«Загадки» природы

Так и в природе. Лишь только где-либо воздух нагрелся сильнее, чем в соседнем месте, он тут же всплывает вверх, его начинает вытеснять находящийся рядом более холодный и тяжелый воздух. Таким путем и образуются воздушные течения, возникает ветер.

Нагревается воздух везде по-разному, и вот почему. Тепло, идущее от Солнца, почти не согревает воздуха; оно все доходит до поверхности земли и нагревает ее. От нагретой земной поверхности нагревается и находящийся над ней воздух.

Выйдите в мартовский солнечный день на улицу. В эти дни Солнце начинает пригревать уже по-весеннему. Хотя термометр еще показывает два-три градуса мороза, с крыш домов уже капает вода. Это солнечные лучи нагрели края крыши и она растопила часть снега. Если на солнечной стороне вы притронетесь рукой к стене деревянного дома, то почувствуете, что она теплая.

В летнее время, вероятно, каждый наблюдал, как в жаркий безветренный день вдали, на горизонте, все предметы как бы дрожат. Это объясняется тем, что большие массы теплого воздуха, получив тепло от земной поверхности, согретой Солнцем, беспрерывно поднимаются вверх.

Сама же поверхность земли нагревается Солнцем различно. Объясняется это тем, что поверхность земного шара состоит из самых различных участков: лесов, степей, водных пространств, песка, камня. Все эти участки нагреваются неодинаково. Вот, например, рядом лежат луг и пашня. Что из них нагреется сильнее? Конечно, пашня. Черная земля всегда поглощает больше тепла, чем зеленая трава.

Рис. 18. Упрощенная схема возникновения местного ветра.

От различно нагретых участков земли по-разному нагреваются и массы воздуха над ними. В том месте, где воздух сильно нагрелся, например над степью, он расширится, давление его уменьшится, и сюда со стороны леса хлынут воздушные потоки, подует ветер (рис. 18). Такие местные ветерки можно наблюдать часто летом. В жаркий день вдруг из ближнего леса потянет прохладой.

Воздух над степью, как более легкий, будет вытесняться кверху притекающим лесным воздухом и увеличивать давление в верхних слоях атмосферы. Как только воздушный поток устремится из леса в степь, давление остающегося в лесу воздуха будет падать. Но ведь на нижние слои воздуха всегда давят верхние слои. Поэтому место уходящего в степь воздуха будут сразу же занимать воздушные массы, опускающиеся из более высоких слоев воздуха. Высокое давление лесного воздуха будет постоянно поддерживаться притекающим с вышины холодным воздухом. Но зато там, вверху над лесом, давление падает. И тогда сюда потечет воздушный ноток из верхних слоев воздуха, лежащих над степью. Таким образом, вверху образуется ветер с направлением, противоположным наземному ветру, дующему из леса.

В этом нетрудно убедиться, если внимательно понаблюдать за облаками: можно увидеть, что они часто идут в другую сторону, чем дует ветер у земли. Там, в вышине, дует ветер другого направления.

Мы рассказали о путешествии воздуха на одном маленьком участке земной поверхности. Но воздух не страшится и очень больших путешествий. Более того: вся земная атмосфера находится в постоянном движении – от экватора до полюса. Благодаря огромным перемещениям воздушных масс и возникает большинство различных ветров, как постоянных, так и переменных.

Постоянное путешествие воздушных масс объясняется различным атмосферным давлением воздуха у поверхности земли. Это давление в значительной мере зависит от температуры воздуха: чем сильнее нагрет воздух, тем ниже его давление. Если бы вся поверхность земли была однородной и Земля не вращалась бы, передвижение воздушных масс было бы очень простым. В этом случае в каждом полушарии воздух путешествовал бы по одному большому замкнутому пути – от полюса к экватору у поверхности земли и обратно–в верхних слоях атмосферы.

В самом деле, у экватора воздух нагревается сильнее, а у полюсов – слабее. Вследствие этого у экватора существовали бы постоянные потоки воздуха, восходящие кверху, а сюда благодаря понижению давления приходили бы массы арктического холодного воздуха от полюсов. В свою очередь, к полюсам шел бы постоянный приток воздуха из верхних слоев атмосферы, и таким образом вверху ветер направлялся бы от экватора к полюсам.