Михаил Беляков - Погода и ее предвидение

Михаил Васильевич Беляков

Погода и ее предвидение

Введение

Нет, пожалуй, ни одной отрасли народного хозяйства, на которую не оказывала бы в какой-либо степени свое влияние погода.

Особенно велико это влияние в сельском хозяйстве и на транспорте.

Продолжительные дожди могут затруднить уборку хлебов. Внезапные заморозки приводят иногда к гибели фруктовых деревьев. Снежные заносы, вызываемые метелями, нарушают регулярность движения железнодорожного и автомобильного транспорта. Грозы, метели, туманы, низкая облачность зачастую делают опасными, а порой и невозможными полеты самолетов.

Сильные морозы, ливни, шквалы часто затрудняют строительные работы. Линии телефонной и телеграфной связи страдают от обрыва проводов при намерзании на них льда при гололеде.

Чтобы избежать потерь от вредного влияния погоды, зачастую приходится принимать специальные меры защиты: всевозможные агротехнические мероприятия в сельском хозяйстве, применение специальных грелок во фруктовых садах при заморозках, установка щитов от снежных заносов на железных дорогах, специальное оборудование самолетов и аэродромов и т. д. Все это в то же время вызывает настоятельную необходимость предвидеть вероятные изменения погоды.

О том, как научно предсказывается будущая погода, и рассказывается в этой небольшой книжке.

От народных примет к научному предвидению погоды

С незапамятных времен люди стремились предугадать погоду. За многие века они накопили целый ряд признаков или народных примет, которые позволяли с известной долей уверенности предсказывать погоду на сутки и несколько более вперед. Некоторые из таких примет могут быть обоснованы научно. Например, существует народная примета: «Летний туман — к ясной погоде». Она часто, действительно, оправдывается, так как невысокие, стелющиеся по земле туманы возникают летом в ясные ночи вследствие сильного охлаждения воздуха у земли, а эти условия присущи устойчивой ясной погоде.

Признаком сохранения ясной погоды может также служить чистый закат Солнца и заря золотисто-розового цвета. Если же, наоборот, накануне заря была оранжевой или розовой, а на следующий день стала багрово-красной, то это служит признаком приближения ненастья. Изменение цвета зари в этом случае объясняется приближением массы влажного воздуха.

Довольно надежным признаком близкой грозы или ливня служит быстрое развитие кучевых облаков, увеличивающихся по вертикали и имеющих вид огромных башен. Если в летний день утром на небе появляются высокие облака в виде небольших башенок или зубцов, расположенных вдоль плоского основания, то это служит надежным признаком того, что после полудня можно ожидать ливня с грозой. В то же время, если кучевые облака, образовавшиеся утром, к полудню не растут вверх, а начинают растекаться, причем выше их небо затягивается пеленой сплошных высоких облаков, это служит признаком приближения дождя (заметим, что это уже не народная примета, а результат научных наблюдений).

Таким образом, некоторые народные приметы и местные признаки могут быть использованы для предвидения погоды в месте наблюдения. Однако судить по подобным признакам об изменениях условий погоды на большой площади нельзя. Для практических целей одних местных примет погоды, как бы они ни были правильны, далеко не достаточно.

Нельзя забывать также о том, что очень многие из чисто народных примет носят случайный характер и часто основаны не столько на длительном опыте, сколько на разного рода суевериях. К ним относится, например, примета, что если в возвращающемся с пастбища стаде впереди идет красная корова, то следующий день будет «красный», а если черная, то ненастный. Нетрудно убедиться, что эта примета не имеет никакого значения.

Некоторые приметы связывают изменения погоды с церковными праздниками. Говорят, например: «Василий-капельник — с крыш капает» (3 марта) и т. д. Подобные приметы совершенно неправильны, они легко опровергаются наблюдениями.

Чтобы предусмотреть вероятные изменения погоды в каком-либо пункте, необходимо разбираться в состоянии атмосферы на большой площади. Объясняется это тем, что погода не стоит на месте, а перемещается. Так, например, погода, которая была сегодня в районе Прибалтики, может завтра оказаться в районе Москвы.

Процессы, совершающиеся в атмосфере, связаны между собой на очень больших расстояниях. Советский ученый В. Ю. Визе обнаружил, например, весьма интересную связь между такими, казалось бы, совсем разными по характеру явлениями, как уровень больших озер в Центральной Африке и количество льдов в арктических морях. Оказалось, что повышенная ледовитость морей Арктики совпадает с пониженным уровнем африканских озер, и наоборот. Исследования показали, что это явление зависит от интенсивности общего воздухообмена на земном шаре. Чем больше скорость перемещения масс воздуха над поверхностью земного шара, тем меньше становится льдов в арктических морях; с уменьшением интенсивности перемещения воздушных масс ледовитость морей Арктики увеличивается. В то же время усиление циркуляции атмосферы в экваториальной зоне вызывает увеличение количества выпадающих здесь дождей, что и приводит к повышению уровня озер в Центральной Африке.

Понятно, что различные формы взаимной связи процессов в атмосфере люди обнаруживали постепенно. Наблюдения за погодой велись на первых порах без приборов и давали только ее качественную характеристику.

С середины XVII века такие наблюдения стали постепенно заменяться наблюдениями по приборам. Исследования в области физики и математики таких ученых, как Галилей, Ньютон, Паскаль, Ломоносов, позволили выяснить физическую сущность процессов, обусловливающих погоду, и привели к развитию специальной науки, занимающейся исследованием атмосферы — метеорологии.

Все это постепенно и привело к развитию научных методов предвидения погоды.

Как возникла современная служба погоды и что она собой представляет

Исследования атмосферы показали, что изменения погоды тесно связаны с такими ее элементами (свойствами), как давление воздуха, его температура и влажность, ветер, облачность, осадки и т. д. Определяя количественные значения всех этих элементов, можно организовать научное наблюдение за погодой в большом количестве пунктов на поверхности Земли[1].

Вначале дело ограничивалось наблюдениями температуры воздуха, затем стали наблюдать за давлением, влажностью, ветром, облачностью и т. д., и не только непосредственно у земной поверхности, но и на разных высотах. Были созданы постоянно действующие пункты — метеорологические станции, оснащенные нужными приборами и располагающие специально подготовленными наблюдателями. Такие станции создавались как на равнине, так и в горах (рис. 1).

Рис. 1. Высокогорная метеорологическая станция.

Температура воздуха измеряется с помощью термометров, с точностью до 0,1 градуса, в специальных, хорошо продуваемых деревянных будках, а также непосредственно на поверхности земли. При этом записывают также наименьшую и наибольшую температуру в промежутках между наблюдениями.

Давление воздуха определяется по ртутному барометру. Для определения влажности воздуха применяются гигрометры, в которых используется свойство обезжиренных волос удлиняться при увеличении влажности воздуха. Для этой же цели применяются психрометры, состоящие из двух термометров: ртутный шарик одного из них покрыт полоской тонкой материи, конец которой опущен в стаканчик с водой. Показания «смоченного» термометра зависят от влажности полоски материи, а показания сухого — соответствуют температуре окружающего воздуха. По разности их показаний, которая тем больше, чем меньше влажность воздуха, по специальным таблицам определяется относительная влажность воздуха в процентах.

Скорость и направление ветра определяются флюгером.

Для непрерывной записи изменений давления, температуры и влажности воздуха применяются самопишущие приборы — барограф, термограф и гигрограф[2].

Скорость и направление ветра на разных высотах метеорологи определяют путем наблюдений за полетом легких резиновых шаров, наполненных водородом — так называемых шаров-пилотов. На таких шарах на высоту поднимают также специальные приборы — радиозонды, которые автоматически передают по радио на землю данные о температуре, давлении и влажности воздуха.

В отдельных случаях для продолжительных исследований свойств воздушных масс наблюдатели с приборами поднимаются на свободных аэростатах. Такую же работу выполняют поднимающиеся на большие высоты автоматические стратостаты (без наблюдателей), снабженные самопишущими приборами.