Гэвин Претор-Пинни - Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас

Струйные стоячие волны формируются также и в атмосферных потоках — там их иногда можно увидеть как облака lenticularis [33] Lenticularis (лат.) — чечевицеобразные (прим. перев.) . Эти облака появляются в том случае, когда потоки ветра натыкаются на довольно крупное препятствие — холм или гору — и взмывают вверх. А свое название облака получили от латинского слова lentil, что значит «чечевица».

Ничего смешного в таком названии нет — облака и впрямь напоминают чечевичные зерна, пусть даже зерна эти белые и плывут по небу несколько километров.

Подбрасывающее воздушный поток вверх препятствие геологического происхождения действует точно так же, как и камень в ручье, или водораздел в Айсбахе. Когда атмосфера, как выражаются метеорологи, стабильна, воздушный поток поднимается и ныряет вниз со стороны, защищенной горой — совсем как водный поток. До тех пор пока ветер дует с постоянной скоростью, невидимая стоячая волна воздуха остается на месте с подветренной стороны горного пика. При определенной температуре и влажности атмосферы возле одного или нескольких гребней волны образуются облака в форме чечевичных зерен.

Крошечные капли формируются, когда воздух, поднимаясь с переднего края волны, расширяется и охлаждается до температуры конденсации. Тогда-то мы и наблюдаем облака, парящие там, где им положено парить, — внутри потока крепкого ветра. То есть воочию наблюдаем стоячую волну ветра. Крошечные капельки, формируясь у переднего края волны, подхватываются ветром. Позади волны, там, где воздушный поток ныряет и вновь нагревается, они испаряются. Со стороны облако кажется застывшим, хотя на самом деле внутри него капельки носятся, подхватываемые взмывающим и низвергающимся воздушным потоком.

Чечевицеобразные облака — отличительный признак местности, годной для занятий планеризмом. Пилоты катаются на стоячей волне с подветренной стороны горной вершины совсем как мюнхенские серфингисты в водном потоке — маневрируют планерами из стороны в сторону, не покидая восходящую часть воздушного потока. Чечевицеобразные облака служат планеристам чем-то вроде маяков, указывающих на те места, где невидимая воздушная река взмывает — там можно подняться на планере, и устремляется вниз — такой нисходящий поток грозит разбить планер о землю.

Может показаться, что образование струйных стоячих волн зависит от потока, в то время как обычные движущиеся волны легко распространяются через неподвижную среду. Увы, все не так просто. Подобное утверждение справедливо далеко не для всех волн. Взять, к примеру, волны океанические. Течения возникают в океанах по всему миру; какой же эффект они оказывают на обычные движущиеся океанические волны? Иногда под влиянием течения волны превращаются в сущие чудовища.

Течение мыса Игольного проходит в юго-западном направлении вдоль восточного побережья Африки. Едва огибая мыс, самую южную точку континента, оно встречается со штормовыми волнами Южной Атлантики, идущими в противоположном направлении. Волны, сталкиваясь со встречным течением, замедляются. И сила их при этом убывает, подумаете вы. Ничего подобного! Не зря португальский мореплаватель Бартоломеу Диаш, шедший вдоль этого побережья в 1488 году, окрестил мыс Cabo das Tormentas [34] Cabo das Tormentas (порт.) — мыс Штормов; впоследствии переименован в мыс Доброй Надежды (прим. перев.). .

Чтобы разобраться в том, почему океанические волны, наталкиваясь на встречное течение, растут в высоту, нам придется нагнать тех самых пришельцев из предыдущей главы, космический корабль которых потерпел крушение в пустыне.

К этому времени они, выйдя на дорогу, дошли до ближайшего городка и оказались в торговом центре. Визг и вопли местных жителей порядком их напугали. Они ринулись бежать — так быстро, как только конечности с присосками им позволяли, рванув к эскалаторам в надежде укрыться на другом этаже. Но, будучи незнакомыми с таким хитроумным изобретением, совершили ошибку: побежали вверх по эскалатору, ведущему вниз. Когда на ленту эскалатора ступил первый пришелец, скорость его бега замедлилась, поскольку лента шла ему навстречу. Бежавший за ним следом пришелец в замешательстве остановился и только потом прыгнул на ленту. То же самое один за другим проделали и остальные. В итоге, борясь с идущим навстречу полотном эскалатора, пришельцы сбились в кучку. И только соскакивая с эскалатора наверху, напротив магазина женского белья, запыхавшиеся пришельцы вновь растянулись цепочкой — каждый прыгал с движущегося полотна на твердую землю немного раньше следующего за ним.

Примерно так же ведут себя и океанические волны, наталкиваясь на встречное течение. Они проходят через него, замедляясь: гребни волн жмутся друг к другу — длина волны сокращается. Поскольку иного пути у воды нет, она, благодаря эффекту гармошки, устремляется вверх — волны растут.

Этот самый эффект — одна из причин, по которым зыби у мыса Доброй Надежды вырастают до невероятных размеров. Но есть еще два фактора. Один — эффект Ревущих сороковых, океанических пространств: ватага яростных, беспощадных ветров несется вокруг земного шара на юг, не встречая на этих широтах Антарктического океана никаких препятствий в виде суши. Задувая навстречу Течению мыса Игольного, эти ветры щедро делятся своей энергией, подталкивая гребни волн вперед. Другой фактор — эффект, оказываемый на течение в момент фокусировки волновой энергии.

Тем временем пришельцы, оказавшись на верхнем этаже, вновь дружно хватаются за руки-присоски и с криками бегут вдоль торговых рядов. Тот, что в середине цепочки, спортивной формой не отличается и начинает отставать. Отставая, он потихоньку тянет за собой к середине крайних, которые мчатся стремглав.

То же самое происходит и с волнами по обе стороны от Течения мыса Игольного. Они, подобно более спортивным пришельцам по краям цепочки, продвигаются быстрее, не натыкаясь по ходу следования ни на какие преграды вроде встречного океанического течения. Эти волны тоже затягивает в середину, но не потому, что в середине собрались сплошь хиляки — бег срединных волн замедляется встречным течением. Происходит рефракция, вызываемая волнами, меняющими скорость распространения при столкновении со встречным течением. Волны фокусируются в середине; там, внутри течения, их энергия концентрируется на небольшой площади акватории, вынуждая гребни взметываться еще выше.