Занимательная метеорология - [3]

Рис. 1.Ниагарский водопад, замерзший во время сильных морозов в феврале 1926 г.

Рис. 2. Дом во Флоренции, где работал Галилей.

Рис. 3.Наружный вид дома Галилея во Флоренции.

ГДЕ ГРАНИЦА АТМОСФЕРЫ?

По мере поднятия над Землей давление и плотность воздуха уменьшаются; при этом давление убывает не пропорционально высоте, а гораздо быстрее. Если бы вся атмосфера имела температуру 0°, то у земли было бы давление 760 мм, на высоте 18,4 км — 76 мм, на высоте 36,8 км — 7,6 мм, на высоте 55,2 км — 0,76 мм и т. д. Так как в верхних слоях температура ниже 0°, то в действительности давление убывает еще быстрее, и на 40 км составляет уже около 1 мм, а на высоте 500 км — около 0,001 мм. Это величины уже исчезающие малые, и практически атмосфера для нас не существует выше 10–15 км. Определенную границу между такими "следами" воздуха и безвоздушным пространством провести вряд ли можно: переход совершается постепенно уловить его нельзя. Можно решить другую задачу: как высоко простиралась бы атмосфера, если бы плотность воздуха была всюду одинакова, а не менялась бы с высотой? Это определить не трудно. Мы знаем, что столб воздуха, простирающийся до самых пределов атмосферы, весит 10 500 кг при основании в 1 кв. м. С другой стороны, известно, что 1 куб. м сухого воздуха весит 1,29 кг. Стало быть, такая "однородная атмосфера" простиралась бы на высоту во столько раз большую 1 м, во сколько раз 10500 больше 1,29. Расчет дает 8140, т. е. искомая высота равна приблизительно 8 км. Таким образом, уже вершина Эвереста лежала бы за пределами однородной атмосферы.

БАРОМЕТР И ПОГОДА

Даже из образованных людей многие убеждены, что барометр "показывает погоду", настоящую или будущую. В этом заблуждении поддерживает публику обыкновение мастеров, изготовляющих барометры-анероиды, писать на их циферблате: "ясно", "переменно", "дождь", "буря" и т. п. Барометры-анероиды основаны на том, что металлическая коробка, из которой выкачан воздух, немного сплющивается под влиянием внешнего атмосферного давления, и эти изменения коробки передаются при посредстве рычагов стрелке, движущейся по циферблату. Циферблат обычно разделен на деления, отвечающие миллиметрам ртутного столба (в старых приборах — на дюймы). Анероид, даже выверенный и точный, должен постоянно сравниваться с ртутным барометром, так как показывает, строго говоря, лишь изменения давления, а не абсолютную его величину. Правда, в хороших и правильно установленных анероидах ошибка сравнительно невелика. В публике же чаще всего распространены дешевые анероиды, установленные без сравнения с ртутным барометром и, конечно, не принимая в расчет высоты того места, для которого предназначен анероид. Публика этим, впрочем, не интересуется. Она смотрит прежде всего на надписи, которыми украшен циферблат, и когда стрелка стоит на "великой суши", а моросит дождь, или если стрелка показывает "дождь" в солнечную погоду, владелец барометра бранит и его и метеорологов. Виноват между тем он сам, потому что не потрудился узнать, что не только анероид, — который прежде всего может быть неправильно установлен, — а и самый совершенный ртутный барометр вовсе не обязан предсказывать погоду.

Рис. 4.Шквал с дождем.

Барометр показывает давление воздуха, а оно зависит от высоты места. В одну и ту же погоду барометр на вершине горы будет стоять на "великом дожде", в то время как внизу он покажет "ясно". Давление, низкое для Ленинграда, будет высоким для Москвы, лежащей выше. Но допустим, что мы учли это, введя поправку на высоту, или, как говорят, "приведя давление к уровню моря". (Это делается при помощи особых таблиц, а для высот, близких к поверхности земли, до 900—1000 м, можно грубо принять, что разность давлений в 1 мм отвечает разности высот в 11 м). Все же, как увидим дальше, погода вообще зависит не столько от давления, сколько от его изменений, а кроме того еще от целого ряда многообразных условий. Правда, до известной степени можно сказать, что при продолжительном высоком стоянии барометра обычно бывает ясная и тихая погода, при резком же падении — надо ждать дождя и сильного ветра. Но это имеет значение лишь относительное, и сердиться на барометр, когда он "врет", нет никаких оснований.

Глава 2 СОЛНЦЕ И СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ

ЧТО ДАЕТ НАМ СОЛНЦЕ?

Вся энергия, которой мы пользуемся на Земле, берется от Солнца. На первый взгляд, это не совсем понятно. Ведь зимой в средних и, тем более, высоких широтах Солнце почти не греет, однако мы обходимся без помощи солнечной теплоты и жжем в печах дрова или уголь. Кроме того мы применяем энергию мощных паровых и электрических двигателей, пользуемся силой воды, иногда силой ветра, и даже не вспоминаем о Солнце!

Рассуждая так, забывают, что наши паровые и электрические двигатели работают не сами собой, а требуют топлива. Их топят дровами или углем. Но дрова — это деревья из лесу, а дерево не растет без достаточного тепла и света, даваемого ему Солнцем. Вся ткань дерева — это словно вместилище накопленной солнечной энергии. Уголь же не что иное, как остатки первобытных лесов, произраставших много миллионов лет тому назад, — то есть опять-таки накопленная солнечная энергия.