Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

48. Как действует барометр-анероид?По сравнению с ртутным барометром это менее дорогой прибор. Такие барометры обычно можно увидеть в домах или в учреждениях. Слово «анероид» по-гречески означает «без жидкости». Основной частью анероида является упругая мембранная коробка, из которой почти полностью удален воздух. Когда вес воздуха над барометром меняется, коробка, напоминающая по своему устройству аккордеон, сжимается или растягивается. При помощи системы рычагов эта деформация передается к шкале циферблатного типа. Атмосферное давление выражается на этой шкале в миллиметрах ртутного столба или в миллибарах. Обычно барометр-анероид снабжен шкалами и того, и другого типа.

49. Для чего предназначен барограф?Барометры, описанные выше, служат для непосредственного определения атмосферного давления в данный момент. Но нередко возникает необходимость в непрерывной записи изменений давления. Для этой цели существует барограф. Его действие основано на том же принципе, что и действие барометра-анероида, — в нем также используется небольшая деформационная коробка, реагирующая на изменение веса воздуха. Но в отличие от барометра в барографе эти изменения передаются не на измерительную шкалу (через систему рычагов), а к перу. Оно и записывает историю изменения давления на раз графленной ленте, надетой на барабан, который вращается часовым механизмом.

50. Как высока атмосфера?

Атмосфера поднимается над Землей на сотни километров, но, разрежаясь с высотой, настолько постепенно и незаметно переходит в межпланетное пространство, что невозможно сказать, точно, где пролегает ее граница. Установлено, что молекулы воздуха присутствуют даже на высоте нескольких тысяч километров над Землей. Однако эти «остатки», или «следы», атмосферы столь незначительны, что практически здесь наблюдается почти полный вакуум.

51. Что такое слои атмосферы? За многолетний период наблюдений и исследований с помощью воздушных змеев, воздушных шаров, самолетов и ракет ученые смогли составить довольно хорошее общее представление о нашей атмосфере. Для удобства метеорологи разбили атмосферу на различные сферы, или слои, следующие один за другим от поверхности Земли до верхних пределов атмосферы. Эти слои, или сферы, классифицируются на основе тех свойств, которые являются важнейшими для каждого из них. Между слоями нет резких границ, они скорее переходят один в другой. Слой воздуха, прилегающий к Земле, называют тропосферой. Выше идет стратосфера, за ней следует мезосфера, затем термосфера и венчает атмосферу экзосфера.

Однако классификацию эту нельзя считать окончательной — она всегда может быть подвергнута пересмотру, если в связи с новыми открытиями появится необходимость ввести более удобные обозначения. Специальные высотные воздушные шары, ракеты и искусственные спутники, несомненно, изменят наши представления об атмосфере, так что со временем, возможно, ее будут делить не на пять, а на восемь или десять слоев. (При другом подходе к классификации атмосферных слоев можно выделить еще несколько слоев атмосферы, в том числе ионосферу и озоносферу. — Прим. ред.)

52. Как обозначаются промежутки между слоями атмосферы? Эти промежутки обозначаются путем за мены в названии нижележащего слоя окончания «сфера» на окончание «пауза». Например, тропосферу и стратосферу разделяет тропопауза, стратопауза разделяет стратосферу и мезосферу и т. д.

53. Что такое, тропосфера? Тропосфера — это сравнительно тонкий слой атмосферы, прилегающий к земной поверхности. Все перипетии погоды, которые наблюдает человек, происходят именно в этом плотном и влажном слое. Слово «тропосфера» образовано от греческого «тропос» (что значит «вращаться», «перемешиваться»). В пределах этой, самой нижней, ступеньки атмосферной лестницы происходит энергичное перемешивание воздушных масс. Воздух здесь движется как вертикально, так и горизонтально. Здесь сосредоточены почти весь водяной пар и примеси, так что облака, дождь, снег, мокрый снег, туман, молнии, грозы — словом, весь комплекс явлений погоды — наблюдаются именно в этой зоне. Верхняя граница тропосферы поднимается до 17,5 км над экватором и снижается до 8 км над полюсами. Температура в тропосфере уменьшается с высотой, обычно на 6,5 °C через каждые 1000 м. Некоторые метеорологи находят, что слово «погодосфера» более точно характеризует этот слой, чем слово «тропосфера».

54. Что такое стратосфера? Второй слой атмосферы представляет собой полную противоположность лежащей ниже беспокойной, беспрерывно перемешивающейся тропосфере. (Слово «стратосфера» происходит от греческого «стратос» — область стратификации, или спокойствия.) Он простирается от верхней границы тропосферы до высоты 55 км над Землей. Этот слой отличается тем, что в нем значительно меньше, чем в тропосфере, облаков и слабее вертикальные воздушные потоки. Ветры здесь очень сильные. Температура остается почти неизменной (—56 °C) до высоты около 40 км, затем начинает расти, достигая максимума у верхней границы стратосферы (в среднем около 0° на высоте 55 км).

55. Что такое мезосфера? Слово «мезосфера» происходит от греческого «мезос» — средний. Это средний, промежуточный слой атмосферы, располагающийся приблизительно между высотами 55 и 80 км. Он содержит около 0,25 % всей массы атмосферы. В мезосфере температура воздуха понижается, достигая у ее верхней границы значений, близких к -80 °C.

56. Что такое термосфера? Это слой атмосферы, отличающийся высокими значениями температуры (от греческого «термос» — теплый). Расположен он между высотами 80 и 800 км. В нем сосредоточена незначительная часть атмосферы — всего 0,005 % всей ее массы. На высоте 200 км в термосфере температура воздуха уже достигает нескольких сот градусов, а на ее верхней границе — больше 2000 °C.

57. Что такое экзосфера? Экзосфера — это самый внешний слой атмосферы, который постепенно переходит в межпланетное пространство. В этой чрезвычайно разреженной зоне настолько мало атомов газов, что столкновения воздушных частиц происходят крайне редко. Их движения можно уподобить движениям частиц воды, из которых состоят пена и брызги, срывающиеся с вершин океанских волн. Некоторые из воздушных частиц, особенно атомы легких газов — водорода и гелия, — движутся очень быстро и даже могут навсегда покинуть воздушный океан. Большинство же из них, однако, после непродолжительного свободного полета возвращается назад под действием силы земного притяжения.