Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

Перье поднял ртутный барометр на вершину горы Пюи-де-Дом и был чрезвычайно удивлен, увидев, что столбик ртути в трубке понизился. С помощью этого опыта Паскаль установил, что высота столба ртути пропорциональна весу находящегося над барометром воздуха. Этот вывод имел большое значение для дальнейшего изучения атмосферы.

814. Когда был создан барометр-анероид?Анероид был создан только в 1843 году, т. е. через 200 лет после изобретения ртутного барометра. Его создателем был Люсьен Види, французский ученый, который пришел к выводу, что давление атмосферы можно измерять с помощью переносных приборов, содержащих маленькие коробочки, из которых выкачана большая часть воздуха. Изменение атмосферного давления заставляет коробочки изменять свою форму, что с помощью рычагов может передаваться на стрелку, указывающую на определенным образом отградуированной шкале давление воздуха. Этот принцип заложен в основу устройства современных высотомеров, которые используются на самолетах для измерения высоты полета по изменению атмосферного давления.

815. Что такое закон Бойля и каково его значение?Роберт Бойль родился в Ирландии, а образование получил в Англии. Он очень интересовался физикой газов и провел много экспериментов. В 1662 году в Оксфорде он открыл закон, выражающий зависимость между объемом воздуха и его давлением. Он гласит, что при постоянной температуре объем данного количества воздуха обратно пропорционален его давлению. Закон явился первым вкладом в динамику атмосферы. [46] Независимо от Бойля, его открыл французский ученый Мариотт. В нашей стране этот закон называют законом Бойля — Мариотта. ( Прим. перев .)

816. Как выглядел первый анемометр?Английский физик Роберт Гук в 1667 году создал первый анемометр, который впервые позволил получать численные величины скорости ветра [47] Некоторые считают, что первый анемометр был создан около 1667 года не Гуком, а Крауном (см., например, А. X. Xргиан . Очерки развития метеорологии, 1948). ( Прим. перев .) . Прибор состоял из прямоугольной пластины, укрепленной за верхнюю часть так, что ветер мог отклонять ее на некоторый угол от вертикали. Величина угла была пропорциональна скорости ветра, значения которой были выгравированы на шкале, установленной перпендикулярно пластине. Вращающиеся анемометры появились около 1724 года и были усовершенствованы в 1774 и 1790 годах швейцарскими и немецкими учеными.

817. Кто впервые объяснил механизм пассатов?Пассаты были известны мореплавателям многих народов и использовались ими еще за несколько столетий до того, как была предпринята первая попытка объяснить механизм их возникновения.

В 1696 году Эдмунд Галлей, британский королевский астроном, опубликовал монументальную работу [48] Автор, по-видимому, имеет в виду работу Галлея «Историческое описание пассатов и муссонов». ( Прим. перев .) , в которой он попытался объяснить общую циркуляцию атмосферы различными условиями нагревания земной поверхности. Он пришел к совершенно правильному выводу, что особенности режима ветра на земном шаре состояния равновесия вторжением холодного воздуха в районы, где располагается теплый воздух. Галлей провел исследования движений воздуха большого масштаба, за что получил титул «отца динамической метеорологии».

818. Кому принадлежит заслуга дальнейшего развития взглядов Галлея?Эта заслуга принадлежит Джорджу Гадлею, адвокату по профессии. В 1735 году он представил Королевскому обществу Англии доклад. В нем он излагал теорию, согласно которой на потоки воздуха большого масштаба действует вращение Земли, создающее отклоняющую силу (силу Кориолиса). По его утверждению, именно это явление служит причиной формирования пассатного пояса ветров, дующих к экватору в северном полушарии с северо-востока, а в южном полушарии с юго-востока.

819. Кто впервые использовал змеи для зондирования атмосферы?Летним днем 1749 года в шотландском городе Глазго Александр Вильсон поднял в воздух несколько связанных попарно змеев, к которым были привязаны термометры. Змеи, поднявшиеся выше всех, скрылись в кучевых облаках на высоте около 760 м. Через определенные промежутки времени термометры отсоединялись от змеев и опускались на землю. Они показывали приблизительную температуру воздуха на соответствующей высоте.

820. Что представляет собой общеизвестный эксперимент со змеем Бенджамина Франклина?В 1752 году Бенджамиц Франклин поставил эксперимент в области атмосферного электричества. Он запустил змей в пасть грозы и опроверг суеверия, которые были связаны с представлениями о молнии. Франклин с помощью своего опыта показал, что молния — это электричество. Основываясь на таком выводе, он создал громоотвод. Франклин сообщил о своем эксперименте химику Джозефу Пристли, который впоследствии писал: «..Обнаружив это явление, он немедленно поднес сустав пальца к ключу, подвешенному на веревке змея, и… ощутил электрический разряд…» Франклину в тот день очень повезло. Если бы по мокрой веревке змея прошел не побочный, а полноценный разряд молнии, его карьера окончилась бы самым печальным образом.

821. Какие наблюдения над погодой провел Бенджамин Франклин?В 1743 году, т. е. еще за несколько лет до своего знаменитого эксперимента со змеем, Франклин установил, что в умеренной зоне Северной Америки погода распространяется в общем направлении с запада на восток. Сравнивая результаты своих наблюдений в Филадельфии с результатами наблюдений, проводившихся одновременно его братом в Бостоне, Франклин установил, что шторм обычно движется навстречу ветру, приносящему дождь. Тщательно изучая корреспонденцию из Бостона, он пришел к выводу, что несмотря на то, что ветер у поверхности земли направлен с востока, шторм в действительности движется на восток, через Филадельфию на Бостон и далее на море.

822. Кто установил, что воздух состоит из нескольких компонентов?В 1756 году Джозеф Блэк, будучи еще студентом медицинского факультета Эдинбургского университета, установил, что в воздухе есть углекислый газ. Он пришел к выводу, что этот газ представляет собой хотя и небольшую, но постоянную составную часть воздуха, следовательно, воздух не простой элемент, а состоит из ряда элементов. Этим поразительным открытием Блэк нанес удар существовавшей более 2000 лет гипотезе, которая утверждала, что атмосфера состоит из «воздуха» и водяного пара. Работа Блэка дала толчок дальнейшим исследованиям состава атмосферы, в результате которых вскоре были открыты газы, входящие в состав воздуха.