Воздушная оболочка Земли
Невидимая и, казалось бы, невесомая, прозрачная воздушная оболочка Земли — атмосфера — надёжно защищает нас не только от опасных космических лучей, но и от случайных гостей из космоса. Только самые крупные метеориты могут её преодолеть, остальные же в ней сгорают
Как устроена атмосфера?
Воздушный океан, на дне которого мы живём, состоит из смеси разных газов: азота, углекислого газа... Однако самый важный, без которого жизнь невозможна, — это кислород. В воздухе также содержатся пыль, пыльца растений… Примеси, поставляемые в атмосферу автомобилями и самолётами, заводами и рудниками, очень вредны и для природы, и для здоровья человека. Толщина тропосферы, нижнего слоя атмосферы, составляет 8—10 км в полярных широтах, но она увеличивается до 16—18 км в тропиках. Она содержит более 80% всей массы атмосферного воздуха и около 90% всего имеющегося в атмосфере водяного пара. Именно в тропосфере формируются облака, развиваются циклоны и антициклоны. Выше, до высоты 50—55 км, распространяется стратосфера, в которой находится озоновый слой, защищающий Землю от губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Плотность верхних слоёв атмосферы (мезосфера, термосфера, экзосфера) ничтожна, но там под действием ультрафиолетовой и рентгеновской солнечной радиации и космического излучения происходит ионизация воздуха и возникают «полярные сияния».
Вода постоянно испаряется с поверхности рек, озёр, морей и океанов, из почвы, листьев растений. Пар поднимается вверх, из него образуются облака. Кучевые облака предвещают хорошую погоду. Высокие кучево-дождевые, или грозовые, облака чреваты грозой, ливнем или градом. Слоистые облака обычно приносят моросящие дожди. Высокие перистые облака осадков не приносят, но часто предвещают изменение погоды.
Самое дождливое и влажное место на Земле находится в небольшом г. Черрапунджи в индийском штате Мегхалая, там иногда за год выпадает до 22 м осадков! Зато во многих пустынях дождей не бывает годами.
Иногда, когда земля быстро остывает, облако образуется прямо на поверхности земли — это туман. Облака состоят из скопления капелек воды или кристалликов льда. Эти капельки сталкиваются, объединяются и становятся всё больше, до тех пор, пока они не станут такими тяжёлыми, что больше не смогут удержаться в воздухе. Зимой из облаков идёт снег, летом — дождь. За год на Земле выпадает столько дождя и снега, что они могли бы покрыть нашу планету слоем толщиной больше 11 м.
Ветер и его свойства
Воздушная оболочка нашей планеты находится в постоянном движении. Солнце нагревает поверхность земли, а от неё нагревается и воздух. Он расширяется и поднимается вверх, а на «освободившееся место» устремляется новая порция воздуха, и образуется ветер. Двести лет назад была придумана шкала силы ветра, шкала Бофорта. Ноль баллов означает штиль (полное безветрие). От лёгкого ветра в 2 балла шелестят листья на деревьях. Крепкий ветер в 8 баллов выворачивает наизнанку зонтики. Скорость штормового ветра в 9 баллов более 20 м/с. А ветер в 12 баллов называется ураганом. А на берегу моря или большого озера днём, когда суша нагрета сильнее, чем вода, с моря дует прохладный бриз. Ночью же бриз с суши веет теплом.
В широкой полосе, расположенной в основном между тропиками, за исключением нашего Дальнего Востока, иными словами, там, где солнце бывает в зените, то есть прямо над головой, есть места, где ветер, дующий, подобно бризам, то с суши на море, то с моря на сушу, меняет направление всего два раза в году. Называется такой ветер муссон. Причина возникновения муссонов — разница температуры суши и моря.
Зимой суша остывает, атмосферное давление над ней повышается, сухие и холодные муссоны дуют в сторону моря. В это время наступает засушливый сезон. Летом суша нагревается сильнее, чем море, и воздух над ней поднимается вверх, а на его место устремляется тёплый и влажный морской воздух. Наступает влажный сезон. В разных районах Земли существуют местные ветры: на юге Франции — мистраль, в Сибири — хиус, на Байкале — баргузин. В Альпах дует горячий фён, на некоторых побережьях — ледяная бора, которую также называют тамонтана или сарма.
Бора, от греческого слова «борей», обозначающего северный ветер, — это ледяной порывистый ветер. Он возникает, когда поток холодного воздуха встречает на своём пути препятствие, преодолев его, бора с силой обрушивается вниз. Распространена бора там, где невысокие горы граничат с морем. В России это Новороссийская и Геленджикская бухты. Ветер при боре достигает огромной скорости: в 1928 г. был зарегистрирован порыв ветра в 80 м/с. В результате боры в Новороссийской бухте в 1848 г. потерпели крушение шесть парусных судов. Во время боры в 1997 г. максимальная сила ветра достигала 62 м/с, а температура воздуха опускалась до –20 °C. В городе ветром вырывало деревья, обрывало линии электропередач. Эти ветры более или менее постоянны, то есть предсказуемы, они редко наносят такой большой ущерб, как внезапные стихийные бедствия.
Стихийные бедствия
Вы уже прочитали о таких опасных природных явлениях, как землетрясения и извержения вулканов, которые иногда уносили тысячи человеческих жизней. Их нередко называют стихийными бедствиями. Некоторые атмосферные явления тоже довольно часто попадают в эту категорию, поэтому, чтобы не подвергать себя опасности, надо помнить об элементарных мерах предосторожности. «Люблю грозу в начале мая…» Но большинство людей всё-таки инстинктивно побаиваются этого природного явления. Раньше верили, что опасен сам гром. Не зря главные боги во многих религиях считались громовержцами. Поэтому устройство, отводящее во время грозы электрические разряды в землю, назвали громоотводом.
Однако на самом деле опасаться следует не грома, а мощного электрического разряда — молнии. Молния всегда ищет выступающие над землёй объекты — высокие здания, большие деревья и даже людей. Поэтому прятаться от грозы под деревьями или в воде нельзя. Иногда во время грозы через открытое окно может с тихим шипением вплыть загадочная и очень опасная шаровая молния. Учёные до сих пор не могут прийти к единому мнению о том, как она образуется. Если шаровая молния проникла в помещение, не прикасайтесь к железным предметам; не пробуйте убежать от неё; не пытайтесь выгнать её веником, книгой и т. д.; стойте, не двигаясь, сохраняйте спокойствие.
А вот град может за несколько минут не только полностью уничтожить урожай, но и нанести увечья людям и животным, ведь ледяные градины иногда достигают размера 13 см в диаметре и массы около килограмма. Обычная метель иногда коварно перерастает в многочасовой, если не многодневный снежный буран, подобный тому, который погубил антарктическую экспедицию Роберта Скотта.
Самые опасные убийцы, собирающие свою страшную дань и сегодня, — это засуха и наводнение. Они приводят к гибели миллионов людей, наносят такой урон сельскому хозяйству, что за ними следует массовый голод.
В низких широтах над океанами часто зарождаются тропические циклоны с ветрами страшной разрушительной силы — ураганы, как их называют в Атлантическом океане и на востоке Тихого океана. У побережья Евразии чаще используют китайское слово «тайфун», что означает «большой ветер». При урагане ветер движется по кругу, а сила его так велика, что он с лёгкостью срывает крыши с домов и вырывает с корнем деревья. Иногда при столкновении двух воздушных масс, температура и влажность которых резко отличается, возникает воронка — смерч, похожий на изогнутый извивающийся хобот слона, спускающийся из грозового облака и шарящий по земле. Смерч, как гигантский пылесос, всасывает всё, что попадается на пути. Сто лет назад смерч, проходя над районом Сокольники на окраине Москвы, перенёс на несколько сотен метров корову, которая совсем не пострадала и продолжила пастись. Особенно часты смерчи, или торнадо, как их называют на равнинах, расположенных между Скалистыми горами и Аппалачами в Северной Америке. Вспомните историю девочки Элли, чей домик торнадо перенёс в Волшебную страну Оз.
Погода и ее прогноз
Наблюдать за погодой и пытаться её предсказать начали ещё первобытные племена. От наших прапрадедов дошло множество «верных» примет погоды. Надёжность таких примет, как «на Ефимия метель — вся Масленая неделя метельная» или «на Ефимия в полдень солнце — будет ранняя весна» весьма сомнительна. А вот когда говорят «солнце всходит красное — на метель» или «яркие звёзды — к морозу, тусклые — к оттепели», это почти всегда сбывается. Не все уверены, что «всякая погода благодать».
Найдутся любители и холода, и дождя, но вот неожиданных перемен погоды не любит никто. Чтобы не попасть под дождь или не задыхаться от жары в тёплом свитере, надо лишь обращать внимание на прогноз погоды. Знать, какой погода будет в ближайшие дни, полезно всем. Но есть люди, для работы которых прогноз погоды очень важен: лётчики и моряки, альпинисты и спасатели. Прогнозы погоды предупреждают людей о приближении гроз и ливней, о перемещениях ураганов и о смерчах.
Составляют прогнозы погоды синоптики, обработав огромное количество данных, полученных с размещённых по всему земному шару метеостанций и с метеорологических спутников, следящих за состоянием атмосферы Земли из космоса. Спутниковую информацию в составлении прогнозов погоды стали использовать с 1960 г.
А в 1968 г. была создана Всемирная служба погоды, состоящая из трёх мировых (в Москве, Вашингтоне и Мельбурне) и более двадцати региональных метеорологических центров, соединённых между собой каналами быстродействующей связи. А какая сегодня погода? Разные люди ответят на этот простой вопрос по-разному. Один из важнейших показателей погоды — температура воздуха. Даже на простейший вопрос, тепло ли сегодня на улице, эскимос может ответить «жара», а африканец будет стучать зубами от холода.
Систематические наблюдения за погодой начались в России 10 апреля 1722 г. по указу Петра I. Через два года была создана первая метеорологическая станция. В XIX в. метеорологическая сеть России стала лучшей в мире.
В прогнозе погоды важны все данные: температура воздуха и его влажность, давление, сила ветра и его направление: северный ветер обычно приносит похолодание, западный — осадки. Но даже самая холодная погода не так страшна, если нет ветра. А не самая сильная жара невыносима при высокой влажности. Ещё один важнейший показатель погоды — атмосферное давление. Вашим бабушкам и дедушкам приходится следить за ним и принимать лекарства при резких изменениях давления. И в заключение несколько интересных цифр.
Самая высокая температура на Земле (+59 °C) была отмечена в пустыне Сахаре, а самая низкая в Антарктиде (–89,2 °C). В нашей столице Москве зимой 1940 г. столбик термометра опустился ниже 42 °C, а самый жаркий день (+38,2 °C) был летом 2010 г.
