Введение в метеорологию. Что мы знаем о погоде?

Можно ли назвать более благодарную тему для поддержания иссякающей беседы, чем тема о погоде? Когда говорить больше не о чем, начинается разговор о погоде, вернее, жалобы на плохую погоду. То нам слишком сыро и холодно, то чересчур сухо и жарко, то пасмурно, то ветрено. В чем же причина такой неудовлетворенности? Что это — особенность, свойственная отдельным людям, или мы стали слишком чувствительными к погоде, или недостаточно хорошо понимаем процессы, происходящие в атмосфере? Быть может, наука о погоде находится все еще в младенческом возрасте, а многие старые приметы погоды кажутся нам ненадежными?

Многие проявляют интерес к погоде только по воскресеньям или во время отпуска, но им следовало бы задуматься и над тем, какое большое значение имеет изменение погоды для хозяйственной деятельности человека. Ведь повседневная работа садовника, земледельца, моряка, летчика, поход альпиниста во многом зависят от погоды.

Метеорология, учение о погоде,— это естественная наука, так же как учение о животном мире, о растениях или горных породах. Точнее, это часть прикладной физики. Следовательно, для того чтобы правильно понять все многообразие атмосферных процессов, необходимо изучить метеорологию, математику и физику. Но ведь очень многие увлекаются растениями или животными, не изучив ни ботаники, ни зоологии, и, будучи любителями, обнаруживают удивительные для неспециалиста познания! Несомненно, что в основном о животных и растениях мы знаем довольно много со школьной скамьи, а также благодаря собственному опыту и наблюдательности. А как обстоит у нас дело со знанием метеорологии? Не объясняем ли мы часто причины и следствия изменения погоды так, как нам подсказывают иногда очень своеобразные, частично искаженные суевериями неправильные представления?

Какая в данный момент погода, мы видим сами, но нас интересует, какой она будет завтра или послезавтра. И прежде всего мы хотим знать, будут ли осадки. Неважно, какими причинами они вызваны. Если бы круговорот воды на нашей планете происходил по-другому и при этом осадки вообще не выпадали, то ко многим явлениям погоды человек относился бы безразлично. Поскольку это не так, то главным остается вопрос: будет дождь или нет? Само собой понятна ц разница между хорошей и плохой погодой: идет дождь — значит, погода плохая. Но может ли крестьянин назвать погоду плохой, если после длительной засухи вдруг хлынет дождь? Собственно говоря, мы должны радоваться каждому дождю, так как влаги у нас часто меньше, чем нужно.

То, что осадки — дождь, снег или град — выпадают из облаков, хорошо известно всем; разве может пойти дождь при безоблачном небе? Стало быть, для предсказания погоды, если у нас нет никаких приборов и других вспомогательных средств, придется обратить внимание на облака. Мы тотчас вспомним о существовании Атласа облаков. Действительно, что может быть проще: мы посмотрим на изображение облаков в Атласе, сравним их с наблюдаемыми облаками и узнаем, являются ли наблюдаемые облака облаками хорошей погоды или дождевыми. Но можно ли вообще делить облака на предвещающие плохую или хорошую погоду?

В применении, например, к грибам такой* метод вполне подходит. Найдя какой-нибудь гриб, вы можете легко установить его название и выяснить, съедобен он или ядовит. Вы спокойно можете положиться на книгу: все, что об этом грибе в ней написано, соответствует действительности. Молодая лисичка всегда будет съедобным грибом, а мухомор — ядовитым. Даже пробовать не надо! Всякому понятно, что маленькая лисичка со временем станет большой лисичкой, но никогда не превратится в мухомор. Из куколки бабочки-медведицы всегда выйдет только бабочка-медведица, а не капустница. Личинка майского жука в процессе развития может превратиться только в майского жука, а не в пчелу или шершня. Ясно, что на яблоне могут цвести только цветы яблони, и осенью с нее соберут именно яблоки, а не груши или сливы.

Это может показаться чересчур простым, но дело в том, что с облаками все происходит по-другому. Иногда из маленького облачка, которое мы заметили до полудня и определили по атласу как облако хорошей погоды, в течение нескольких часов может возникнуть, а может и не возникнуть, сильная гроза, даже с градом. Это означает, следовательно, что из облака, ничем не отличающегося по своей форме и виду от другого, в одном случае может пойти дождь, а в другом нет. По одному только названию облака или его форме нельзя судить о погоде. Для этого нужно проследить за дальнейшим развитием, характером изменения, а иногда и рассеянием облаков. Таким образом, решающим оказывается не название облака, а то, что с ним происходит.

Если мы хотим предсказать погоду более или менее правильно, для наблюдения за облаками требуется время и терпение.

Рассматривая помещенные в первых главах фотографии, мы будем только наблюдать и делать свои выводы. На вопросы, почему и каким образом происходит то, что изображено на фотографиях, ответим позднее. При этом условимся пока воздерживаться от употребления специальных терминов и определений, а будем называть все так, как мы привыкли называть в повседневной жизни. И еще несколько замечаний.

При наблюдении за погодой у нас часто создается впечатление о внезапности того или иного явления. Мы говорим о внезапно разразившейся грозе внезапно выпавшем граде или читаем в газетах о внезапно залетевшей буре, которая заставила альпинистов прервать свой поход. Людям эти явления, кажутся внезапными потому, что они не наблюдали за их развитием. Созревший каштан осенью падает с дерева также внезапно, но никому не придет в голову утверждать, что до падения каштана на дереве не было. Все знают: весной каштаны цвели, для вызревания плодов потребовалось целое лето, и только в конце развития каштан падает на землю.

Хотя грозе не требуется, чтобы прошло полгода от появления облаков до того момента, когда сверкнет первая молния, все же с начала ее развития до грозовых разрядов иногда проходит несколько часов. Каждому типу погоды требуется для его формирования определенное время; изменение же погоды всегда можно установить задолго до выпадения осадков по виду облаков и другим признакам, с которыми мы еще познакомимся. Молния, град и вообще осадки, будь то дождь или снег, представляют собой конечные фазы развития погоды аналогично тому, как созревание каштана является завершающей фазой его длительного развития. Людям обычно бросается в глаза эта конечная фаза, поэтому ненастье застает их врасплох, неподготовленными.

Итак, без своевременного наблюдения за облаками нам не обойтись. Мы видим, что облака находятся в воздухе, они словно плавают в нем, как рыбы плавают в воде, и мы называем эти образования облаками, когда они находятся над нами. Но если, путешествуя в горах, мы попадаем в облака или видим их рассти^ дающимися по земле, то обычно говорим о тумане. Стало быть, туман и облака — это одно и то же явление: все зависит от того, где мы находимся по отношению к ним, то есть откуда мы их наблюдаем.

Не искушенному в метеорологии человеку может показаться, что облака простираются до самых верхних слоев воздушной оболочки нашей Земли. Если в небе нет какой-нибудь приметной точки, человеческий глаз не способен более или менее точно определять расстояния. Глядя на ночное небо, мы не скажем, какая звезда к нам ближе и какая дальше, не установим мы также и разницы в удаленности от нас Солнца днем и Луны ночью. Так, например, облака в виде барашков, как будто «задевающие» за рога месяца в небе, находятся в среднем на высоте 3—4 километров; Луна же находится от нас на расстоянии 384000 километров, то есть, в 100 тысяч раз дальше, чем эти облака. Отсюда видно, как плохо мы умеем определять расстояния и как невысоко располагаются облака по сравнению с небесными телами. Все наблюдаемые метеорологические процессы, сопровождаемые облаками, штормами и грозами, дождем и снегом, происходят в самом нижнем слое нашей воздушной оболочки, не выше 10 километров, в то время как воздушный океан, окружающий нашу планету, по измерениям с искусственных спутников простирается не менее чем на 1000 километров.

Если представить себе Землю в виде шара диаметром полтора метра, то толщина всей воздушной оболочки составит примерно 10 сантиметров; явления погоды разыгрываются, однако, лишь в самом нижнем ее слое, толщина которого в том же масштабе не превышает одного миллиметра. Эта «сфера погоды» охватывает земной шар в виде плотной оболочки, прилегающей к земной поверхности. Совершенно очевидно, что в безвоздушном пространстве никаких метеорологических явлений быть не может. Понятно также, что без воздуха была бы невозможна и жизнь. Воздух, который примерно на одну пятую состоит из кислорода, нужен нам для дыхания. Правда, кислород можно было бы получить и искусственно, но и тогда без воздушной оболочки жизнь была бы невозможной из-за губительного действия ничем не ослабленных солнечных лучей. Таким образом, атмосфера является для нас защитным покрывалом, предохраняющим от чрезмерно большого количества солнечной энергии.

При отсутствии облаков воздух обычно кажется голубым, но он может приобретать самые различные оттенки. Вы, возможно, заметили, что весной и осенью небо имеет более яркий синий цвет, чем летом; житель большого города часто видит небо в блеклых тонах. Следовательно, в воздухе содержатся какие-то частицы, которые при известных условиях могут изменять голубой цвет неба и делать его более тусклым. Многие, наверное, уже знают, что у горизонта небо светлее (снимок I) и что по окраске его в сумерки или перед заходом солнца можно судить о характере завтрашней погоды. Так, например, если солнце красное и заходит за горизонт в легкой дымке при безоблачном небе, то следующий день обещает стать ясным или останется ясным; если же солнце ослепительно желтое и опускается к горизонту, окрашенному не как обычно в розовые, а в оранжево-желтые тона, то это явный признак наступления дождливой погоды.

Облака очень красивы и служат или прекрасным объектом для съемки, или могут быть живописным фоном. Это знает каждый фотолюбитель. Просматривая эту книгу, читатель, несомненно, найдет много хороших снимков. Важнее, однако, то, что на отдельных фотографиях или на их сериях показаны характерные черты тех или иных явлений погоды.

Наконец, последнее замечание. Все снимки, помещенные в этой книге, сделаны широкоугольным объективом, охватывающим более обширное пространство, чем обычная линза. Читателю, рассматривающему снимки, они кажутся «нормальными», но в действительности они изображают большую часть неба, чем обычные фотографии. Преимущество этого способа состоит в том, что облака, которые из-за их больших размеров пришлось бы фотографировать по частям, можно снять с одного раза.