Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

134. Как образуется типичный туман испарения?Почти каждый день вы можете наблюдать у себя в кухне, как образуется туман испарения, — посмотрите на пар, поднимающийся над кипящей водой. Молекулы водяного пара отрываются от жидкости, чтобы присоединиться к молекулам воздуха, находящегося над кастрюлей. Воздух в кухне может вместить лишь определенное количество добавочного водяного пара, и если в результате испарения от кастрюли в воздухе образуется избыток водяного пара, этот избыточный пар конденсируется в видимую влагу. Заметьте, как отличается этот процесс от процесса образования туманов, описанных в предыдущих вопросах; непременным условием возникновения этих туманов является более холодная подстилающая поверхность. Напротив, в образовании тумана испарения главная роль принадлежит более теплой поверхности. Туман испарения часто можно наблюдать, например, над внутренними озерами или реками поздней осенью, когда воздух, как правило, уже совсем холодный, а вода еще не успела отдать свое тепло. Водяной пар поднимается с поверхности озера или реки в прилегающий к ней воздух; происходит насыщение, и над водой появляется туман. Чем больше различие между температурами воды и воздуха, тем более благоприятны условия для образования такого тумана.

135. Что заставляет туман рассеиваться?Обычно туманы рассеиваются в условиях, прямо противоположных тем, что привели к их образованию. Многие типы туманов возникают при охлаждении воздуха до конденсации. При потеплении же воздуха он может удерживать большее количество водяного пара, так что с увеличением тепла туман проявляет тенденцию к рассеиванию. Тонкий слой приземного тумана быстро рассеивается под солнечными лучами. Гораздо более мощные слои адвективного тумана иногда удерживаются несколько дней. Туманы могут рассеиваться — буквально уничтожаться — в результате вторжения воздушных масс из другого района; туманы, которые образовались в результате охлаждения нижнего слоя воздуха, могут слабеть и вообще распадаться, оказавшись над теплой подстилающей поверхностью. Ослаблению тумана может способствовать и усиление ветра.

136. Как определяется и в каких единицах выражается количество облаков (покрытие неба)?В сводках погоды для обозначения облачности приняты термины «пасмурно», «ясно», «облачно с прояснениями» и т. д. Эти термины соответствуют значениям шкалы, по которой покрытие неба выражается в баллах — от 0 до 10. Например, небо, полностью закрытое облаками, без единого голубого просвета, называют пасмурным; облачность в таком случае равна 10 баллам. Когда небо закрыто облаками наполовину, облачность равна 5 баллам и т. д. Оценка количества облаков производится на глаз.

137. Что значит «ясно»?«Ясно» означает, что на небе совсем нет облаков, а если они и есть, то закрывают не более 3/ 10небесного купола.

138. Что означает «облачно с прояснениями»?«Облачно с прояснениями» бывает в том случае, когда преобладают облака, покрывающие более 5/ 10небесного купола, но временами их количество уменьшается до «ясно» (менее 3/ 10небесного купола).

139. Что такое «небо с просветами»?Термин «небо с просветами» употребляют, когда хотят сказать, что облачность не менее 5, но не более 9 баллов.

140. Что значит «пасмурно»?Термин «пасмурно» означает условия, при которых облака покрывают более 9/ 10неба. Если местами проглядывает голубое небо, в таких случаях говорят, что в облаках появились просветы.

141. Что такое высота облака?Высота облака определяется расстоянием от земной поверхности до основания облака.

142. Как определяется высота облаков?Для измерения расстояния от земной поверхности до основания облака служат следующие приборы: воздушные шары, потолочные прожекторы, теодолиты, облакомеры и радиолокаторы. Метеорологи-наблюдатели также могут определять высоту облаков (визуально) с удовлетворительной точностью. Этот способ применяется лишь в тех случаях, когда не требуется большая точность измерений или когда проведение измерений с помощью приборов затруднено по техническим причинам.

143. Как используется воздушный шар для измерения высоты нижней границы облаков?Это не самый точный прибор; обычно воздушные шары применяются для определения высоты облаков, потолок которых не превышает или немного превышает 800 м. Эти маленькие шары весом около 10 г, окрашенные так, чтобы за ними было легко следить, наполняются водородом — газом легче воздуха — в количестве, достаточном для того, чтобы шар мог поднять груз в 45 г. Средняя скорость свободного подъема шара точно установлена — первые 30 м он преодолевает примерно за 8 секунд, а каждые последующие 30 м — за 15 секунд. Отсчет времени подъема шара ведется от момента выпуска до исчезновения его в облачном слое. Так как скорость его подъема известна заранее, то расстояние до основания облака можно определить, умножив время подъема на его скорость. Однако учитывая вертикальные движения воздуха в нижнем слое атмосферы, нельзя назвать этот метод слишком точным.

144. Как применяются теодолит и прожектор?С помощью обоих этих устройств высоту облаков определяют в ночное время. Мощный источник света, обычно удаленный от наблюдателя на 150–300 м, вертикально проецирует луч света на основание облака. Наблюдатель направляет трубу теодолита на пятно света на облаке, добиваясь, чтобы это пятно попало в место пересечения нитей теодолита. Угол, образованный линией, соединяющей наблюдателя со световым пятном, и земной поверхностью, измеряется с помощью отвеса; он располагается вертикально, когда свободно закреплен на теодолите, и туго натягивается, показывая на шкале, нанесенной на одной из сторон прибора, угол прицеливания. Затем наблюдатель определяет расстояние от прожектора до своего местонахождения и угол прицеливания проецируемого светового пятна. Правильно решив триангуляционную задачу, он может, пользуясь тригонометрической таблицей, быстро определить расстояние от земной поверхности до основания облака.

145. Как устроен измеритель высоты облаков?Этот электронный прибор представляет собой более совершенное устройство по сравнению с теодолитом, описанным в предыдущем вопросе. Измерения, проводимые 58с его помощью, основаны на том же принципе триангуляции и на определении угла, под которым луч света проецируется на основание облака; но устройство это более сложное и эффективное. Им можно пользоваться как днем, так и ночью, с его помощью можно вести постоянную запись значений высоты облаков и измерять эту высоту с больших расстояний и с большей точностью. Измеритель высоты облаков представляет собой поворотный прожектор, через короткие интервалы направляющий к основанию облака световые волны, которые модулируются в известных частотах. Детектор — индикатор положения, содержащий избирательный электронный блок, соединен с сигнальной линией, находящейся на известном расстоянии. Этот блок перехватывает световой луч, когда он отражается от основания облака. Автоматические сигналы, возникающие при перехвате, непосредственно передают значения высоты нижней границы облака.