Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде - Саймон Кинг

ледяных кольца, что наряду с 62 спутниками чрезвычайно сильно привлекает внимание ученых. Столь же интересна и погода на Сатурне. Сильный наклон оси, 27 градусов, приводит к образованию времен года, каждое из которых длится около семи земных лет. При этом день на Сатурне почти такой же короткий, как и на Юпитере: 10,7 часа. В атмосфере Сатурна толстыми слоями располагаются желтые, серые и коричневые облака, состоящие из аммиака (верхние слои) и льда (нижние слои). Эти облака разгоняются по всей планете сильными струйными течениями и мощными бурями. Как и на Юпитере, на Сатурне имеются крупные буревые пятна, где скорость ветра может достигать 450 м/с. Часты здесь и молнии. Миссия «Вояджера» в 1981 году обнаружила шестиугольное облачное образование, простирающееся на 12 700 километров над северным полюсом Сатурна, на других планетах подобного не встретишь. Как появилось такое впечатляющее геометрическое тело, состоящее из жидкости и ветров, пока выяснено не до конца.

КРАТКО О САТУРНЕ

Расстояние от Солнца: 1433,5 млн км

Продолжительность суток: 10,7 часа

Угол наклона: –26,3 градуса

Средняя температура: –178 °C

Атмосфера: очень плотная

Масса: 95 масс Земли

Спутники: 62

Погода: бури, молнии, ветер до 450 м/с

Уран

Первый из двух ледяных гигантов, Уран кажется голубовато-зеленым благодаря высокому содержанию метана в атмосфере. У него тоже есть бледные кольца, на данный момент их насчитали 13 – они состоят из пыли и более крупных частиц. На этом ледяном гиганте зафиксирована самая низкая температура среди всех планет Солнечной системы: –224 °C. Однако в среднем температуры здесь все-таки повыше, чем на самой отдаленной планете Солнечной системы – Нептуне.

Ученые предполагают, что крайне низкие температуры связаны со странным расположением планеты: она вращается вокруг своей оси, практически лежа на боку – под невероятным углом 98 градусов, – а оборот вокруг Солнца занимает 84 года. Из этого также следует, что лето и зима, когда постоянно светит Солнце и царит тьма соответственно, на планете длятся десятилетиями, так что разница температур очень значительная. Внутренняя система обогрева Урана значительно слабее, чем у Юпитера и Сатурна, так что динамика его атмосферы существенно меньше, чем на других планетах. Однако погодные фронты здесь все же существуют: сильные ветры гоняют по атмосфере полосы льдистых метановых облаков. На поверхности порой возникают темные буревые пятна, но причины их возникновения пока еще не выяснены до конца.

КРАТКО ОБ УРАНЕ

Расстояние от Солнца: 2872,5 млн км

Продолжительность суток: 16,1 часа

Угол наклона: 97,8 градуса

Средняя температура: –195 °C

Атмосфера: очень плотная

Масса: 14,5 масс Земли

Спутники: 27

Погода: чрезвычайно холодная, сильные ветры

Нептун

Этот ледяной гигант расположен дальше всего от Солнца, а погоду на нем можно назвать самой странной во всей Солнечной системе. Большая часть его плотной массы приходится на метан, аммиак и водород. Присутствие метана, поглощающего волны красного цвета и оставляющего голубой, и придает Нептуну отчетливо голубую окраску. Белые точки и черточки на поверхности Нептуна – это высокие облака из замерзшего метана. У планеты как минимум пять бледных колец из пыли и камней, которые отлично получаются на фотографиях – хотя это единственная планета, которую не увидеть с Земли невооруженным взглядом. Ось вращения Нептуна наклонена на 28 градусов, примерно как у Земли, и на этом голубом гиганте, как и на нашей голубой планете, есть времена года, то есть периодические колебания погоды. Эти времена года могут длиться более 40 лет, поскольку один оборот Нептуна вокруг Солнца занимает 165 земных лет. Погода и ветры на Земле связаны с Солнцем, а Нептун получает в 900 раз меньше солнечного света, однако на этой планете происходят сильные бури, о чем можно судить по темным пятнам, и постоянно дуют мощные ветры. Это самая ветреная планета из всех восьми: скорость ветра здесь может достигать 555 м/с. Ученые продолжают дискуссии по многим вопросам, связанным с погодой на Нептуне: некоторые ученые указывают, что она обусловлена не только воздействием Солнца, но и галактическими космическими лучами или частицами высокой энергии из-за пределов Солнечной системы.

КРАТКО О НЕПТУНЕ

Расстояние от Солнца: 4495,1 млн км

Продолжительность суток: 16,1 часа

Угол наклона: 28 градусов

Средняя температура: –200 °C

Атмосфера: плотная

Масса: 17,1 массы Земли

Спутники: 14

Погода: холодная, темная и ветреная

Как атмосфера защищает жизнь на Земле?

Атмосфера служит щитом для жизни на Земле. Смесь газов в ней необходима для защиты и обеспечения выживания различных видов биосферы и экосистем планеты. Примерно на 78 % атмосфера состоит из азота, на 21 % – из кислорода, а остальной процент составляют водяной пар, углекислый газ и другие газовые примеси.

Как защищают Землю отдельные слои атмосферы?

Температурный профиль атмосферы Земли в зависимости от высоты

Тропосфера

Тропосфера – это погодообразующий слой. Его высота составляет около 20 км, нижний край тропосферы доходит до поверхности Земли. Этот невероятно важный слой поддерживает жизнь, так как в нем циркулируют тепло и водяной пар: этот круговорот умеряет разницу температур и распределяет воду по планете. Одно из важнейших свойств тропосферы состоит в том, что с набором высоты она охлаждается. Это позволяет водяному пару конденсироваться и образовывать облака и дождь. Хотя тропосфера не служит щитом для всего, что поступает из космоса, роль водяного пара трудно переоценить. Этот парниковый газ играет важнейшую роль в регулировании температуры по всей планете. Поступающее солнечное излучение он поглощает не так эффективно, однако может поглощать отраженное от поверхности Земли инфракрасное (тепловое) излучение.

Стратосфера

Стратосфера и тропосфера соприкасаются на границе, которая называется тропопаузой. В тропопаузе практически прекращается формирование погоды. Дело в том, что температурный профиль стратосферы совершенно иной: с высотой стратосфера, имеющая высоту около 50 км, нагревается – температура нижней части составляет примерно –50 °C, но постепенно стратосфера становится все теплее, так что в верхней ее части температура уже около нуля. Это значит, что воздух из верхней части тропосферы не может подниматься в стратосферу. Таким образом, самая холодная часть стратосферы – нижняя, и именно здесь располагается стратосферный полярный вихрь, хотя его воздействие на распределение тепла и влажности по планете и связано с механикой тропосферы. Стратосферный полярный вихрь выполняет свои функции. Он образуется над полюсами во время мрачной зимы, постоянно охлаждается и достигает низшей точки температуры к концу декабря. Наличие сильного вихря, вызывающего мощные ветры вокруг полюсов, позволяет сохранять разницу температур с более низкими широтами и подпитывает сильное струйное течение в средних широтах. Именно это струйное течение переносит избыток тепла от экватора на север, смягчая экстремальные температуры, перенося энергию и влажность. Наиболее знаменитая и эффективная часть стратосферы, создающая