Вопросы о погоде
Шрифт:
Конечно, необычность погоды – вещь весьма относительная. Скажем, выпадение снега летом где-либо на Огненной Земле, на крайнем юге Америки или на мысе Нордкап, на крайнем севере Европы, – явление не такое уж привычное, но все же никого особенно не удивляющее, а вот снег в тропических районах Африки в разгар южноафриканского лета, выпавший в январе 1979 года в г. Мапуту, и удивил, и озадачил не только жителей страны Мозамбик, но и метеорологов обоих полушарий Земли. Накануне термометр показывал 42°C, стояла привычная тропическая жара – и вдруг горизонт заволокли темные облака, повалил снег и температура сразу упала на 27°C. Это ли не каприз погоды? Хотя снег тут же растаял и вскоре пошел обыкновенный тропический ливень, для жителей Мапуту этот снегопад явился событием исключительным, о котором будут вспоминать как о чуде.
В тот же январский день 1979
Поистине погода способна удивлять нас своими капризами. Никого не удивляют летние грозы, особенно жителей южных районов нашей страны. Значительно реже случаются грозы на севере, а на берегу холодного Чукотского моря они вообще редкость. Обычны при грозах раскаты грома и сверкание молний, однако шаровую молнию при грозе видеть удается очень немногим – явление это кратковременное и случается нечасто. Тем удивительнее кажется гроза, разразившаяся в 1972 году над поселком Полярное на Чукотке. В дом семьи строителя Егорова влетела шаровая молния, которая затем пробила каменную стену и вышла на улицу. Сообщение об этом было опубликовано в газете «Правда» 17 июля 1972 года.
В масштабах земного шара капризам погоды нет числа, они бесконечно разнообразны, но имеют, как правило, одну общую черту – возникают неожиданно и их очень редко удается предсказать синоптикам, хотя иногда все же удается.
В чем же причины этих капризов? Какова их природа и как следует к ним относиться: как к явлениям случайным, сродни чудесам, или как к явлениям, хотя и редким, но закономерным, не таящим в себе ничего странного и непостижимого? Попробуем разобраться.
4.1. Как часто на Земле наблюдаются капризы погоды, не стало ли их больше в последнее время?
Случаи необычного хода погоды, ее отклонений от привычной «нормы» для какой-то местности наблюдаются, в масштабах земного шара практически каждый день. Так же ежедневно происходили такие случаи и в прошлом, но теперь благодаря современным средствам связи и лучше налаженному обмену информацией мы об этом узнаем чаще и регулярнее, чем это было, скажем, в прошлом веке. Поэтому может показаться, что сейчас погода стала более капризной, чем была раньше. На самом же деле климат Земли и все явления погоды за последние две тысячи лет существенно не менялись, во всяком случае в какую-либо одну сторону.
Секретариат Всемирной метеорологической организации (ВМО) в своем ежеквартальном бюллетене помещает из года в год обзор важнейших явлений погоды на Земле, повлекших за собой серьезные последствия – человеческие жертвы, массовую гибель скота, потери урожая, разрушения и опустошения городов и сел, многомиллионные убытки и т. п. Каждый год число стран, где наблюдаются такого рода явления, составляет несколько десятков. Средства массовой информации ежедневно сообщают о случаях сильных дождей, вызвавших наводнения, о засухах и связанных с ними лесных пожарах, о выпадении града, погубившего посевы и урожаи винограда или фруктов, о снежных заносах и лавинах в горах и т. п. Каждый такой случай происходит в каком-то определенном районе, сравнительно редко разные по характеру события повторяются в одном и том же месте. Земля велика, и на ее поверхности постоянно наблюдается самая разнообразная погода: и хорошая, и плохая, и такая, как обычно, и совсем не похожая на повседневную, отличная от той, к которой люди привыкли. В одном месте она теплее, чем обычно, в другом – холоднее, в одном – суше, в другом – дождливее и т. д. Однако привычные условия погоды остаются незамеченными, а каждое отклонение погоды от привычного хода вызывает интерес, становится заметным.
4.2. Можно ли предсказать капризы погоды?
В принципе можно, но не все. Прогноз капризов погоды связан с субъективными факторами – зависит от квалификации, опыта и даже личности синоптика: ведь трудно предусмотреть в прогнозе явление, до сих пор никогда в данной местности не наблюдавшееся (как, например, шаровая молния в Полярном или снег в Мапуту). У синоптиков недалекого прошлого было в ходу неписаное «железное» правило, которое внушали старшие коллеги своим младшим, начинающим товарищам по профессии: «Не предсказывай то, чего не бывает в природе». Иными словами, составляя прогноз погоды, надо учитывать пределы изменения прогнозируемых характеристик, известные в климатологии. Логически все верно. Но ведь случаются и исключения – и касаются они как раз редких или даже крайне редких явлений, не зафиксированных в климатических справочниках. Они-то и воспринимаются как капризы погоды! Внедрение расчетных методов в практику составления прогнозов погоды, основанное на использовании ЭВМ, внесло изменения в положение дела с прогнозом редких явлений, но далеко не всех, так как не все метеорологические элементы можно предвычислять. Атмосферное давление, например, можно. И самое высокое значение атмосферного давления, никогда раньше не фиксировавшееся на Земле, было правильно спрогнозировано ЭВМ: оно составило 1083,2 гПа и было отмечено на станции Агата (Советская Арктика) 31 декабря 1968 года. Предвычисление ливней, гроз, града, смерчей и других подобных явлений, к сожалению, пока невозможно с требуемой точностью. Отсюда и трудности предсказания капризов погоды.
4.3. Как возникают грозы?
Грозы возникают при высокой неустойчивости воздуха, что бывает, когда температура воздуха с высотой понижается очень быстро – примерно на 10°C на каждый километр высоты или еще быстрее – и, кроме того, воздух богат влагой и достаточно прогрет в нижнем слое атмосферы. Для развития грозы нужна значительная энергия, сосредоточенная в сравнительно небольшом объеме кучево-дождевого облака. Черпается эта энергия из водяного пара, который, поднимаясь вверх и охлаждаясь, конденсируется, выделяя тепло. Условия, благоприятные для образования гроз, обычны для низких широт, районов с жарким и влажным климатом. Там грозы могут происходить круглый год. В странах умеренного пояса благоприятные для грозообразования условия чаще возникают в теплое время года.
Грозы бывают внутримассовые – развивающиеся в какой-либо одной термодинамически неустойчивой воздушной массе и фронтальные – развивающиеся на атмосферных фронтах, которые разделяют разные воздушные массы. Внутримассовые грозы, в свою очередь, подразделяются на тепловые, орографические и адвективные. Последние возникают при переносе (адвекции) относительно холодной влажной воздушной массы на перегретую поверхность суши или моря.
4.4. Что такое линейная молния?
10. Линейные молнии. Разряд между облаками и землей
Разряды атмосферного электричества при грозах могут происходить внутри грозовых облаков, между облаками и между облаком и землей. Во всех случаях разряд возникает между различно заряженными очагами атмосферного электричества в виде мгновенно пробегающей между ними молнии. Чаще других наблюдается линейная молния (фото 10). Она имеет форму ломаной или зигзагообразной ярко светящейся линии, представляющей собой путь электро нов, движущихся со скоростью около 3 • 104 км/с. Наблюдатель видит линейную молнию ничтожную долю секунды – время, необходимое для того, чтобы электрический разряд прошел путь от одного очага к другому, составляющий обычно несколько километров.
4.5. Что такое шаровая молния?
Шаровая молния существенно отличается от обычной линейной и других видов молний, притом не только своей формой, напоминающей круглый светящийся мячик диаметром от 3 до 20 см, но и природой, условиями возникновения и существования. Явление это наблюдается при сильных грозах, как правило, после многократных разрядов с обычными молниями и выпадения дождя, то есть оно носит вторичный характер, является следствием ранее осуществившихся грозовых разрядов. Продолжительность существования шаровой молнии – от нескольких секунд до минуты, скорость ее движения незначительна, она может быть несколько секунд даже неподвижной.