Вопросы о погоде (часть 1)

1. Что такое метеорология?

Название свое наука "метеорология" получила от греческого слова "метеора", означающего "нечто в небе"; буквально это наука о метеорах (не метеоритах!). Изучает метеорология гидрометеоры (дождь, снег, град), воздушные метеоры (ветер, пыльные бури), литометеоры (пыль, пыльца), светящиеся метеоры (радуги, миражи), огненные метеоры (молнии) и т.д.

Метеорологию называют также наукой о погоде. Такое более простое толкование этой науки достаточно точно отражает ее содержание и в настоящее время наиболее употребительно.

2. Существует ли прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды?

Поскольку в областях высокого атмосферного давления - антициклонах - погода чаще всего бывает лучше, чем в областях низкого давления - циклонах, то в принципе рост атмосферного давления (и увеличение высоты столбика ртути в барометре) с некоторой вероятностью может служить признаком улучшения погоды, а понижение давления и низкое значение его - предвестником ухудшения ее. Таким образом, более существенна тенденция изменения давления, а не абсолютное его значение. Однако условия погоды определяются далеко не одним атмосферным давлением, поэтому полагаться только на этот признак нельзя, можно ошибиться, что и случается нередко при пользовании старинными приборами-анероидами, снабженными помимо шкалы давления надписями типа: "сухо", "переменно", "к осадкам" и т.п.

3. Что такое относительная влажность?

Воздух может быть сухим или влажным. При одной и той же температуре воздуха содержание водяного пара в нем может колебаться в широких пределах: от максимально возможного (полное насыщение) до нуля (абсолютно сухой воздух). Относительная влажность и характеризует собой степень насыщения воздуха водяным паром. Она представляет отношение фактически имеющегося в воздухе количества водяного пара к максимально возможному его количеству при данной температуре. Выражается относительная влажность в процентах, например, 100% - полное насыщение, 50% - насыщение наполовину и т.д. Относительная влажность, таким образом, не характеризует абсолютное содержание в воздухе водяного пара, которое в зависимости от температуры воздуха может быть значительным и при небольшой относительной влажности (например, в жару) и очень малым - при высокой относительной влажности (например, в сильные морозы).

4. Могут ли изменения погоды вызвать землетрясение?

Развитие атмосферных процессов никак не связано с состоянием земной коры и, таким образом, непосредственной причиной колебаний отдельных участков земной поверхности быть не может. Однако в зонах сейсмической активности возможны ситуации, когда быстрая смена барических систем и вызванное ею резкое изменение атмосферного давления над какой-то местностью дают толчок вертикальному смещению находящихся в состоянии неустойчивого равновесия пластов земной коры, то есть фактически провоцируют землетрясение, назревающее в природе независимо от атмосферных процессов. Другими словами, перемещение крупных атмосферных вихрей, сопровождающееся резкими колебаниями атмосферного давления над значительными площадями земной поверхности, способно ускорить возникновение землетрясения, но прямой причиной последнего быть не может.

5. Можно ли заранее узнать, каким будет лето или зима?

Среди других ошибочных представлений о признаках погоды существует и такое: "после морозной зимы будет жаркое лето, а после холодного лета - теплая зима". Это заблуждение основано на мнении, что существует некий закон компенсации, то есть неизбежность выдерживания среднегодового режима погоды: если в одном сезоне было отклонение в одну сторону, то в последующих сезонах должно быть отклонение в сторону противоположную. Конечно же, прямой связи между погодой в различные сезоны года не существует, это доказано трудами многих исследователей. Аномалии погоды бывают не только сезонными, но и годовыми, и следовательно, аномально теплыми или аномально холодными могут оказаться оба сезона - и зима, и лето; кроме того, после одного аномального теплого сезона несколько более холодными могут оказаться один или несколько других сезонов года, и год в целом будет обычным, близким к норме...

Прогнозы погоды на сезон иногда бывают удачными, так что в принципе, при определенных ситуациях, узнать, каким будет лето или зима, можно, но, как правило, научно обоснованный ответ на такой вопрос дать нельзя.

6. Почему один из самых древних метеорологических приборов - флюгер украшался фигурой петуха, а в английском языке он даже носит название "погодный петух" (weather cock)?

В Европе обычай украшать указатель направления ветра фигурой петуха берет свое начало с IX в., когда по указу папы римского шпиль каждого церковного храма должно было венчать изображение этой птицы - эмблема апостола Петра, который, по преданию, отрекся от Христа трижды, прежде чем петух успел прокричать дважды. Это одна версия. По другой версии, петух на шпиле церковного храма служил напоминанием о том, что "церковь бдит над душами верующих".

7. Какие метеорологические элементы воздействуют на самочувствие человека в первую очередь?

Прежде всего - это температура и влажность воздуха, которые определяют теплосодержание воздуха. Затем следует назвать ветер, поскольку он создает принудительную конвекцию, благоприятную для человека в теплое время и неблагоприятную - в холодное. Солнечная коротковолновая и излучаемая земной поверхностью длинноволновая радиация также играют важную роль в жизни человека.

К важнейшим метеорологическим характеристикам, влияющим на человеческий организм, следует отнести и состояние неба, поскольку оно определяет условия освещенности и количество поступающих на Землю ультрафиолетовых лучей, оказывающих непосредственное воздействие на кожный покров человека. Нельзя забывать и об атмосферном давлении, регулирующем парциальное давление кислорода. Определенную роль играют и состояние магнитного поля Земли, ионизация воздуха, атмосферное электричество. Сама собой разумеется важность опасных для человека явлений, приносящих стихийные бедствия вроде смерчей, шквалов, наводнений, селей и пр.

8. Как возникают грозы?

Грозы возникают при высокой неустойчивости воздуха, что бывает, когда температура воздуха с высотой понижается очень быстро - примерно на 10°С 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, обычно налицо в низких широтах, в районах с жарким и влажным климатом. Там грозы могут происходить круглый год. В странах умеренного пояса благоприятные для грозообразования условия чаще возникают летом.

Грозы бывают внутримассовые, развивающиеся в какой-либо одной термодинамически неустойчивой воздушной массе, и фронтальные, которые развиваются на атмосферных фронтах, разделяющих разные воздушные массы. Внутримассовые грозы, в свою очередь, делят на тепловые, орографические и адвективные. Последние возникают при переносе (адвекции) относительно холодной влажной воздушной массы на перегретую поверхность суши или моря.

9. Для чего нужны климатические справочники?

В климатических данных нуждаются все отрасли народного хозяйства. Особенно остро они необходимы при планировании строительства новых предприятий, транспортных магистралей, линий связи и электропередач, жилых массивов, а также при выполнении многих других самых различных работ, в том числе связанных с освоением земельных площадей, осушением болот, лесонасаждениями, созданием водохранилищ, ирригационных и мелиоративных или оросительных систем.

Практически любые работы - строительные, сельскохозяйственные и т.д. - невозможны без учета характерных для той или иной конкретной местности условий погоды - режима температуры, осадков, ветра, повторяемости и интенсивности различных метеорологических явлений (например, туманов, метелей, гроз, гололеда, шквалов, ураганных ветров и т.п.).

Различные строительные и эксплуатационные нормы рассчитываются, исходя из средних характеристик метеорологических условий и возможных отклонений от них, так называемых экстремальных значений, содержащихся в климатических справочниках. Культивирование наиболее пригодных сортов злаков, фруктов и овощей, разведение тех или иных пород домашних животных также требует знания и учета климатологической информации, содержащейся в справочниках. Даже разработка туристических маршрутов или планов горных восхождений альпинистов требует подробных данных, имеющихся в климатических справочниках!

10. За сколько лет наблюдений берутся данные для климатических справочников?

В климатологии принято считать достаточным для осреднения ряд наблюдений за 30 лет. Желательно, чтобы для всех пунктов, помещаемых в справочниках, это были данные за одни и теже годы. В справочниках используются данные за все имеющиеся годы наблюдений, для отдельных пунктов ряды наблюдений составляют более 100 лет, для других - несколько десятков лет.

11. Какова научная основа местных признаков погоды?

По наблюдениям из одной точки на поверхности земли, без информации о погоде в других местах, то есть без использования карт погоды, можно судить о развитии атмосферных процессов и связанным с ним изменением погоды по ряду признаков. Первое и самое надежное из них - состояние неба, и прежде всего облачности. Именно с облаками связано выпадение осадков, так же как изменение температуры и влажности воздуха, видимости, усиление или ослабление ветра и многое другое. Кое-что о возможном изменении погоды может подсказать ветер: перемена его направления, изменение скорости. Ведь с ветром переносятся несущие с собой различную погоду воздушные массы - холодные, теплые, сухие, влажные, устойчивые или неустойчивые и т.д. Ветры же приносят нам некоторые виды тумана, облачность, континентальную пыль, а в некоторых районах и песок. Если наблюдатель располагает прибором для изменения атмосферного давления, хотя бы барометром-анероидом, а еще лучше - барографом и может судить о характере изменения давления, так называемой барической тенденции, то эти данные помогут ему лучше разобраться в происходящих в атмосфере процессах. Сопоставляя эти данные с характером изменения облачности, он в состоянии уверенно судить о погоде на ближайшие часы.

Кроме того, наблюдательный человек заметит и изменение в таких деталях окружающего его мира, как поведение некоторых животных, насекомых, цветов и листьев растений, состояние воды в водоемах, появление характерных запахов, окраски зари, цвет неба, то, как выглядит днем Солнце, а ночью звезды и Луна... Все эти мелочи - свидетельства происходящих в атмосфере процессов. По ним можно судить, таким образом, о том, что происходит в атмосфере, а следовательно, и о том, каких можно ожидать изменений погоды. Следует помнить, что все подобные заключения могут быть лишь приблизительными, но ни в коей мере не категорическими. Ко всему, для успешности пользования местными признаками очень желательна хотя бы небольшая метеорологическая подготовка и, само собой разумеется, - хорошее знание всех признаков и объективность в их оценке: нельзя желаемое выдавать за ожидаемое, что иногда случается с людьми увлекающимися.

12. О чем говорит появление на небе радуги?

Это бесспорное свидетельство выпадения дождя, освещаемого солнечными лучами из-за спины наблюдателя. Прогностического значения этот признак, к сожалению, не имеет, если не считать того, что наличие радуги говорит о кратковременном характере осадков, выпадающих из отдельных облаков со значительными просветами между ними.

13. Можно ли судить о погоде по закату солнца?

Можно: возможность видеть солнечный закат - уже свидетельство благоприятной погоды. Кроме того, кое-что говорят цвет неба, форма и размеры солнечного диска. Светлый золотистый цвет вечерней зари при безоблачном небе - признак спокойного состояния атмосферы, чистого сухого воздуха и сохранения хорошей погоды. Красная заря бывает при большой влажности воздуха и меньшей его устойчивости, следовательно, возрастает вероятность перемен в погоде - появления облаков, усиления ветра, но вовсе не обязательно резкого ее ухудшения. Солнечный диск у горизонта благодаря кажущейся сплюснутости небесной сферы представляется в несколько раз большим, чем когда солнце находится в зените. При влажном теплом воздухе диск становится слегка вытянутым по горизонту, приобретая форму овала, окрашивается в яркий красный цвет; при холодном сухом воздухе он бледнеет, форма его остается круглой, но размеры становятся меньше (все это из-за неодинакового преломления лучей различных частей солнечного спектра, отличающихся разной длиной волн). Если же солнце заходит за облака, появившиеся на горизонте, то очевидна вероятность изменения погоды, связанного как раз с приходом этих самых облаков; отсюда и широкая известность признака ухудшения погоды: "заходящее за тучу солнце приносит дождь"; правда, категоричность этого признака несколько сомнительна.

14. Что такое "бабье лето"?

Так в народе издавна называют период мягкой, солнечной, теплой, но не жаркой погоды, которая часто устанавливается осенью, после кратковременных похолоданий - свидетельство того, что кончилось лето. С этими погожими днями как бы возвращается на время лето. Продолжительность периода хорошей погоды в начале осени в разные годы бывает различная, как и время его начала. Обычно это одна-две недели, приходящиеся на середину сентября, но в иные годы это может быть и конец сентября или даже начало октября. В некоторых местностях в Центральной России "бабье лето" ждут к определенной дате - к 14 сентября; в прошлом эти дни отмечались, как сельские праздники.

С метеорологической точки зрения "бабье лето" - это первый осенний период с устойчивой антициклонной погодой, когда ночное выхолаживание почвы и воздуха еще не слишком сильное, а дневной прогрев хотя и существен, но не достигает предела, который воспринимался бы как жара.

В других странах существуют свои названия этого периода приятной погоды: например, в США он получил название "индейского лета".


Вопросы о погоде: Часть 2