В Англии имеется около 200 пунктов, регистрирующих погоду, приблизительно столько же имеется на территории всей остальной Европы. Кроме этого, «корабли погоды», расположенные в Атлантике, а также специальные самолеты, несущие дежурство, следят за изменениями погоды. Прогноз погоды составляют на основании этих сообщений и других метеорологических данных.
Карты, которые изучают специалисты по погоде, могут сообщить им различную информацию: районы с одинаковым давлением, участки с равной температурой, направление ветра, облачность или чистое небо, дождь или снег, количество выпавшего дождя, районы с повышенным или пониженным давлением.
Метеорологи, изучая карту, могут предсказать, что можно ожидать при данных условиях атмосферы. Они знают, что низкое давление означает сильные ветры из-за перемещения холодного воздуха на смену теплому, поднимающемуся вверх воздуху, насыщенному влагой. Высокое давление означает хорошую погоду.
В Северном полушарии ветры в районах с высоким давлением дуют по часовой стрелке. При низком давлении — против часовой стрелки. То есть даже направление ветра можно предсказать. Метеорологи также знают скорость перемещения участков с различным давлением.
Зная все эти детали, а также имея сообщения о погоде из многих районов страны, метеоролог хорошо представляет, какая погода ожидается в твоем районе!
Почему существуют времена года?
С давних пор человек удивлялся смене времен года. Почему летом тепло, а зимой холодно? Почему зимой ночи длинные?
Мы знаем, что Земля вращается вокруг Солнца, и одновременно она вращается вокруг своей оси. Вращаясь вокруг Солнца, она еще крутится, как волчок. Если бы ось Земли (воображаемая линия от Северного к Южному полюсу) располагалась под прямым углом к орбите Земли вокруг Солнца, у нас не было бы времен года, а все дни были бы одинаковыми.
Но ось Земли наклонена. Дело в том, что на Землю действуют различные силы. Во-первых, это притяжение Солнца, во-вторых, притяжение Луны, в-третьих, вращение самой Земли. В результате Земля вращается вокруг Солнца в наклонном положении. Это положение сохраняется круглый год, поэтому ось Земли всегда направлена в одну точку — на Полярную звезду.
Это означает, что часть года Северный полюс повернут к Солнцу, а вторую часть скрыт от него. Из-за этого наклона прямые лучи Солнца иногда освещают участок поверхности Земли к северу от экватора, иногда — на экваторе, иногда — к югу от экватора. Это различное воздействие прямых солнечных лучей на участки земной поверхности и вызывает смену сезонов в различных районах земного шара.
Когда Северное полушарие повернуто к Солнцу, в странах к северу от экватора лето, к югу — зима. Когда прямые лучи Солнца падают на Южное полушарие — здесь наступает лето, а в Северном — зима. Самые длинные и самые короткие дни в году называются днями зимнего и летнего солнцестояния.
Во всем мире в каждом году имеются двое суток, когда день равен ночи. Это происходит весной и осенью, ровно между днями солнцестояния. Осенью это происходит около 23 сентября — это осеннее равноденствие, весной около 21 марта — весеннее равноденствие.
Что такое реактивные потоки?
Сегодня мы часто слышим слово «реактивный», и ты считаешь, что понятие «реактивные потоки» в данном случае связано с реактивными самолетами. Но это совершенно не так!
Реактивные потоки являются частью системы ветров вокруг Земли, поэтому начнем с понятия «ветер». Ветры — это потоки воздуха, движущиеся параллельно поверхности земли и на небольшом расстоянии от нее.
Перемещение ветров в основном связано с наличием районов с различными давлениями, поэтому ветры дуют из районов с высоким давлением в районы с низким.
В глобальном (а не местном) масштабе можно сказать, что, в целом, холодный воздух перемещается от полюсов к экватору, а теплый — от экватора к полюсам. Это не равномерные потоки, а турбулентные струи воздуха. Различные условия влияют на погоду в каждом районе. На величину давления может оказывать влияние местный источник тепла. На направление ветра в районе оказывает влияние расположение суши, водной поверхности, гор.
И, наконец, в некоторых районах существуют участки, где почти постоянно существует высокое давление. Эти участки называются «антициклоны», и они определяют направление ветров в данном регионе.
Итак, ты можешь себе представить в целом, отчего дует ветер и что воздействует на него. Но все это относится к ветрам, которые дуют в нижних слоях атмосферы. Как известно, вокруг Земли существует атмосфера, которая простирается до высоты 2800 км. В верхних слоях атмосферы существуют другие условия для ветра. Ветры здесь дуют с большей скоростью, чем у поверхности Земли. На высоте порядка 9 км скорость ветра достигает такой величины, что его называют «реактивным потоком». Скорость такого потока достигает 200–400 км в час.
Откуда берется ветер?
Причины появления ветра можно рассматривать по-разному. Во-первых, можно рассматривать ветер применительно к своему району и, во-вторых, применительно ко всей поверхности Земли.
В любой местности существует разница давления, поэтому в данном районе дует ветер. Если ты живешь на морском побережье, ты можешь наблюдать это каждый день. В течение дня суша нагревается, воздух, находящийся над землей, поднимается вверх, а холодный ветер с моря занимает его место. Ночью земля остывает, вода же остается теплой, теплый воздух, находящийся над водой, поднимается вверх, и бриз уже дует с берега, занимая место теплого поднимающегося воздуха.
То, что происходит в нашем районе, происходит с ветром и в больших масштабах на земном шаре. На Земле самым теплым местом является экватор. Поэтому в этой полосе теплый воздух постоянно поднимается вверх. Этот воздух направляется в сторону полюсов, на север и юг. Затем на определенных широтах, называемых «конские широты», он опускается вниз и продолжает свое движение, но уже в двух направлениях — к полюсам и экватору.
Если бы не было вращения Земли, существовали бы только северные и южные ветры. Но из-за вращения Земли все ветры в Северном полушарии сдвигаются вправо, в Южном полушарии — влево. Ветры, дующие с «конских широт» в сторону экватора, называются «пассаты», в сторону полюсов — «весты». Соединенные Штаты в основном находятся в зоне «вестов».
В других частях земного шара также существуют свои «доминирующие ветры». Как ты уже понял, ветры ниоткуда не берутся, причина их появления — в различной степени нагревания поверхности Земли в разных ее регионах.
Что такое влажность?
Что происходит, если поставить на стол графин с ледяной водой? Снаружи на графине собирается влага. Откуда она взялась? Из воздуха.
Дело в том, что в воздухе всегда есть влага в виде водяных паров. В случае с графином ледяной воды эти пары сконденсировались на холодной поверхности графина и стали заметными. А в воздухе водяные пары невидимы. Термин «влажность» означает присутствие водяных паров в воздухе. Они есть повсюду, даже над огромными пустынями.
Следовательно, влажность существует всегда, но ее величина различна. Есть много способов выражения влажности, и существуют два термина — «абсолютная влажность» и «относительная влажность». Давай посмотрим, что они обозначают.
«Абсолютная влажность» — это количество водяных паров на единицу объема воздуха, то есть это определенное количество частиц в кубическом метре воздуха. Но чисто практически это нам ни о чем не говорит. Если ты захочешь узнать, как ты будешь себя чувствовать в определенных условиях, понятие «четыре единицы на кубический метр» ничего нам не скажет о том, сухой или влажный воздух. Чем больше влаги твоего тела уходит в воздух, тем лучше ты себя чувствуешь. Интенсивность испарения воздуха зависит от температуры, а абсолютная влажность как раз ничего не говорит об этой характеристике воздуха.