Какие существуют необычные ветры и сильные бури?

Обычно ветром называют движение воздуха по горизонтали, тогда как под «током» понимают его перемещение по вертикали. Причина движений воздуха почти всегда таится в меняющемся солнечном излучении либо в суточных его изменениях, обусловленных вращением Земли, либо в сезонных, зависящих от движения Земли вокруг Солнца: повсюду возникают разности температур и, следовательно, различия в атмосферном давлении. В одних случаях это будут слабые движения воздуха, в других—перемещения крупных воздушных масс, движущихся с большой скоростью.

Однако на ветер влияют не только причины астрономического и метеорологического характера, важную роль здесь играют также особенности данной местности: гора или долина, лес или пашня, луг или озеро — особенности малого масштаба — и горные хребты, материки или моря — особенности крупного масштаба. Поскольку ни одно озеро не похоже на другое и ни одна гора не сходна с другой, а любой горный массив обладает своими собственными характерными чертами, постольку каждый ландшафт отличается своими, только ему присущими особенностями погоды.

Для Шварцвальда типична одна погода, для Швабской Юры — другая, для Гарца, Северо-Германской низменности, прибрежных районов характерен свой особый тип погоды. Поэтому типичные местные ветры получили собственные названия. При ненарушенном суточном ритме в горной местности днем из-за нагревания дует долинный ветер, то есть наблюдается воздушное течение из долины вверх по склону. Вечером или ночью вследствие охлаждения начинает дуть горный ветер, то есть течение с гор в долину, направленное вниз по склону. Существуют также перевальные и седловинные ветры, характер которых зависит от времени суток и погоды.

Дневной ветер в районе озера Гарда (Италия) известен под названием «ора», в Хёллентале близ Фрейбурга ветер, дующий вечером вниз по долине, местное население называет хёллентальским.У подножия Швабской Юры в вечерние и первые ночные часы также очень часто начинают дуть сильные нисходя* щие склоновые ветры, которые уже в нескольких километрах на равнине не ощущаются. Известен и полу* ночный ветер у Штарнбергского озера и озера Аммер, На побережье Адриатического моря дует холодная, сухая порывистая бора.

В Древней Греции ветры называли по их направле* нию; северный ветер носил имя Борей, восточный — Евр, а влажный, теплый западный ветер — Зефир. В Андах существует сильный перевальный ветер — хунта, а в Аргентине дует холодный памперо. Памперо— сухой ветер, а суракон в Боливии приносит дожди. Широко известен теплый сирокко в Италии, но в Израиле, Аравии и Месопотамии его знают как сухой ветер пустыни. В ОАР дует хамсин, тоже горячий, сухой ветер пустыни, а в Ливийской Сахаре часто поднимается ветер гибли; все они обычно несут с собой песок и пыль.

Мы привели только небольшой перечень разнообразных воздушных течений на нашей планете; при соответствующих температурных и иных контрастах приходится говорить уже не о ветре, а о шторме, буре или урагане. Если ветер обладает скоростью более 20 метров в секунду, его называют штормом или бурей, а если он достигает скорости свыше 30 метров в секунду — ураганом. Штормы, которые нередко вызывают катастрофы, являются результатом взаимодействия континентальных и морских воздушных масс, главным образом в экваториальных областях. Дурной славой пользуются тайфуны в Японии, торнадо в Северной Америке и ураганы в Центральной Америке. Во время одного из таких ураганов трагически погибло учебное парусное судно «Памир». Долго после этого ученые и моряки изучали условия и причины гибели этого корабля.

Воздушные массы, приведенные в движение большими различиями температуры и давления, обычно перемещаются вихреобразно, причем иногда в некоторых вихрях вследствие очень сильного восходящего тока воздуха над морем в атмосферу поднимается вода, а над сушей — песок и пыль; возникают песчаные или водяные смерчи, обладающие огромной разрушительной силой.

Ураганы, возникающие преимущественно в тропиках, перемещаются в северо-западном направлении, а переходя в умеренные широты, меняют направление движения на северо-восточное.

Во время сильных штормовых ветров, дующих с моря на сушу, возникающие на море высокие приливные волны могут вызвать катастрофические наводнения в воронкообразных устьях рек и бухтах. Особенно сильный подъем воды происходит, если з эти часы направление обычного прилива совпадает с направлением шторма. Чрезвычайно опасным становится шторм, если он к тому же наблюдается во время полнолуния или новолуния, то есть тогда, когда обычные приливы достигают максимума (так называемый сизигийный прилив). Достаточно вспомнить катастрофическое наводнение в Голландии в 1953 году. Крупнейшая в истории катастрофа такого рода произошла в 1737 году в устье Ганга, когда погибло около 300 000 человек.

В этой связи следует упомянуть также холодные снежные бури в Северной Америке (близзард), возникающие при вторжении холодных воздушных масс на материк с севера. Так как на западе Соединенных Штатов Америки возвышаются горы Кордильеры, эти воздушные массы не могут растекаться в стороны: дело в том, что в северном полушарии все воздушные массы при своем движении испытывают отклонение вправо, обусловленное вращением Земли, поэтому они прижимаются на западе к Кордильерам и, таким образом, перемещаются все дальше на юг. Снежные бури в этих краях могут разразиться даже поздней весной, причем на такой географической широте, на которой в Европе подобное явление совершенно немыслимо. Если в Америке меридиональное направление горного хребта Кордильер способствует распространению холодных воздушных масс далеко к югу, то в Европе притекающие с севера массы холодного воздуха встречают на своем пути препятствие — горный барьер Альп, протянувшийся в широтном направлении.

Поэтому неудивительно, что на северной окраине Альп несколько дней подряд может идти дождь; если бы можно было пересечь горы через туннель, то, выйдя из него на юге, мы увидели бы, что там в это же время господствует устойчивая солнечная погода.

К числу постоянных ветров на земле относятся дующие к экватору знаменитые пассаты. Возникновение их объясняется тем, что поднимающиеся у экватора теплые воздушные массы замещаются воздухом, притекающим с севера и с юга. Но, поскольку снова в действие вступает отклоняющая сила вращения Земли— в северном полушарии она отклоняет воздушные течения вправо, в южном влево, — возникают не северный и южный пассаты, а северо-восточный и юго-восточный. Умеренные широты северного полушария на море известны свежими западными ветрами, а в южном полушарии путешественникам памятны «ревущие сороковые». Тот, кому приходилось бывать в море под сороковым градусом южной широты и слышать, как ветер свистит и ревет в снастях, понимает, почему возникло это своеобразное название ветра.

Мистраль — это ветер или шторм в устье Роны, возникающий вследствие своеобразного строения долины реки, в которую с прилегающих гор стекает холодный воздух. Всегда дующий с севера, этот ветер пользуется печальной славой из-за вызываемых им разрушений. Тополя, высаженные для защиты вдоль железных дорог, отчетливо изогнуты в направлении господствующего ветра.

К особой категории ветров относятся муссоны; возникновение их связано с сезонными изменениями температурных контрастов между сушей и морем, аналогично суточной циркуляции воздуха у побережий. Муссон типичен для начала лета, когда материк на* грет сильнее, чем море, и поэтому «втягивает» более холодные морские воздушные массы.

Широко известно действие муссона в Гималаях, где в конце июня или начале июля он дует в сторону хребта и вследствие напора и восходящего движения воздуха приносит с собой в высокогорные районы жестокие снежные бураны. В Европе в некоторые годы возникают условия погоды, напоминающие муссон; прежде всего это бывает при сухой и жаркой весне. Тогда во второй половине июня устанавливаются потоки, переносящие влажный воздух в Европу со стороны моря, то есть преимущественно с запада. Следствие этого — прохладное, дождливое лето, характерное, например, для 1953 и 1957 годов. Отсюда можно сделать и обратный вывод: если весна холодная и дождливая, то муссона не будет, и, следовательно, ожидается хорошее, сухое лето (как, например, в 1959 году). Правда, можно еще спорить, подходит ли эпитет «хороший» к пыльному воздуху, длительной засухе и недостатку воды!

Ветер превращается в благо, если он знаменует приближение воздушных масс, достаточно насыщенных влагой, которые под влиянием неровностей земной поверхности поднимаются вверх и тем самым вызывают образование облаков и выпадение осадков. При этом большую роль играют леса, небольшие возвышенности и даже изгороди. Но ветер может также и погубить всю растительность, если сухой горячий воздух проносится над местностью беспрепятственно, сжигая все вокруг и обнажая корни растений. Вспомните, какие бедствия приносят ветры в пустынных районах нашей планеты, засыпая песком сады и пашни.

Отметим еще одну особенность ветра: его порывистость, с которой мы уже встречались в предыдущих главах. Речь идет о резких изменениях скорости и направления ветра. Чем сильнее ветер, тем больше вероятность, что он превратится в порывистый, возникающий, как мы уже теперь знаем, при вторжении холодных воздушных масс. Чтобы ветер стал порывистым, скорость его должна быть не менее 6—7 метров в секунду. Для полноты характеристики ветра заметим, что направление ветра всегда определяется страной света, откуда он дует.

Наконец познакомимся еще с фёном, быть может, наиболее своеобразным ветром, который часто наблюдается на северной окраине Альп или же в их предгорье. Следует, однако, подчеркнуть, что ветры типа фёна встречаются и в других областях земного шара, но на северной окраине Альп они выражены особенно четко. Фён возникает там, где воздушные массы переваливают через горы и с большой скоростью скатываются в долины. Таким образом, фён — нисходящее движение воздуха, причем, собственно, не так уж важно, чтобы он приходил с юга; в Северной Италии, например, известен фён (так называемый северный фён), дующий из противоположного направления. Решающее значение имеет, стало быть, не направление, а факт переваливания воздушных масс через горный массив. Но, конечно, ясно, что воздух, поступающий, скажем, из района Сахары, будет сам по себе теплее и суше, чем воздушные массы, пересекающие Альпы с севера, в направлении Италии.

Известно, что при типичной фёновой погоде воздух не только теплый, но и необыкновенно сухой, это проявляется в совершенно своеобразной форме облаков в горах и в хорошей видимости. Характерные фёновые облака имеют чечевицеобразную или сигарообразную форму и часто отличаются своеобразным сиянием по краям (см. снимок II). Нередко они плавают в темноголубом кебе словно маленькие кораблики или располагаются отдельными полосами одна над другой. Планеристы, летающие у северной окраины Крконоше, где возникают аналогичные фёновые условия, дали этим облакам имя одной из вершин. Процесс потери влаги воздухом показан на рис. 14.

Таким образом, предпосылкой для развития фёна является наличие мощной теплой воздушной массы, пересекающей Альпы со стороны Италии. В качестве примера рассмотрим гору, изображенную на рис. 14. Пусть ее подножие находится на высоте 1000 метров над уровнем моря, а вершина — на 3000 метров. Воздушная масса движется с юга (на рисунке слева) и, накапливаясь у подножия, поднимается по склону. В нашем примере начальная температура у земли плюс 15 градусов. Если мы будем подниматься вместе с воздухом, то обнаружим, что с подъемом на каждые 100 метров температура будет понижаться примерно па 1 градус. Предположим, далее, что на высоте 2000 метров начинается образование облаков, а еще выше идет дождь. Причины образования облаков, появление ледяных кристаллов и выпадение осадков нам ведь теперь достаточно хорошо известны. Стало быть, на высоте 1000—2000 метров мы будем находиться ниже облаков, а поднявшись по склону выше и до самой вершины, будем двигаться в облаках.

Если, таким образом, температура будет понижаться так, как отмечено выше, то путем простого расчета легко вычислить ее конечное значение: между отметками 1000 и 2000 метров содержится 10 стометровых интервалов, значит, температура понизится на 1 градусХ10=10 градусов. Итак, на высоте 2000 метров термометр покажет плюс 5 градусов. Но во влажных облаках падение температуры будет не столь велико. В облаках, то есть в насыщенном влагой воздухе, температура на каждые 100 метров высоты будет понижаться примерно всего на 0,5 градуса. Это может показаться странным, но достаточно вспомнить физику: тепло, израсходованное на испарение воды, то есть на перевод ее из жидкого состояния в газообразное, при обратном процессе, когда «водяной газ» превращается в жидкость, снова освобождается. Итак, при испарении тепло расходуется, при сжижении оно выделяется. Поэтому в пределах облаков понижение температуры с высотой происходит медленнее, чем в воздухе, не насыщенном влагой.

Точнее, в облаках температура на каждые 100 метров подъема понижается обычно на 0,6 градуса, однако простоты ради будем считать, что она падает на 0,5 градуса. В интервале от 2000 метров до вершины содержится 10 раз по 100 метров, то есть температура понизится на сей раз на 0,5 градуса X 10 = 5 градусов. Таким образом вершина горы окажется точно на линии 0 градусов. Над этой линией должны быть, следовательно, ледяные облака или водяные «переохлажденные» облака.

Дело в том, что маленькие капельки воды могут охладиться до отрицательной температуры, не превращаясь при этом тотчас в лед. Эти так называемые переохлажденные облака раньше представляли большую угрозу для авиации, так как антиобледенители еще не были изобретены. В результате намерзания таких переохлажденных капелек самолет становился слишком тяжелым и падал. Эта опасность хорошо известна также пилотам, летающим на аэростатах или дирижаблях. Аэростат экспедиции на Северный полюс, руководимой Андрэ (1897 год) и дирижабль «Италия» под командованием Нобиле (1928 год) упали и разбились именно из-за обледенения. Случаи обледенения наблюдаются преимущественно в переходные времена года.

Если бы гора в нашем примере была выше, мы оказались бы не в области дождя, а в зоне снегопада. Итак, влажные или обледеневшие частицы воздуха прохрдят над горой и оказываются на правой, северной ее стороне. Так как воздушные массы обычно простираются далеко вверх, то они с большой скоростью проносятся высоко над горами и через Некоторое время, пересекая долины, засасывают из них воздух; иначе трудно было бы объяснить, почему столь легкий воздух, каким является теплая воздушная масса, достигает дна долины.

Подъем воздуха приводит к образованию облаков, соответственно нисходящее скольжение и опускание воздуха по горному склону приводит к их рассеянию, ибо опускающийся воздух всегда нагревается, то есть становится «сильнее», а поэтому может содержать больше «водяного газа» и, следовательно, «поглощать» облака. Сплошная облачность над вершиной горы начинает распадаться и тает, как было описано вначале. С севера над горами видна характерная фёновая стена облаков, в то время как над головой наблюдателя расстилается голубое небо без единого облачка.

С вершины горы (3000 метров) воздух скатывается по склону до отметки 1000 метров в безоблачном пространстве — мы видим, что на рис. 14 справа облачность отсутствует. Снова действует правило: на каждые 100 метров высоты температура повышается на 1 градус аналогично тому, как она понижалась при подъеме в безоблачном пространстве слева от горы. На этом отрезке (100 X 20 метров) температура поднимается на 1 градус X 20, следовательно, от 0 до плюс 20 градусов. Удивительный результат: та же воздушная масса, которая поступила к горе слева с температурой плюс 15 градусов, перевалив через гору, на той же высоте над уровнем моря имеет температуру плюс 20 градусов. Так как значительное количество влаги воздух потерял на южном склоне горы в виде дождя, то на северный склон воздух приходит не только более теплым, но и значительно более сухим. Влажность воздуха может быть столь низкой, что она действует на самочувствие человека, вызывая у него чрезвычайную раздражительность.

Так как при типично фёновой погоде воздушные массы очень теплые и в процессе подъема достигают высоты примерно 8 километров, то после одного.-двух дней с фёном через горы переносится на этой высоте такое количество ледяных облаков, что и в предгорье, то есть на севере Альп, наступает натурная погода с осадками. Таким образом, фен, называемый в окрестностях Инсбрука также турецким ветром, всегда является предвестником, дождливой погоды.