Астапенко П.Д. Вопросы о погоде

Подождите немного. Документ загружается.

НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ БИБЛИОТЕКА ШКОЛЬНИКА

П. Д. АСТАПЕНКО

Вопросы

о погоде

(ЧТО МЫ О НЕЙ ЗНАЕМ И ЧЕГО НЕ ЗНАЕМ)

Издание второе, исправленное

и дополненное

ЛЕНИНГРАД ГИДРОМЕТЕОИЗДАТ 1986

А91

26. 23

Рецензенты: д-р физ. -мат. наук А. X. Хргиан,

канд. геогр. наук В. И. Сазонов

Астапенко П. Д.

А91 Вопросы о погоде. — 2-е изд., испр. и доп. — Л., Гидрометео-

издат, 1986, 392 с. с илл.

Эта книга — о погоде в самом широком смысле слова. В ней

собраны наиболее типичные вопросы о погоде, задаваемые обычно

людьми разных возрастов, уровней образования, профессий. От-

вечая на эти вопросы, автор не углубляется в теоретические осно-

вы метеорологии, но и не впадает в упрощение.

Предназначается широкому кругу читателей, учителям и учащим-

ся в первую очередь.

1903040000-167

069(02)-86

58-86

26.

ПРЕДИСЛОВИЕ

К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ

О погоде люди судят не по

книгам и учебникам, а по собственному опыту — по тому,

как она влияет на их повседневную жизнь, как они вос-

принимают ее капризы. Суждения людей о погоде в зна-

чительной мере отражают индивидуальные особенности

реакции человека на состояние внешней среды и часто

субъективны. Интересует погода, хотя бы время от време-

ни, практически всех нас, она — постоянная тема разго-

воров, но знаем мы о ней далеко не все. В школах должного

внимания погоде не уделяют, а популярной литературы

о ней недостаточно.

Моих коллег-метеорологов поражает разнообразие

вопросов о погоде, задаваемых друзьями и знакомыми.

Ответить на такие вопросы — и есть основная цель пред-

лагаемой читателю книги, рассчитанной на всех, кого

интересует погода, ее особенности и капризы.

В книге более пятисот различных вопросов о погоде,

сгруппированных по основным темам. В ответах на вопро-

сы дается объективная оценка того, что мы знаем о погоде

и чего еще не знаем о ней. Есть темы, объединяющие

вопросы, которые может задать каждый, есть темы для

особо любознательных, для тех, кто интересуется работой

метеорологов, их подготовкой, прогнозированием погоды,

изменениями климата, влиянием погоды на жизнь людей

и другими проблемами современной науки о погоде.

Автор стремился излагать установившиеся в науке

взгляды, лишь в отдельных случаях приводя еще не обще-

принятые, дискуссионные толкования. Он надеется, что

книга будет полезной читателю, не искушенному в пробле-

мах метеорологии, но испытывающему желание в них

разобраться.

ПРЕДИСЛОВИЕ КО

ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ

В предлагаемом читателю

новом издании книги сохранен текст ответов почти на все

вопросы, содержавшиеся в первом издании. Исключение

составляют три вопроса, освещение которых в новой ре-

дакции учитывает замечания читателей. Автор выражает

глубокую признательность всем многочисленным читате-

лям, которые прислали свои отзывы и замечания и тем

самым способствовали улучшению содержания книги.

Идя навстречу пожеланиям читателей, автор дополнил

книгу ответами более чем на два десятка различных

вопросов, в том числе на вопросы, касающиеся влияния

погоды на занятия спортом, которые сведены в новую

отдельную главу «Спорт и погода». В основном это вопросы

о занятиях видами спорта, связанными с пребыванием

на открытом воздухе, — планеризмом, парусным спортом,

лыжами, горным и пешеходным туризмом.

В ряде случаев даны новые, более точные цифровые

характеристики, ставшие известными в последние годы,

после выхода в свет первого издания книги (например,

минимальная температура воздуха, зафиксированная на

земной поверхности в Антарктиде, высота облачного по-

крова на Венере и др. ).

В новом издании исправлены и отдельные опечатки,

вкравшиеся, к сожалению, в текст первого издания. Книга

дополнена предметным указателем.

Автор надеется, что книга окажется полезной широко-

му кругу читателей, особенно школьной и студенческой

молодежи, которой она в первую очередь предназначает-

ся. Он будет благодарен за все отзывы и замечания чита-

телей.

ВОПРОСЫ,

ЗАДАВАЕМЫЕ ВСЕМИ

Среди множества вопросов

о погоде встречаются такие, которые может задать любой

человек, независимо от пола и возраста, образования и

профессии. Обычно эти вопросы о погоде как таковой,

то есть о ее сущности и природе, а также о причинах ее

изменений, кажущихся необычными, и о возможной связи

этих изменений с такими порождениями века научно-

технической революции, как проникновение человека

в космос, термоядерные взрывы, полеты сверхзвуковых

самолетов и т. д.

При всей кажущейся наивности некоторых вопросов

ответить на них не всегда просто. Удивительно, что иной

раз сложнее всего бывает ответить на вопрос ребенка

дошкольного возраста. Крохотный человечек, только начи-

нающий познавать окружающий его мир, не воспринимает

погоду как нечто само собой разумеющееся. Он стремится

понять суть вещей, о которых взрослые уже не задумыва-

ются, как не задумываются они, скажем, над сутью поня-

тий «пространство» и «время», а ведь размышления о них

в свое время привели Эйнштейна к созданию теории отно-

сительности... Итак:

1. 1. Почему погода бывает такая разная?

В самом деле, почему? Источник тепла, поступаю-

щего на Землю, всегда один и тот же, количество сол-

нечной энергии, достигающей Земли, практически не-

изменно, как неизменны форма Земли, ее поверхность

и газовый состав воздушной оболочки нашей планеты.

А погода бывает разная не только в разных местах пла-

неты, но и в каждой отдельной точке ее, и не только в

разные сезоны, но даже на протяжении одного дня, а то

и часа!

Причин разнообразия и непостоянства погоды так

много, что один только перечень их может составить

целую книгу. Здесь мы укажем лишь две основные причи-

ны: во-первых, чрезвычайная подвижность атмосферы,

во-вторых, огромное количество так называемых метеоро-

логических величин и явлений, определяющих состояние

погоды в какой-то любой момент или за какой-то любой

промежуток времени. И все эти величины (температура,

влажность, ветер, давление, облака и пр. ) и явления

(грозы, смерчи, метели, бури и пр. ) взаимосвязаны —

изменение одного из них влечет за собой изменение

других. Например, если развитие процессов в атмо-

сфере приведет к изменению облачности, то последнее

может повлечь за собой изменение температуры, влаж-

ности, осадков, ветра, метель или грозу, туман, голо-

лед, град и т. д. Отсюда нестабильность погоды, ее раз-

нообразие...

1. 2. Что такое метеорология?

Название свое наука метеорология получила от гре-

ческого слова «метеора», означающего «нечто в небе»;

буквально это наука о метеорах (не метеоритах!). Изучает

метеорология гидрометеоры (дождь, снег, град), воздуш-

ные метеоры (ветер, пыльные бури), литометеоры (пыль,

пыльца), светящиеся метеоры (радуга, миражи), огненные

метеоры (молнии) и т. д.

Метеорологию называют также наукой о погоде. Такое

более простое толкование этой науки достаточно точно

отражает ее содержание и в настоящее время наиболее

употребительно.

1. 3. В

чем различие между понятиями «метеорологи-

ческие величины», «метеорологические явления» и

«погода»?

Метеорологические величины — это температура и

влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и

направление ветра, дальность видимости, количество и

высота облаков и другие характеристики состояния ат-

мосферы, которые могут быть выражены в тех или иных

единицах измерения.

Метеорологические явления — туман, гололед, метель,

пыльные и песчаные бури, гроза, шквал, смерч и другие

качественные характеристики происходящих в атмосфере

процессов — не имеют точного количественного выраже-

ния. Их интенсивность определяют или с помощью тер-

минов «слабый», «умеренный», «сильный», или через

метеорологические величины, например: туман с даль-

ностью видимости 500 м и т. д.

Погода — это состояние атмосферы в какой-то физичес-

кий момент или отрезок времени, характеризующееся

совокупностью метеорологических величин и явлений.

Можно говорить о погоде, наблюдаемой в данную минуту

или наблюдавшейся в какой-то момент в прошлом, о погоде

одного дня, месяца или сезона и т. д.

Характеризуют погоду или с помощью приблизи-

тельных, упрощенных, обобщающих терминов (об-

лачная, дождливая, теплая, сухая, жаркая, холодная,

ветреная, сырая), или всей совокупностью значений

метеорологических величин (например: полная облач-

ность, дождь, ветер северный, температура воздуха 10°С

и т. д. ).

1. 4. Что такое атмосфера?

Под земной атмосферой мы подразумеваем воздуш-

ную оболочку нашей планеты. Существуют атмосферы

и у других планет, но они по своему составу отличны

от нашей. Земная атмосфера представляет собой смесь

около двадцати газов. Основные из них — азот и кис-

лород, а также такие важные примеси, как водяной

пар, углекислый газ и озон. Газы, входящие в состав

воздуха, обладая определенной плотностью, оказывают

на каждый квадратный сантиметр земной поверхности

давление, равное весу столба воздуха от поверхности моря

и до верхней границы атмосферы и составляющее на

уровне моря в среднем 1, 033 кг/см

. В технике эта вели-

чина принята за единицу давления, ее так и называют —

атмосфера.

1. 5. Как высоко простирается атмосфера Земли и

какова ее масса?

Основная масса воздуха сосредоточена в нижних не-

скольких десятках километров над земной поверхностью:

в первых 5 км — примерно половина, в 10-километровом

слое — около трех четвертей, а в 20-километровом -

19/20. Разряжаясь с высотой, атмосфера незаметно пере-

ходит в межпланетное пространство. Четкой верхней

границы атмосферы не существует: следы некоторых

легких газов, входящих в состав воздуха, еще присутствуют

на очень значительных высотах — до многих тысяч кило-

метров.

Масса земной атмосферы колоссальна: на 510, 2 млн. км

поверхности Земли оказывает давление 5, 15 квадриллио-

нов тонн воздуха (5, 15 • 10

1. 6. Одинаков ли состав воздуха на разных высотах

в атмосфере?

Атмосфера по составу основных газов считается одно-

родной только в нижнем 94-километровом слое, называ-

ющемся гомосферой; выше находится гетеросфера, в кото-

рой содержание легких газов возрастает, а тяжелых —

уменьшается; газы там в значительной степени ионизиро-

ваны или находятся в атомарном состоянии, то есть их

молекулы диссоциированы.

1. 7. На какие слои делится атмосфера и по каким

признакам?

По основным физическим свойствам и составу воздуха

атмосфера, как отмечалось выше, делится на гомосферу

и гетеросферу. По характеру изменения температуры

с высотой метеорологи выделяют пять основных слоев

и четыре промежуточных. До высоты (в среднем) 11 км —

тропосфера, от 11 до 51 км — стратосфера, от 51 до 86 км —

мезосфера, от 86 до 800 км — термосфера и выше 800 км —

экзосфера. Промежуточные слои — тропопауза, стратопау-

за, мезопауза и термопауза. Характер изменения темпера-

туры с высотой в каждом основном слое и приблизитель-

ные характерные значения температуры показаны на

рис.

Радиофизики по уровню ионизации, электропровод-

ности и способности отражать и поглощать радиоволны

выделяют в атмосфере еще несколько слоев. Слой атмосфе-

ры, заключенный между высотами 100 и 1000 км, называют

ионосферой. В ионосфере на высотах 60—100 км лежит

слой D, от 10 до 150 км — слой E, выше 220 км — слои

и F

. Положение и интенсивность слоев ионосферы

меняется ото дня к ночи и в зависимости от изменений

солнечной активности.

В атмосфере выделяют еще один особый слой, назы-

ваемый озоносферой. Он находится на высотах 10—60 км,

то есть в стратосфере и нижней мезосфере. Здесь происхо-

дят фотохимические процессы образования озона, макси-

мальное содержание которого отмечается между 20 и 25 км.

Так как озон способен поглощать значительную часть

ультрафиолетовой радиации, идущей от Солнца, то темпе-

ратура воздуха выше озоносферы, то есть в верхней стра-

тосфере, достигает даже положительных значений.

1. Строение атмосферы. Распределе-

ние температуры с высотой в СА-81