Атмосферный воздух, насыщенный кислородом, — важнейший фактор существования живых организмов. Без воздуха не может быть жизни на Земле. И поясняется это тем, что воздух поставляет необходимый всем животным и растениям кислород. Напомним, что сухой воздух на поверхности земли содержит 78,08 % азота, 20,95 % кислорода, 0,93 аргона, 0,03 % углекислого газа, меньше 0,1 % составляют гелий, неон, криптон, водород, ксенон, озон и радон, вместе взятые. Кроме этих газов, в воздухе всегда есть водяной пар, количество которого в зависимости от температуры воздуха колеблется от 0,01 до 4 объемных процентов.
Воздух и создает то атмосферное давление, о котором так много говорят при определении погоды с помощью барометров. Воздух имеет вес и давит на поверхность Земли, на все предметы и живые существа, которые находятся на ней.
Современные расчеты показывают, что на поверхность тела взрослого человека воздух давит с силой приблизительно 16 т. Казалось бы, этот вес может раздавить любого из нас, даже мощнейшего силача. Но ничего такого не происходит. Природа обеспечила все живые организмы встречным (или внутренним) давлением, которое нейтрализует огромное внешнее давление.
Итак, давление воздуха на уровне моря при температуре 0° отвечает давлению ртутного столба высотой 760 мм. Эту величину — 760 мм — и принято считать нормальным барометрическим атмосферным давлением. Для измерения атмосферного давления пользуются специальными приборами — барометрами (от греческих слов баро — вес и метрео — измеряю). Наиболее точными являются ртутные барометры. Широко распространены и металлические барометры — анероиды (от греческого а — отрицательная частица, нерос — вода). Главной частью их является тонкостенная металлическая коробка с гофрированной основой, из пустоты которой откачан воздух. Нижняя основа коробки прикреплена к металлической плите, а верхняя связана с осью стрелки, которая перемещается по шкале. При повышении атмосферного давления коробка сжимается и тянет за собой пружину, при уменьшении давления пружина разгибается. Движение пружины, усиленное с помощью системы рычагов, передается на ось стрелки анероида. Стрелка перемещается по шкале, градуированной в миллиметрах ртутного столба, и показывает величину атмосферного давления в данный момент. Хотя анероиды и менее точны, чем ртутные барометры, однако они более удобны при транспортировке и их можно использовать в любых условиях.
Для продолжительных наблюдений за изменениями атмосферного давления и их записи пользуются специальным прибором — барографом. Он устроен приблизительно так же, как анероид, только металлическая коробка с разреженным воздухом соединена со стрелкой и самописцем. На разграфленной ленте подвижного барабана вычерчивается кривая колебаний атмосферного давления на протяжении суток или недели.
Сейчас довольно точно определены колебания атмосферного давления на разной высоте над уровнем моря. Чем выше местность над уровнем моря, тем меньше там давление. Например, на уровне 3000 м давление равняется 520–530 мм. Атмосферное давление изменяется как на протяжении суток, так и на протяжении года. Суточные колебания атмосферного давления связаны с температурой воздуха и зависят от его суточных изменений.
Колебание атмосферного давления предопределяет значительные изменения погоды. При высоком атмосферном давлении обычно бывает хорошая погода — безоблачное небо, сухой воздух, нет сильного ветра. Низкое давление, наоборот, часто сопровождается облачностью, образованием тумана, осадками, ветрами. Все эти (и, как увидим, многие другие) компоненты погоды существенно влияют на организм человека, животных и растений, вызывая в нем определенные физиологические, а временами и патологические реакции.
Каждый из нас наверняка не раз наблюдал за движением облаков. И при этом задавался вопросом: не соберутся ли эти облака в сплошную тучу, не испортят ли нам загородную прогулку, не заставят ли сидеть дома?
Нет, одиночные и сравнительно небольшие кучевые тучи обычно дождя не обещают. Все, наверное, не раз видели, как за самолетом, который летит в вышине, тянется длинный белый хвост-шлейф, очень похожий на облако. Это, в сущности, и есть облако, образовавшееся за счет конденсации водяного пара. Продолжительность существования таких следов-хвостов зависит от влажности атмосферы.
Образование туч связано с влажностью воздуха. О ней каждое утро сообщают в прогнозах погоды по телевидению и радио. Что же это такое — влажность воздуха?