Несчастья невских берегов. Из истории петербургских наводнений
Шрифт:
Упрощенные копии синоптических карт с циклонами и антициклонами нам по нескольку раз в день демонстрируют по телевизору. Мы видим, что от Чукотки и Камчатки до Петербурга и Калининграда располагается 5– 8 циклонов, разделенных причудливыми линиям теплых и холодных фронтов между собой и от антициклонов. Достаточно беглого взгляда на такую картинку, чтобы судить о погоде по всей России.
Циклоны и антициклоны в полном виде мы рассмотреть воочию не можем. Но мы можем судить об их приближении и развитии, если постараемся терпеливо наблюдать текущую погоду и ее последовательные изменения. Например, в прекрасные сентябрьские дни «бабьего лета» в Петербурге, когда хочется, чтобы такие дни продолжались как можно дольше, вдруг замечаешь постепенное ослабление солнечного сияния. Через 12—18 часов, но не более чем через сутки-двое, облака уплотняются, переходят в сплошные и вскоре начинает
Однако не холодно: мы находимся в теплом секторе циклона. Ветер сбивает с ног, а вода достигает опасных пределов, вливаясь в некоторые улицы. И когда кажется, что потопа не миновать, ее уровень начинает понижаться. Ветер меняет направление к северо-западному и северному, становится порывистым, пронизывающим, в воздухе несется осенняя листва, в облаках появляются просветы, заметно холодает. Это проходит холодный фронт. Еще несколько часов – и над городом открывается чистое небо. Но погода уже другая, совсем не «бабье лето». Даже если все успокаивается, все же чувствуется наступление осени. Мы находимся «в тылу циклона», в холодном воздухе. Заморозки по утрам, туманы, полный листопад. Это на смену циклону пришел, предвещая зиму, антициклон. Подобные перемены погоды происходят в любое время года, хотя и не столь отчетливо.
Синоптики, конечно же, видели на своих картах все эти циклы и стадии. Когда мы заметили первые тонкие облака, они обнаружили небольшую область пониженного атмосферного давления, начальную стадию образования «молодого» циклона, где-то на юге Балтийского моря или над Скандинавией.
Когда над нами опустились низкие облака, усилился ветер и стала возвышаться вода, циклон уже сформировался окончательно, «созрел», его центр на синоптической карте оказался уже у входа в Финский залив, а низкое давление охватило всю Балтику и распространилось на российский Северо-Запад. Четко обозначились теплый и холодный фронты. А когда у нас вода пошла на убыль, на карте стала вырисовываться область повышенного давления, циклон вступил в стадию окклюзии и начал уступать место антициклону.
Позволим себе небольшую оговорку. Не будучи в состоянии увидеть циклоны-антициклоны в целом, а наблюдая их лишь по местным признакам погоды, очень многие из нас, особенно пожилые, почти безошибочно чувствуют приближение и развитие этих погодообразующих атмосферных образований. Теперь уже не настаивают, что человек – царь природы, а чаще подчеркивают, что он ее частица и все ее капризы, так или иначе, воспринимаются человеком. Не будем, однако, углубляться в вопрос влияния погоды на человека. Достаточно того, что погода – самое сложное явление в неживой природе. Изучение связи погоды с еще более сложной живой природой оставим биологам и врачам.
И еще. Редкое литературное произведение обходится без описания погоды. Классики отечественной и мировой литературы были прекрасными наблюдателями. Их картины погодных колебаний не только соответствуют научным представлениям, но во многих случаях подсказывают метеорологам особые детали явлений, призывают обращать внимание на погодные тонкости. Образцом может служить, конечно же, Пушкин. Его описание редкостного – однажды за 306 лет – наводнения 7 (19) ноября 1824 г., с безукоризненной точностью соответствует поведению исключительно активного и глубокого циклона, сменившегося антициклоном.
Сердито бился дождь в окно, И ветер дул, печально воя… Нева всю ночь Рвалася к морю против бури… И вдруг, как зверь остервенясь, На город кинулась… И всплыл Петрополь… Утра луч Из-за усталых, бледных туч Блеснул над тихою столицей….Или – зимняя изменчивость погоды:
Вечор,Циклоны и антициклоны, ответственные за повседневную погоду – лишь один из видов атмосферных движений, пространственно-временное разнообразие которых необычайно широко: от долей секунды и мизерных расстояний до десятков тысячелетий в масштабах всей Земли. Изначальная причина такого разнообразия – в неповторимости и уникальности нашей планеты.
Сферы, сферы, сферы…
Структура Земли в современную эпоху поддается прямым измерениям и наблюдениям только на поверхности, в космосе, в атмосфере, в океанах и на небольших, всего до немногих километров, глубинах в земной коре. Средний радиус Земли составляет 6370 км – не так уж много, меньше, чем от Петербурга до Хабаровска – и практически на всем этом расстоянии еще не удалось провести прямых измерений внутренней структуры планеты. Об этом судят только по косвенным данным с помощью сейсмического и электромагнитного зондирования путем расчета скоростей упругих волн от очагов землетрясений или от сильных подземных (ядерных) взрывов.
Полученные геофизические данные указывают, что современная Земля состоит из следующих, начиная с самых глубоких, разнородных слоев.
1) Ядро с внутренним твердым слоем на глубинах 5100– 70 км, внешним жидким слоем на глубинах 2900—5000 км и переходным слоем между ними на глубинах от 5000 до 5100 км;
2) Мантия со слоями: нижним (1000—2900 км), средним (400– 1000 км) и верхним (30-400 км).
3) Земная кора – литосфера, верхний слой твердой Земли от поверхности до глубин 30—33 км. Состоит из трех типов пород: изверженных (застывших потоков расплавленной магмы), осадочных (состоящих из пород, разрушенных действием воды и ветра, а также из растворенных веществ и остатков организмов) и метаморфических (состоящих из пород первых двух типов, подвергшихся действию высокой температуры и сильного давления в глубоких слоях литосферы).
Такие представления позволили геофизикам рассматривать Землю, всю ее мантию от ядра до земной коры, как вращающийся толстостенный шар с внутренней жидкой полостью, в которой плавает небольшое шарообразное твердое ядро, могущее вращаться иначе, чем мантия.
4) Гидросфера – Мировой океан, покрывающий планету на 71% ее поверхности. Наличием гидросферы Земля отличается от других планет Солнечной системы. Вода в 800 раз плотнее воздуха. Вода обладает исключительной теплоемкостью: изменение температуры единичного объема воды на 1° изменяет на ту же величину 3,3 тысячи объемов воздуха. Наибольшая плотность воды достигается при +4°, благодаря чему лед остается на ее поверхности. Отличительной особенностью вод Мирового океана является его соленость: на 1 литр воды приходится (грубо) 35 граммов солей, 90% из которых приходится на хлористые соединения. Вода обладает наибольшим поверхностным натяжением среди жидкостей, кроме ртути. На единицу поверхности океана приходится примерно на 20% больше тепла, чем на ту же поверхность суши. Таковы лишь главные особенности гидросферы Земли, оказывающие влияние на атмосферу, на формирование погоды и климата.
5) Атмосфера – внешняя газовая оболочка, ограниченная снизу твердой или жидкой подстилающей поверхностью, то есть сушей или океаном.
Мы занимаемся погодой Петербурга и совсем небольшого, в масштабах Земли, региона, так что крупномасштабные геофизические проблемы нам просто не объять, да и находятся они вне нашей темы. Но рассмотреть подробнее атмосферу Земли нам необходимо. Она – объект удивительный, уникальный (автор надеется, что читатель не взыщет строго за частое употребление этого слова, кстати, используемого ныне по поводу и без повода в самых разных случаях). Атмосфера содержит 5300 триллионов тонн воздуха – вес, который трудно себе представить. Но это всего лишь одна миллионная часть массы всей Земли. Между массами планеты и ее атмосферы существует замечательная (уникальная!) взаимосвязь. Будь Земля легче, ей было бы труднее удерживать свою воздушную оболочку. Луна, например, почти в сто раз легче Земли и вокруг Луны атмосферы нет… Будь Земля тяжелее, ее атмосфера была бы более плотной и тонкой, и погода на нашем шарике была бы совсем иной…