14. Более ста лет прошло с тех пор, как известный русский астроном В. К. Цераский впервые обнаружил серебристые облака — самые высокие облака земной атмосферы, не ослабляющие света звезд. С тех пор эти загадочные облака, возникающие на высоте 75–90 км и двигающиеся с востока на запад со скоростью от 50 до 250 м/с, не давали покоя ученым всех стран, заставляя их задавать себе один вопрос за другим: какова природа этих облаков? Почему их можно наблюдать с земли только летом и только в средних широтах? Почему они движутся на запад, юго-запад и никогда — на восток? Почему из космоса серебристые облака наблюдаются не только в средних широтах, но и в экваториальной зоне? Можно ли их наблюдать в летний период над южными широтами Земли?
Ответы [56]
1. Устойчивый по направлению, умеренный или сильный ветер (более 5–8 м/с) начинает последовательно менять направление. Атмосферное давление при этом не изменяется или растет, характер облачности все время одинаков. Следует ли ожидать изменения погоды? Почему?
2. Устойчивый по направлению, сильный ветер начинает последовательно менять направление (с поворотом влево, т. е. против часовой стрелки), давление при этом значительно понижается. Возможно ли изменение погоды? Почему?
3. Устойчивый по направлению, сильный ветер быстро меняет свое направление (с поворотом вправо, т. е. по часовой стрелке). Давление и характер облачности при этом тоже меняются. Что в этом случае следует ожидать от погоды? Почему?
4. Перистые облака быстро двигались с западной стороны неба. Затем небо стала медленно затягивать прозрачная вуаль слоистых облаков, которые четко прослеживались вокруг Солнца. Венчики чистотела поникли, а цветы белых кувшинок, плавно лежащие на поверхности озера, дружно закрылись. Какое изменение погоды следует ожидать?
5. Ни вечером, ни ночью роса не выпала. Утренняя заря была особенно красной. На небе были одновременно видны облака всех ярусов — кучевые, перистые, слоистые. К вечеру облака стали опускаться и утолщаться. Ласточки и стрижи стали летать над самой землей. Белые цветы сердечника поникли. Можно ли предсказать, какая завтра будет погода? Не помещает ли она предстоящему походу в лес?
6. Дым из печной трубы поднимается прямо. Является ли это признаком сохранения хорошей устойчивой погоды? Почему?
7. Дым, выходя из трубы рваными клочьями, уносится ветром в сторону, порой прижимаясь к земле. Когда это происходит и что означает с точки зрения прогноза погоды?
8. Утренняя заря очень яркого красного цвета. Такое же красное и восходящее Солнце. Почему? Какой погоды следует ожидать?
9. А что может рассказать о погоде характер заката Солнца?
10. В ложбинах и низменных местах вечером и ночью собрался туман, который растаял после восхода Солнца, Часам к 10 утра появились кучевые облака, количество которых к 3–4 часам дня заметно увеличилось. Целый день ветер дул с моря на сушу. К вечеру облака исчезли, а ветер сменил направление с суши на море. Как вы считаете, изменится ли погода?
11. А какие вы знаете местные признаки изменения погоды в горах?
12. Многие растения реагируют на изменение погоды. Сейчас насчитывается более 400 растений — предсказателей погоды. Знаете ли вы такие растения? Как реагируют они на изменение погоды?
13. О чем могут рассказать годичные кольца на спиле дерева?
14. Известно ли вам, что существует наука, которая изучает взаимосвязь между годичными кольцами деревьев и метеорологическими характеристиками — температурой, осадками и солнечной освещенностью в течение всего времени, пока они росли? Что это за наука?
15. А знаете ли вы, как предсказывают погоду различные животные — насекомые, рыбы, птицы, млекопитающие?
Ответы [57]
Оболочка жизни
Роль живых организмов в географической оболочке
Оболочка Земли, в которой существуют живые организмы и где проявляется их влияние на другие оболочки нашей планеты, называется биосферой. Впервые этот термин был применен в 1883 г. австрийским геологом, президентом Венской академии наук, профессором Эдуардом Зюссом. Выделил эту земную оболочку как самостоятельную один из крупнейших отечественных исследователей, академик В. И. Вернадский. Биосфера, по Вернадскому, — это не только так называемая область жизни. Это сложная природная система. Она состоит из живого вещества — бесчисленного множества живых организмов; биогенного вещества, созданного и переработанного ими (каменные угли, известняки, мел и т, д.); косного вещества, в образовании которого жизнь не участвует (горные породы эндогенного происхождения, благородные газы); биокосного вещества, которое создается одновременно и живыми организмами, и процессами косного происхождения (природная вода, кора выветривания); радиоактивных элементов, поступающих из внутренних сфер Земли; и вещества космического происхождения.
56
1. Игра Солнца — это деформация солнечного диска, или искажение правильной его формы, вследствие атмосферной рефракции.
2. Во всех этих случаях имело место гало — световое атмосферное явление, связанное с преломлением и отражением света ледяными кристалликами. Для возникновения гало необходимо, чтобы между Солнцем и наблюдателем проходила легкая пелена перистых или перисто-слоистых облаков высокого яруса, которые состоят из мельчайших ледяных кристалликов, имеющих чаще всего форму шестигранных призм. Солнечные лучи входят через одну, а выходят через другую грань. При этом, если кристаллики располагаются хаотично, вокруг Солнца и Луны возникают круги или касательные дуги; если же они занимают вертикальное положение, образуются ложные Солнца и ложные Луны, противосолнца, нижние Солнца, световые столбы и т. п.
3. Это световые кресты. Они тоже относятся к явлению гало и образуются, когда Солнце скрывается за горизонтом. Ледяные кристаллики, занимая в воздухе горизонтальное положение, продолжают еще некоторое время отражать его лучи, и мы видим на небе длинный светящийся столб. Когда его вверху пересекает видимая часть гало, возникает светящийся крест или меч. Если это происходит на фоне вечерней зари, крест или меч окрашиваются в багровый или кроваво-красный цвет.
4. Это мираж. Он возникает вследствие преломления и отражения световых лучей, идущих к глазу наблюдателя от предметов через слои воздуха различной плотности. На поверхности слоя воздуха с меньшей плотностью образуется как бы зеркало, в котором и отражаются различные предметы. В степях, пустынях и полупустынях в жаркие дни над сильно нагретой землей возникает тонкий слой горячего, менее плотного воздуха, который и отражает вышележащие предметы — деревья, горы, набережные, водоемы и прочее. Путнику отражение неба иногда кажется озером или морем. Но мираж остается так же далеко на горизонте, пока не растворится в воздухе и не исчезнет совсем. Это нижний мираж. Если же слой воздуха, прилегающий к земле, холодный и, следовательно, более плотный, а над ним располагается слой воздуха с меньшей плотностью, то от поверхности этого слоя отражаются предметы, расположенные ниже него. В этом случае можно видеть предметы, расположенные ниже горизонта. Такие миражи могут наблюдаться в полярных странах и в средних широтах зимой. Это верхний мираж. Если наблюдается неравномерное распределение температуры и плотности воздуха в горизонтальном направлении, то возникает боковой мираж. При этом мнимое изображение предметов появляется справа или слева от него, чаще всего от сильно нагретых Солнцем скал. Если же слои воздуха, имея разную плотность, перемещаются по отношению друг к другу и граница между ними нарушается, то создаются благоприятные условия для возникновения наиболее сложного — движущегося миража, который еще называют фата-моргана, Эти миражи чаще всего возникают в Мессинском проливе в Южной Италии. По утрам над гладью пролива возникают целые дворцы и замки, наполненные движением и жизнью.
5. Яркость радуги зависит от величины дождевых капель. Если они крупные, диаметром 1–2 мм, то радуга очень яркая и в ней хорошо видны красная, голубая и фиолетовая полосы, Если размер капель поменьше, то радуга кажется блеклой, размытой, красной дуги почти не видно. Капельки меньше 0,5 мм вообще не могут посылать четкие, цветные лучи, и в этом случае видна только белая, бесцветная радуга. Белую радугу можно увидеть и во время сильных морозов, когда в воздухе много мельчайших кристалликов льда. Перевернутая радуга — редкое явление. Она наблюдается тогда, когда солнечные лучи дважды отражаются на своем пути: сначала от спокойной поверхности водоема, затем от дождевых капель. Радуга в виде полного круга тоже очень редкое явление. Ее можно увидеть, находясь высоко над Землей, например в самолете. 24 сентября 1948 г. жители Ленинграда наблюдали даже четыре радуги одновременно. Главная радуга была яркой и цветной, другие имели вид узких и бледных полос, потому что образовались не от прямых солнечных лучей, а от отраженных от водной поверхности Невы. Ночью можно наблюдать лунную радугу. Она образована лунным светом и отличается от дневной радуги слабой окраской.
6. Это необыкновенное природное явление носит название «Брокенские призраки», которое оно получило по имени горы Брокен в горном массиве Гарц, где его часто наблюдали. Долго оно внушало людям суеверный страх. Только к концу XVIII в, удалось раскрыть тайну «Брокенских призраков». Гигантские воздушные фигуры были тенями людей и животных, которые проецировались на небосвод. Они появляются, когда солнечные лучи освещают человека или какой-либо предмет и потом падают не на землю, а на облака, расположенные на противоположной от Солнца стороне. Размеры тени при этом во много раз увеличиваются по сравнению с ростом человека или размерами животного. Появление радужных кругов вокруг «призраков» объясняется дифракцией света, а объемный характер теней — объемным характером отражающей поверхности облаков или тумана (рис. 32).
57
1. Такое состояние погоды обусловлено, скорее всего, прохождением слабо выраженной области (или полосы) повышенного давления. Поэтому не следует ожидать ухудшения погоды, хотя кратковременное улучшение ее (рассеивание облачности, прояснение) возможно.
2. Следует ожидать ухудшения погоды, обусловленного приближением атмосферного фронта.
3. Надо ожидать резкого изменения погоды, связанного с прохождением атмосферного фронта. В зависимости от того, какой прошел фронт (т. е. смена воздушных масс), становится либо холоднее, либо, наоборот, теплее. Осадки также или ослабевают и вскоре прекращаются, или, наоборот, усиливаются. При этом давление всегда перестает понижаться, некоторое время остается без изменения или же начинает быстро расти.
4. Следует ожидать ухудшения погоды.
5. Все перечисленные признаки свидетельствуют об ухудшении погоды. Для достоверности сделанного вами прогноза необходимо, чтобы большинство обнаруженных вами признаков совпало.
6. Да, это признак хорошей устойчивой погоды, так как дым поднимается прямо, или, как говорят, «столбом», при безветрии, которое всегда характерно для центральной части антициклона, где нет влияния атмосферных фронтов, нет плотной облачности, сопровождаемой, как правило, осадками, а, наоборот, есть большая вероятность прояснений, голубого неба и появления Солнца.
7. Стелющийся по земле и выходящий из трубы клочьями дым наблюдается при сильном ветре, когда приходит циклон с облаками и осадками. Однако он характеризует уже установившуюся погоду и не предвещает ее изменения.
8. Красный цвет утренней зари и самого Солнца свидетельствует о высокой влажности воздуха, сопутствующей появлению облаков, выпадению осадков и усилению ветра. При влажном теплом воздухе диск Солнца приобретает форму овала и окрашивается в яркий красный цвет; при холодном сухом — бледнеет, и, хотя форма его остается круглой, в размере солнечный диск уменьшается, что обусловлено неодинаковым преломлением лучей различных частей солнечного спектра.
9. Светлый золотистый цвет вечерней зари при безоблачном небе — признак сохранения хорошей погоды. Красная же заря бывает при большой влажности воздуха, его неустойчивости, а следовательно, можно ожидать усиления ветра, появления облаков, возможны осадки — т. е. погода изменится, хотя и не обязательно резко ухудшится. Если же Солнце заходит за облака, которые появились на горизонте, следует ожидать изменения погоды, признаком которого и является возникновение (приход) этих облаков.
10. Это признаки сохранения хорошей погоды.
11. Если ветер дует днем из долин к вершинам гор и перевалов, а ночью наоборот — это признак сохранения хорошей погоды. Если обнаружено нарушение этой правильной смены горно-долинных ветров, следует ожидать ухудшения погоды. Если ветер с ледника прекратился, следует ожидать осадки. Если в долине ночью и утром был туман, который исчез после восхода Солнца, будет хорошая погода. Если вдоль горного хребта наблюдается интенсивное увеличение облачности, постепенно затягивающей горизонт, следует вскоре ожидать осадки. Появление чечевицеобразных облаков с подветренной стороны горной вершины предвещает ухудшение погоды.
12. Цветы душистого табака раскрываются днем при появлении плотных облаков, которые сами являются не только признаком, но и необходимым условием выпадающих из них осадков. На листьях конского каштана перед дождем выступают капельки липкого сока — «слезы», а с листьев осокоря стекают капли воды. Цветы жимолости перед засухой совсем не пахнут, а перед дождем издают особенно сильный аромат. Цветы красного лугового клевера сжимаются в облачные дни, перед дождем и ночью. Цветущая липа в сухую жаркую погоду не выделяет нектар, поэтому на ней нет пчел. На изменение влажности, предвещающее перемену погоды, липа реагирует активным выделением нектара, на ее цветки слетаются пчелы. Цветы белой кувшинки радуют глаз до заката Солнца, если погода обещает быть солнечной. Если венчики полевого вьюнка широко раскрыты, следует ожидать улучшения погоды. Кустики костяники за 15–20 часов до дождя распрямляют свои обычно закругленные листики. Если цветки мокрицы раскрылись с утра и остаются такими до полудня, дождь в этот день маловероятен. Появление капелек меда в цветках желтой акации предвещает близкое ненастье. Черный саксаул, растущий в пустынях и полупустынях Средней Азии, скручивает листья перед наступлением жаркой сухой погоды. Заячья капуста накануне установления ясной сухой погоды закрывает на ночь свои красные или розовые цветочки. Если цветы остаются раскрытыми, то утром следует ожидать дождя.
13. С помощью годовых колец на пне срезанного дерева можно узнать не только его возраст, но и метеорологические условия, в которых оно выросло. Еще Леонардо да Винчи обнаружил прямую связь между шириной годичных колец и осадками. А два столетия спустя, в XVIII в. шведский естествоиспытатель Карл Линней установил существование зависимости между шириной колец деревьев, растущих на севере Европы, и температурой воздуха в летние сезоны. Уже в середине прошлого столетия ряд ученых установили связь между шириной колец деревьев и продолжительностью солнечного сияния.
14. Дендроклиматология.
15. Чутко реагируют на изменение погоды многие насекомые. Так, пауки перед похолоданием или установлением сухой погоды начинают энергично плести паутину. За несколько часов до наступления грозы бабочки-крапивницы прекращают свои полеты и прячутся в дуплах деревьев и других укрытиях. В сухую, не предвещающую перемен погоду бабочки-капустницы продолжают активно летать даже вечером. Если вокруг зажженных фонарей активно летают ночные бабочки и другие насекомые, создавая сказочные фейерверки в виде светящихся лент, значит, установилась сухая погода, не предвещающая перемен. Если пчелы делают облет, в ближайшее время дождя не будет. Если они активно летают с самого утра, день будет солнечный. Если пчелы не запечатывают на зиму леток, оставляя в нем лишь небольшое отверстие, зима будет теплая, если наоборот — очень холодная.
Рыба вьюн перед ненастьем и грозой всплывает из глубины на поверхность. Помещенная в аквариум, она может быть очень хорошим домашним барометром. Так, накануне грозы и наступления ненастья летом или перед снегопадом и метелью зимой вьюн очень часто всплывает на поверхность, иногда больше десяти раз в минуту, а перед установлением ясной погоды и в течение всех погожих дней ведет себя спокойно и поднимается на поверхность очень редко. В периоды колебания атмосферного давления вьюн перестает принимать пищу. При этом он за сутки, а то и более дает знать о наступающем ненастье, безошибочно опережая показания барометра. Чутко реагирует на изменение погоды и другой обитатель аквариума — рыбка голец. В ясную погоду она лежит на дне аквариума без движения. Если же активно плавает вдоль стенок аквариума — ожидайте ненастья, если начинает метаться — будет дождь.
Чутко реагируют на изменение погоды чайки. При хорошей устойчивой погоде они спокойно сидят на воде, при ухудшении погоды — бродят по берегу и прибрежным отмелям, при ветреной — в одиночку и стаями летают над водой и могут подолгу парить в воздухе, когда поднимается сильный ветер. Подвижные и драчливые воробьи, активно ведущие себя в хорошую погоду, перед наступлением ненастья становятся вялыми, сидят нахохлившись или прячутся под карнизами крыш. Внезапное оживление в их поведении свидетельствует о наступлении ясной погоды. Если воробьи и синицы начинают собирать осенью пух, перья и т, п. — зима предстоит холодная.
Полевые мыши, ранней весной внезапно покидающие свои обжитые места, предвещают половодье. Если медведь перестает активно кормиться и отправляется на поиски берлоги, значит, скоро выпадет снег, который скорее всего уже не растает. По-своему реагируют на изменение погоды белые медведи в зоопарках: за 2–3 дня до наступления похолодания они перестают купаться, а за столько же дней до потепления — охотно лезут в воду. Чутко реагируют на изменение погоды слоны: за 2–3 дня до резкого понижения давления и ливневых дождей они уходят из низин на возвышенные места, где нет угрозы затопления.