Понять небо - [4]

Рис. 9.Изменение прогрева полушарий

Обратная ситуация в южном полушарии. Летом должно быть очень жарко, а зимой холодно. Погоду смягчает только то, что в южном полушарии большая часть поверхности занята водой, что несколько выравнивает температуру. И все-таки немногие люди живут южнее 38-ой параллели в южном полушарии, избегая суровой зимней погоды.

Сезонные изменения очень важно знать пилотам, чтобы понимать погодные условия, которые они несут:

Зима — холодно, большая плотность воздуха, временами сильный ветер, стабильный воздух.

Весна — изменение условий с холодными фронтами, несущими нестабильность воздуха и высокую термичность.

Лето — жарко и влажно, плохие условия для парения во влажных районах, но хорошая термическая активность с интенсивными прогревами в сухих.

Осень — холодные фронты и нестабильный воздух с термичностью в северных районах.

ВОДЯНЫЕ ПАРЫ

Вода постоянно и сильно влияет на погоду, потому что она занимает большие площади и присутствует в воздухе в качестве паров и как облака. Полное количество водяных паров, находящихся в атмосфере, более чем в шесть раз превышает количество воды, во всех реках земного шара! Даже самый маленький ливень — это тысячи тонн воды, а дождь над площадью, эквивалентной площади штата Орегон — это 8 миллионов тонн воды. Водяные пары образуются из открытых водоемов и туда же возвращаются.

Водяные пары — это газообразная фаза воды, а облака состоят из мельчайших капелек воды, которые конденсируются из пара. Условия образования облаков из пара называется точкой росы. Точка росы для данной порции воздуха зависит от его влажности и дается как температура.

ВЛАЖНОСТЬ

Абсолютная влажность измеряется как количество паров воды в данном объеме воздуха (г/м³).

Абсолютная влажность изменяется от 1/10000 до 1/40 в зависимости от испарений и температуры.

Относительная влажность измеряется в процентах как отношение фактического количества водяных паров в воздухе к максимально возможному при данной температуре. Относительная влажность дается в процентах и изменяется от нуля для теплого, сухого воздуха, до 100 % для насыщенного.

Мы должны понимать, что в теплом воздухе может раствориться больше водяных паров, чем в холодном. Следовательно, теплый воздух будет иметь более низкую относительную влажность, чем холодный при одинаковой абсолютной влажности. Мы можем увеличить относительную влажность данного объема воздуха путем его охлаждения. Если воздух достаточно остыл и его относительная влажность приближается к 100 % или насыщен, то начинают формироваться облака. Эта температура насыщения есть точка росы, о чем говорилось выше. Мы рассмотрим процесс облакообразования в главе 3.

Холодный воздух зимой всегда более близок к насыщению, чем летом, потому что он может растворить меньшее количество паров. Этот факт — плохая новость для пилотов, потому что, в основном, зимой большее количество облаков, более быстрое выпадение осадков и более низкая база облаков, потому что холодному воздуху нужен меньший подъем для насыщения. Когда мы согреваем холодный воздух в нашем доме зимой, мы уменьшаем относительную влажность и нам кажется, что воздух зимой более сухой. В данном случае изменяется относительная влажность, а не абсолютная.

УДИВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Вода может быть в трех формах: твердой, жидкой и газообразной. Есть некоторые уникальные свойства, которые отводят ей специальную роль в формировании погоды (рис. 10).

Рис. 10.Свойства воды

Для начала вода имеет высокую теплоемкость. Вода может поглощать солнечную радиацию без существенного увеличения температуры. Следовательно, вода днем прохладнее, чем земная поверхность, а ночью теплее, так как медленнее отдает полученное за день тепло. Ночью, медленно отдавая тепло, вода согревает воздух, что приводит к его нестабильности на побережье. Нагретая вода может согревать холодный зимний воздух, что приводит к "водной термичности", которую мы рассмотрим в главе 9. Результат эффекта смягчения температуры водой заключается в том, что зимой в непосредственной близости от воды воздух согревается, а летом охлаждается.

Это заметно в Англии и Франции, а также на территориях в высоких широтах, таких как штат Нью-Йорк, Онтарио, Британская Колумбия, где растут фруктовые сады и виноградники. Но следующее свойство воды еще важнее для нашего климата. Вода имеет уникальное свойство — замерзая, расширяться, что делает лед более легким, чем жидкость. Лед плавает. Как результат, только относительно тонкие ледяные поля покрывают открытые водоемы. Эти поля могут легко таять с поглощением тепла из окружающей среды. Если бы лед не плавал, он мог бы постепенно собираться на дне водоемов до полного их оледенения. Они медленно таяли бы в течении лета и понизили бы температуру по всему миру, во всяком случае, в районах с умеренным климатом точно.

Следующее свойство воды — это ее относительная легкость в газообразном состоянии. Вес водяных паров составляет только около 5/8 от веса сухого воздуха (два атома кислорода и один кислорода сравнимы с двумя азота или с двумя кислорода). В результате влажный воздух поднимается над сухим. Это свойство важно для прогрессирования термической и грозовой деятельности.