Воображаемая жизнь. Путешествие в поисках разумных инопланетян, ледяных существ и супергравитационных животных

А еще там было бы страшно ветрено. Второй закон термодинамики – один из основных законов физики (см. главу 2) – гласит, что потоки тепла должны двигаться из жарких областей в более холодные. На Земле циркуляция воздушных масс в атмосфере и крупнейшие океанские течения возникают, наряду с вращением планеты, именно вследствие разницы температур между тропическими и полярными зонами. Существование таких явлений, как Гольфстрим и преобладающие направления ветров, можно рассматривать как постоянные попытки Земли выровнять температуру на всей своей поверхности.

По сравнению с разницей температур на Земле разница температур между «дневной» и «ночной» сторонами планеты в состоянии синхронного вращения будет чудовищно велика – вероятно, она составит сотни градусов, а то и больше. Хотя конкретика и будет зависеть от географии Нимба и его расположения относительно материнской звезды, некоторые общие свойства карты ветров на планете мы отметить сможем. Можно предположить, что газ на «дневной» стороне постоянно будет нагреваться и подниматься вверх, в то время как на «ночной» – охлаждаться и опускаться вниз. Это приведет к установлению общей схемы циркуляции воздушных масс: на больших высотах ветры будут дуть в сторону «ночной» стороны, а на малых встречные холодные потоки воздуха будут возвращать воздушные массы на «дневную» сторону.

Подобную циркуляцию – когда теплый воздух поднимается в верхние слои атмосферы на экваторе и опускается у полюсов – мы наблюдали бы и на Земле, если бы не вращение нашей планеты. Эта циркуляция называется ячейкой Хэдли – в честь британского метеоролога Джорджа Хэдли (1685–1768), который первым предложил этот механизм в качестве объяснения причин возникновения пассатных ветров. (Здесь отметим также, что главный научно‐исследовательский институт Великобритании, занимающийся изучением климатических изменений, – Met Office Hadley Centre – тоже носит его имя.)

Если бы циркуляция воздуха на Земле зависела только от температуры, земная атмосфера состояла бы всего из двух ячеек Хэдли, в которых теплый воздух поднимался бы вверх у экватора, уходил бы северу в Северном полушарии и к югу в Южном, и опускался бы к поверхности у полюсов, а холодный воздух возвращался бы к экватору, обтекая поверхность планеты. Приповерхностные ветра таким образом всегда дули бы с севера на юг в Северном полушарии и с юга на север в Южном. Однако по факту на нашей планете все обстоит иначе. В реальности на Земле существует три атмосферных ячейки: пассаты, дующие с востока на запад в экваториальной зоне, господствующие западные ветры, дующие с запада на восток в средних широтах, и полярные восточные ветры, которые, как и пассаты, дуют с востока на запад в Арктике и Антарктике. Эта сложная структура ветров обязана своим существованием вращению Земли. Чем быстрее вращается планета, тем больше будет создаваться в ее атмосфере таких структур. Например, многочисленные полосы, которые мы видим на Юпитере, отчасти обязаны своим существованием именно тому, что день на Юпитере длится всего около 10 часов.

Однако, Нимб находится в состоянии синхронного вращения, и это значит, что он вращается относительно медленно – в конце концов, он совершает всего один оборот вокруг оси за год. Поэтому стоит рассчитывать, что перемещение крупных масс воздуха здесь будет зависеть в основном от разности температур между «дневным» и «ночным» полушариями, причем чем больше будет эта разность, тем выше – скорость ветра. Расчеты показывают, что на планете, расположенной близко к материнской звезде, эти ветры наверняка имели скорость, превышающую скорость звука; возможно, их число Маха доходило бы до 15 – намного больше, чем у любых ветров в Солнечной системе. Таким образом, исходя из этих кратких тезисов о структуре атмосферных течений, нам следует ожидать, что в атмосфере подобной планеты присутствуют всевозможные локальные осложнения – как в атмосфере Земли на простую схему циркуляции Хэдли накладываются струйные течения и ураганы.