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

важно обратиться к ранним этапам ее образования. Облако формируется из скопления мельчайших частиц воды в результате того, что водяной пар охлаждается и переходит из газа в жидкость, при этом центром конденсации служат микроскопические частицы пыли. Водяные капли в облаке мельче дождевых в 10–1000 раз. Средний размер водяной каплив облаке – 10–15 микрон (микрон – 1/1000 мм). Она имеет сферическую форму и практически невесома: легко удерживается в состоянии суспензии внутри парящего в воздухе облака. Когда концентрация сферических капель в облаке доходит до определенного предела, они начинают сливаться друг с другом. При рождении типичная дождевая капля – результат объединения 10 тысяч капель облака. На этом этапе они все еще сферические, но по мере того, как дождевая капля присоединяет к себе все больше мелких капелек, начинается битва между двумя силами: силой поверхностного натяжения, которая удерживает капельки вместе, и силой воздушного потока, сквозь которую она летит; в результате капля падает на земную поверхность. Чем больше капля, тем больше из-за сопротивления воздуха давление на ее нижнюю часть, и эта восходящая сила делает каплю плоской. Из-за перепада давления верхняя часть капли получается закругленной, а нижняя плоской – нечто вроде расплющенного маффина. Чем больше объем капли, тем больше скорость падения и сопротивление воздуха. В результате капля не обретает классическую форму слезы – воздух разделяет ее на ряд более мелких капелек, многие из которых возвращаются к сферической форме, прежде чем вновь увеличиться или долететь до поверхности Земли.

Почему не все облако сразу проливается дождем?

Среднее кучевое облако весит около полумиллиона килограммов, то есть примерно как сто слонов. Трудно представить себе, как такое тяжелое образование может висеть в воздухе. Однако облако состоит не только из мелких капелек, но и из большого количества воздуха (представляющего собой смесь газов, в том числе водяного пара). Равновесная скорость этих микроскопических капелек – около 10 метров в час. Таким образом, с высоты, скажем, 2000 метров облачная капелька будет лететь до поверхности Земли 200 часов. Сопротивление воздуха и воздушные потоки, например, восходящие, имеют большую скорость. Облака формируются, плывут и наращивают свой объем в воздухе, который движется вверх. Только когда капельки сливаются в крупные дождевые капли и становятся в 300 раз больше, их равновесная скорость, то есть скорость падения, возрастает, так что они добираются до поверхности Земли за несколько минут.

Вернемся к облаку. Как мы уже выяснили, облака – это скопление мельчайших частиц воды или льда, именуемых облачными капельками. В облаке таких капелек триллионы триллионов, и чем темнее облако, тем ближе друг к другу расположены эти капельки. Внутри облака дуют ветры, которые сталкивают или соединяют их так, что образуются более крупные облачные капельки – этот процесс называется коалесценцией (слипанием). Облако с высокой плотностью капелек обычно серого цвета. Когда достаточное количество этих капелек сливается воедино, образуется дождевая капля, достаточно тяжелая, чтобы упасть на землю. Не все дождевые капли образуются и падают одновременно, поэтому интенсивность ливней может быть различной. Пока воздух не станет более сухим, процесс образования облачных капелек из водяного пара и центра конденсации и формирования из них дождевых капель идет непрерывно. Дождевые капли растут с разной скоростью и падают только тогда, когда становятся достаточно тяжелыми, чтобы преодолеть восходящие потоки воздуха. Конечно, в этом им помогает сила притяжения. Поэтому дождь идет, но, поскольку каждая капля имеет собственное время образования, все капли в облаке падают в разное время. Если имеется постоянный приток влажного воздуха, то процесс формирования капель дождя продолжается, а сам дождь идет с новой силой.

Чем пахнет дождь?

Дождь приобрел запах с тех времен, когда на планете от океанов отделился первый континент, грозовые облака разошлись и солнечный свет наполнил воздух энергией, прогрел моря и осушил показавшуюся из них землю. Но только в 1964 году запах дождя обрел название – петрикор. Это запах земли до, во время и после дождя, особенно после продолжительной засухи. Это современное название древнего жизнеутверждающего запаха: «петра» переводится как камень, а «ихор» – «кровь из вен божества», то есть дословно петрикор – «божественная кровь камня». Первое научное исследование петрикора было проведено в 1960-е годы двумя австралийскими учеными, которые проанализировали все стадии процесса образования этого запаха. Перед дождем повышенная влажность высвобождает содержащиеся в почве соединения, что позволяет газам и частицам из сухой почвы распространиться в атмосфере. Когда начинается дождь, падение капель на сухую почву приводит к выбросу газов из пор в камнях и земле, то есть частички земли улетают в воздух. Запах становится более интенсивным. Когда дождь заканчивается, его запах задерживается во влажном воздухе. Этот процесс имеет механическую (воздействие падающих капель) и химическую (высвобожденные пузырьки газа и частицы земли, попавшие в воздух) составляющие.

Петрикор – это запах, с которым знакомы многие поколения, особенно в тех местах планеты, где сезоны делятся на сухой и дождливый. Сезонов дождей ждут – они несут с собой воду, урожай и отдохновение от жаркого, пыльного климата. Это ежегодное предвкушение очень хорошо знакомо жителям Индийского субконтинента. Предмуссонная жара усиливается в марте, апреле и мае. Палящее солнце приводит к температурам порядка 40–50 °C. От душного, жгучего и загрязненного воздуха нет спасения. Несложно представить себе облегчение миллионов жителей, которое сопровождает муссонные дожди: воздух очищается, а спекшаяся земля охлаждается. В атмосфере разливается пьянящий аромат, который преобразуется в свежий запах, знакомый всем жителям Индии. Петрикор – запах, который обещает, что реки вновь наполнятся, а урожая хватит на следующий год. Этот запах настолько почитаем, что небольшая парфюмерная фабрика в деревне Каннаудж штата Уттар-Прадеш выпускает только продукцию с этим небесным ароматом. Сотни лет многие поколения старались поймать и воспроизвести этот землистый запах. Эфирные масла, которые используются на фабрике, извлекаются из сухой земли, в которую проник влажный воздух и капельки воды. Это позволяет поймать нужный оттенок аромата. Это важнейший запах Индии, запах жизни.

В западном мире более известен геосмин – такое название дали запаху, который получается при падении капель дождя на почву и асфальт: это смесь органических веществ, бактерий почвы и озона.

Что такое «зимние осадки»?

В Великобритании зимой или даже весной порой в прогнозе погоды можно услышать «зимние осадки», и это выражение может оставить в недоумении. Осадки – это общее слово для всего, что падает с неба, будь то дождь, слякоть, град или снег. Хотя для многих осадки – прежде всего дождь, в холодную погоду осадки часто оборачиваются снегом, слякотью и ледяным дождем.

Как образуется град?

Град выпадает в любое время года, но в Великобритании чаще всего это происходит зимой и ранней