Астапенко П.Д. Вопросы о погоде

Подождите немного. Документ загружается.

1. 25. Влияет ли на атмосферные условия вращение

Земли вокруг своей оси?

Да, вращение Земли отражается на погодных условиях

нашей планеты. Будь Земля неподвижной, не вращающей-

ся, они были бы совсем иными. Существенна, однако,

угловая скорость этого вращения, одинаковая для всех

точек земной поверхности, составляющая в среднем

0, 729 • 10

-4

-1

; линейная же скорость вращения, которая

на полюсах равна нулю, а на экваторе достигает 464 м/с,

то есть около 1700 км/ч, практического значения для

условий погоды не имеет. Дело в том, что вся воздуш-

ная оболочка Земли — атмосфера — вращается вместе с

Землею и с той же скоростью. Вращение Земли создает

инерционные силы, в том числе отклоняющую силу вра-

щения Земли, пропорциональную угловой скорости вра-

щения планеты. Эта сила сказывается на любом горизон-

тальном движении, в том числе и на движении воздуха,

го есть ветре. Она отклоняет поток воздуха от первона-

чального его направления в северном полушарии впра-

во, а в южном — влево. Поэтому ветер в северном по-

лушарии дует не из области высокого давления в область

низкого, а под некоторым углом (прямым или несколько

меньшим его) к прямой, соединяющей их центры, так

что низкое давление остается слева, а высокое — справа

от направления движения воздуха. В связи с этим вы-

равнивание неравномерностей в давлении происходит за-

медленно, возникшие ветры дуют длительно, создавая

те или иные условия погоды. Кроме того, поскольку от-

клоняющая сила вращения Земли имеет неодинаковое

значение в разных широтах (на полюсах она максималь-

ная, на экваторе — равна нулю), движение воздуха в раз-

ных географических районах имеет свои особенности.

Все это благоприятствует формированию вихрей большого

масштаба (циклонов и антициклонов) в высоких и уме-

ренных широтах и препятствует их возникновению вблизи

экватора.

1. 26. Действительно

ли зима наступает при очередном

удалении Земли от Солнца, а лето — при очередном

приближении ее к Солнцу?

Для южного полушария это действительно так, но

причина смены времен года на нашей планете не в измене-

нии расстояния между Солнцем и Землей при движении

последней по орбите, имеющей форму эллипса (рис. 4).

Истинной причиной существования на Земле различных

сезонов является наклон земной оси к плоскости земной

орбиты. Благодаря этому наклону, неизменному (рав-

ному 23, 5°) как во время суточного вращения Земли

вокруг своей оси, так и во время ее годового вращения

вокруг Солнца, создаются различные условия облуче-

ния земной поверхности в течение года. Шесть меся-

цев северное полушарие наклонено к Солнцу и солнеч-

ные лучи падают на его поверхность продолжительнее

и круче, чем в южном полушарии. Это летнее полуго-

дие северного полушария. Вторые шесть месяцев года

в таких условиях оказывается южное полушарие, а по-

верхность северного, наоборот, обращена в сторону, про-

тивоположную Солнцу, она получает меньше солнечных

лучей и падают они на нее более полого, чем в южном

полушарии. Для северного полушария это зимнее полу-

годие.

1. 27. Зависит ли погода от состояния небесных светил

и их положения на небосводе?

На состояние земной атмосферы, а следовательно и на

погоду на Земле, могут оказывать влияние лишь светила,

являющиеся источником энергии, поступающей на нашу

планету. Солнце — практически единственный такой

источник, и, значит, это единственное светило, от положе-

ния на небосводе и состояния которого зависит погода

на Земле. Остальные звезды, другие планеты солнечной

системы так же, как Луна, никакого прямого влияния

на погоду Земли не оказывают, хотя условия их наблюде-

ния с Земли сильно зависят от условий погоды. Это-то

и дало повод людям в далеком прошлом связывать с поло-

жением небесных светил происходящие на Земле измене-

ния погоды.

4. Положение Земли относительно

Солнца

1. 28. Влияет ли Луна на погоду на Земле?

Луна, совершая движение вокруг Земли, создает при-

ливные волны в океанах. В значительно меньших масшта-

бах приливо-отливные волны возникают в атмосфере. Их

можно заметить по показаниям приборов, измеряющих

атмосферное давление, — барометров. Эти колебания дав-

ления настолько незначительны, что практически не ока-

зывают влияния на погоду. Однако поскольку Луна видна

в основном в ясную малооблачную погоду, люди привыкли

связывать ее появление с хорошей летней погодой или

ясной морозной зимней. Это породило ложное представле-

ние о влиянии Луны на погоду, нашедшее отражение

в народных приметах. Некоторые люди разделяют это

заблуждение и в наши дни, хотя абсурдность подобных

представлений доказана наукой несколько веков тому

назад. Еще в XVIII веке иезуит Беро представил Француз-

ской академии наук убедительные доказательства отсутст-

вия связи между фазами Луны и погодой, позже к таким

же выводам пришли и многие другие исследователи, в том

числе известный французский ученый физик и астроном

Араго в 1833 году.

В научной литературе встречаются указания на суще-

ствование незначительного эффекта астрономических

воздействий, в том числе и связанных с Луной, на атмос-

ферную циркуляцию, однако масштабы этих воздействий

по сравнению с другими факторами настолько малы, что

практически в условиях погоды не проявляются: измене-

ния фаз Луны имеют строгую периодичность, которой нет

в изменениях погоды.

1. 29. Влияют ли на погоду пятна на Солнце?

Время от времени на поверхности Солнца, по обе сторо-

ны солнечного экватора, возникают темные, то есть более

холодные, участки. Они представляют собой вырвавшиеся

наружу газовые вихри, зародившиеся в солнечном ядре,

С Земли они выглядят как небольшие, подвижные и изме-

няющиеся по величине пятна, продолжительность сущест-

вования которых — от нескольких дней до недели, а изред-

ка и более. Действительные размеры этих пятен примерно

от 1000 до 80 000 км в поперечнике. Возникновение и ис-

чезновение солнечных пятен — свидетельство бурных про-

цессов, происходящих на Солнце, проявление его актив-

ности, которая имеет значение и для жизни на Земле

в том числе, возможно, и для процессов в земной атмосфе-

ре. Однако колебания солнечной активности вообще в очень

незначительной степени отражаются на поступлении на

Землю тех видов лучистой энергии, которая связана с

формированием погоды. Кроме того, механизм погодо-

образования, то есть возникновения облачности, осадков,

ветра и разных метеорологических явлений в тех или иных

районах земного шара, так сложен, что проследить не-

посредственное воздействие солнечных пятен на погоду

в какой-либо точке земной поверхности не представляется

возможным ни теоретически, ни практически.

В периоды максимального увеличения количества

солнечных пятен, которые повторяются в среднем через

11 лет (а фактически через разные промежутки времени,

от 7 до 17 лет), погода на Земле ничем не отличается от

погоды в другие годы: в одних районах она может быть

необычайно жаркой, а в другой в это же самое время —

необычайно холодной и т. п. Это многократно доказано

материалами наблюдений. Так, при повышенной солнечной

активности в сентябре 1980 года на Черноморском по-

бережье Кавказа выпала годовая норма осадков, а на

южном берегу Крыма — меньше месячной нормы. В дру-

гие годы с повышенной солнечной активностью осенью

на Кавказе осадков выпадало меньше обычного, а в Кры-

му — больше нормы (например, в 1972 году). Средняя

годовая температура воздуха, среднее годовое количество

выпадающих осадков и т. д. в целом на планете остаются

неизменными.

1. 30. Влияют ли на погоду солнечные протуберанцы?

Протуберанцы — облака светящихся газов, наблюда-

ющиеся чаще всего вблизи темных пятен на поверхности

Солнца. Хотя эти огненные облака в виде узких лент

могут удаляться от поверхности Солнца на сотни тысяч

километров, они, как и солнечные пятна, практически

не влияют на погоду на Земле.

При оценке возможного влияния на погоду любых

явлений на Солнце надо иметь в виду одно важное обстоя-

тельство: все происходящее на Солнце в состоянии изме-

нить солнечное излучение, направленное к Земле, только

одним определенным образом, то есть усилить его или

ослабить. А это, как показано выше (см. 1. 29), не отража-

ется явно на земной погоде. Поэтому прогностической

ценности для погоды на Земле явления на Солнце практи-

чески не имеют.

1. 31. Какова температура на Солнце?

Расстояние от Солнца до Земли, составляющее в июле

примерно 152 млн. км, а в январе — 147 млн. км, солнеч-

ные лучи преодолевают в среднем за 8 мин 20 с. Темпера-

тура в центре солнечного ядра, по расчетам, превышает

10 млн. К, а на поверхности Солнца она составляет около

6000 К. На поверхности темных участков Солнца, солнеч-

ных пятен, температура ниже — примерно 4400 К.

1. 32. Угрожает ли Земле постепенное похолодание

из-за неизбежного угасания Солнца?

Да, такая угроза существует, но лишь в принципе.

Угроза эта не слишком актуальна, и прежде чем человече-

ству придется всерьез с нею считаться, у него появятся

тысячи других причин для более острого беспокойства

Хотя Солнце и самая «рядовая» звезда, размеры и масс!

которой меньше, чем у многих других звезд, все же по

нашим земным масштабам это гигантское светило — его

масса в 330 000 раз больше массы Земли. В процесс

непрерывных ядерных превращений водорода в гелий

в солнечном ядре рождается колоссальное количество

лучистой энергии (кстати, только одна двухмиллиардная

доля этой энергии достигает нашей планеты). Ежесекундно

при этом разрушается около 4 млн. т массы Солнца, около

90% которой составляет водород.

Если учесть, что ослабление энергии, излучаемой Солн-

цем, по мнению ученых, станет заметным не ранее чем

через 30 или даже 100 миллиардов лет, то есть полное

основание считать, что ни нам, ни достаточно большому

ряду поколений людей, которые будут жить после нас на

Земле, серьезных причин беспокоиться о жизнеспособ-

ности Солнца пока нет...

1. 33. Что такое аэрозоли?

Это мельчайшие физико-химические частицы в атмос-

фере, являющиеся ее примесями. Эти примеси могут иметь

как естественное происхождение, так и антропогенное,

то есть вызванное деятельностью человека.

Естественные аэрозоли образуются различными путя-

ми. Это могут быть продукты взаимодействия океана и

атмосферы — хлористые соединения натрия и магния,

входящие в состав морской соли, частички которой в

большом количестве попадают в воздух при разбрызги-

вании ветром морской воды, а также сернокислые соеди-

нения. Аэрозоли могут попадать в атмосферу в результате

жизнедеятельности микроорганизмов. Есть и пылевые

аэрозоли, попадающие в атмосферу в результате взаимо-

действия поверхности суши и атмосферы. Аэрозоли антро-

погенного происхождения в основном связаны с индустри-

альными выбросами в атмосферу различных химических

веществ.

Под воздействием тепла, солнечного света, водяного

пара, капелек облаков и тумана аэрозоли претерпевают

в атмосфере химические превращения. Изучением меха-

низма образования аэрозолей, процессов их распростра-

нения и трансформации занимаются ученые различных

специальностей — метеорологи, химики, физики, медики,

геофизики.

1. 34. Существует ли связь между содержанием в

воздухе аэрозолей и погодой?

Большинство аэрозолей может становиться ядрами

конденсации в атмосфере, то есть на этих мельчайших

частичках происходит конденсация водяного пара, приво-

дящая к формированию капелек облаков и тумана. При

высокой влажности воздуха обилие аэрозольных частиц

ускоряет процесс конденсации, а следовательно, и образо-

вания тумана или выпадения осадков. Именно поэтому над

большими городами чаще, чем над сельской местностью,

выпадают слабые осадки.

Многие ученые склонны рассматривать туманы как

собственно аэрозоли с жидкими частичками, а морозные

дымки и обыкновенный дым — как аэрозоли с твердыми

частичками. В этом случае связь аэрозолей с погодой

выглядит еще более непосредственной.

ПОГОДА

И ОКРУЖАЮЩИЙ

НАС МИР РАСТЕНИЙ

И ЖИВОТНЫХ

Все люди в той или иной

мере интересуются состоянием погоды. В зависимости

от характера их занятий интерес этот постоянный или

эпизодический. Сельские жители, рыбаки, водители авто-

мобилей, поездов, пилоты самолетов и вертолетов, так же

как и люди других профессий, работающие на открытом

воздухе, повседневно связаны с погодой, которая опреде-

ляет непосредственно условия их производственной дея-

тельности, а в некоторой степени — и быта. Зависимость

от погоды — удел не только человека, но и всего живого

на Земле.

На погоду реагируют едва ли не все живые организмы,

но с разной степенью «оперативности» и с разной степенью

очевидности для наблюдателя. При удивительном разно-

образии животного и растительного мира реакция на

изменения погоды также удивительно разная: одни орга-

низмы откликаются на изменение состояния неба, освещен-

ности, солнечного сияния, другие — на изменение влаж-

ности и температуры воздуха, выпадение осадков,

третьи — на изменение ветра, атмосферного давле-

ния и т. д.

За многие тысячи лет своего существования челове-

чество накопило солидный багаж наблюдений за погодой

и ее изменениями и за связанным с нею поведением

животных и растений. Результаты таких наблюдений

нашли отражение в сказках, песнях, пословицах и пого-

ворках различных народов. Многое из этого фольклора

дошло до наших дней. Научный анализ сохранившегося

наследства показывает, что некоторые представления,

бытующие в народе, действительно являют собой плод

вдумчивых сопоставлений и поразительной наблюда-

тельности наших предков, стоявших несравненно ближе

к природе, чем современный человек; но иные из них

порождены просто-напросто вымыслом и воображением и

находятся в непримиримом противоречии с фактами и

действительностью.

Одно из самых устойчивых и укоренившихся заблуж-

дений — вера в чудесную способность растений и живот-

ных предвидеть изменения погоды. На самом же деле все

живое лишь реагирует на уже свершившиеся изменения

погоды. «Прогностические» же возможности живых орга-

низмов очень невелики, хотя и ими не следует пренебре-

гать...

2. 1. Почему один из самых древних метеорологиче-

ских приборов — флюгер украшался фигурой петуха,

а в английском языке он даже носит название «по-

годный петух» (weather cock)?

В Европе обычай украшать указатель направления

ветра фигурой петуха (рис. 5) берет свое начало с IX века,

когда по указу папы римского шпиль каждой церкви

должно было венчать изображение этой птицы — эмблема

апостола Петра, который, по преданию, отрекся от Христа

трижды, прежде чем дважды прокричал петух. Это одна

версия. По другой версии, петух на шпиле церкви служил

напоминанием о том, что «церковь божия бдит над душами

верующих».

2. 2. Почему перед ненастьем из канав и болот начи-

нает исходить резкий запах, слышно бульканье?

Ненастье приносит циклон, а он, как правило, сопро-

вождается значительным понижением атмосферного дав-

ления. В водоемах при этом повышается уровень воды,

из почвы выходят наружу накопившиеся там газы —

продукты гниения листвы, травы и водорослей в канавах

и болотах.

При высоком давлении газы держатся у самой поверх-

ности земли, а при низком — выходят наружу, распростра-

няются вширь и вверх.

2. 3. Можно ли по поведению чаек судить о предстоя-

щей погоде?

Чайки действительно чутко реагируют на изменения

погоды. Возможно, это объясняется особенностями строе-

5. Флюгер с петухом

ния их тела: трубчатые кости чаек, полые внутри, чувст-

вительны к изменению давления, как вакуумные коробочки

приборов-анероидов. Давно замечено, что при хорошей

устойчивой погоде чайки садятся на воду, при ухудшении|

погоды бродят по берегу и прибрежным отмелям, при вет-

реной — летают над водой. Все это свидетельствует об уме-

нии чаек быстро приспосабливаться к сложившейся в дан-

ный момент погоде, но никак не о способности их предви-

деть ее изменения: метеорологическим процессам присуща

инерция, то есть свойство сохранять некоторое время

установившийся тип погоды. При устойчивой антицикло-

нической погоде ветер обычно слабый, в воздухе тепло,

вода прохладнее воздуха и над ней нет восходящих пото-

ков. Чтобы держаться в воздухе, чайкам надо интенсивно

работать крыльями, они быстро устают и потому охотно

садятся на воду и, плавая, продолжают охотиться за рыбой.

Перед штормом рыба, чувствительная к изменению давле-

ния, уходит на глубину, и чайки вынуждены искать пищу

на берегу. При сильном ветре чайки могут подолгу парить

в воздухе, используя для набора высоты подъемную силу

встречного потока воздуха; они в состоянии продолжать

охоту, летая над водой.

Как видим, все значительно проще, чем может пока-

заться при некотором воображении. Дело не в способности

предвидеть изменения погоды, а в умении использовать

эти изменения.

2. 4. Могут ли существовать живые организмы во

льдах?

Могут. В период полярного дня во льдах Арктики

и Антарктики и летом на ледниках горных стран можно

наблюдать прослойки розового цвета. Это под воздействием

солнечных лучей идет развитие микроорганизмов, окра-

шивающих льды в розовые тона. В ледниках горных

районов выявлено более полусотни разновидностей расте-

ний, окрашивающих льды в различные оттенки красного,

розового и желтого цветов. Случается, что снег становится

6. Антарктический ландшафт. Вул-

кан Эребус (3794 м) на о. Росса.

фото Б. Втюрина

черным благодаря массе осевших на него не боящихся

холода насекомых. Однако окрашенность льда или снега не

всегда связана с живыми организмами — иногда причиной

ее может быть пыльца хвойных деревьев золотистого либо

желтого цвета или частицы пыли.

2. 5. Есть ли растения, способные «сигнализировать»

об изменениях погоды?

Многие растения активно реагируют на изменение

освещенности. В большинстве случаев в сторону светила

обращены цветы, некоторые из них «провожают» солнце

при его движении по небосклону (например, подсолнеч-

ник). У ряда растений на положение солнца на небе

реагируют и листья (правда, в районах недостаточного