Вопросы о погоде
Шрифт:
Будущая погода – на следующий день, месяц, сезон или год – интересовала людей всегда. В глубокой древности человек зависел от погоды не меньше, а, пожалуй, больше, чем сейчас. Первобытный собиратель корней растений, охотник, кочевник-скотовод, земледелец – все они нуждались в предвидении погоды. А верных примет погоды, доступных человеку, в природе не так уж много, особенно примет, предупреждающих с большой заблаговременностью о предстоящих переменах погоды.
Литературные источники древности полны упоминаний о погоде и ее изменениях, управляемых единым богом, богами или слугами богов. Античные ученые, например Аристотель, отмечали связь между отдельными явлениями погоды, в том числе между направлением ветра и состоянием неба, но дальше этого они не пошли.
Ученые, начиная с Аристотеля, занимались этой проблемой более двух тысячелетий, и лишь в прошлом веке наука стала делать первые и весьма скромные успехи. Только самые смелые оптимисты среди метеорологов
1.24. Почему краткосрочные прогнозы погоды общего пользования не всегда оправдываются?
Оправдываемость прогнозов погоды общего пользования в среднем составляет около 90%. Наука не в состоянии пока обеспечить абсолютную оправдываемость прогнозов. Это объясняется, в частности, неполнотой исходной информации о фактической погоде: ведь для прогнозов нужны сведения о погоде на большой территории, а разветвленная сеть метеорологических станций имеется далеко не везде (в океанах, например, или в горных областях она очень редка). Кроме того, прогнозируемые условия очень трудно детализировать, так как погода бывает разной даже в пределах одного города (в одном его районе выпал дождь, а в другом его не было, например). Отметим и то, что прогноз погоды общего пользования зависит не только от точности математических расчетов, но и от субъективных факторов – опыта и квалификации синоптиков, их умения интерпретировать данные расчетов, выполненных на ЭВМ (пока ЭВМ рассчитывает будущее значение только трех элементов – давления, температуры и ветра, и не для приземного слоя воздуха, а для вышележащих уровней). Люди же, как известно, могут иногда ошибаться.
1.25. Влияет ли на атмосферные условия вращение Земли вокруг своей оси?
Да, вращение Земли отражается на погодных условиях нашей планеты. Будь Земля неподвижной, не вращающейся, они были бы совсем иными. Существенна, однако, угловая скорость этого вращения, одинаковая для всех точек земной поверхности, составляющая в среднем 0,729 • 10– 4 с– 1; линейная же скорость вращения, которая на полюсах равна нулю, а на экваторе достигает 464 м/с, то есть около 1700 км/ч, практического значения для условий погоды не имеет. Дело в том, что вся воздушная оболочка Земли – атмосфера – вращается вместе с Землею и с той же скоростью. Вращение Земли создает инерционные силы, в том числе отклоняющую силу вращения Земли, пропорциональную угловой скорости вращения планеты. Эта сила сказывается на любом горизонтальном движении, в том числе и на движении воздуха, го есть ветре. Она отклоняет поток воздуха от первоначального его направления в северном полушарии вправо, а в южном – влево. Поэтому ветер в северном полушарии дует не из области высокого давления в область низкого, а под некоторым углом (прямым или несколько меньшим его) к прямой, соединяющей их центры, так что низкое давление остается слева, а высокое – справа от направления движения воздуха. В связи с этим выравнивание неравномерностей в давлении происходит замедленно, возникшие ветры дуют длительно, создавая те или иные условия погоды. Кроме того, поскольку отклоняющая сила вращения Земли имеет неодинаковое значение в разных широтах (на полюсах она максимальная, на экваторе – равна нулю), движение воздуха в разных географических районах имеет свои особенности. Все это благоприятствует формированию вихрей большого масштаба (циклонов и антициклонов) в высоких и умеренных широтах и препятствует их возникновению вблизи экватора.
1.26. Действительно ли зима наступает при очередном удалении Земли от Солнца, а лето – при очередном приближении ее к Солнцу?
Для южного полушария это действительно так, но причина смены времен года на нашей планете не в изменении расстояния между Солнцем и Землей при движении последней по орбите, имеющей форму эллипса (рис. 4). Истинной причиной существования на Земле различных сезонов является наклон земной оси к плоскости земной орбиты. Благодаря этому наклону, неизменному (равному 23,5°) как во время суточного вращения Земли вокруг своей оси, так и во время ее годового вращения вокруг Солнца, создаются различные условия облучения земной поверхности в течение года. Шесть месяцев северное полушарие наклонено к Солнцу и солнечные лучи падают
1.27. Зависит ли погода от состояния небесных светил и их положения на небосводе?
На состояние земной атмосферы, а следовательно и на погоду на Земле, могут оказывать влияние лишь светила, являющиеся источником энергии, поступающей на нашу планету. Солнце – практически единственный такой источник, и, значит, это единственное светило, от положения на небосводе и состояния которого зависит погода на Земле. Остальные звезды, другие планеты солнечной системы так же, как Луна, никакого прямого влияния на погоду Земли не оказывают, хотя условия их наблюдения с Земли сильно зависят от условий погоды. Это-то и дало повод людям в далеком прошлом связывать с положением небесных светил происходящие на Земле изменения погоды.
1.28. Влияет ли Луна на погоду на Земле?
Луна, совершая движение вокруг Земли, создает приливные волны в океанах. В значительно меньших масштабах приливо-отливные волны возникают в атмосфере. Их можно заметить по показаниям приборов, измеряющих атмосферное давление, – барометров. Эти колебания давления настолько незначительны, что практически не оказывают влияния на погоду. Однако поскольку Луна видна в основном в ясную малооблачную погоду, люди привыкли связывать ее появление с хорошей летней погодой или ясной морозной зимней. Это породило ложное представление о влиянии Луны на погоду, нашедшее отражение в народных приметах. Некоторые люди разделяют это заблуждение и в наши дни, хотя абсурдность подобных представлений доказана наукой несколько веков тому назад. Еще в XVIII веке иезуит Беро представил Французской академии наук убедительные доказательства отсутствия связи между фазами Луны и погодой, позже к таким же выводам пришли и многие другие исследователи, в том числе известный французский ученый физик и астроном Араго в 1833 году.
В научной литературе встречаются указания на существование незначительного эффекта астрономических воздействий, в том числе и связанных с Луной, на атмосферную циркуляцию, однако масштабы этих воздействий по сравнению с другими факторами настолько малы, что практически в условиях погоды не проявляются: изменения фаз Луны имеют строгую периодичность, которой нет в изменениях погоды.
1.29. Влияют ли на погоду пятна на Солнце?
Время от времени на поверхности Солнца, по обе стороны солнечного экватора, возникают темные, то есть более холодные, участки. Они представляют собой вырвавшиеся наружу газовые вихри, зародившиеся в солнечном ядре, С Земли они выглядят как небольшие, подвижные и изменяющиеся по величине пятна, продолжительность существования которых – от нескольких дней до недели, а изредка и более. Действительные размеры этих пятен примерно от 1000 до 80 000 км в поперечнике. Возникновение и исчезновение солнечных пятен – свидетельство бурных процессов, происходящих на Солнце, проявление его активности, которая имеет значение и для жизни на Земле в том числе, возможно, и для процессов в земной атмосфере. Однако колебания солнечной активности вообще в очень незначительной степени отражаются на поступлении на Землю тех видов лучистой энергии, которая связана с формированием погоды. Кроме того, механизм погодообразования, то есть возникновения облачности, осадков, ветра и разных метеорологических явлений в тех или иных районах земного шара, так сложен, что проследить непосредственное воздействие солнечных пятен на погоду в какой-либо точке земной поверхности не представляется возможным ни теоретически, ни практически.
В периоды максимального увеличения количества солнечных пятен, которые повторяются в среднем через 11 лет (а фактически через разные промежутки времени, от 7 до 17 лет), погода на Земле ничем не отличается от погоды в другие годы: в одних районах она может быть необычайно жаркой, а в другой в это же самое время – необычайно холодной и т. п. Это многократно доказано материалами наблюдений. Так, при повышенной солнечной активности в сентябре 1980 года на Черноморском побережье Кавказа выпала годовая норма осадков, а на южном берегу Крыма – меньше месячной нормы. В другие годы с повышенной солнечной активностью осенью на Кавказе осадков выпадало меньше обычного, а в Крыму – больше нормы (например, в 1972 году). Средняя годовая температура воздуха, среднее годовое количество выпадающих осадков и т. д. в целом на планете остаются неизменными.