Глава 2 Ветрено или холодно?
Наша Земля окружена тонкой газовой оболочкой – атмосферой. Этот слой отделяет нас от Вселенной на целых 100 км. Или, лучше сказать, всего на 100 км? С высотой плотность воздуха уменьшается, он становится более разреженным, поэтому на высоте в несколько километров нам тяжело дышать.
Этот тонкий слой защищает нас от космического излучения. Далекие звезды и другие небесные тела, а в первую очередь – Солнце, обрушивают на Землю настоящий ливень из протонов и ядер атомов. Без защитного слоя мы бы долго не продержались, но, к счастью, атмосфера отфильтровывает большую часть смертельно опасного излучения. Наша воздушная подушка также помогает уравновесить огромную разницу температур в дневное и ночное время. На Луне мы можем наблюдать совершенно другую картину: она не имеет атмосферы, а следовательно, и защитного слоя. Ночью температура на пустынной, покрытой кратерами поверхности падает до –160 °C, а в течение дня столбик термометра поднимается до 130 °C.
«Воздушный пузырь», который обволакивает Землю, на 21 % состоит из кислорода, очень агрессивного газа. Мы привыкли воспринимать этот жизненно важный газ как нечто самой собой разумеющееся, и совершенно напрасно: в конце концов, были времена, когда кислорода вообще не было, а для «дыхания» были доступны только водяной пар и углекислый газ. Более высокоорганизованных форм жизни еще не существовало, а преобладавшие в то время цианобактерии прекрасно себя чувствовали в первичной атмосфере. По крайней мере, до тех пор, пока воздух не оказался заполнен газом, который они выдыхали, – кислородом.
Он оказался вредным для бактерий и полезным для других форм жизни, которые приспособились к новым условиям и начали свое эволюционное развитие. Все это было 2,4 миллиарда лет назад, но в отдаленных уголках нашей планеты, например на дне океанов, все еще сохранились определенные виды бактерий, которые используют для дыхания водород и серу вместо кислорода.
Каждый день в своем саду вы можете увидеть свидетельства агрессивной природы кислорода. Он поражает металлические части ваших тяпок и лопат, которые в результате покрываются ржавчиной. А так как железо присутствует во множестве камней, в них также образуется ржавчина, из-за которой камни и песок в некоторых местах имеют красноватый оттенок.
Воздух также играет важную транспортировочную роль для животных и растений. Ветер переносит семена в новые места, а для птиц воздушный слой создает экологическую нишу, одинаково необходимую им как для передвижения на дальние расстояния, так и для охоты за насекомыми. Некоторые виды проводят почти всю свою жизнь в воздухе и спускаются на землю, только чтобы свить себе гнездо. Например, черный стриж иногда проводит в непрерывном полете несколько месяцев и даже спит в воздухе, хоть и всего по несколько секунд за раз.
Воздушные массы в значительной мере определяют режим погоды. Из-за разницы температур между полюсами и экватором на планете происходит постоянное перемещение теплого и холодного воздуха. Вращение Земли приводит к постоянному ускорению и отклонению движения воздушных масс. Эти массы переносят водяной пар, который поднимается с морей и лесов и через много тысяч километров снова возвращается на землю в виде осадков. Европа обязана своим благоприятным климатом и постоянным запасом воды океанам. Дожди приходят к нам с запада, с Атлантического океана. Испарения морской воды щедро орошают поля и леса, наполняют реки и озера.
Транспортировка водяных паров может осуществляться только при помощи движущихся воздушных масс, или ветров.
Измеряем скорость ветра
Я не перестаю удивляться разнообразию технических возможностей, которые мы имеем в своем распоряжении для определения погоды в домашних условиях. Когда я прихожу в магазин, перед моими удивленными глазами предстают полки с домашними электронными метеостанциями, способными даже измерять скорость ветра и передавать данные в дом без всяких проводов. Действительно ли в наши дни нам нужно перед каждым выходом из дома знать всю эту информацию о погоде? Конечно, такие приборы могут довольно точно измерять температуру воздуха, но в случае с осадками или скоростью ветра их возможности довольно ограничены. И кроме того, действие такой станции ограничивается рамками определенной местности. В другом конце сада, на расстоянии каких-то 10 или 20 метров, погодные условия могут быть совершенно другими. Если речь идет о грозе, данные могут существенно отличаться даже на небольшом расстоянии, так как грозы часто сопровождаются турбулентным движением воздуха. Такие вихри кружатся по земле, яростно сотрясая все на своем пути и оставляя нетронутым пространство справа и слева от себя. В прошлом июле похожая буря пронеслась через заповедник, в котором я работал. Образовавшийся небольшой смерч повалил гектар леса и исчез так же внезапно, как и появился. Такие смерчи случаются редко, но с турбулентностью воздуха – менее разрушительным родственным явлением – владельцы садовых участков сталкиваются постоянно.
В связи с причинами, перечисленными выше, при помощи домашних измерителей определить силу ветра очень трудно. Гораздо более эффективно можно это сделать, присмотревшись к тому, что происходит в вашем саду. Необходимую информацию можно получить, наблюдая как за деревьями, так и за цветами и солнцезащитными экранами. Вы можете использовать все эти объекты для создания своей шкалы силы ветра.