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.