Хмари і погода.
Утворення хмар пов'язане з вологістю повітря. Про неї щоранку говорять і диктори радіомовлення. Передаючи зведення погоди, вони називають при цьому відсоток відносної вологості повітря. Що ж це таке?
Для судження про ступінь насичення повітря водяними парами говорять про відносну вологість його. Відносна вологість являє собою відношення абсолютної вологості до максимальної при даній температурі і виражається у відсотках. Чим вище відносна вологість, тим вище насичення повітря водяними парами, тим ближче воно до максимального.
Вологість повітря має зв'язок і з барометричним тиском. Це обумовлено тим, що щільність водяної пари по відношенню до щільності повітря, що приймається за одиницю, дорівнює 0,623. Внаслідок цього вологе повітря легше сухого, а атмосферний тиск в ньому падає. Так, при температурі 20 ° і тиску 760 мм один кубічний метр ненасиченого повітря важить 1205 г, а насиченого водяними парамі- 1196 р Отже, коли люди дивляться на барометр і кажуть, що тиск падає, - це значить, що повітря стає вологим , насиченим водяними парами, і за певних умов можна очікувати опади.
Водяна пара в основному містяться в нижній частині атмосфери - тропосфері. У ній-то на різних висотах і зосереджена переважна більшість хмар.
Хмари мають величезне відношення до погоди. Їх називають погодооб-разующім фактором. так як вони визначають формування і режим опадів, що впливає на тепловий режим атмосфери і Землі. Вчені-метеорологи поділяють хмари на десять основних форм. Залежно від висоти нижньої межі хмар їх відносять до одного з трьох ярусів, або класів: верхньому. середньому або нижньому.
Купчасті хмари зазвичай виникають в теплу пору року, як правило, вранці, коли поверхня землі добре обігрівається і від неї походять потоки теплого повітря. Вдень вони збільшуються і досягають найбільшого розвитку в околополуденние годинник. У другій половині дня вони перетворюються в плоскі і розтікаються, або, навпаки, розвиваються в потужні хмари, утворюють хмарні нагромадження, гори, вежі.
Якщо говорити про погоду в масштабі всієї нашої планети, то потрібно зазначити, що вона визначається складною взаємодією таких сил, як сонячна енергія, атмосферне повітря, вода і суша. А в кінцевому підсумку основним фактором погоди на земній кулі є рух повітря, що знову-таки пов'язано з енергією сонячних променів, нерівномірно нагрівають різні широтні зони Землі і атмосферу над океанами і материками. Поверхня Землі нагрівається на екваторі і в тропічних поясах набагато сильніше, а на полюсах - слабше. І ось що з цього виходить. Гаряче повітря піднімається з екваторіальних областей і рухається в напрямку полюсів, в той час як щільні маси холодного полярного повітря спрямовуються до екватора. Але просування цих мас повітря йде не так легко і просто, як це здається. Адже Земля не однорідне тіло, поверхня її неоднакова - є гори, пустелі, ліси, океани і моря. Тому рух повітряних мас то прискорюється, то сповільнюється. Потоки повітряних мас стикаються, охолоджуються або нагріваються, змінюють свій шлях і характер.
Часто несподівані похолодання чи, навпаки, потепління пояснюються зіткненням циклонів і антициклонів. А їх розвиток як раз і пов'язане з особливостями нагрівання поверхні Землі. При зіткненні теплих мас повітря з холодними виникає величезний атмосферний вихор - циклон радіусом в декілька сот або навіть тисяч кілометрів, що переміщається зі швидкістю 30-40 км на годину. Тиск в центрі циклону зазвичай знижений і в самому циклоні переважає хмарна погода з опадами. На противагу циклону антициклон є область високого атмосферного тиску, в центрі якої спостерігаються низхідні потоки повітря. При цьому в центрі антициклону відзначається безхмарне небо, тиха стійка погода - влітку спекотна, взимку - холодна.
Величезний вплив на формування погоди на планеті і в нашій країні має зона Атлантичного океану. Саме тут, в районі Атлантики, і відбувається зародження потоків повітряних мас, що визначають погоду. Не випадково ж метеорологи всього світу називають Атлантичний океан кухнею погоди на планеті. А ось роль Тихого океану в створенні клімату нашої країни, в порівнянні з роллю Атлантичного океану, більш скромна.
З усього сказаного видно, що погода, як фізичний стан атмосфери в даній місцевості, протягом якогось періоду часу характеризується складним поєднанням і взаємодією цілого ряду метеорологічних факторів. У їх числі - атмосферний тиск. температура і вологість повітря. напрямок і сила вітру. інтенсивність сонячної радіації, хмарність, опади. Сукупність і послідовність змін погоди в певній місцевості в різні сезони року визначають її клімат.
Вивченням змін погоди займається наука метеорологія (від грецьких слів метеора - атмосферний або небесне явище і логос - вчення). У більш широкому сенсі метеорологія - це наука про фізичний стан атмосфери і відбуваються в ній. Службою погоди, як зараз прийнято говорити, відають співробітники спеціальних гідрометеорологічних станцій. У Росії таких станцій кілька сотень, а в усьому світі - десять тисяч. У нашій країні такі станції розташовані буквально всюди - в містах і селах, в лісах і степах, високо в горах і в піщаних пустелях, на островах і дрейфуючих крижинах, в тундрі і полярних льодах, на кораблях і навіть на штучних супутниках Землі.
Вивченням впливу погоди на організм людини, тварин і рослин займається наука біометеорологія. До кола її завдань входить з'ясування впливу на організм не тільки температури, вологості і тиску повітря, але і таких факторів, як сонячна радіація і сонячна активність, атмосферну електрику, іонізація повітря, дія космічних променів, радіоактивних речовин, різних газів і домішок до атмосферного повітря і багато інших. В даний час вже є велика кількість прикладів, які доводять вплив цих факторів на живі організми. Причому в сприйнятті їх, крім загальновідомих п'яти основних почуттів - зору, слуху, нюху, смаку і дотику, - людям і тваринам допомагають ще й багато інших рецепторні апарати. У їх числі - органи шкірного і м'язового почуття, теплорегулюючі механізми, системи, що регулюють кров'яний тиск і окислювально-відновні процеси в організмі, і інші пристосування, що забезпечують цілісність організму і взаємозв'язок його з умовами існування. А ось і приклад. Накопичення атмосферної електрики перед грозою і напруженість електричного поля викликають у багатьох людей зміна загального стану. У них з'являється млявість, слабкість, виникає почуття якогось невдоволення, занепокоєння, збудження. За дві години до грози у них збільшується кровонаповнення судин, змінюється швидкість кровотоку. А як тільки гроза пройшла - всі ці явища слабшають і проходять.
Тварини, які в природних умовах постійно піддаються впливу різних метеорологічних факторів, ще більш тонко, ніж людина, вловлюють навіть найнезначніші зміни погоди. Тим більше, що у них, як ми побачимо далі, є чимало таких органів для сприйняття зовнішніх впливів, яких немає у людини. При впливі несприятливих погодних умов у тварин виникає зміна звичних рефлекторних реакцій, з'являються порушення обмінних процесів і інші зрушення в стані організму. У відповідь на все це тварини реагують зміною своєї поведінки.
Хмари є важливою ланкою влагооборота на Землі. Вони можуть переміщатися на тисячі кілометрів, переносячи і тим самим перерозподіляючи величезні маси води. І хоча ми часто не бачимо в своєму районі хмар в небі цілими тижнями, вони все ж присутні в атмосфері в інших місцях і покризают близько половини небосхилу Землі. При цьому хмари містять в підвішеному стані до 10-ти в 9-го ступеня тонн води. Це величезний запас прісної води, що має надзвичайно важливе значення для людей, тварин і рослин нашої планети.
Буде несправедливо, якщо ми хоча б коротко не скажемо про роль лісів у накопиченні води та освіті хмар. У зимові холодні місяці року лісу збирають сніг і як би зберігають його, а точніше - зберігають воду. Влітку, коли тепло, дерева інтенсивно випаровують воду, вона збирається в хмари і переноситься ними в степ і на поля. Там вона проливається у вигляді дощу на благо інших рослин і на радість хліборобів (якщо тільки це відбувається не під час збирання врожаю). На земній кулі, за даними ООН, ліси займають площу 4,1 мільярда гектарів. З цієї кількості на частку нашої країни припадає мільярд з чвертю гектарів. Ось і підрахуйте, скільки ж води вони зберігають взимку у вигляді снігу і скільки випаровують її влітку.
Цікава деталь. в містах зараз дощів випадає більше, ніж в сільській місцевості. Американські вчені пояснюють це наступним чином. Дим і пил, що викидаються в повітря міським транспортом і підприємствами, викликають конденсацію водяної пари в атмосфері і випадання їх у вигляді дощу. По неділях ця картина змінюється і кількість дощів в містах зменшується. По суті першопричина все та ж. У вокресенье багато підприємств не працюють, забруднення повітря знижується і умов для освіти і випадання опадів менше. Наводяться і такі дані: в Чикаго дощів випадає на 10% більше, ніж у приміській зоні. Помітна різниця і в кліматі - в місті він м'якше, так як бетон акумулює тепло, що випромінюється міськими будівлями і транспортом.
Роси мають важливе сільськогосподарське значення. Завдяки їм різко сповільнюється зниження температури повітря, запобігають заморозки і, крім того, утримується волога, особливо потрібна рослинам в суху пору року. Встановлено, що рослини засвоюють не тільки грунтову воду, але і дуже добре захоплюють листям крапельки води з роси і туману.