Погода интересует всех - [33]

Само собой разумеется, что характер поверхности (суша и море) оказывает большое влияние на формирующуюся над ней систему атмосферных движений. Вспомним, например, что на уровне вершины горы Эверест атмосферное давление составляет лишь ¹/₄ давления на уровне моря. Следовательно ³/₄ всей массы атмосферы лежит на высотах менее 10 км. Поэтому естественно, что, если воздушное течение вынуждено преодолевать высокие хребты, лежащие на его пути, оно изменяет свое направление.

Всем известно аналогичное явление в струе воды. Встречая на своем пути мостовую опору, она раздваивается, а за опорой снова сливается и образует водоворот. На движущийся воздух гора действует так же, как мостовая опора в реке: воздушный поток раздваивается и обтекает препятствие, а при незначительной высоте препятствия — перетекает через него. Это явление особенно хорошо проявляется при западных ветрах, дующих над Северной Америкой, Европой и Азией. При движении над континентами западный воздушный поток отклоняется от своего первоначального направления, а скорость его увеличивается. Позади препятствий скорость потока уменьшается и он снова широкой полосой движется в прежнем направлении. За горным хребтом с уменьшением скорости потока нарушается его равновесие — изменяется траектория потока. Местности, лежащие позади горных хребтов и цепей, являются очагами формирования областей повышенного и пониженного давления. Такие местности расположены у восточных побережий гористых континентов, например в районе острова Ньюфаундленд и у полуострова Камчатка.

Мы познакомились, таким образом, с одной из причин возникновения вращающихся воздушных масс, тесно связанной с рельефом земной поверхности, или, как говорят метеорологи, с орографическими условиями.

Рассмотрим теперь еще силу, противодействующую атмосферным течениям, а именно силу трения. Если бы не постоянное влияние этой силы, то движения в атмосфере непрерывно усиливались бы. Невозможно даже представить себе, сколько бурь и ураганов свирепствовало бы на земном шаре, если бы трение не сдерживало атмосферных движений. Уменьшение скорости воздушных течений обусловливается трением как между молекулами атмосферных газов и земной поверхностью, так и между самими молекулами. Трение в первом случае называется внешним, а во втором — внутренним. Из-за большей шероховатости твердой поверхности, чем воды, внешнее трение больше на суше, чем на водоемах. В связи с этим области пониженного давления (циклоны), приходящие с Атлантического океана в Европу, вследствие увеличения трения начинают здесь быстро заполняться. Обычно их энергия полностью исчерпывается при приближении к Уральским горам.

Внутреннее трение также играет значительную роль в формировании характера и особенностей воздушных течений, но не столько в циклонической деятельности в атмосфере, сколько в изменении ветра с высотой в приземном слое. Величина внутреннего трения в основном определяется температурой воздуха.

В холодном воздухе трение значительно больше, чем в теплом. В связи с этим при наличии вблизи земли холодного, а в верхних слоях относительно более теплого воздуха ветер не имеет возможности распространиться из высоких слоев до земной поверхности. Это явление легко заметить, наблюдая за распространением дыма из труб.

По форме дымовой струи можно сделать заключение о характере распределения температуры воздуха с высотой. Многие читатели, вероятно, видели такое явление (хотя и не знали действительных его причин): днем, когда поезд подходит, дым из трубы паровоза исчезает, так как перемешивается с окружающим воздухом. Через несколько минут после отхода поезда дыма в воздухе уже совершенно не видно. Но как протекает это же явление вечером? Выходя из паровозной трубы, дым не сразу перемешивается с окружающим воздухом, так как воздух теперь уже стал холоднее и ветер в приземном слое почти прекратился. Дымовая шапка поднимается отвесно, на определенной высоте она превращается в горизонтально растянутую волокнистую струю и быстро уносится прочь. Но дым при этом не рассеивается, а ровной пеленой стелется над равнинными участками. Эта тонкая дымовая полоса длиной 3–5 км часто сохраняется в течение четверти часа на той высоте, где холодный приземный воздух соприкасается с более теплым воздухом выше лежащих слоев. Следовательно, нижний холодный воздух препятствует проникновению верхнего ветра до земной поверхности. По струе дыма можно определить, как высоко успело распространиться выхолаживание приземного слоя атмосферы.

Системы ветров на земном шаре (общая циркуляция атмосферы)./ — восточные ветры Арктики (Антарктики); 2 — арктический (антарктический) фронт, 3 — ложбина, 4 — пояс западных ветров, 5 — субтропический антициклон, 6 — северо-восточный (юго-восточный) пассат, 7 — северная (южная) линия тропической конвергенции, 8 — экваториальные западные ветры, а — области низкого давления, б — области высокого давления.

Читатель может задать вопрос: почему в этой главе изложено так много различных теоретических соображений, нельзя ли как-нибудь более просто объяснить общий характер крупномасштабных движений в атмосфере? К сожалению, приходится ответить отрицательно. Движущаяся атмосфера имеет исключительно сложное строение, и еще не удалось выяснить всего, что связано с особенностями воздушных течений.