Погода интересует всех - [9]
Верхний (полярный) мираж. ТВ — теплый воздух, XB — холодный воздух, ХП — холодная поверхность.
В тех областях земного шара, где преобладает излучение радиации и теплый воздух чаще располагается над более холодным, также наблюдаются миражи, называемые полярными, или верхними. Они сыграли особую роль в истории открытий Арктики. В 1818 г. английские исследователи Джеймс и Джон Росс вышли в море, чтобы открыть Северо-Западный проход, т. е. северный водный путь из Атлантического океана в Тихий вокруг Америки. Когда они достигли Баффиновой Земли, проход оказался закрытым горами. Дальнейшее продвижение к западу было бессмысленным. Они повернули назад и сообщили, что морского пути между океанами нет. Примерно через 100 лет американский адмирал Р. Пири пошел тем же путем и тоже увидел удивительную горную страну, которую он назвал Землей Крокера. Он хотел продолжать плавание, так как надеялся найти в этих горах залежи железа и золота. Однако льды преградили ему путь. Следующую экспедицию в этот район предпринял Д. Макмиллан. Чем ближе он подходил к этой своеобразной горной стране, тем дальше она от него отступала. Когда льды преградили путь кораблю, Макмиллан продолжил путешествие пешком. С наступлением вечера — он перестал верить своим глазам — горы уходили от него все дальше и дальше, а после захода солнца исчезли совсем. Горы, перед которыми отступили Росс и Пири, представляли собой всего лишь мираж, отражавший далекие горные хребты. Он был вызван воздействием на атмосферу сильно выхоложенных ледяных полей Арктического бассейна.
При всех типах миражей действительные размеры объектов всегда искажаются. Это объясняют непрерывным перемещением струй теплого и холодного воздуха в дневные часы. Ночью же, когда земная поверхность выхолаживается, охлаждение передается прилегающим к ней слоям атмосферы. Однако образование холодного слоя воздуха вблизи поверхности не протекает спокойно. В холмистой местности холодный воздух стекает с возвышенностей в долины, а на смену ему приходит теплый из более высоких слоев атмосферы. Опустившийся теплый воздух возле земной поверхности выхолаживается. Таким образом, не только днем, но и ночью вблизи поверхности движение воздуха способствует изменениям температуры.
В результате возникающих при этом колебаний плотности воздуха изменяется яркость и форма далеких источников света, появляется так называемое мерцание звезд.
Исследование мелких астрономических объектов и фотографирование неба с помощью гигантских телескопов становятся невозможными на дне воздушного океана. Чтобы избежать атмосферных помех, средние и крупные телескопы стали монтировать на высоких каменных или металлических цоколях, так как предполагалось, что на высоте 20–50 м над земной поверхностью помехи будут ослаблены. Однако эти меры принесли мало пользы. Наиболее благоприятным местом для наблюдений за звездами оказались высокие горные вершины. Но даже и там приземный слой атмосферы часто настолько возмущен, что невозможно получить достаточно четкие снимки астрономических объектов. Вот почему обсерватория на горе Китт-пик (штат Аризона, США) будет иметь 100-метровую башню, на верхней площадке которой и будут установлены астрономические приборы.
Формы ландшафтов земной поверхности весьма разнообразны. Чередование суши и моря, влажных джунглей и обширных пустынь способствует неодинаковому нагреванию деятельной поверхности в различных районах земного шара. В ясные дни поверхность песчаной пустыни нагревается до 60°, тогда как колебания температуры поверхности моря на той же широте составляют всего несколько градусов. В метеорологии говорят в таком случае о различном круговороте тепла или о разном тепловом балансе. Степень нагревания земной поверхности зависит прежде всего от того, сколько солнечной энергии расходуется на испарение воды с почвы и растительного покрова. Поверхность участков почвы, с которых происходит испарение, более прохладна. На увлажненных лугах, в лесах и на водоемах солнечная радиация расходуется главным образом на испарение воды. Эти участки земной поверхности по отношению к сухим песчаным участкам суши оказываются своеобразными холодильниками.
Над различными по характеру частями земной поверхности формируются объемы воздуха, обладающие значительными горизонтальными контрастами температуры. Представим себе, например, жнивье, граничащее со свекловичным полем. В жаркие дни на границе этих участков возникающий приземный ветер может иногда очень быстро усилиться до шквалистого. Воздух начнет совершать вихревое восходящее движение. В народе такое явление называют дьявольским ветром, а в метеорологии — мелким тромбом, или смерчем. Особенно сильное впечатление дьявольский ветер производит над сухими каменноугольными пластами. Черная угольная пыль, поднятая в воздух, делает хорошо различимой воронкообразную форму смерча.
Садоводы отмечали, что в некоторых районах застекленные парники и теплицы ежегодно разрушаются такими смерчами. Это объясняли тем, что здесь проходят определенные и постоянно повторяющиеся траектории подобных смерчей. Для образования таких смерчей нагревание поверхности возле теплиц и парников должно быть очень различным. В этом случае действенным может стать только изменение характера подстилающей поверхности, например ее застройка.
