Небесные сполохи и земные заботы

В последнее время выяснилось, что наблюдение за самим космосом также имеет прямое отношение к предсказанию погоды. Уже говорилось, что между разреженной плазмой магнитосферы и нейтральной атмосферой Земли находится проводящий слой — ионосфера. За ней ведутся наблюдения с помощью радиолокатора. Подобно тому как аэродромный радиолокатор «видит» самолет благодаря различию электропроводящих свойств металла и воздуха, локатор, следящий за ионосферой, отмечает всякое различие в количестве заряженных частиц, от которого зависит электрическое сопротивление ионосферы. Мы узнаем таким образом о неоднородности ионосферы. Сейчас, когда ученые добились известной ясности в понимании процессов на космических высотах, стало возможно отличать один тип неоднородностей от другого. Так, выделились неоднородности, связанные с распространением внутренних волн в атмосфере. В течение последних лет ведется сопоставление характеристик ионосферы с погодными аномалиями у поверхности Земли (с сильными штормами, ураганами, торнадо, грозами). Оказалось, предвестником появления неподалеку таких аномалий являются внутренние волны с периодами от 3 до 25 минут на ионосферных высотах. С практической точки зрения важнее всего то, что источник волн, предвещающий ураган, располагается в том месте, куда этот ураган придет через 3–4 часа. Наблюдая за космосом, можно, таким образом, предсказать, куда пойдет ураган.

Заметим, что традиционные наблюдения из космоса за ураганом дают лишь его положение непосредственно в тот момент, когда ведется наблюдение. Правда, как только ураган обнаружен, за ним устанавливают непрерывное наблюдение. По спутниковым фотографиям метеоролог может нанести на карту траекторию, по которой прошел ураган. Потом, продолжая ее естественно и плавно, он может судить о том, куда будет двигаться ураган. Но все же прогноз дальнейшего пути движения урагана этими методами — дело сложное, хлопотливое и при всей своей трудоемкости далеко не всегда успешное. И если приход в данное место урагана хоть как–то предсказывается ими, то появление смерча–торнадо застает всех врасплох. Новый метод слежения за ионосферой позволяет предсказывать и смерч за 2–4 часа.

Таким образом, по состоянию ионосферы можно судить о будущих изменениях в плотной нижней атмосфере. Исследователи, обнаружившие это, предполагают, что движения приземных слоев воздуха в том месте, куда придет вскоре атмосферный вихрь, заставляют колебаться атмосферу. Эти колебания, передаваясь в верхние слои атмосферы, раскачиваются (вспомним блюдо с желе: стоит тронуть тяжелое основание, как легкая масса наверху ответит размашистыми колебаниями). Они–то и влияют на состояние ионосферы.

Еще одна подробность об ураганах и смерчах стала известна людям лишь в последние годы. Метеоролог Фудзита открыл неизвестное раньше атмосферное явление. Он назвал его нисходящим взрывом. Это внезапно возникающий стремительный поток воздуха, который движется вниз, к Земле, со скоростью 80–100 километров в час, скорость его в горизонтальном направлении 30–100 километров в час. Продолжительность этого явления составляет в среднем 15 минут, горизонтальные размеры потока всего несколько километров. Такой взрыв бывает причиной авиационных катастроф. Это явление происходит как само по себе, так и в сочетании с торнадо, ураганом или грозой. Примерно половина всех торнадо связана с нисходящим атмосферным взрывом. Оказалось, что капризность торнадо, его прыжки и извивы объясняются воздействием атмосферных взрывов. Иногда атмосферный взрыв может даже погасить торнадо.

В последние годы атмосферу изучают во всей ее толще. Оказывается, несмотря на колоссальную разницу в плотности между ее более высокими и низкими слоями, она во многих отношениях ведет себя как единое целое вплоть до высоты 100 километров. Многие крупные образования в ней развиваются практически одновременно на всех уровнях. Один и тот же циклон, например, может прослеживаться и в стратосфере (слое воздуха между 8–16 и 45–55 километрами) и значительно выше — до 100 километров. Ось его может быть наклонена, но остается единой для всех уровней.

14. А нам все равно?

Позавчера мы ничего не знали об электричестве;

вчера мы ничего не знали об огромных резервах энергии,

содержащихся в атомном ядре;

о чем мы не знаем сегодня?

Луи де Бройль

Вот, преодолевая земное притяжение, ракета уходит ввысь. Из нее с ревом вырываются огненные потоки газа. Постепенно ракета превращается в яркую точку. Там, высоко над нами, пламя по–прежнему рвется из нее.