Погода интересует всех

Однако и при наличии таких данных еще невозможно точно указать, как будет развиваться погода в дальнейшем. Вполне может случиться, что при непрерывном росте давления будет лить дождь или, несмотря на падение давления, погода будет улучшаться. Атмосферное давление лишь в том случае приобретает основное значение при прогнозировании погоды, если сопоставляются данные, полученные на тысячах метеостанций земного шара. Лишь при сопоставлении выявятся обширные области повышенного и пониженного давления, по перемещению которых можно предсказать бурную или спокойную погоду. Постоянное сравнение значений атмосферного давления в разных пунктах земного шара является одной из основ современных методов предсказания погоды.

На дне воздушного океана

Атмосферу сравнивают с мощной машиной, к которой непрерывно подводится тепло и которая производит механическую работу. Тепловая машина атмосферы питается солнечной энергией, которая пронизывает мировое пространство и достигает нашей планеты. В результате работы этой машины в воздушном океане возникают изменения, которые мы и называем погодой. Когда сверкает молния или ураганы производят свои страшные опустошения, становится особенно очевидным, какой огромный обмен энергией происходит в атмосферной машине. Однако мы все же не всегда отдаем себе отчет в том, что «нагревателем» тепловой машины является земная поверхность. Именно здесь, на дне воздушного океана, энергия солнечных лучей превращается в тепло. Когда под воздействием лучистой энергии Солнца и излучения атмосферы земная поверхность нагревается, говорят о типе инсоляции. Ночью же, а в зимнее время и днем, Земля отдает тепло в мировое пространство в виде длинноволнового излучения. В этом случае говорят о наличии типа излучения[10]. Рассмотрим несколько подробнее явления, происходящие при типе инсоляции.

Инсоляционный тип теплового баланса.

Солнечные лучи приходят на земную поверхность, т. е. на оголенную почву, растительный покров, водную поверхность озер, морей и океанов, на тысячи городских крыш и т. д. Здесь они поглощаются и превращаются в тепло. Одна часть этого тепла проникает в глубь почвы, другая — расходуется на испарение воды с земной поверхности, а третья — на нагревание воздуха. Таким образом, при типе инсоляции земная поверхность действует подобно гигантской горячей плите, нагревающей слой атмосферы над ней. Естественно, что это нагревание оказывается наиболее сильным в непосредственной близости к земной поверхности, так же как и комнатный воздух сильнее нагревается вблизи печи. Следовательно, приземный слой атмосферы принимает наибольшее участие в изменениях температуры вблизи поверхности. Этот слой оказывается связующим звеном между земной поверхностью и всей толщей воздушного океана. Нагревание атмосферы при типе инсоляции происходит вследствие того, что наиболее нагретые порции воздуха отдельными струями покидают приземный слой и поднимаются в более высокие слои атмосферы. Во время подъема эти струи воздуха отдают свое тепло окружающему воздуху. С увеличением высоты их теплоотдача уменьшается.

Ночью же, т. е. при типе излучения, наоборот, от земной поверхности вверх распространяется охлаждение.

Таким образом, при ясной солнечной погоде температура воздуха в течение суток вблизи земной поверхности может изменяться более чем на 20°, тогда как на высоте 300 м, например на Эйфелевой башне, изменение не превышает 2–4°. Приземный слой атмосферы привлекает внимание не только потому, что в нем протекают интересные физические процессы, но также и потому, что различные биологические явления происходят почти исключительно в этом слое. Люди, животные и растения существуют именно в этом нижнем слое атмосферы. Поэтому его иногда называют также биосферой, или сферой жизни.

В солнечные дни, и особенно в безоблачные, нагревание приземного слоя атмосферы бывает значительным. В такие дни мы можем наблюдать чрезвычайно интересные оптические явления. Они возникают, когда друг над другом располагаются два (или более) слоя воздуха с различной температурой и между ними имеет место большой скачок плотности воздуха. Каждому известно явление миража над нагретыми шоссейными дорогами. Предметы, изображения которых возникают на расстоянии 200–500 м, кажутся искаженными до неузнаваемости, так как в неодинаково нагретых слоях атмосферы световые лучи различно преломляются. На дорогах в холмистой местности, где наблюдается наиболее сильный ветер, температурные контрасты между поверхностью дороги и воздухом выражены особенно резко. Дорога или шоссе при этом кажется гладкой как зеркало. В долинах между холмами перегретые слои воздуха толще, чем над холмами. Поэтому в долинах поверхность шоссе или дороги уже не такая гладкая, а деревья и автомобили кажутся погруженными в озеро. Часто наблюдаются курьезные миражи: автомашина без колес или человек в сидячем положении, как бы парящий в воздухе, тогда как лошадь или повозка невидимы.