Игорь Забелин - Молодость древней науки

Заметную роль в тропосфере играет запыленность. С ней связано такое физическое свойство воздуха, как прозрачность. Для литосферы обычен отрицательный электрический заряд; его же сохраняет и минеральная пыль в атмосфере. Вода чаще всего имеет положительный заряд, и при насыщении воздуха влагой пылинки играют роль ядер конденсации — способствуют образованию осадков.

Но с физико-географической точки зрения особенно важно то, что и влажность и запыленность воздуха в различных местах земного шара не одинаковы. Например, над океанами в воздухе больше влаги, чем минеральной пыли, а над пустынями — наоборот. А это наряду с неравномерным распределением тепла приводит к неоднородности тропосферы, к различиям в свойствах отдельных ее частей; получается так, что в этой чрезвычайно подвижной воздушной оболочке имеются массы воздуха со своими особыми свойствами.

Их так и называют — воздушные массы. Вот как определяет воздушные массы известный советский климатолог С. П. Хромов. Воздушные массы, пишет он, это «обширные и более или менее обособленные части нижнего основного слоя атмосферы — тропосферы, размеры которых соизмеримы с частями материков и океанов, перемещающиеся как одно целое в одном из течений атмосферы и обладающие достаточной однородностью свойств. Это значит, что температура, влажность и запыленность воздуха в пределах воздушных масс меняются в горизонтальном направлении достаточно медленно (имеют малые горизонтальные градиенты) и можно установить некоторые пределы значений для каждой из этих величин, характерные для всей воздушной массы в целом. Другие метеорологические элементы, облачность и осадки, обладают в воздушной массе определенными качественными особенностями, отличающими массу данного типа от масс других типов».

Границы между воздушными массами чаще всего четко выражены и представляют собой сравнительно узкие переходные зоны, но могут быть и расплывчатыми. А свойства воздушной массы зависят от «очага формирования» того района, в котором она возникла.

Если бы каждая воздушная масса оставалась постоянно в том районе, где она возникла, то погода на Земле хоть и изменялась бы от места к месту, но зато в каждой стране в один и тот же сезон была бы почти всегда одинакова.

Но воздушные массы — вечные странники. Едва возникнув, они отправляются в путешествие, и путешествие это продолжается до их «гибели». Однако странствия воздушных масс не хаотичны — пути их предопределены общей циркуляцией атмосферы, и далеко не всегда странницам удается уйти в сторону от этих путей, хотя случаются и такие казусы.

Воздушные массы, вся тропосфера находятся в непрерывном движении, а движут воздух две «силы», о которых мы уже говорили: солнечная и гравитационная энергия.

В климатологии — науке, изучающей воздушные массы, — разработана их географическая классификация. Выделяются четыре основных типа: 1) арктические воздушные массы (для южного полушария антарктические); 2) «полярные», или, точнее, воздух умеренных широт; 3) тропические и 4) экваториальные, Все они, кроме того, подразделяются на континентальные и морские.

В тропосфере в целом выделяются еще— по преобладающим воздушным массам, по характеру их циркуляции — крупные районы, или климатические зоны.

Выдающийся советский климатолог Б. П. Алисов насчитывает их семь:

1) зона экваториального воздуха;

2) зона экваториальных муссонов;

3) зона тропического воздуха;

4) зона субтропиков;

5) зона воздуха умеренных широт;

6) зона субарктическая (субантарктическая в южном полушарии);

7) зона арктического (антарктического) воздуха.

А теперь, пожалуй, пора попытаться ответить, почему же все-таки: «Если солнце село в тучу — берегись…»

Если вы живете в Москве, Ленинграде, Ярославле, Риге, Таллине, Калуге, Смоленске, Новгороде, Пскове, Старой Руссе, короче говоря, в одном из городов, расположенных в северо-западных районах Советского Союза, то одни и те же предзакатные тучи будут угрожать вам…

Впрочем, для того, чтобы окончательно убедиться в этом, нам нужно мысленно совершить путешествие в Африку, к экватору. Как это ни странно на первый взгляд, но появление грозных предзакатных туч под Ленинградом или Москвой в немалой степени зависит от… экваториальной Африки.

Вы, конечно, помните, что Земля шарообразная и что поэтому солнечные лучи падают на нее под разным углом: на экваторе — отвесно, а на полюсе скользят по самой поверхности. Но чем больше угол, под которым падают на Землю солнечные лучи, тем сильнее нагревается ее поверхность. В этом смысле больше всего «повезло» экваториальным тропическим странам: солнце там всегда стоит высоко, в зените или почти в зените, и земля нагревается очень сильно. А от нагретой земли нагревается и воздух.

Нагретый воздух «вбирает» большое количество влаги, расширяется и поднимается вверх, причем солнце изо дня в день гонит и гонит вверх все новые и новые массы воздуха. Холодный воздух, как мы уже установили, обладает меньшей влагоемкостью, чем теплый, и поэтому излишки влаги выпадают: утро в приэкваториальных районах почти всегда бывает ясным, но зато после полудня идут так называемые зенитальные дожди — это охлаждается и отдает излишки влаги очередная «порция» воздуха.

Скапливаясь на большой высоте, воздух начинает растекаться на север и на юг от экватора, и там образуются постоянные воздушные течения, которые в климатологии называются антипассатами. Антипассаты стремятся прямо на север и на юг, но тут в действие вступает закон, о котором мы не говорили, но который очень характерен для биогеносферы, хотя и не только для нее, — это так называемый закон Кориолиса. Сущность закона такова: всякое движущееся тело в северном полушарии отклоняется вправо, а в южном — влево. Следовательно, и дующие на север антипассаты тоже отклоняются вправо и около 30° северной широты «загибаются» так сильно, что начинают дуть уже не в северном направлении, а в восточном и опускаются к поверхности Земли. Опускаясь, воздух всегда нагревается, а нагреваясь — вбирает в себя все новые и новые запасы влаги. Поэтому там, где воздух опускается, осадки почти никогда не выпадают, и в таких районах земного шара располагаются пустыни. На севере Африки, там, где опускается антипассат, располагается одна из величайших пустынь мира — Сахара.

Льющаяся сверху воздушная струя, достигая земной поверхности, вновь делится надвое и растекается в обе стороны — к югу и к северу. Южный поток направляется обратно к экватору, но уже не поверху, а понизу. Этот-то поток и называется пассатом. Отклоняясь в северном полушарии вправо, он принимает северо-восточное направление и дует с величайшим постоянством, потому что солнце гонит с экватора все новые и новые массы воздуха. За это постоянство пассат пользовался доброй славой у капитанов парусных кораблей: отправляясь из Европы в Америку, они сначала спускались на юг, в область пассатов, и только там поворачивали на запад, в сторону Америки, уже не беспокоясь о том, что их захватит штиль и паруса беспомощно повиснут на мачтах.