Павел Астапенко - Вопросы о погоде

У зимовщиков в помещениях условия далеко не стандартные. Сейчас в Арктике много поселков с домами, отапливаемыми обычными печами. Внутри домов режим температуры такой же, как внутри домов зимой в средней полосе. На научных станциях, расположенных на дрейфующих льдинах или в Антарктике, – условия иные. Можно назвать три основных вида жилья в полярных экспедициях: временные выносные «точки» летнего сезона – утепленные палатки с двойными стенками и водонепроницаемым днищем, фанерно-деревянные передвижные домики на санях, так называемые балки, с печью на жидком топливе и, наконец, стационарные домики, обогреваемые теплым воздухом от жидко-топливных печей или же электричеством.

Искусственный климат внутри палаток не обеспечивает сохранение зоны комфорта. В палатке, пока горит печка, наверху тепло, а у пола – холодно. В балках хотя и тепло, но трудно обеспечить нормальный воздухообмен и потому внутри них повышенное содержание углекислого газа. В стационарных домиках условия наиболее благоприятные, в них вполне достижим режим комфорта, но в таких домах постоянно ощущается излишняя сухость воздуха, поскольку наружный воздух в силу низких температур отличается очень незначительной абсолютной влажностью. Это становится заметным уже в первые часы пребывания внутри такого стационарного домика: отпадает необходимость пользоваться полотенцем – после умывания лицо и руки мгновенно становятся сухими. Это наиболее характерная черта искусственного климата в помещениях полярников. Вторая черта – недостаток дневного света даже летом, во время полярного дня, и его полное отсутствие зимой, во время полярной ночи.

В зависимости от места расположения станции ее жилые домики строят под снегом или, наоборот, поднимают над ним на своего рода сваях из труб, с тем чтобы снег, переносимый ветром, не заносил дома.

Если научную станцию сразу строят из расчета укрытия ее жилых помещений под снегом, то все строения размещают на дне вырытого в снегу тоннеля глубиной 5 – 6 м; над крышами домиков вровень с местностью тоннель закрывают гладким перекрытием, по поверхности которого свободно переносится снег, не отлагаясь и не накапливаясь. Если домики поставить просто на снегу, их за два-три зимних сезона занесет снегом так, что они окажутся погребенными под многометровой снежной толщей. Под тяжестью снега крыши домиков могут обрушиться.

Помещения, в которых можно искусственно создавать требуемые климатические условия, называют микроклиматическими камерами. В них можно задавать любой режим температуры, влажности и ветра. Существуют и такие камеры, в которых можно задавать режим радиации.

Используются микроклиматические камеры для исследований теплового состояния людей и животных при различных режимах температуры и ветра, а также для определения теплозащитных свойств различных образцов одежды и оценки способности человеческого организма к адаптации в экстремальных условиях, к восстановлению теплопотерь.

Такого рода исследования в микроклиматических камерах широко практикуются в Арктическом и Антарктическом научно-исследовательском институте в Ленинграде при подготовке полярных экспедиций. Камеры позволяют создать и сохранять в течение нескольких часов режим холода и сильного ветра, сильного холода и слабого ветра и т. д. Например, -28 ± 0,9°C и ветер 6,1 ± 0,4 м/с или -36 ± 0,9°C и ветер 2,5 ± 0,2 м/с.

По результатам испытаний людей и одежды в микроклиматической камере можно определять доступную продолжительность пребывания на морозе человека в различной одежде.

Микроклимат в кабине самолета искусственно поддерживается на уровне условий, соответствующих зоне комфорта. Для этого работает система кондиционирования воздуха, автоматически регулирующая режим температуры и влажности, а также атмосферного давления внутри кабины самолета. Герметичность кабины позволяет поддерживать атмосферное давление, равное примерно 3/ 4нормального давления на уровне моря даже при полетах на самых высоких эшелонах в нижней стратосфере, где давление вне кабины в три-четыре раза меньше, чем на уровне моря. Забортный воздух, прежде чем поступить в кабину самолета, нагревается до обычной комнатной температуры и сжимается в турбокомпрессоре. Одновременно в нем происходит разрушение значительной части избыточного озона, что также очень важно, так как озон оказывает освежающее действие только при небольшой его концентрации, обычной в приземных слоях атмосферы. Если же концентрация озона в воздухе достигает более одной десятимиллионной части по объему, то озон начинает оказывать токсичное влияние на человеческий организм.

Воздух у земной поверхности содержит незначительное количество озона, составляющее стомиллионные доли по объему. К такой его концентрации или несколько большей человеческий организм привык, в этом случае озон не является для него токсичным. С высотой в атмосфере содержание озона возрастает, но его концентрация в тропосфере остается в пределах допустимой. Однако уже в стратосфере, выше тропопаузы, концентрация озона резко возрастает и несколько превышает допустимую уже на эшелонах полетов обычных дозвуковых самолетов в нижней стратосфере, а на эшелонах полетов сверхзвуковых самолетов, приближающихся по высоте к уровню максимальной концентрации озона (21-26 км), превышает ее уже в несколько раз. Воздух, подаваемый в кабины сверхзвуковых самолетов, должен пропускаться не только через турбокомпрессоры, но и через специальные фильтры, освобождающие его от избыточной концентрации озона, поскольку в турбокомпрессорах разрушается только 75 – 90% количества озона, превышающего допустимый уровень.

Наряду с бесчисленными «почему» об окружающем их мире, дети имеют обыкновение задавать старшим вопросы и о погоде, и при этом чаще всего самые неожиданные. Не всегда на эти вопросы легко ответить, и не только потому, что не все очевидные вещи доступны пониманию ребенка, но еще и потому, что дети, с их наблюдательностью, способны останавливать внимание на деталях, ускользающих от внимания взрослых. Ниже приводятся вопросы и ответы на них из числа тех, с которыми пришлось столкнуться автору в беседах с внуком и его сверстниками, а также с их родителями, просившими помощи для удовлетворения любознательности своих маленьких «почемучек».