Прислушайтесь к разговорам на улице: что чаще всего мы обсуждаем, что нас волнует? Среди самых популярных тем наших бесед - о жизни, о здоровье, о квартире - есть одна, вызывающая, может быть, и кратковременный, но постоянный интерес, - это погода. В обычных ситуациях горожане обращают на нее не так уж много внимания. Но вот вы собрались в срочную командировку, а самолеты не летают - «погоды нет». Это чувствительный и неожиданный удар по вашим планам. А теперь представьте себе, что в большом городе мороз «под 40» и отопительная сеть где-то не выдержала. Это уже драма для тысяч людей, ведь они к ней совершенно не подготовлены. Вот и получается: если говорить об одном человеке, то погода важный, но, как правило, не решающий фактор жизни; если же об обществе в целом, то она оказывается одним из самых «влиятельных» факторов, которые необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации производственных объектов и принятии многих решений.
С ЮЖНЫХ ГОР ДО СЕВЕРНЫХ МОРЕЙ
Правила хорошего тона у англичан всегда предусматривали разговоры о погоде («Прекрасная погода, сэр, не правда ли?»). Действительно, настоящая английская погода в любой день предоставит обильный материал для обсуждения даже незнакомым людям. Погода объединяет, как общая беда или общая радость.
Интересуются погодой также и в Москве, и в Токио, и в Нью-Йорке, и в Париже... Можно перечислить много самых разных городов и стран, которые, однако, будет объединять одно - их географическое положение. Все они лежат в обширной полосе умеренных широт северного полушария, примерно от 40 до 70° с. ш. Здесь, пожалуй, самая изменчивая погода на Земле.
Тому, кто не знаком с метеорологией, трудно понять, отчего наука об атмосфере и прогнозах погоды так называется. И в самом деле, метеориты - это космические тела, падающие на Землю, а метеоры - их светящиеся следы на небе. Но причем же здесь все-таки погода?
Слово «метеорология» - научный анахронизм, дошедший до нас со времен Аристотеля, крупнейшего греческого мыслителя IV в. до н. э., автора «Метеорологики» - трактата о небесных явлениях. В те времена считалось, что на небе все изменения происходят в одной природной сфере и, значит, должны изучаться одной наукой. Аристотель подобрал ей название, исходя из греческого выражения "та метеора" - предметы в воздухе. К этим «предметам» ученый причислял дожди и кометы, град и метеоры, радуги и полярные сияния, правда, гидрометеоры, то есть «предметы», со стоящие из воды или льда (в этом виде определение Аристотеля используется и сейчас), он выделял в особую группу. Звезды к метеорологии, по его мнению, не относились: они считались тогда неподвижными и неизменными.
Наша жизнь - уникальное явление не только в пределах Галактики, но, возможно, и во Вселенной. Эта точка зрения находит все больше сторонников: установлено, что для возникновения и развития жизни на Земле требовалось одновременное и потому чрезвычайно редкое сочетание нескольких независимых событий в ее геологической и астрономической истории, а также в эволюции Солнца и живого вещества планеты. Так что мы с вами - великая случайность природы. Столь же уникально и наше воздушное окружение. Чтобы убедиться в этом, достаточно взглянуть на таблицу:
Погода самым непосредственным образом связана с циркуляцией атмосферы. Можно говорить о типичной погоде пояса пассатов, о муссонной погоде, о погоде западного переноса, но даже внутри одной циркуляционной зоны она очень изменчива, иначе вряд ли бы вообще существовала проблема ее прогноза. В первом, самом грубом, приближении для описания типичной погоды циркуляционных поясов мы воспользуемся понятием климата... Когда вы возвращаетесь домой из отпуска, первое, о чем вас обычно спрашивают: повезло ли с погодой? А вот если вы сами рекомендуете знакомым отдохнуть в том месте, где бывали много лет подряд, то, наверное, скажете: „Там очень хороший климат". Таким образом, климат — это средний режим погоды в определенном месте, выявленный за многие годы наблюдений. Характеристики климата, такие, как температура воздуха и ветер, количество осадков и влажность, облачность и продолжительность солнечного сияния, складываются из огромного числа конкретных, мгновенных состояний атмосферы, из множества разнообразных „погод".
Пейзаж в зоне экваториального климата многим хорошо знаком по приключенческой литературе. Это бесконечный, непроходимый и опасный для непривычного человека лес. Джунгли... Сельва... „Европейцу трудно себе представить эти деревья. Они растут повсюду, куда ни обратишь взор, и все собой закрывают. Подобно мачтам линии высокого напряжения близ промышленного города, они производят впечатление незримой мощи. И каждый из нас сознавал, что за этими деревьями стоят миллионы других... Индеец знает, что в джунглях все располагается по вертикали, а не по горизонтали. Деревья борются друг с другом за клочок неба, ползучие растения, извиваясь, тянутся ввысь, потом пускают ростки к земле и, наконец, посылают к солнцу еще один упрямый побег" (А. Кауэлл „В сердце леса").
Расточительная щедрость экваториального леса связана отнюдь не с плодородием земли (здесь преобладают малопродуктивные красные почвы), а исключительно с обилием солнечной радиации и очень большим количеством осадков. В среднем в этих районах земного шара выпадает около 2000 мм осадков в год, а если на пути влажного воздуха встает гора, то за год на нее может вылиться 10-метровый слой воды (10 000 мм), как обычно и бывает на западных склонах вулкана Камерун в Африке. Для сравнения вспомним, что в дождливых Петербурге и Лондоне количество осадков в год в среднем составляет всего 600 мм.
Каждый год в мае — июне индийцы беспокойно поглядывают на небо... Но пока оно чисто, зимний северо-восточный муссон и жаркое солнце совершенно иссушают почву, в которой уже лежат семена будущего урожая. Еще немного, и они погибнут, увлекая в бездну голода и отчаяния десятки миллионов людей... Но вот внезапно наступает долгожданное затишье, ветра почти нет, а со стороны Аравийского моря поднимаются гряды ослепительно белых облаков. Под порывы юго-западного ветра они торжественно вступают на древнюю землю Индии. Молния, удар грома — и водопад тропического ливня обрушивается на все живое и страждущее... Несколько тысячелетий истории Индии прошли под знаком ежегодного ожидания этого благодатного дождя, о чем свидетельствуют многие страницы великой древнеиндийской эпической поэмы «Рамаяна».
Чем дальше от экватора, тем суше становится климат. Если в субэкваториальном поясе еще есть дождливый сезон, вызванный летним смещением ВЗК, то в странах тропического климата, куда она не доходит, такого сезона нет и весь год длится как бы одна непрерывная засуха. Никто и никогда здесь не ждет дождя, а если он и случается, то его воспринимают как чудо, на которое всерьез полагаться нельзя. Пустыни Сахара, Калахари и Намиб в Африке, безжизненная Атакама в Америке, Аравийская пустыня в Азии и, наконец, практически лишенные воды районы Центральной Австралии — все это порождение тропического климата Земли, особых условий циркуляции атмосферы.
Для тропического пояса характерны устойчивые пассатные ветры, дующие по периферии субтропических антициклонов, обращенной к экватору. На континентах воздух пассатов очень сухой, в основном потому, что он проходит над выжженными пустынями. Над океанами пассат жадно впитывает морскую влагу, однако она не может подняться выше 1,0—1,5 км и образовать мощные дождевые облака, поэтому здесь осадков тоже почти никогда не бывает. В этом смысле влияние тропических пустынь распространяется и на океан. Причиной слабого развития облачности в пассатах является так называемая пассатная инверсия, которая зарождается в субтропических антициклонах и усиливается затем процессами взаимодействия океана и атмосферы.
В начале эры научно-технического прогресса, в 1836 г., в Англии построили железную дорогу между Лондоном и Бристолем. Буквально спустя два года талантливый инженер Брунель сумел продлить ее до... Нью-Йорка, спроектировав для этой цели „Грейт Вестерн" — один из первых трансатлантических пароходов. Теперь из Англии в Америку и наоборот можно было попасть всего за две недели. В переводе с английского „Грейт Вестерн" означает „Великий Западный",— такое же название получил и весь новый путь сообщения между Лондоном и Нью-Йорком.
И в те годы, и намного позднее, когда на морских дорогах появились паротурбинные трансатлантики, время перехода через океан в сторону Европы в среднем оказывалось несколько меньшим времени, затрачиваемого на переход в обратном направлении. Для пароходов типа „Грейт .Вестерн" это различие достигало 2—3 суток, гигантские же лайнеры XX в. „прибегали" из Америки в Европу хоть на полчаса-час, но быстрее, чем из Европы в Америку. Почему?
Физические условия вблизи полюсов Земли — в Арктике и Антарктике — весьма своеобразны. Сложился определенный стереотип суждений об этих районах как о мрачном царстве холода и льда. Но в том-то и дело, что, во всяком случае, летом мрачными эти края назвать нельзя. Например, в июне в центральных районах Арктики суммарная солнечная радиация даже при достаточно пасмурной погоде достигает 800—850 МДж/м2 (в Индии, где летом также устанавливается облачная погода, в июне количество радиации, достигающей поверхности земли, составляет всего 450—500 МДж/м2, то есть почти в два раза меньше). В Антарктике разгар лета приходится на декабрь, и в это время суммарная солнечная радиация достигает здесь беспрецедентных для всего земного шара значений — 1200 МДж/м2. Это объясняется высокой прозрачностью атмосферы, большой высотой антарктической поверхности над уровнем моря (в среднем 2300 м, как в горах), незначительной облачностью и, конечно, непрерывным 24-часовым солнечным сиянием в течение полярного дня.