признак сильного дождя или ливня через несколько часов.
  4. Круги, охватывающие Солнце или Луну, - предвестники циклона за 1-2 дня.
  5. Малые цветные венцы вокруг Солнца или Луны, уменьшающиеся со временем.
  6. Если белая радуга превращается в цветную.
  7. Ненормальная рефракция. Отдаленные берега или суда кажутся заметно приподнятыми над горизонтом (как бы плавающими в воздухе). Иногда предметы, в действительности находящиеся под горизонтом и невидимые в нормальных условиях, становятся видимыми. Иногда под предметом видно и его обратное изображение (миражи в пустыне).
  8. Звезды сильно мерцают, причем преобладают красные оттенки.
  9. Иногда между облаками особенно отчетливо видны лучи (из-за-облачное сияние), выходящие из-за темного облака, скрывающего Солнце. Такое явление указывает на очень большую влажность, а следовательно, и на возможность осадков.
  10. Сумерки ненормально продолжительны.
  11. Сильно "сплюснутый" небосвод; далекий горизонт, ясно видна земная даль.
  12. Красная заря перед восходом Солнца.

*( Броунов, Предсказание погоды)

227. Еще приметы погоды.

Немало существует примет, основанных на изменении давления воздуха, его температуры и влажности. Эти атмосферные условия постоянно отражаются в обыденной жизни и подмечаются многими. Конечно, нет никакой возможности даже перечислить все такие приметы, а потому ниже приводятся лишь те, которые проверены лично автором или настолько общеизвестны, что не вызывают сомнения. Но, очевидно, в этой части будут пропущены многие приметы погоды, имеющие специальное применение в данной местности, поэтому просьба к читателям сообщить их по адресу издательства.

К хорошей погоде:

  1. Туман у поверхности самой земли в низинах или на пыльной дороге, образующийся вскоре после захода Солнца и рассеивающийся только после восхода Солнца.
  2. Сплошной туман, образовавшийся вечером накануне и не исчезающий даже к полудню, указывает на ясную, устойчивую погоду ближайшего будущего.
  3. Сухой туман или мгла, сопровождаемая запахом гари, - признак сухой погоды.
  4. Дым из труб или костров идет вверх (при штиле вертикально).
  5. Ласточки летают высоко.
  6. Комары летают роями.
  7. Если пчелы с раннего утра отправляются в поле, будет хороший теплый день.
  8. Мухи просыпаются рано и начинают гудеть.

К плохой погоде:

  1. Дым, выходящий из труб или от костров в тихую погоду, стелется вблизи земли или опускается книзу после слабого подъема.
  2. Ясная слышимость отдаленных звуков (свидетельствует о большом количестве водяного пара в нижних слоях воздуха).
  3. Ласточки летают низко.
  4. Соль становится влажной.
  5. Двери и оконные рамы, подогнанные плотно, особенно трудно открываются.
  6. Тонкие веревки закручиваются.
  7. Натянутые веревки еще более натягиваются.
  8. Курицы (или воробьи) копаются в пыли.
  9. Птица "хохлится".
  10. Ворона кричит летом - к дождю, зимой - к оттепели.
  11. Лягушки расквакались - перед дождем.
  12. Лягушки в большом количестве выходят из болот на сушу.
  13. Рыба не клюет обычно перед дождем.
  14. Петух ночью поет не вовремя.
  15. Пчелы утром не летят в поле, а сидят по ульям и гудят.
  16. Мухи и комары особенно надоедают.
  17. Собака (кошка) свертывается и лежит калачиком (к холоду: особенно весной, летом, осенью).
  18. Животные становятся ленивее и больше спят.
  19. Страдающие ревматизмом перед дождливой погодой (зимой перед оттепелью) особенно чувствуют ломоту в суставах.
  20. Вода в стоячих прудах перед дождем особенно сильно начинает неприятно пахнуть (уменьшается давление, свободнее выделяются пузырьки газа).
  21. Провода гудят особенно сильно.

Дополнительные вопросы ко всему отделу

  1. Почему зимой становится обычно теплее, когда идет снег?
  2. Где погода более изменчива: в жарких, умеренных или холодных странах?
  3. Сколько должен показывать барометр на Эвересте, если у уровня моря в этот момент 760 мм? Высота Эвереста около 9 км.
  4. Почему летние облака выше осенних и зимних?
  5. Во сколько раз водный океан тяжелее воздушного?
  6. Почему в сильные жары иногда небо совершенно безоблачно?
  7. Может ли быть наверху теплее, чем внизу?
  8. Почему, когда в Северной Европе ветер подует с запада, зимой становится теплее?
  9. На какую высоту можно поднять насосом воду, ртуть, масло?
  10. Почему в стратосфере не бывает обычных облаков?
  11. На сколько градусов нагревается воздух непосредственно от Солнца?
  12. Почему мы видим обычно небо голубого цвета, а при восходе и закате красное?
  13. Почему в Верхоянске почва сравнительно сильно нагревается летом даже в некоторых местах за полярным кругом?
  14. Какой воздух охлаждается скорее при поднятии - сухой или влажный?
  15. Почему при наступлении ненастной погоды мы раньше видим перистые облака?
  16. Чем объясняется особо непостоянная погода в северо-западной Европе?
  17. Чем отличаются циклоны тропические от наших?
  18. На какой высоте могут наблюдаться облака?
  19. Почему про барометр говорят, что он "поднимается" или "падает"?
  20. Что осушает воздух? (Дождь! Почему?)
  21. Объясните парадокс: "Охлаждается не тот воздух, который подергается охлаждению, а другой, которого и не охлаждали"* *( Гемфриз, - Народные приметы и парадоксы погоды, § 31. )
  22. Почему самый холодный воздух в стратосфере расположен над самой теплой частью земного шара?
  23. Какой месяц у нас самый жаркий (самый холодный)?
  24. В какой час у нас всего теплее?
  25. Восход Солнца мы видим раньше, чем Солнце появилось над горизонтом. Как это может быть? Наблюдается ли подобное явление на Луне?
  26. Солнце зашло под горизонт, а мы некоторое время видим не только освещенное небо заката, но и само Солнце. Объясните, почему?
  27. Летом часто можете наблюдать, как небольшое облако "растаяло" на ваших глазах. Объясните причину.
  28. Что общего между муссонами и бризами?

228. Верны ли приметы: "какая погода в пятницу, - такая же и в воскресенье"; "какая погода в Благовещение, - такая же и в первый день пасхи"; "если в день Самсония (10 июля) дождь, то и шесть недель будет дождь"?

В противоположность приметам, указанным выше и основанным на многолетних научных и народных наблюдениях, - приведенные здесь основаны на суеверии и предрассудках и не имеют никакой научной основы.

229. Влияет ли радио на погоду?

В связи с резкими отклонениями погоды от нормы, наблюдающимися за последние годы, и развитием радиоустановок с антеннами, - многие полагают, что радио "изменило" погоду... Это, конечно, вздор. Электромагнитные волны, излучаемые в пространство, не оказывают никакого влияния на состояние погоды. Зато погода, напротив, заметно влияет на слышимость радиопередачи (зимой слышимость лучше, нежели летом).

230. Влияет ли Луна на погоду?

И такая зависимость отсутствует. "Пророки", предсказывающие погоду по Луне, заблуждаются или сознательно занимаются обманом. Луна, как известно, вызывает на Земле только морские приливы. Влияние ее на воздушный океан столь слабо, что на погоде сказаться никак не может. Разговоры о влиянии лунных приливов в атмосфере на погоду совершенно не научны и не заслуживают ни малейшего внимания.

Изменение же цвета Луны, ненормальный вид ее вблизи горизонта дает указания на предстоящую погоду, но эти явления зависят не от самой Луны, а от состояния земной атмосферы.

231. Почему Бюро погоды иногда ошибается в своих предсказаниях?

Предсказания погоды даются в настоящее время из различных центров (Бюро погоды); в зависимости от места беседы, руководитель упомянет ближайшую из них.

Ошибки в предсказаниях, к сожалению, неизбежны и зависят от условий, предусмотреть которые сейчас невозможно. Чтобы узнать, где развиваются и куда перемещаются циклоны и антициклоны, от которых и зависят изменения погоды, надо знать состояние атмосферы в полярных странах (недаром они носят название: "ключ мировой погоды"). Но помимо того, погода, если не всего Союза, то европейской его части, зависит от изменений температуры Гольфстрима (или Гольфштрема - теплого течения в Атлантическом океане), что полностью в настоящее время еще не учитывается.

232. Что такое климат и от, чего он зависит?

"Климат" и "погода" - понятия разные.

Многие ученые разумеют под климатом среднее состояние погоды за ряд лет, то-есть среднюю арифметическую температуры, давления, влажности. Но эти цифровые величины годны лишь для сравнения данного климата с другими. Для полного же представления о данном климате необходимо знать еще наибольшие и наименьшие отклонения от средних величин, или "аномалии" данного климата. Поэтому-то теперь климатом называют вообще совокупность погод в данном месте.

Отчего же зависит климат? факторов много; остановимся на главных.

  1. Географическое положение, то-есть удаление от экватора к северу и югу. Чем ближе к экватору, тем теплее; Солнце высоко поднимается над экватором, и круто падающие лучи сильнее нагревают Землю. Чем дальше от экватора, тем Солнце поднимается ниже, и лучи более наклонно падают на удаленные от экватора районы.
  2. Влияние океанов (море смягчает климат: умеряет жару и холод).
  3. Ветер: это относится к тем местам, где преобладают ветры определенных направлений, - например, северо-восточные и юго-восточные пассаты.
  4. Влияние горных цепей, защищающих данное место от ветров с какой-нибудь стороны (например, горы на южном берегу Крыма защищают побережье от северных ветров).
  5. Большие водные пространства внутри материка (климат в соседних местах с большими озерами значительно ровнее, чем вне влияния их).
  6. Высота над уровнем моря: чем выше, тем холоднее.
  7. Число солнечных дней.
  8. Большие пространства лесов, болот и пр..

Несмотря на местные влияния, поверхность всей Земли можно разделить соответственно на следующие климатические пояса: тропический, простирающийся в обе стороны от экватора на 23о 30'; два умеренных, расположенных к северу и югу от тропических, и две полярных области. Однако, нельзя сказать, что во всех местах каждого пояса климат соответствует названию пояса: надо помнить о разнообразных влияниях, иногда резко изменяющих картину климата.

233. Может ли человек искусственно изменить климат?

Зная влияние рельефа земной поверхности, можно было бы построить стены, заменяющие горные цепи и защищающие местность от ветров. Но такие сооружения технически невыполнимы. Другой проект, имеющий под собой почву, заключается в изменении направления теплого течения Гольфстрима, которое у берегов полуострова Флориды отклоняется от Северной Америки. За границей был разработан такой проект: прорыть широкий канал через флориду у самого материка, а оконечность полуострова соединить с большими Антильскими островами. Если это удастся, то теплое течение пойдет вблизи американских берегов и значительно ослабит действие холодных течений, омывающих восточную часть Сев. Америки. В климате не будет резких колебаний погоды, но зато климат Европы сильно изменится в сторону похолодания; особенно скажется это на Норвегии и отчасти на наших северных берегах (замерзнет Мурманский порт) и т. д.

Однако, этот проект, как и ряд других не менее грандиозных, абсолютно невыполним в условиях современного капиталистического общества. Законами последнего являются "священное" право частной собственности, анархия производства, присвоение прибылей в результате жесточайшей эксплоатации трудящихся. В таких условиях осуществление мероприятий общегосударственного или международного значения тормозится самой социальной системой. Поэтому проект "присвоения" Гольфстрима останется в списке тех многочисленных планов, которые обречены капитализмом на гибель. Кроме того, при современном состоянии техники проект этот едва ли даже и выполним.

Проблеме изменения климата Земли посвящены многие произведения авторов научной фантастики. У Жюля Верна в романе "Вверх дном" описан совершенно фантастический проект изменения наклона земной оси, в результате чего ледяные шапки полюсов растают, и на Земле установится ровный климат. У Ж. Тудуза в романе "Человек, который украл Гольфстрим" показан изобретатель, который, создав искусственную стену из кораллов, заставил Гольфстрим изменить свое направление.

Однако, все это утопии. В руках человека имеются могучие средства, позволяющие при определенных социальных условиях изменить если не климат Земли в целом, то по крайне мере воздействовать на него с целью достижения конкретных результатов, имеющих общенародное значение.

Об одной такой проблеме, успешно разрешаемой в нашей социалистической родине - проблеме искусственного дождевания - мы расскажем сейчас читателю.

234. Можно ли вызвать искусственный дождь?

Этот вопрос имеет громадное значение для большинства засушливых мест Земли, где из-за недостатка влаги громадные пространства не приносят человечеству существенной пользы.

Немало таких пространств и в нашем Союзе. В дореволюционное время почти не делалось никаких попыток оживления этих районов. Положение стало совершенно иным только при советской власти.

На востоке и юго-востоке СССР выпадает недостаточное количество осадков. Несмотря на такие препятствия развитию сельского хозяйства, в этих районах имеются колхозы и совхозы. Борьба с засухой в этих районах означает приобщение к активному социалистическому строительству огромных пространств, считавшихся ранее "бросовыми землями". В нашей стране волей победившего пролетариата, волей его могучей партии большевиков, руководимой великим Сталиным, проблеме борьбы с засухой уделяется огромное внимание. По плечу нашей социалистической родине не только разработка грандиозных проектов переделки природы, но и осуществление их в небывалых в мире масштабах.

По инициативе тов. Сталина, советское правительство поставило вопрос о преодолении засухи как задачу второй пятилетки. Ведутся огромные исследовательские и экспериментальные работы. Строятся плотины, каналы, водоемы. Кроме создания мощных гидроэлектрических станций и сооружений, предназначенных для орошения нолей, в засушливых районах ставится и проблема искусственного дождя.

Все это приведет к тому, что пустыни станут цветущими оазисами. А ведь растительный покров способствует испарению влаги, следовательно, способствует увлажнению воздуха. По наблюдениям проф. В. Н. Оболенского в Ленинграде*, в течение времени, когда земля покрыта растительным покровом, она испаряет слой воды до 800 миллиметров. В жарких местах растительный покров будет испарять, конечно, еще больше влаги (свыше миллиона тонн воды на 1 кв. километр). Несомненно, такое колоссальное испарение воды увлажнит "местный воздух", что, в свою очередь, позволит успешнее разрешить и задачу искусственного дождевания.

*( В метеорологической обсерватории Лесотехнической академии)

Разбирая вопрос об образовании дождя и других осадков, мы уже указывали, что водяной пар в атмосфере может находиться лишь в ограниченном количестве в зависимости от температуры воздуха. При повышении влажности или падении температуры излишек пара сгущается в капли воды, а иногда и в льдинки, что замечается, например, у самой земной поверхности (образование росы и инея). Но для образования дождевых облаков, то-есть вдали от почвы, для сгущения требуются еще малейшие пылинки (так называемые ядра конденсации), которые как бы обволакиваются водой, образующей каплю. Сложные опыты в лабораториях и наблюдение образования облаков в самой атмосфере дали возможность нашим ученым установить и наличие других ядер конденсации, кроме пылинок.

Оказалось, что образованию облаков способствует также добавление к атмосферному воздуху разных примесей: аммиака, окислов азота, озона, перекиси водорода и др. Кроме того, воздействуя на атмосферу мощными ультрафиолетовыми лучами, обладающими надлежащей длиной волны, можно в ней создать активные ядра конденсации. Этой же цели способствует искусственные электрические разряды.

Рис. 90. Схема образования грозы
Рис. 90. Схема образования грозы

Но образование искусственных облаков - только решение части задачи, так как не из каждого облака идет дождь; задача состоит в том, чтобы сгустить, соединить мельчайшие капельки, чтобы они могли побороть при своем падении сопротивление воздуха и во время падения не успели бы испариться. Это достигается ионизацией атмосферы с помощью рентгеновских лучей или радиоактивных излучений. Благодаря обильному насыщению атмосферы наэлектризованными частицами - ионами, в части капелек ослабляется заряд или даже эти капли перезаряжаются (до этого капли облаков и туманов несут значительные одноименные заряды). В результате ионизации облаков, разноименно наэлектризованные капельки притягиваются друг к другу, сливаются в более крупные и, следовательно, становятся тяжелее.

Наконец, применимо посыпание облаков с самолетов сильно размельченным порошком различных веществ или распыленными жидкостями (предварительно электрически заряженными), что также способствует образованию дождя.

Эти достижения науки позволяют осуществить и обратную задачу: "разгон" тумана или предотвращение дождя там, где это может повредить посевам.

Хотя сейчас еще не найден практически выгодный способ образования искусственного дождя, советские ученые уже вплотную подошли к решению этой важной задачи, имеющей громадное значение для всего нашего социалистического хозяйства.

В СССР эта проблема успешно разрешается силами советских ученых, к работам которых приковано внимание всей советской общественности.

В капиталистических странах ученые также работают над проблемой искусственного дождевания и Искусственного получения туманов. Однако, работы эти направлены прежде всего на военные цели (маскировка или, напротив, очистка - например аэродромов - от тумана и др.).

За рубежом существует также ряд "патентованных" способов получения искусственного дождя, однако все они являются больше рекламными, нежели научными.

235. Что такое молния и какова причина ее образования?

Подобно электрическим разрядам с искрой, наблюдаемым у проводов трамвая, в штепселе при втыкании или выключении вилки, или в рубильнике на распределительной доске, - мы иногда наблюдаем электрический разряд в атмосфере, где всегда находится электричество, неравномерно распределенное в различных частях воздушного океана. При достаточном напряжении происходят электрические разряды (соединение положительного и отрицательного электричеств) между облаками или между облаком и Землей. Длина молнии в случае разряда между облаками достигает 10 километров и более, а при ударе в землю - 2-3 км.

Сила тока при молнии может достигать до 1 000 000 ампер. Продолжительность же разряда молнии ничтожна: тысячные доли секунды.

Существует несколько типов молний. Наиболее частый тип - линейчатая молния, представляющая ряд разрядов, следующих один за другим с постепенным нарастанием.

Следующая форма - плоская молния - кратковременный разряд, охватывающий значительную массу облака и состоящий из тихих разрядов между капельками. Иногда эти молнии наблюдаются при слоистых облаках.

Особое внимание приковывает обычно редкая шаровая молния - огненный шар, величиной с кулак и более, перемещающийся с небольшой скоростью. Шаровая молния иногда проникала в здания, где вызывала сильнейшие взрывы. Между облаками шаровые молнии достигают громадных размеров (до 20 метров).

Шаровые молнии, по современным научным воззрениям, представляют собою светящиеся раскаленные, отрицательно заряженные массы азота и озона. Благодаря присутствию последнего газа (который тяжелее воздуха), шаровые молнии плавают в нижних слоях воздуха, перемещаясь воздушными течениями.

Различают еще тип молнии четкообразной, состоящей из ряда шариков, как бы нанизанных на длинную невидимую нить.

Очевидно, это переходный тип молнии от линейчатой к шаровой.

Причина накопления электричества перед грозой объясняется современной наукой электризацией осадков. Громадные грозовые облака достигают вершинами верхних границ тропосферы. В передней части грозового облака наблюдаются сильные восходящие токи (скорость может достигать 8 м в секунду). При такой скорости самые крупные капли (до 5 мм) не только не падают, но даже поднимаются мощными восходящими токами. Большие капли неустойчивы, и они часто разбиваются на более мелкие, чем и объясняется их электризация. При каждом усилении восходящего тока мелкие капли (отрицательно заряженные) переносятся кверху, более же крупные капли (заряженные положительно), оставаясь в нижних частях грозового облака, сливаются между собой и снова разбрызгиваются.

С течением времени в одной части облака скапливаются положительные заряды, в другой - отрицательные. Когда напряжение (разность потенциалов) внутри облака или между облаком и землей достигнет значительной величины, - происходят искровые разряды (молния).

236. Что такое грот?

До сих пор распространено мнение, что звук грома происходит от столкновения тучи с тучей. В начале прошлого столетия гром объяснялся смыканием двух облаков, расположенных одно над другим, которые "захлопывают" таким образом воздух; далее, заключенный воздух с шумом вырывается как из лопнувшего пузыря.

Оба объяснения неверны; происхождение громовых раскатов совершенно иное. Гром объясняется сильным нагреванием воздуха вдоль разрядного канала молнии; нагревание происходит так быстро, что подобно взрыву сопровождается волной сгущения, которая и переходит в звуковую волну. Гром слышен обычно на 10 км, и редко звук его простирается далее. По этой причине мы часто видим отдаленную грозу, но не слышим грома. Такие отдаленные беззвучные молнии называются зарницами.

237. Как узнать, далеко ли гроза?

Мы раньше видим молнию, а потом слышим гром. Чем ближе к нам гроза, тем меньше промежуток времени между блеском молнии и звуком грома. Свет практически распространяется почти мгновенно (около 300 000 км в секунду), а звук (в воздухе) почти в миллион раз медленнее (около 330 м в сек.*). Следовательно, Звук проходит примерно 1 км в 3 секунды. Заметив блеск молнии, сосчитав число секунд до первого звука грома и разделив полученное число на три, получаем расстояние (в км) грозы от места наблюдения. При отсутствии часов можно определить расстояние до грозы и по пульсу: нормально 4 удара пульса соответствуют 3 секундам времени.

*( В зависимости от температуры воздуха)

Однако, указанные неточные способы требуют проверки. Изучение распространения звуковых волн, образующихся при взрывах, дало новые сведения относительно распространения этих так называемых "взрывных волн" (скорость которых больше, чем обычных Звуковых).

Рис. 91. Образование и постепенное развитие грозового облака
Рис. 91. Образование и постепенное развитие грозового облака

Следовательно, при определении дальности грозы обычным способом мы совершаем некоторую ошибку: в действительности гроза окажется дальше, чем получается в итоге расчета.

238. Каковы признаки предстоящей грозы?

  1. Жарко - "парит". Утром теплее, чем обычно, днем - душно.
  2. Медленное скачкообразное падение барометра с утра или с полудня.
  3. Иногда видны высоко кучевые облака, как бы расходящиеся из одной точки (если гроза находится на границе приближающегося циклона).
  4. Утром - высоко-кучевые облака (похожи на разорванные кусочки ваты - "барашки").
  5. Появление громадных кучевых облаков с "башенками".
  6. Появление над высокими кучевыми перистых облаков, расходящихся из кучевого кверху наподобие снопов.
  7. Переход перисто-кучевых (мельчайших барашков) в слоисто-кучевые (признак ночной грозы).
  8. Наверху сильный ветер при тихом ветре внизу у Земли.
  9. Ясная слышимость отдаленных слабых звуков.
  10. Впереди грозовой тучи идет темный горизонтальный вал (грозовой вал).
  11. Перед началом грозы на короткое время затишье, а затем сильный шквалистый ветер.

239. Почему молния чаще всего ударяет в высокие предметы?

Рис. 92. Характерный вид развившегося грозового облака в виде наковальни
Рис. 92. Характерный вид развившегося грозового облака в виде наковальни

Как уже указано, на земной поверхности и в земной атмосфере всегда имеются электрические заряды. Благодаря этим зарядам, и в ясную погоду наша атмосфера представляет электрическое поле. В каждой точке поля имеется свое напряжение. При нормальном состоянии атмосферы поверхности одинакового напряжения электрического поля распространяются приблизительно параллельно земной поверхности. Все неровности Земли как бы приподнимают поверхности соответствующего электрического состояния и сближают их.

В местах сгущения линий - наибольшее напряжение электрического поля; здесь-то и происходят электрические разряды.

240. Какие меры надо принимать, чтобы лучше обезопасить себя от поражения молнией?

В открытом месте или в лесу:

  1. Нельзя становиться под отдельно стоящие деревья в открытой местности или под высокие деревья, возвышающиеся над остальными в лесу.
  2. Опасно укрываться под стогом сена (вспомните роль возвышений, особенно с острыми вершинами, способствующими электрическому разряду через эти острия).
  3. Опасно укрываться в церкви с колокольней.
  4. Надо по возможности удаляться от металлических предметов (металлы - хорошие проводники электричества). Особенно опасно (как это делают во время сенокоса) нести косу острием кверху.
  5. В открытых местах безопаснее быть в долине или низине, чем на холме; в низину во время грозы следует сгонять и скот.
  6. Если сильная гроза застала вас в поле, лучше лечь на землю.
  7. Дома - рекомендуется во время грозы погасить печь.

241. Что иногда происходит при ударе молнии в землю?

В момент удара молнии температура предметов, через которые происходит разряд, настолько повышается, что сырые деревья на корню загораются; плавятся и даже испаряются электрические провода и другие металлические предметы. Молния, проходя через песок, часто сплавляет его в трубки, называемые фульгуритами. Распространенное поверье, что после грозы на землю опускается какая-то студенистая масса, ни на чем не основано. Причину последнего явления надо искать на самой земле, а отнюдь не в грозовых или иных облаках, как это иногда думают.

Кроме разобранных здесь вопросов, советуем обдумать и самостоятельно решить дополнительные практические задачи и вопросы. В случае затруднений подробное объяснение найдете в соответствующей литературе о грозе.

Попробуйте, прочтя изложенное выше, ответить на следующие дополнительные вопросы:

  1. Почему в начале грозы падают раньше крупные капли, а потом мелкие?
  2. Почему после грозы наступает охлаждение?
  3. Почему перед грозой дышится тяжело, а по окончании грозы особенно легко?
  4. Почему гром слышен долго, хотя молния продолжается сотые и даже тысячные доли секунды?
  5. Почему мы слышим раскаты грома?
  6. Почему, когда гроза близко, мы не слышим раскатов грома, а только сухой треск?
  7. Сколько тонн воды может содержать грозовая туча объемом в 1 куб. километр?
  8. Почему грозы наблюдаются почти исключительно в жаркое время года?
  9. Почему при грозе часто выпадает град?
  10. Где всего чаще должны наблюдаться грозы и где их не должно быть вообще?
  11. Как доказать кратковременность разряда молнии?
  12. Почему не применяют грозовые разряды в промышленности как энергию из атмосферы?
  13. Почему после удара молнии в деревянное здание оно очень быстро вспыхивает?
  14. В какое дерево чаще всего ударяет молния?
  15. Сколько "стоит" молния (если бы произвести ее искусственно)?*
  16. Почему после окончания радиопередачи говорят: "не забудьте заземлить антенну"?
  17. Что такое полярное сияние, и связано ли оно с грозами?
  18. Почему громоотвод правильнее называть электроотводом?

*( Напряжение разряда доходит до 10 000 000 вольт (и выше), сила тока - до 1 000 000 ампер)

© MagicScope.ru