Николай Ясаманов - Занимательная климатология
Ураган в атмосфере не стоит на месте. Получив тепло от океана и несколько охладив при этом его поверхность, ураган начинает двигаться в ближайший теплый район. Скорость перемещения его все нарастает. Постепенно растрачивая свое тепло, ураган прекращает свое существование. Его конец наступает тогда, когда он подходит к тому месту, где температуры поверхности океана уже не способны передавать ему тепло, или в тех точках или районах континентов, которым ураган отдал все свое тепло. В этих районах ураган показывает всю свою мощь. Ветры крушат все преграды на своем пути, и тут вода «льет как из ведра».
Другой процесс взаимодействия атмосферы и океана заключается в прямой передаче тепла. Океан, как и всякое нагретое тело, излучает электромагнитные волны, в основном инфракрасные лучи, которые целиком поглощаются атмосферой. Атмосфера над океаном очень быстро нагревается, в то время как на континентах она нагрета довольно слабо. Из-за разности температур возникают сильные ветры. Именно такие ветры определяют проявление сезонной погоды, которая называется муссоной.
Довольно быстро тепло атмосферы и океана в силу большой подвижности передается из тропических широт в средние и высокие. Воздушные потоки - вот основные переносчики погоды.
Все мы уже обратили внимание на сильную изменчивость погоды. Она меняется сейчас значительно быстрее, как уверяют многие ученые, нежели, допустим, 50 лет назад. Она могла меняться еще быстрее, если бы не Мировой океан, который в силу своей традиционной инертности не обеспечивал бы относительную стабильность погод.
Представим себе на минуту невероятное. На Земле отсутствует Мировой океан. Тогда господствующие сильнейшие ветры меняли бы ежеминутно состояние атмосферы и погода непрерывно переходила бы из одной крайности в другую.
Океанская кухня приготавливает нам своеобразные коктейли погоды. Она кормит нас завтраками и обедами в силу еще одного обстоятельства. На Земле существуют так называемые южные осцилляции. Их суть заключается в следующем. В те годы, когда атмосферное давление над Западной и Северной Австралией повышается, на другом конце планеты, в южной части Тихого океана у берегов Южной Америки, происходит понижение атмосферного давления, и наоборот. С южными осцилляциями связано периодическое появление у берегов Эквадора, Перу и Чили явления Эль-Ниньо. Здесь происходит усиленный подъем на поверхность глубинных холодных вод. Эти воды несут с собой питательные вещества, так необходимые организмам биогенные вещества, например фосфор, азот и др. В пределах действия Эль-Ниньо жизнь расцветает. Но время от времени, а это случается раз в 4-7 лет, на зону холодных глубинных вод наступают малопродуктивные теплые тропические воды. Жизнь сразу же замирает. Стоит повыситься температуре прибрежных вод в этой части океана более чем на 10° С, сразу же наступает настоящее бедствие. Улов рыбы резко сокращается, исчезают птицы, местное население ощущает дефицит гуано (экскременты птиц, богатые фосфором), которое используется в качестве удобрения. Но беда в Южной Америке, как по цепочке, тянет за собой другие катастрофы. На Индию обрушивается засуха, так как резко сокращается количество дождей, связанных с муссонами. Происходят и другие глобальные изменения. С повышением температур вод в тропической части Атлантики связано появление засухи в северо-восточной части Бразилии.
В настоящее время доказано, что засухи, время от времени происходившие в Китае, связаны с существованием аномально теплых вод в западной тропической части Тихого океана.
Календарь погодыВо все времена люди проявляли интерес к погоде, пытались систематизировать и как-то объяснить ее изменения. В процессе наблюдений за погодой было обнаружено множество связей между явлениями природы, поведением живых организмов и погодой. Одни из них прошли проверку временем и многократно подтверждались практикой, а другие так и остались фантастическими. Приметы приметами, но людям хотелось заранее составить календарь будущей погоды примерно с такой же точностью, как, например, астрономический календарь или календарь религиозных праздников и обрядов. Это так удобно. Взял и посмотрел, какая погода ждет нас на следующей неделе или через месяц. Узнал погоду и строй спокойно свои планы в соответствии с этим.
Каждый хорошо себе представляет, насколько сложны погодные явления, как долго и кропотливо надо собирать фактические данные, как сложно рассчитывать долгосрочные прогнозы. Поэтому долгосрочные прогноза погоды, с помощью тривиальных примет или быстрого и простого расчета, выглядят просто наивными. И тем не менее календари погоды были составлены, и многие люди им безоговорочно верили.
Еще в V в. до н. э. греческий астроном Метон выставлял на городских площадях мраморные таблицы, на которых были высечены примечательные, или, как теперь принято говорить, экстремальные явления погоды. Эти таблицы назывались парапегмами. Они использовались в качестве прогнозов погоды.
В течение последующих веков в разных странах предпринимались попытки составить календари погоды. Их составлением занимались в основном служители культа. Ведь они являлись самыми образованными людьми своего времени. Кроме всего прочего, у них был колоссальный опыт составления разного рода религиозных и астрономических календарей. В календарях погоды в начале отражались погоды, известные в разные дни года, давались основные характеристики погодных условий и отличия сезонов года, погодных условий месяцев и недель. Но ведь в астрономических календарях содержатся сведения не только о положении и состоянии звезд и планет за прошедшее время, но и их будущее расположение, различные природные явления, связанные с космосом и звездами. Ведь на таких шатких данных астрологи предсказывали будущее человеческих судеб. Поэтому всем хотелось, чтобы и календари погоды содержали сведения о ближайших и отдаленных погодных явлениях. Анализ состояний погоды на более или менее длительные отрезки времени давал возможность выявить определенную ритмичность или повторяемость одинаковых погод. Так, например, Метон доказывал, что в явлениях погоды существует якобы двенадцатилетний цикл. Другой греческий ученый, живший в IV в. до н. э., Эвдок обнаружил существование еще и четырехлетнего цикла изменения погоды.
Календари погоды имели широкое распространение в Древней Индии и Древнем Риме. Но особенно стали увлекаться их составлением в средние века. В эти годы издавались специальные книги. Такими были «Книга природы» (1340 г.) Конрада фон Мегенберга, «Правила пастуха из Бэнбери». Этот средневековый труд был опубликован членом Лондонского королевского общества сэром Клэриджем в 1744 г.
Среди множества календарей погоды известен так называемый столетний календарь. История его возникновения такова. В середине XVII в. в монастыре Лангхейм жил аббат Маврикий Кнауэр. После окончания длительной и опустошительной борьбы между католиками и протестантами Верхняя Франкония, территория Германии, где находился монастырь, была разорена. Пришло в упадок и без того слабое сельскохозяйственное производство. Аббат Кнауэр был очень обеспокоен хозяйственными делами. Да и погода не радовала: то снег и заморозки весной не давали возможности провести сев, то ранние заморозки осенью, то сильнейшие ливни или засухи летом губили урожай.
Аббат Кнауэр завел дневник, в который ежедневно записывал свои наблюдения за погодой. У него не было никаких приборов или приспособлений для наблюдения за метеорологическими явлениями. В дневнике он отражал свои восприятия погоды. Казалось бы, чисто субъективные оценки погоды, но каждодневные наблюдения дали огромный статистический материал. Аббат Кнауэр исходил явно из ошибочного, но простительного для того времени представления, что яркие светила, движущиеся по небосводу, оказывают влияние на земную погоду. А раз так, то можно выводить закономерности. В то время когда жил аббат Кнауэр, были известны видимые невооруженным глазом планеты Меркурий, Венера, Юпитер и Сатурн. Если к ним добавить Землю, Луну и Солнце, то получится число семь, имеющее в средние века магическое значение. То, что все эти небесные тела различны по своей структуре и характеру, в то время еще не могли знать. Просто свято верили, что погода в том или ином году зависит от положения и светимости одного из известных космических тел.
Раз это так, то через каждые семь лет ход погоды должен был бы повторяться. Это означало, что наконец-то обнаружена периодичность. Но аббата Кнауэра ждала неудача. Он проводил свои наблюдения с 1652 по 1658 г. Когда прошло семь лет, то оказалось, что все последующие годы не оправдали предсказаний.
Сейчас очевидно, что так и не могло быть. Ведь погода никоим образом не была связана с движением или положением небесных светил.
