"Загадки" природы: читать книгу онлайн полностью и бесплатно

Сама же поверхность земли нагревается Солнцем различно. Объясняется это тем, что поверхность земного шара состоит из самых различных участков: лесов, степей, водных пространств, песка, камня. Все эти участки нагреваются неодинаково. Вот, например, рядом лежат луг и пашня. Что из них нагреется сильнее? Конечно, пашня. Черная земля всегда поглощает больше тепла, чем зеленая трава.

Рис. 18. Упрощенная схема возникновения местного ветра.

От различно нагретых участков земли по-разному нагреваются и массы воздуха над ними. В том месте, где воздух сильно нагрелся, например над степью, он расширится, давление его уменьшится, и сюда со стороны леса хлынут воздушные потоки, подует ветер (рис. 18). Такие местные ветерки можно наблюдать часто летом. В жаркий день вдруг из ближнего леса потянет прохладой.

Воздух над степью, как более легкий, будет вытесняться кверху притекающим лесным воздухом и увеличивать давление в верхних слоях атмосферы. Как только воздушный поток устремится из леса в степь, давление остающегося в лесу воздуха будет падать. Но ведь на нижние слои воздуха всегда давят верхние слои. Поэтому место уходящего в степь воздуха будут сразу же занимать воздушные массы, опускающиеся из более высоких слоев воздуха. Высокое давление лесного воздуха будет постоянно поддерживаться притекающим с вышины холодным воздухом. Но зато там, вверху над лесом, давление падает. И тогда сюда потечет воздушный ноток из верхних слоев воздуха, лежащих над степью. Таким образом, вверху образуется ветер с направлением, противоположным наземному ветру, дующему из леса.

В этом нетрудно убедиться, если внимательно понаблюдать за облаками: можно увидеть, что они часто идут в другую сторону, чем дует ветер у земли. Там, в вышине, дует ветер другого направления.

Мы рассказали о путешествии воздуха на одном маленьком участке земной поверхности. Но воздух не страшится и очень больших путешествий. Более того: вся земная атмосфера находится в постоянном движении – от экватора до полюса. Благодаря огромным перемещениям воздушных масс и возникает большинство различных ветров, как постоянных, так и переменных.

Постоянное путешествие воздушных масс объясняется различным атмосферным давлением воздуха у поверхности земли. Это давление в значительной мере зависит от температуры воздуха: чем сильнее нагрет воздух, тем ниже его давление. Если бы вся поверхность земли была однородной и Земля не вращалась бы, передвижение воздушных масс было бы очень простым. В этом случае в каждом полушарии воздух путешествовал бы по одному большому замкнутому пути – от полюса к экватору у поверхности земли и обратно–в верхних слоях атмосферы.

В самом деле, у экватора воздух нагревается сильнее, а у полюсов – слабее. Вследствие этого у экватора существовали бы постоянные потоки воздуха, восходящие кверху, а сюда благодаря понижению давления приходили бы массы арктического холодного воздуха от полюсов. В свою очередь, к полюсам шел бы постоянный приток воздуха из верхних слоев атмосферы, и таким образом вверху ветер направлялся бы от экватора к полюсам.

В действительности поверхность земного шара далеко не одинакова, и возникают ветры самых различных направлений. Так как Земля вращается вокруг своей оси, движение воздуха от полюсов к экватору и обратно происходит не так просто, как это было только что описано, хотя зарождение ветров у экватора именно таково, как мы рассказали. Вдоль экватора с той и другой стороны находятся самые жаркие места земного шара. Здесь повсеместно наблюдается постоянное пониженное давление воздуха. В то же время к северу и к югу от экватора находятся области повышенного воздушного давления. Поэтому в сторону экватора из более высоких широт полушарий круглый год дуют постоянные ветры со скоростью шести-семи метров в секунду – пассаты. На направление этих ветров оказывает влияние вращение Земли. Наша планета вращается вокруг своей оси с запада на восток. Вследствие этого в северном полушарии воздушные потоки, идущие к экватору с севера, отклоняются к западу и превращаются в северо-восточные ветры. В южном полушарии южное направление пассатов сменяется на юго-восточное.

По той же причине верхние воздушные течения – антипассаты, – направляясь от экватора к полюсам, на своем пути все более и более отклоняются на восток, пока не превратятся в западные ветры.

Таким образом, воздушные массы, идущие от экватора, не попадают к полюсам, а задерживаются примерно на широте 30–35°. Постоянно притекающий сюда экваториальный воздух уплотняется и постепенно опускается. В результате здесь создаются области повышенного атмосферного давления и рождаются ветры, дующие к экватору и к полюсам.

Так осуществляется обмен воздуха между экваториальными областями и странами умеренного климата. У самого экватора находится узкая полоса, где постоянно дуют лишь слабые переменные ветры. Зато здесь нередко возникают непродолжительные, но очень сильные тропические бури.

В более северных областях земного шара наблюдается такая картина. Здесь области повышенного давления находятся как у полюсов, так и в тех местах, куда притекает экваториальный воздух. Между ними находятся районы с пониженным атмосферным давлением. Сюда и устремляются воздушные потоки как от полюсов, так и из стран умеренного климата. Благодаря вращению Земли эти потоки превращаются в ветры: дующие от полюсов – в северо-восточные и юго-восточные (для двух полушарий) и дующие из стран умеренного климата – в северо-западные и юго-западные.

Такова, в самых общих чертах, картина передвижения воздушных масс над Землей (рис. 19).

Рис. 19. Упрощенная схема передвижения воздушных масс над Землей.

Граница различно нагретых воздушных масс называется фронтом. Фронт никогда не остается в покое. Когда воздушные массы движутся с различной скоростью или когда одна воздушная масса перемещается в одном направлении, а другая – в обратном, линия фронта прогибается. Здесь образуются воздушные волны. При этом холодный воздух сильнее и сильнее поворачивается на юг, «подтекает» под теплый воздух и вытесняет его вверх. Массы же теплого воздуха отклоняются к северу и, в свою очередь, оттесняют перед собой холодный воздух.

В результате там, куда движутся массы теплого воздуха, давление падает, а в тех местах, куда наступают холодные массы, давление растет. Возникает область, в центре которой образуется пониженное давление воздуха. Систему ветров в этой области называют обычно циклоном (циклон значит «круговой»). Ветер в циклоне дует от краев к центру таким образом, что образуется круговое направление ветров, дующих против часовой стрелки.

Образовавшись, циклон не стоит на одном месте. Он смещается в сторону движения теплых воздушных масс. За сутки циклон нередко перемещается на тысячу километров. На пути его движения возникают сильные ветры.

Очень часто, вслед за образованием одного циклона, возникают новые, которые следуют один за другим. Между областями пониженного давления, то есть циклонами, образуются другие области – зоны повышенного давления. Их называют антициклонами. Направление ветра в антициклонах – от центра к краям.

С образованием и перемещением циклонов и антициклонов и связаны главным образом возникновение и смена самых различных ветров в странах умеренного климата.

БУРИ ЮЖНЫХ МОРЕЙ

В Антарктике, открытой русскими исследователями в 1821 году, на так называемой Земле Адели, около Южного полюса Земли, находится самое бурное место нашей планеты. Это – полюс ветров.

Круглый год здесь не прекращается ветер. Изредка он лишь «делает передышку» на час-два и затем принимается дуть с новой силой. Двадцать метров в секунду – такова среднегодовая скорость ветра на полюсе ветров.

В одном из горных ущелий, вблизи г. Новороссийска, также свирепствуют жестокие ветры много дней в году. Новороссийский ветер называется бора. Наступлению боры всегда предшествует сильный ветер. На вершинах гор, окружающих Новороссийск, появляется легкий туман или небольшие облачка. Постепенно опускаясь, они окутывают скалы вершин. Ветер усиливается. Облачка начинают как бы падать вниз, скатываясь с вершин. Это пришла бора. Жестокий ветер превращает воды бухты в кипящий котел. Брызги воды летят на набережную, тут же застывая. Ветер, скорость которого достигает порой 30–40 метров в секунду, валит телеграфные столбы, рвет провода, сносит крыши. Суда, находящиеся в порту, торопятся уйти в море, иначе брызги ледяной воды зальют корабль, и, если не обрубать быстро намерзающий лед, судно может перевернуться и затонуть.

Бора – один из самых сильных ветров в нашей стране.

Однако несравненно более сильные ветры проносятся в жарких странах – под тропиками, у экватора. Это – тропические ураганы. Ураганы – разрушительное явление природы.

Русский писатель Гончаров в своей книге «Фрегат Паллада» так пишет об урагане в Китайском море: