Погода интересует всех

Если бы атмосфера всегда находилась в покое, то не было бы никакой погоды! Строго доказать это положение невозможно как раз потому, что атмосфера никогда не находится в покое. Однако интересно посмотреть, что случилось бы, если бы воздух перестал двигаться. Мы знаем, что тепло и водяной пар поступают в атмосферу от земной поверхности и что температура и влажность воздуха выравниваются тем быстрее, чем сильнее движение воздуха. Вспомним хотя бы о быстром просыхании полей при ветреной погоде. Если бы воздух не перемешивался, то теплообмен между земной поверхностью и атмосферой осуществлялся бы только путем молекулярной теплопроводности, а водяной пар проникал бы в более высокие слои атмосферы только посредством молекулярной диффузии. Теоретические исследования показывают, что интенсивность молекулярной теплопроводности и диффузии очень мала. Поэтому при отсутствии перемешивания воздуха средняя температура приземного слоя атмосферы повысилась бы до 80°. Существование жизни на Земле в современных ее формах при такой температуре было бы невозможным. Годовое колебание температуры земной поверхности распространялось бы в более высокие слои атмосферы чрезвычайно медленно. Уже на высоте 20 м его едва можно было бы обнаружить. Именно на основе этих соображений нам становится особенно ясной роль движений воздуха в переносе энергии и массы в атмосфере. Изменений погоды вовсе не существовало бы, если бы в процессе перемешивания воздуха не происходил перенос тепла и водяного пара от земной поверхности в тропосферу. Чем сильнее перемешивание, тем более резкие колебания испытывает погода. При шквалистой погоде, характеризующейся быстрой сменой солнечного сияния, ветра и дождя, взаимодействуют воздушные массы, в которых перемешивание развито особенно сильно.

В связи с этим большое значение для развития метеорологических процессов, а особенно для формирования микроклимата, имеет скорость ветра и ее изменение с высотой. Воздушные течения могут переносить отдельные частицы воздуха как по прямолинейным, так и по сильно изогнутым и пересекающимся траекториям. Какая из двух форм движения (ламинарное или турбулентное) преобладает, можно легко установить по форме струи дыма. Если ветер в приземном слое атмосферы мало меняется с высотой и воздушные частицы движутся с примерно одинаковыми скоростями по параллельным друг другу траекториям, то образуются узкие струи дыма длиной несколько километров. Наоборот, при шквалистой погоде воздушные частицы беспорядочно перемешиваются и сталкиваются друг с другом. Поэтому уже в нескольких метрах от трубы дым оказывается настолько сильно «разбавленным», что становится неразличимым.

Эти соображения о характере воздушных течений необходимо было привести здесь потому, что иначе невозможно было бы правильно понять проблему ветровой защиты, к описанию которой мы сейчас и перейдем.

Конечно, путем устройства ветрозащитных лесных полос и других сооружений невозможно повлиять на макроклимат, т. е. на погодные явления большого масштаба. Цель и смысл ветровой защиты состоят лишь в ослаблении ветра в непосредственной близости к земной поверхности. Естественно, что при этом микроклимат значительно изменяется и улучшаются условия для развития растительного покрова. В чем состоит это улучшение?

В солнечные дни температура приземного слоя атмосферы определяется в большой степени интенсивностью движений воздуха. При отсутствии ветра солнечная радиация сильно перегревает самый нижний слой атмосферы. В третьей главе мы рассказывали о миражах и других оптических явлениях в атмосфере, связанных с перегревом. При умеренном и тем более при сильном ветре перегретый слой атмосферы разрушается. Таким образом, ветровая защита прежде всего означает повышенный приход тепла к земной поверхности. Для теплового баланса земной поверхности и нижнего слоя атмосферы фактор продуваемости очень важен. Ярким доказательством является, например, раннее зацветание подснежников, крокусов и других весенних цветов в местах, защищенных от ветра.