Фетт В. Атмосферная пыль

Подождите немного. Документ загружается.

24-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

масс очень низка. Наблюдения за метеорными хвостами,

т. е. за направлением движения пыли, показали, что

выше 80 км находятся слои воздуха, перемещающиеся

в западном направлении. На высоте от 25 до 80 км пре-

обладают восточные ветры [192, 269].

При извержении Геклы 29 марта 1947 г. пепел, достигший высоты 9 км, переме-

шался сначала в юго-восточном, а затем в северо-восточном направлении. В Фин-

ляндии он выпал на землю с дождем. 29 марта на высоте 5 км и ниже ветры были

южные и юго-западные.

Определения траекторий пыли, изверженной вулка-

нами, также позволяют иногда установить направление

ветра, главным образом в нижней стратосфере. Напри-

мер, таким образом удалось подтвердить, что над пасса-

том ветер западный. Шварцбах [270] опубликовал

составленную Салми карту, изображающую влияние

ветра на распространение пепла, изверженного вулка-

ном Гекла в Исландии 20. III. 1947 (фиг. 62). Эту пыль

многократно обнаруживали в верхних слоях атмосферы

главным образом благодаря вызываемым ею своеобраз-

Гл. 1. Значение пыли в геофизике

235

ным оптическим явлениям. Определение траектории по-

тока пыли позволяет судить о крупномасштабной гори-

зонтальной диффузии, турбулентности и т. д. (стр. 172).

Наряду с различными измерениями, производимыми

с помощью специальных приборов и достаточно точно

характеризующими состояние тропосферы, крайне по-

лезны также наблюдения над столбами дыма, появляю-

щимися при извержениях вулканов, а также над дымом

пожарищ и вообще любыми облаками пыли; эти наблю-

дения дают наглядное представление о направлении,

силе, постоянстве и стратификации ветра. Именно бла-

годаря наличию пыли в воздухе движение его стано-

вится «видимым». По характеру движения, количеству

и размерам пыли, увлеченной вихрем или смерчем,

можно судить о порывистости и силе ветра. Вертикаль-

ное распределение пыли показывает степень турбулент-

ности атмосферы. При вторжении холодной массы воз-

духа в запыленное пространство поднимаются и надви-

гаются темной стеной столбы пыли (см. фиг. 49, 50, 52).

Направление их движения служит индикатором напра-

вления ветра [23].

Исследование основных потоков в тропосфере

должно включать подразделение отдельных воздушных

масс по степени запыленности. Пыль распределяется

в данной воздушной массе равномерно, и поэтому со-

держание ее характеризует воздушную массу, облегчая

определение основных потоков в тропосфере и измене-

ний, которым они подвергаются [271, 272]. В местностях,

удаленных от моря, изучение воздушной массы путем

измерения ее запыленности затруднено тем, что резуль-

таты измерений получаются завышенными за счет обо-

гащения воздуха городской и заводской пылью, а также

цветочной пыльцой.

Искусственная радиоактивность пыли служит более

четким признаком воздушной массы. Определение ее

сложнее, но она сохраняется в течение продолжитель-

ного периода времени. Например, измерение ее позво-

лило точно установить вызванные взрывами атомных

бомб смещения воздушных масс и скорость диффузии

образовавшихся продуктов [187, 273]. Взрывная волна

распространялась на восток в среднем на 1000—2000 км

24-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

в сутки, а ее максимальная скорость составляла 3000 км

в сутки. Радиоактивные частицы попадали в простран-

ство над Парижем через 20 суток после взрыва на

атолле Бикини и через 8—15 суток после взрывов в Не-

ваде. Характерно, что радиоактивный дождь выпадает

обычно раньше радиоактивной пыли. Вместе с тем испы-

тательные взрывы атомных бомб в США и СССР под-

твердили возможность обнаружить местонахождение

источника радиоактивности и время его возникновения

(стр. 97) исходя из движения воздушных масс и радио-

химического анализа. Расширение облака пыли за счет

горизонтальной диффузии в струйном течении обычно

не превосходит 10° [273].

Пыль, обладающая естественной радиоактивностью,

также служит индикатором движения воздушных масс.

Долгоживущий RaD, не находящийся в равновесии со

своими материнскими короткоживущими продуктами,

адсорбируется частицами аэрозолей и является индика-

тором продолжительности пребывания аэрозолей в ниж-

них слоях атмосферы, равной нескольким суткам. Однако

такое исследование самоочищения атмосферы услож-

няется радиоактивностью продуктов деления [274].

Субтропические воздушные массы обладают большей

удельной искусственной радиоактивностью, чем поляр-

ные [187]. Между воздушной массой и продолжительно-

стью жизни радиоактивных частиц также существует

корреляция [258].

Характерным оптическим признаком продвигающейся

вперед воздушной массы является уменьшающее види-

мость опалесцирующее голубоватое помутнение атмос-

феры, которое принято называть «дымкой хорошей по-

годы». Оно вызывается находящимися в твердом состоя-

нии частицами размером Ю

-5

см. По данным Бергеронса

(см. [275]), в Северной Европе опалесценция, опреде-

ляемая как

100

Дальность горизонтальной видимости (км) '

равна: в арктическом воздухе (А) 0,5; в полярном воз-

духе (П) 0,5—1,5; в морском тропическом воздухе

(МТ) 1,5. Она всегда больше нуля, так как благодаря

Гл. 1. Значение пыли в геофизике

237

влиянию молекул воздуха слабый голубоватый оттенок

сохраняется и при отсутствии твердых частиц. Согласно

фотометрическим измерениям Пьясковской в Кучино

под Москвой в июне — июле 1931 г., опалесценция со-

ставляла: в арктическом воздухе (А) 0,6—1; в морском

полярном воздухе (МП) 1,3—1,8; в континентальном по-

лярном и тропическом воздухе и воздухе умеренных

широт и субтропических областей (КП— КТ) 2,1—3,1.

Область формирования тропического потока содер-

жит много пыли, и поэтому тропический воздух более

запылен, чем воздух других широт. При этом сравнении

исключены случаи помутнения воздуха неопалесцирую-

щего характера, например помутнение, обусловленное

туманом, дымом, крупной пылью или лесными пожа-

рами [275].

О характере движения воздушных масс можно су-

дить не только по дальности видимости, но также по

цвету фона и помутнению атмосферы, которые подобно

дальности видимости зависят от содержания пыли в воз-

духе (табл. 32 и 33).

Таблица 32

Характеристики различных воздушных масс [275]

Воздушная масса

Дальность

видимости на

равнине, км

Цвет фона

Удаленность фона,

км

А 48

Голубой

МП 40

Серо-голубой

<45

КП 30

Мутный серо-голубой

Т (тропическая)

17 Обесцвеченный

Так же как на основании восходящих движений

в атмосфере можно судить о вертикальном распределе-

нии пыли, измеренное распределение пыли по верти-

кали может служить индикатором обусловливающих

обмен воздушных течений.

Микроклиматические исследования Речке [111] пока-

зали, что измерение пыли представляет собой очень

чувствительный метод определения самого слабого

24-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

Таблица 33

Актинометрический фактор мутности * (275]

Воздушная

масса

Москва Ростов Ялта

Северное

море

КА

МП

КП

кт

2,45 (22) 2,24 (8) 2,48 (7) 2,01

2,66 (22) 2,91 (16) 2,71 (19) 2,52

3,09(12) 2,84(26) 2,67(34) 2,99

3,49(17) 3,04(17) 3,05(51) 3,73

* В скобках указано число измерений.

движения воздуха. С этой целью наиболее удобно исполь-

зовать дым. С помощью синхронного фотографирования

распространения над лугом дыма, выходящего из гори-

зонтального сопла, удалось обнаружить, что скорость

вертикальной диффузии больше, чем горизонтальной.

Ф и г. 63. Определение воздушных течений на опушке леса на

основании развеивания семян чертополоха и ветреницы [111].

Наблюдение за движением дымовой завесы, искус-

ственно созданной над озером, дало возможность вы-

явить вертикальное распределение скорости ветра,

в частности вблизи берега [276]. Характер вращения

столбов дыма, выбрасываемого различными дымовыми

трубами, расположенными перед горным склоном, по-

зволяет заключить, что при вечернем нисходящем

ветре мощность слоя воздуха уменьшается по направле-

нию сверху вниз [277]. Наблюдения над движением се-

мян чертополоха и ветреницы ясно показали, что на

Литература

239

опушке леса происходит завихрение (фиг. 63). Наконец,

изучению вертикальной структуры воздушной массы,

диффузии, обусловленной турбулентностью, и других

движений в относительно высоких слоях атмосферы по-

могают наблюдения над следом дымового снаряда, да-

лекими дымовыми облачками или грибообразным обла-

ком дыма, образовавшимся после взрыва атомной

бомбы [278, 279].

ЛИТЕРАТУРА

!. Walther J., Einleitung in die Geologie als historische

Wissenschaft III, Jena, 1894.

2. Neues Jahrbuch fur Miner.. 218 (1859).

3. Staubstiirme im siidlichen Rufiland. Meteor. Z„ 12, 149 (1895).

4. Staubsturm in Galizien. Meteor. Z„ 13, 140 (1896).

5. Ein Sandsturm in Siidpersien. Meteor. Z., 14, 189 (1897).

6. Sandsturm in der Nahe von Aden. Ann. d. Hydr., 30, 552

(1902).

7. Staubstiirme in Australien. Meteor. Z., 20, 183 (1903).

8. Noble A., Ober den schwersten der Staubstiirme in Sydney,

Nov. 1902, Month. Weather Rev., 32, August 1904.

9. Marshall, The Dust-Storm of October 1928. New Zealand

Journ. of Sci. a. Technol. 10, 291—299 (1929).

10. Lawrence E. Т., Die sieben Saulen der Weisheit. Dt. von

Mikusch, D. von, 232, Leipzig, 1936.

11. Wegener A., Staubwirbel auf Island. Meteor. Z., 31, 199

(1914) (1 Photographie).

12. T h о г о d d s e n, Eine Lavawiiste im Innern Islands. Peter-

manns Mitt. 31, 284ff (1885).

13. R u s s e

e W. J., Rep. U. S. Geol. Survey 3, 19/.

14. Sprung H., Staubtrombe in Luzern. Meteor. Z., 2,334 (1885).

15. Hann J. von, Lehrbuch der Meteorologie. 2. Aufl., 539.

16. Less E., Sandhose in der Nahe von Berlin. Meteor. Z., 78,

274 (1891).

17. Rath C. von, Monatsber. d. Akad. d. Wiss. 283, Berlin, Mai

1875.

18. Wyott R. E., Pressure Drop in a Dust Devil. Month. Weather

Rev., 82, 7—8 (1954).

19. Tassel E. L. van, The North Plate Valley Tornado Out-

break of June 27, 1955, Month. Weather Rev., 83, 255—264

(1955).

24-2

Часть II. Значение атмосферной пыли

20. W а 11 h е г J., Das Gesetz der Wiistenbildung in Gegenwart

und Vorzeit, 82, Leipzig, 1924.

21. Brandt F. W„ Month. Weather Rev., 63, 184 (1935).

22. Georgii W., Meteor. Z„ 193 (1919).

23. К о s с h m i e d e r H., Staubstiirme und Staubwande. Natur-

wiss., 27, 113—122 (1939).

24. Freeman M. H., Duststorms of the Anglo-Egyptian Sudan.

Meteor. Rep., 2, No. 10/11 (1952).

25. P e t i t j e a n L., Mem. de l'Off. Nat. Meteor, de France. Nr.

27.

26. W i 11 s ch e 11 L., Ober Sand- und Staubstiirme und ihre Be-

deutung fur die Morphologie der Erdoberflache. Z. f.

Geomorph. 6, 4 (1930).

27. T e м н и к о в а Н. С., Пыльные бури в Сталинградской об-

ласти, Метеор, и гидрол. (1955).

28. Scharenberg, Z. d. Dt. geol. Ges., 593 (1854), ref. in [I],

577.

29. So ko low, C. R. Akad. Paris C„ 473 (1885).

30. Alexander A. E„ Month. Weather Rev., 62, 15 (1934).

31. Russel R. J., Russel R. D., Month. Weather Rev., 62, 162

(1934).

32. Hand J. F„ Month. Weather Rev., 62, 156 (1934).

33. D a n с k e

m a n A. von, Die Natur des Harmattanstaubes

in Togo. Meteor. Z„ 30, 448 (1913).

34. Becker R., Die Winde der Erde mit Eigennamen. Wetter und

KHma, 358—371 (1948).

35. Becker R., Wetter-Eigennamen. Wetter und Klima, 2, 51—55

(1949).

36. T r i s с h

e r F., Winde mit desonderen Namen. Z. f. angew.

Meteor., 61, 69 (1944).

37. Hann J. von, Handbuch der KHmatologie, Bd. 111,72 (1908).

38. Farquharson J. S„ Quart. J. Roy. Soc., 63, 393 (1937).

39. Scott G., Geographie des Atlantischen Ozeans, 258, Ham-

burg, 1944.

40. S e m m e

h а с k W., Sehr starker Harmattan an der Ober-

guineakfiste. Ann. d. Hydr., 60, 123—124, s. a. 21 (1932).

41. Pratje O., Staubfalle auf dem mittleren Atlantischen Ozean.

Zentralbl. f. Miner., Geol. u. Palaont., 179ff (1934 B).

42. Koert (v. Seefried), iiber Untersuchungen iiber die Natur

der Harmattantrube. Mitt, aus den Deutschen Schutzgebieten,

26, 9—12, Berlin, 1913.

Литература

241

43. G г и п е г Н., Uber das Harmattanphanomen in Togo. Meteor.

Z., 16, 289—296 (1899).

44. H u s t e d t, Untersuchungen fiber die Natur der Harmattan-

triibe. Dt. Obersetzung in Meteor. Beob., Hamburg, 1922.

45. T h i e

E., Staubstiirme in SiidostruBland. Petermanns Mitt.,

90, 238 (1944).

46. Schlafli A., Uber Staubtromben und den «Samum» in

Unter-Mesopotamien. Z. f. Meteor., 469 (1870).

47. Jordan, Ober einen 30 Stunden anhaltenden Samum. Kol-

nische Ztg., 15 April 1874; ref. in [1], 577.

48. Rao P. R. K., Sudhindra N. S., Dust-Devil at Karache on

28th February 1941. Sci Notes India Meteor. Dep., 8, Nr. 100

(1942).

49. L а у с о с к P. A., A Destructive Dust-Devil. Weather, 3, 61—62

(1948).

50. Moon A. E„ A Dust-Whirl. Weather 3, 62 (1948).

51. Cowan H. H., Ashmore S. E., Dust Devils. Weather, 3,

286 (1948).

52. L e а к e у L. M., Dust Devil near Wellington College. We-

ather, 4, 233 (1949).

53. Ron a, Meteor. Z., Hannband, 151 (1906).

54. Крылов П. А. Некоторые наблюдения в суховейных райо-

нах Заволжья, Изв. АН СССР, сер. геофиз. (1956).

55. Leuchs К., Die Bedeutung der Staubstiirme fiir die Sedi-

mentation. Zbl. f. Miner., Geol. u. Palaont (1932 B).

56. Sranivasaiah B. N., Sur N. K., A Study of the Dust-

storms of Agra. Mem. India Meteor. Dep., 27, Tl. I

(1939).

57. D e s a i B. N., Mai S., A Discussion of Some Aeroplane

Ascents at Drigh Road (Karachi) on Days of Duststorms

Thunderstorms and Dust Raising Winds. Sci. Notes India

Meteor. Dep., 8, Nr. 87 (1940).

58. Desmond E., Radok Y. On the Genesis of a Dust-Wall.

Weather, 4, 16—20 (1949).

59. Veryard R. G., The Formation of Duststorms. Weather, 4,

371 (1949).

60. E1 F a n d у M. G., Alcume caratteristiche del fronte des

vento durante le tempeste di sabbia in Egitto. Ann. Geofis.

1, 610 (1948).

61. Ко s с h mi e d er H., Ober Boen. Wiss. Abh. d. Reichsamt f.

Wetterdienst, 8, Nr. 3 (1940).

16 В. Фетт

24-2 Часть II. Значение атмосферной пыли

62. Williams N. R., Development of Dust Whirls and Similar

Small-Scale Vortices. Bull. Amer. Meteor. Soc., 29, 106 (1948).

63. Kassner C„ Das Reich der Wolken und Niederschliige, 68

(1909).

64. Valentin, Der Staubfall vom 9. — 12. 3. 1901. Wiener Ber.

math. nat. Kl. 3, Abt. Ila, 727—776 (1902).

65. Meinardus W., Der Staubfall vom 10. und 11. 3. 1901. Das

Wetter, 18, 73—78 (1901).

66. Hellmann G., Meinardus W., Hauptergebnisse einer

Untersuchung iiber den groBen Staubfall vom 9.— 12. 3.

1901 in Nordafrika, Siid- und Mitteleuropa. Abh. d. Konigl.

Preufi. Meteor. Inst., 2 (1901), Nr. 1; ref. in Meteor. Z., 19,

S. 180ff (1902).

67. В r a n d t n e r E., Der Staubfall in Westeuropa am 29. Marz

1947; Meteor. Rdsch. 1, 222—226 (1947).

68. M i 11 H. G., The Cornish Dust-Fall of January 1902. Quart.

J. Roy. Meteor. Soc., 28, 229—250 (1902).

69. M i 11 H. G„ Lempfert R. G. K., The Great Dust-Fall of

February 1903, and Its Origin. Quart, J. Roy. Meteor. Soc.,

30, 57-91 (1904).

70. Zu den Staubfallen in Februar 1903. Meteor. Z., 20,

131

ff (1903).

71. Die Staubfalle vom 19, —23. 2. 1903 fiber dem nordatlanti-

schen Ozean, Grofibritannien und Mitteleuropa. Ann. d. Hydr.

31, 425—438, 475—483 (1903) (samtliche Meldungen und

Beschreibungen aufgefurt, I Tafel).

72. Ehrenberg Chr. G„ Abh. Akad. Wiss. Berlin, 269 (1846);

Sitz.-Ber. Akad. Wiss., Berlin, 533 (1862).

73. Hellmann G., Monatsber. Akad. Wiss., Berlin, (1878),

S. 1—40; Sitz.-Ber. Akad. Wiss., Berlin, 272—282 (1913).

74. Hep worth C., Atmospheric Dust. Quart. J. Roy. Meteor.

Soc., 28, 68ff (1902).

75. Krfimmel 0., Der Ozean, 2. Aufl., lOlff (1902).

76. Uber Staubfalle im Passatgebiet des nordatl. Ozeans—fort-

laufende Veroffentlichungen in den Ann. d. Hydr.; insbes.

Zusammenfassungen in 29, 30ff., 37 (1901), 373—376 (1909).

77. D i n к

a g e L., Die Staubfalle im Passatgebiet des nordatl.

Ozeans. Segelhandb. f. d. Atlant. Ozean, 128—145, Hamburg,

1901.

78. R a d с z e w s к i О. E., Mineralzusammensetzung des Passat-

staubes. Dt. Atlant.-Exp. «Meteor», Bd. Ill, 3, 274—275

(1925/27).

Литература

243

79. Prat je О., Staubfalle auf dem mittl. Atlant. Ozean. Zbl. f.

Miner., Geol. u. Palaont., 177 (1934 B).

80. S e m m e

h а с к, von, Staubfalle im nordwestafrikanischen

Gebiet des Atlantischen Ozeans. Ann. d. Hydr. 62, 273 (1934).

81. S с hot t G., Geographie des Atlant. Ozeans, 141, 248, 259,

Hamburg, 1944.

82. J с n t z s с h, uber Staubfalle im Nordatlant. Ozean. Ann. d.

Hydr., 37, 373—376 (1909).

83. Der Passatstaubregen im Marz 1869. Gaea, Natur und Leben,

5, 399—401 (1869).

84. Ehrenberg Chr. G., s. Literatur in Hellman, G., Reperto-

rium der deutschen Meteorologie, 110—111, Leipzig, 1883.

85. Staubregen in Karnten. Meteor. Z., 3, 76, (Aufzahlung der

Bestandteile) (1886).

86. Intensiver Staubfall in den nordwestlichen Karpaten. Meteor.

Z. 5, 122 (1888).

87. Altere Beob. an Staubregen; verschiedene Haupttypen dersel-

ben. Meteor. Z. 11, 208—218 (1894).

88. Staubsturm in Galizien. Meteor. Z„ 13, 140 (1896).

89. Staubfall (am 25.26.2. 1896). Meteor. Z„ 13, 105—107 (1896)

90. Sandregen in Ungarn. Meteor., Z., 13, 138—140 (1896).

91. Staub- und Samenregen in Italien. Meteor. Z., 14, 74 (1897).

92. Meinardus W., Ober einige bemerkenswerte Staubfalle der

letzten Zeit. Das Wetter 20, 265—278 (betr. etwa die Jahre

1901—1903 (1903).

93. Staubfall in Ostgalizien am 8.3 1917, Meteor. Z., 34, 368

(1917).

94. Schmidt W., Schlammregen am Aplenostrand. Z. f. angew.

Meteor., 53, 7—11 (1936).

95. G

a w i о n H., Ober einige Staubfalle in Arosa im Sommer

1936, Meteor. Z„ 54, 61—64 (1937).

96. G

a w i о n H., Eine ungewohnliche Periode von Staubfallen

im Mai 1937. Z. f. angew. Meteor. 54, 284—289 (1937).

97. G

a w i о n H., G б t z P., Ober zwei Staubfalle im Marz 1937

in Arosa. Gerlands Beitr. z. Geophys. 50, 380—384 (1937).

98. Gotz P., Wiistenstaub in den Alpen. Jb. d. Schweiz. Akad.

Skiklubs (1937).

99. Gaubert P., Mem. de l'Off. Nat. Meteor, de France, Nr. 27,

50 u. a.

100. Griggs R. F„ Das Tal der zehntausend Dampfe (Leipzig,

1928). Wiedergabe eines Kapitels daraus in «Natur und

16*