Гэвин Претор-Пинней - Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков

• Название: Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков
• Автор: Гэвин Претор-Пинней
• Издательство: Гаятри
• Жанр: Природа и животные
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-9689-0088-3

Эта книга знакомит нас с различными представителями семейства облакообразных, рассказывает, как распознать среди них предвестников как хорошей, так и неспокойной погоды, делится обширной информацией о значении облачности для мировой литературы, искусства и естествознания, знакомит нас с подробностями личной и общественной жизни облаков.

«Занимательное облаковедение» — это программный документ Общества любителей облаков, международной общественной организации, объединяющей тысячи лириков, мечтателей, поэтических натур, фотографов, художников и метеорологов-любителей по всему миру.

---

«Конвекция» — способ, при котором теплый воздух, увлекаемый восходящим потоком, переносит теплоту вверх. Пример с лавовой лампой продемонстрировал то, как теплота может переноситься вместе с движением жидкостей, а также газов. «Теплопроводность» — способ, при котором теплота перемещается между соприкасающимися объектами или вдоль них, так как сверхактивные молекулы более теплой среды возбуждают своих более спокойных соседей до тех пор, пока те не начинают передвигаться с такой же скоростью. Примером этому может служить снежок, тающий у вас на ладони. То же самое происходит и в другом случае — когда после безоблачной ночи воздух соприкасается с холодной поверхностью земли и, теряя тепло, забираемое землей, охлаждается до состояния тумана. «Испарение» — способ, при котором капельки пота, испаряющиеся с вашей кожи, охлаждают вас: вода, забирая тепло с кожи, переходит в газообразное состояние. То же самое происходит и со слегка прогревающимся воздухом, когда появляются первые капельки облака — воздух расширяется и плывет, поднимаясь в виде холмиков, напоминающих цветную капусту, — кучевых облаков — и все это благодаря теплу, высвобождающемуся при образовании капелек. Последний, четвертый, способ — «излучение».

Ну вот, опять я скатился до урока физики. Однако прогуливать его не советую. Чем вы там занимаетесь? Возитесь в гараже? Лучше выйдите и уделите немного времени излучению. Дело в том, что этот способ — самый важный из всех четырех. Конечно же, не потому, что способствует превращению слоистых облаков в слоисто-кучевые, а по той причине, что без него на планете Земля было бы слишком холодно для существования живых организмов. Суть излучения заключается и том, что солнечное тепло доходит до нас через безвоздушное пространство космоса. Способ передачи тепла с помощью излучения в достаточной мере отличается от остальных трех, поскольку тут речь заходит об электромагнитных волнах.

Мы видим лишь очень узкую часть спектра электромагнитной энергии, излучаемой солнцем. Тем не менее, этот видимый свет несет 45 % всей солнечной энергии. 9 % приходится на спектр коротких волн — к примеру, ультрафиолетовое излучение, которое мы не видим, но чувствуем как загар; остальные 46 % приходятся на более широкий спектр волн подлиннее, называемых инфракрасными, которые мы также не можем видеть, но чувствуем как тепло. Все предметы излучают радиацию, и чем у них выше температура, тем короче длина электромагнитных волн, которые они излучают наиболее интенсивно. (Вот почему при нагревании предмет сначала раскаляется докрасна, затем становится желтым, а уже потом — голубым.) Планета Земля гораздо холоднее Солнца, поэтому интенсивнее всего испускает длинные, невидимые полны инфракрасного излучения.

Изрезанный рельеф слоисто-кучевых облаков подчиняется собственным законам воздушной геологии.

Хотя все предметы излучают электромагнитные волны, они, эти волны, могут сильно отличаться по части длины от волн поглощаемых. Зависит это от типов атомов или молекул, из которых предметы состоят. Капельки воды в облаке стремятся поглотить больше длинноволнового, инфракрасного излучения, а множество коротких, видимых и ультрафиолетовых лучей они попросту отражают. Вот почему небо, затянутое тучами, предвещает прохладные дни (тучи отражают большую часть коротковолнового солнечного излучения и сами в процессе не нагреваются) и теплые ночи (поглощая большую часть длинноволновых инфракрасных лучей земной поверхности, тучи передают некоторое их количество обратно).

С начала главы прошло уже немало времени, и настала наконец пора объяснить, каким же образом тонкий покров слоистых облаков преобразуется в комковатые слоисто-кучевые облака, причем без всякой помощи ветров извне или восходящих потоков.

Слоистое облако остывает в верхней части и нагревается в нижней. Верхушка облака поглощает мало коротковолнового солнечного излучения, идущего сверху, — она его просто отражает; однако основание поглощает порядочное количество идущего с земли длинноволнового излучения. Снизу теплое, сверху прохладное — такое положение дел приводит к высокой степени неустойчивости, причем для любого облака, поскольку находящийся ниже теплый воздух расширяется и начинает подниматься вверх через слой воздуха более прохладного и плотного. И вот слоистое облако, до того представлявшее собой тонкий, устойчивый слой, начинает образовывать конвекционные клубы — в отдельных его областях теплый воздух поднимается вверх. Облачные массы начинают вертеться, где-то сгущаясь, а где-то разжижаясь. В результате появляется слоисто-кучевое облако.

Ну как, я ведь не слишком утомил вас, правда?

***

Из всех диковинных, причудливых земель, какие посетил Лемюэль Гулливер из «Путешествий Гулливера» — сатирического романа XVIII века, написанного Джонатаном Свифтом, — Лилипутия запоминается лучше всего, и причиной тому ее миниатюрные жители с их грандиозными замыслами. Однако сейчас нам интересны другие туземцы — те, с которыми отважный персонаж Свифта встретился на одном из других островов.

Когда Гулливер попал на Лапуту, он с удивлением обнаружил, что остров летает над облаками. В воздухе его удерживал огромный магнит, находившийся в основании острова. Лапутяне умели управлять своим летающим островом: изменяя ориентацию магнита, они направляли остров к подвластным королю землям. Сами же островитяне представляли собой сборище весьма странных типов:

У всех головы были скошены направо или налево; один глаз смотрел внутрь, а другой прямо вверх к зениту. Их верхняя одежда была украшена, изображениями солнца, луны, звезд[57].

Живя высоко в облаках, лапутяне отличались рассеянностью — их умы всегда были заняты некими туманными размышлениями из области математики и музыки. Первое, что бросилось Гулливеру в глаза, это прислужники-хлопальщики, находившиеся при лапутянах. Прислужники носили с собой надутые пузыри, внутрь которых насыпался сухой горох или мелкие камешки; пузыри эти были привязаны к концу короткого шеста. Пузырем слуга ударял по ушам господина, когда кто-либо обращался к тому, и по губам, когда от господина ждали ответа:

По-видимому, умы этих людей так поглощены напряженными размышлениями, что они не способны ни говорить, ни слушать речи собеседников, пока их внимание не привлечено каким-нибудь внешним, воздействием на органы речи и слуха[58].

Ну и что с того, что кто-то витает в облаках?

Гулливеру этот чудной народец так и не пришелся по душе. Хотя он и уважал их математические и музыкальные таланты, лапутяне были до того погружены в свой собственный мир, что путешественник едва ли мог с ними общаться.

Если вы дадите своим мыслям свободу, отпустив их бродить по изменчивым просторам небес, вам непременно скажут - и не раз — что вы, как те самые лапутяне, витаете в облаках.

Хотя… кому какое дело? Да и что плохого в том, чтобы витать в облаках?

глава 5 ВЫСОКО-КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА (ALTOCUMULUS)

Слои булочек в небе

Высоко-кучевые облака относятся к «средним» облакам и обычно состоят из лоскута или слоя более-менее равномерно распределенных комков, которые часто называют «облачками», что им очень идет. Облака формируются на полпути между землей и верхней частью тропосферы.

На латыни высоко-кучевые облака называются «altocumulus», и приставка alto- в отношении облаков среднего яруса может показаться неуместной — ведь она означает «высокий». Не лучше ли было назвать их «mediocolumnus»? Может, и лучше, однако именно термин «altocolumnus» был предложен Эмильеном Репу, директором французской обсерватории в Парк Сен-Мор и Монсури, в 1855 году, а в 1870-х принят метеорологическим сообществом.

Высоту, на которой начинается средний слой тропосферы, не так-то просто определить, потому что очень многое зависит от того, где вы находитесь. Если говорить в общем, то атмосфера в тропиках выше, чем на полюсах Земли, поскольку воздух над теплыми областями вокруг экватора расширяется больше. Соответственно в тропиках тропосфера часто доходит до высоты 60 000 футов (около 11 миль)[59], а вот на полюсах — составляет примерно 25 000 футов[60].

Разница высот тропосферы в зависимости от широты говорит о том, что не существует четко определенного уровня, нa котором образуются облака среднего яруса. Чтобы не запутывать вас, я буду говорить о средних, умеренных широтах, где тропосфера достигает примерно 45 000 футов[61]. В этом случае можно сказать, что высоко-кучевые и другие облака среднего яруса формируются в районе 6 500-23 000 футов над поверхностью земли.

Эта высота обычно уже недоступна влиянию восходящих потоков, поднимающихся с прогретой солнцем земли. Таким образом, потоки эти, активно участвующие в образовании кучевых облаков, для высоко-кучевых важной роли не играют. Следует помнить, что названия родов, видов и разновидностей облаков зависят больше от их внешнего вида и высоты расположения, нежели от способа образования. Не зацикливайтесь на латинских названиях. «Altocumulus» означает лишь, что это облака среднего яруса, с комковатой структурой. Притом латинское название высоко-кучевых вовсе не указывает на образование облаков по типу кучевых. И это правильно, потому что образуются они иначе.