Павел Дмитриевич Астапенко
Вопросы о погоде
Что мы о ней знаем и чего не знаем
ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ
О погоде люди судят не по книгам и учебникам, а по собственному опыту – по тому, как она влияет на их повседневную жизнь, как они воспринимают ее капризы. Суждения людей о погоде в значительной мере отражают индивидуальные особенности реакции человека на состояние внешней среды и часто субъективны. Интересует погода, хотя бы время от времени, практически всех нас, она – постоянная тема разговоров, но знаем мы о ней далеко не все. В школах должного внимания погоде не уделяют, а популярной литературы о ней недостаточно.
Моих коллег-метеорологов поражает разнообразие вопросов о погоде, задаваемых друзьями и знакомыми. Ответить на такие вопросы – и есть основная цель предлагаемой читателю книги, рассчитанной на всех, кого интересует погода, ее особенности и капризы.
В книге более пятисот различных вопросов о погоде, сгруппированных по основным темам. В ответах на вопросы дается объективная оценка того, что мы знаем о погоде и чего еще не знаем о ней. Есть темы, объединяющие вопросы, которые может задать каждый, есть темы для особо любознательных, для тех, кто интересуется работой метеорологов, их подготовкой, прогнозированием погоды, изменениями климата, влиянием погоды на жизнь людей и другими проблемами современной науки о погоде.
Автор стремился излагать установившиеся в науке взгляды, лишь в отдельных случаях приводя еще не общепринятые, дискуссионные толкования. Он надеется, что книга будет полезной читателю, не искушенному в проблемах метеорологии, но испытывающему желание в них разобраться.
ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
В предлагаемом читателю новом издании книги сохранен текст ответов почти на все вопросы, содержавшиеся в первом издании. Исключение составляют три вопроса, освещение которых в новой редакции учитывает замечания читателей. Автор выражает глубокую признательность всем многочисленным читателям, которые прислали свои отзывы и замечания и тем самым способствовали улучшению содержания книги.
Идя навстречу пожеланиям читателей, автор дополнил книгу ответами более чем на два десятка различных вопросов, в том числе на вопросы, касающиеся влияния погоды на занятия спортом, которые сведены в новую отдельную главу «Спорт и погода». В основном это вопросы о занятиях видами спорта, связанными с пребыванием на открытом воздухе, – планеризмом, парусным спортом, лыжами, горным и пешеходным туризмом.
В ряде случаев даны новые, более точные цифровые характеристики, ставшие известными в последние годы, после выхода в свет первого издания книги (например, минимальная температура воздуха, зафиксированная на земной поверхности в Антарктиде, высота облачного покрова на Венере и др.).
В новом издании исправлены и отдельные опечатки, вкравшиеся, к сожалению, в текст первого издания. Книга дополнена предметным указателем.
Автор надеется, что книга окажется полезной широкому кругу читателей, особенно школьной и студенческой молодежи, которой она в первую очередь предназначается. Он будет благодарен за все отзывы и замечания читателей.
ВОПРОСЫ, ЗАДАВАЕМЫЕ ВСЕМИ
Среди множества вопросов о погоде встречаются такие, которые может задать любой человек, независимо от пола и возраста, образования и профессии. Обычно эти вопросы о погоде как таковой, то есть о ее сущности и природе, а также о причинах ее изменений, кажущихся необычными, и о возможной связи этих изменений с такими порождениями века научно-технической революции, как проникновение человека в космос, термоядерные взрывы, полеты сверхзвуковых самолетов и т. д.
При всей кажущейся наивности некоторых вопросов ответить на них не всегда просто. Удивительно, что иной раз сложнее всего бывает ответить на вопрос ребенка дошкольного возраста. Крохотный человечек, только начинающий познавать окружающий его мир, не воспринимает погоду как нечто само собой разумеющееся. Он стремится понять суть вещей, о которых взрослые уже не задумываются, как не задумываются они, скажем, над сутью понятий «пространство» и «время», а ведь размышления о них в свое время привели Эйнштейна к созданию теории относительности… Итак:
1.1. Почему погода бывает такая разная?
В самом деле, почему? Источник тепла, поступающего на Землю, всегда один и тот же, количество солнечной энергии, достигающей Земли, практически неизменно, как неизменны форма Земли, ее поверхность и газовый состав воздушной оболочки нашей планеты. А погода бывает разная не только в разных местах планеты, но и в каждой отдельной точке ее, и не только в разные сезоны, но даже на протяжении одного дня, а то и часа!
Причин разнообразия и непостоянства погоды так много, что один только перечень их может составить целую книгу. Здесь мы укажем лишь две основные причины: во-первых, чрезвычайная подвижность атмосферы, во-вторых, огромное количество так называемых метеорологических величин и явлений, определяющих состояние погоды в какой-то любой момент или за какой-то любой промежуток времени. И все эти величины (температура, влажность, ветер, давление, облака и пр.) и явления (грозы, смерчи, метели, бури и пр.) взаимосвязаны – изменение одного из них влечет за собой изменение других. Например, если развитие процессов в атмосфере приведет к изменению облачности, то последнее может повлечь за собой изменение температуры, влажности, осадков, ветра, метель или грозу, туман, гололед, град и т. д. Отсюда нестабильность погоды, ее разнообразие…
1.2. Что такое метеорология?
Название свое наука метеорология получила от греческого слова «метеора», означающего «нечто в небе»; буквально это наука о метеорах (не метеоритах!). Изучает метеорология гидрометеоры (дождь, снег, град), воздушные метеоры (ветер, пыльные бури), литометеоры (пыль, пыльца), светящиеся метеоры (радуга, миражи), огненные метеоры (молнии) и т. д.
Метеорологию называют также наукой о погоде. Такое более простое толкование этой науки достаточно точно отражает ее содержание и в настоящее время наиболее употребительно.
1.3. В чем различие между понятиями «метеорологические величины», «метеорологические явления» и «погода»?
Метеорологические величины – это температура и влажность воздуха, атмосферное давление, скорость и направление ветра, дальность видимости, количество и высота облаков и другие характеристики состояния атмосферы, которые могут быть выражены в тех или иных единицах измерения.
Метеорологические явления – туман, гололед, метель, пыльные и песчаные бури, гроза, шквал, смерч и другие качественные характеристики происходящих в атмосфере процессов – не имеют точного количественного выражения. Их интенсивность определяют или с помощью терминов «слабый», «умеренный», «сильный», или через метеорологические величины, например: туман с дальностью видимости 500 м и т. д.
Погода – это состояние атмосферы в какой-то физический момент или отрезок времени, характеризующееся совокупностью метеорологических величин и явлений. Можно говорить о погоде, наблюдаемой в данную минуту или наблюдавшейся в какой-то момент в прошлом, о погоде одного дня, месяца или сезона и т. д.
Характеризуют погоду или с помощью приблизительных, упрощенных, обобщающих терминов (облачная, дождливая, теплая, сухая, жаркая, холодная, ветреная, сырая), или всей совокупностью значений метеорологических величин (например: полная облачность, дождь, ветер северный, температура воздуха 10°C и т. д.).
1.4. Что такое атмосфера?
Под земной атмосферой мы подразумеваем воздушную оболочку нашей планеты. Существуют атмосферы и у других планет, но они по своему составу отличны от нашей. Земная атмосфера представляет собой смесь около двадцати газов. Основные из них – азот и кислород, а также такие важные примеси, как водяной пар, углекислый газ и озон. Газы, входящие в состав воздуха, обладая определенной плотностью, оказывают на каждый квадратный сантиметр земной поверхности давление, равное весу столба воздуха от поверхности моря и до верхней границы атмосферы и составляющее на уровне моря в среднем 1,033 кг/см2. В технике эта величина принята за единицу давления, ее так и называют – атмосфера.
1.5. Как высоко простирается атмосфера Земли и какова ее масса?
Основная масса воздуха сосредоточена в нижних нескольких десятках километров над земной поверхностью: в первых 5 км – примерно половина, в 10-километровом слое – около трех четвертей, а в 20-километровом -19/20. Разряжаясь с высотой, атмосфера незаметно переходит в межпланетное пространство. Четкой верхней границы атмосферы не существует: следы некоторых легких газов, входящих в состав воздуха, еще присутствуют на очень значительных высотах – до многих тысяч километров.
