В. А. БУГАЕВ
А. Л. КАЦ
ЯВЛЕНИЯ
ПРИРОДЫ
СУЕВЕРИЯ
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
И РЕЛИГИЯ

Доктор географических наук
В. А. БУГАЕВ,
А. Л. КАЦ
ЯВЛЕНИЯ
ПРИРОДЫ
И СУЕВЕРИЯ
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ»
Москва 1965

2
Б90

Введение
Взгляните на глобус — большая часть нашей Земли
покрыта водой и только четверть суши выступает из-под океана.
В свою очередь Земля окружена безбрежным воздушным
пространством — атмосферной оболочкой Земли. Мы живем,
трудимся, передвигаемся как бы на дне воздушного океана.
Его капризы не всегда благоприятствуют человеческой
деятельности, но без воздушной оболочки Земли жизнь была бы
невозможна. И это не только потому, что для
жизнедеятельности необходим воздух. Без воздушной оболочки Земля не
была бы защищена от палящих излучений Солнца. Подобно
Луне, днем она бы сильно нагревалась, а ночью — очень
сильно остывала. Ультрафиолетовое излучение Солнца действует
на нас благотворно лишь потому, что до нас доходит
небольшая его часть. Без защитного действия воздушной оболочки
ультрафиолетовое излучение Солнца, поступая
беспрепятственно на Землю, оказалось бы пагубным для всего живого.
Дождь и снег, гром и молния, засухи, разрушительные
ветры, наводнения и многие другие проявления природы с
давних пор привлекали внимание человека.
На заре цивилизации, когда люди не могли правильно
объяснить эти явления, возникли суеверные представления о
сверхъестественных силах, вызывающих сухую или
дождливую, жаркую или холодную погоду, грозу или наводнение.
О них в течение веков складывались легенды, создавались
различные мифы. Так, древние греки чтили бога —
громовержца Зевса. Они считали, что у него было орудие, с
помощью которого он метал молнии. Римляне верили в
Нептуна — бога, который был способен управлять дождем. В
Норвегии почитали бога Тора — властителя молний и летнего
тепла, в Риме — бога мороза и холода.
В настоящее время в Мексике производятся раскопки
древнего города Теотиуакан, который достиг своего расцвета в
VI—IX веках нашей эры. Согласно религии ацтеков, Теотиуа-
3

кан был городом бога дождя Глалока, которому они особо
поклонялись.
У нас был широко распространен миф об Илье-пророке,
якобы мчавшемся по небу на колеснице и создававшем грозу
и гром.
Постепенно любопытство преодолевало предрассудки, и
человек начинал исследовать атмосферу, ее состав. Но до
XVIII века люди даже не знали, что атмосфера в целом
представляет собою очень подвижную среду.
Однако не только любопытство влекло человека к разгадке
тайн многих природных явлений. Легко себе представить, в
какой мере зависела жизнь древних людей от погоды. Занимаясь
охотой, примитивным земледелием и скотоводством, не имея
надежного жилья, эти люди терпели огромные бедствия от ее
капризов.
Религия широко использовала грозные явления природы
в своих интересах, приписывая их в нужных случаях
проявлению «божьей милости» или «божьей кары».
На первый взгляд кажется, что в современных условиях,
когда созданы сложные и совершенные машины и механизмы,
зависимость человека от прихотей природы исчезла. В
действительности это не всегда так. Человеческая деятельность
по-прежнему тесно связана с окружающей средой, с
природными условиями. Однако характер зависимости человека от
прихотей природы непрерывно изменяется.
Современный самолет может летать почти при любой
погоде, морские и океанские суда уже не так зависят от ветра и
течений, как их парусные предшественники. И в то же время
сельское хозяйство, авиация, мореплавание, космонавтика
сейчас нуждаются в гораздо более полных и точных данных
о внешней среде, чем десятилетия тому назад. По мере
совершенствования техники и развития производительных сил
у человека появляется необходимость не только объяснять
происходящие явления, но и изменять их в нужном для себя
^направлении. Этому помогает наука.
Те явления, которые происходят в воздушной оболочке
Земли, изучаются специальными разделами естественной
науки — метеорологией. Современная метеорология изучает
почти все физические процессы, происходящие в атмосфере
Земли. При этом в ее задачу входит не только объяснение их
причин, но и разработка научных приемов заблаговременного
лредсказания многих из атмосферных явлений, а также
активного воздействия на некоторые из них.
В настоящей брошюре мы стремились в доступной форме
изложить современные научные данные об окружающей нас
воздушной оболочке Земли, о причинах и характере наиболее
интересных явлений, происходящих в атмосфере.
Мы приглашаем читателя совершить воображаемое путе-
4

шествие по воздушному океану нашей планеты. На страницах
этой брошюры мы расскажем о многих интереснейших
явлениях, происходящих в нашей атмосфере, и действительных их
причинах.
Что такое атмосфера Земли
Воздух, которым мы дышим, проникает повсюду и
простирается вверх на сотни километров. По измерениям с
искусственных спутников Земли атмосфера распространяется на
1500—2000 км над Землей, но и эта граница условна. С высотой
атмосфера становится все более и более разреженной, и
поэтому трудно определить строгую границу перехода атмосферы
в межпланетное пространство.
Однако установлено, что уже в первых 5—6 км от уровня
моря сосредоточена половина, а в слое до 16 км — девять
десятых всей этой массы атмосферы. Еще выше плотность ее
быстро убывает.
Если Землю представить в виде шара диаметром в один
метр, то толщина всей воздушной оболочки составит 10—
15 см, а слой, в котором разыгрываются явления погоды, в
этом же масштабе равен примерно 1 миллиметру.
Как видим, по сравнению с «небесными» расстояниями
толщина слоя атмосферы ничтожно мала. Несмотря на это,
неискушенным людям когда-то казалось, что облака
простираются ввысь до бесконечности, а дождь, приведший ко
«всемирному потопу», как утверждается в Библии, шел потому,
что «разверзлись все источники великой бездны и окна
небесные отворились».
Иногда нам представляется, что воздух невесом, ибо мы
не ощущаем его тяжести. В действительности воздух не так
уж легок. Трудно даже себе представить, что вся атмосфера
весит около 5 миллионов миллиардов тонн! На каждый
квадратный сантиметр земной поверхности воздух давит с силой
примерно в 1 кг (1033 г). Именно столько весит столб воздуха
сечением 1 см2 и высотой от уровня моря до верхней границы
атмосферы. Каждый человек в среднем испытывает на себе
давление около 15 т, но мы не ощущаем этого лишь потому,
что все ткани нашего тела также насыщены воздухом,
уравновешивающим внешнее давление.
Воздух представляет собой смесь различных газов. Около
78% этой смеси приходится на азот, 21% — на кислород и
лишь 1 % — на другие газы и примеси, в число которых
входит углекислый газ, водяной пар, аргон, неон, криптон, ксенон,
гелий, радон и другие. Каждый газ состоит из огромного числа
частиц, называемых молекулами. Один кубический сантиметр
5

воздуха содержит примерно 3 • 1019 молекул. Заметим, что
один миллиард молекул запишется числом 109. Все молекулы
этой газовой смеси находятся в постоянном зигзагообразном
движении. Скорость движения их может меняться, но при
обычной температуре она достигает скорости реактивного
самолета. Движущиеся молекулы непрерывно сталкиваются друг
с другом и с встречающимися поверхностями. Суммарная сила
ударов всех этих молекул по какой-либо поверхности и
представляет собою то, что мы называем атмосферным давлением.
Вплоть до середины семнадцатого столетия люди думали, что
воздух невидим и невесом. Однако затем было доказано, что
на каждый квадратный сантиметр поверхности на уровне
моря, как выше отмечено, воздух оказывает давление, равное
1033 граммам.
На уровне моря воздух может уравновесить давление
столба ртути высотой 760 мм (76 см), что в обиходе и
принимается в качестве меры «нормального» давления.
В современной метеорологии давление воздуха принято
выражать в миллибарах (сокращенно мб). 760 мм ртутного
столбика эквивалентно давлению в 1013,3 мб, т. е. один
миллибар равноценен трем четвертям миллиметра ртутного
столбика. С высотой давление понижается. На высоте 5 км давление
уже равно примерно 500 мб, т. е. вдвое меньше, чем на уровне
моря. На высоте 25 км оно уже в 40 раз меньше и составляет
25 мб. Если не считать водяного пара и некоторых других
примесей, то состав атмосферного воздуха у поверхности
Земли до 100—150 км одинаков.
Наиболее жизненно важен бесконечный цикл азота,
кислорода и углекислого газа. Весь растительный и животный мир
нашей планеты нуждается в азоте. Он имеется в изобилии в
воздухе. И в то же время его недостает в практически
доступном состоянии, ибо азот — химически неактивный газ, в
соединения с другими элементами он вступает лишь при
определенных условиях. Этот парадокс имеет одновременно
положительное и отрицательное значение для жизни человека.
Человек затрачивает огромные усилия, чтобы сохранить небольшое
количество поступающего в почву азота. Одним из источников
этого поступления являются интенсивные грозы, при которых
образуются небольшие количества окиси азота и аммиака за
счет соединения азота с кислородом и водородом.
Впоследствии эти вещества при выпадении дождей оказываются в
почве. Хотя количество связанного таким путем азота
невелико (за год в почву поступает всего от 1 до 10 кг на 1 га), все
же это один из источников естественного поддержания
плодородия почвы. Другим источником пополнения азотных веществ
в почве служат особые азотфиксирующие бактерии,
превращающие свободный азот из воздуха в органические
соединения. Последние затем поступают в питательные вещества жи-
6

вотных и растений. Правда, одновременно существуют другие
микроорганизмы, которые разлагают погибших животных и
растения и возвращают азотов атмосферу. Непрерывная утечка
таким путем азота в атмосферу, откуда он извлекается в
малых дозах и с большим трудом, представляет собой серьезную
проблему для всего живого на Земле. Однако если бы
атмосферный азот был активным и легко вступал в соединения с
другими элементами, это создало бы еще более сложные
условия. Его соединения с водой океанов, рек и озер создавало бы
огромные количества азотной кислоты, что сделало бы жизнь
вообще невозможной.
В противоположность азоту кислород является химически
высокоактивным. И хотя эта его активность служит причиной
также и неблагоприятных явлений (коррозия металлов, порча
органических продуктов и т. д.), но без кислорода невозможна
жизнь на нашей планете. Без кислорода невозможно горение
не только топлива, но и переработка углерода, водорода и
азота, входящих в состав нашей пищи.
Так же как кислород жизненно необходим людям и
животному миру, углекислый газ нужен растительному миру.
С помощью удивительно рационального процесса,
называемого фотосинтезом, зеленые растения под влиянием солнечного
света извлекают из атмосферы углекислый газ, преобразуя
его в углерод, а в атмосферу возвращают освобожденный
кислород. Подсчитано, что вся растительность нашей планеты в
течение года потребляет около 550 миллиардов тонн
углекислого газа и освобождает около 400 миллиардов тонн
кислорода. Источником возвращения углерода в атмосферу служат
процессы гниения и горения, при которых снова возникает
углекислый газ.
Мы уже знаем, что давление воздуха с высотой
существенно изменяется. Меняется также температура, ветер,
влажность.
В зависимости от характера изменения температуры с
высотой в атмосфере выделяют несколько слоев. Самый нижний
слой от уровня моря до высоты 8—18 км (у полюса она
меньше, а к экватору повышается) называется тропосферой. Выше
тропосферы — до 50—60 км — расположена стратосфера; над
ней до высоты 80 км — мезосфера; от 80 до 700—800 км —
термосфера и выше 800 км — экзосфера. Последняя
постепенно переходит в межпланетное пространство. В тропосфере
температура с высотой понижается в среднем на 6° на каждый
километр. Здесь сосредоточено 3Л всей массы воздуха. Так как
нижней границей тропосферы служит поверхность земли и
океана, то этим в значительной мере определяются ее
физические свойства, существенно отличные от других слоев.
Воздух в тропосфере нагревается и охлаждается от
поверхности земли и океана. Поэтому там, где поверхность земли и
7

океана нагревается Солнцем больше, например в тропических
широтах, воздух в нижних слоях тропосферы имеет
значительно более высокую температуру, чем в полярных широтах.
Под влиянием солнечного тепла происходит испарение
воды с океанов, морей, рек, водоемов, а также с влажных почв
и растительного покрова. Благодаря перемешиванию воздуха
под влиянием горизонтальных и вертикальных воздушных
потоков этот водяной пар распространяется вверх. Но с
высотой содержание его убывает — на уровне 10 км упругость
водяного пара уже в 10 раз меньше, чем у поверхности земли.
Вследствие этого почти весь водяной пар, поступающий в
атмосферу, сосредоточен в тропосфере. Именно в тропосфере
образуются облака, выпадают дожди, возникают грозы, т. е.
развивается наша погода.
В тропосфере также сосредоточена основная масса других
примесей — пыли, дыма, солей — играющих, как мы увидим
ниже, очень важную роль в процессе образования облаков,
туманов и осадков.
Эта пыль поступает в^атмосферу вследствие выветривания
горных пород, сдувания сухой почвы, вулканических
извержений, лесных пожаров и выбрасывания дыма
производственными предприятиями. В воздух попадают также частички
морской соли, образующиеся после испарения брызг морской
воды.
Так как все эти примеси в основном поступают в
атмосферу снизу, то с высотой их количество, как и водяного пара,
также убывает. Уже на высоте 4 км пыли примерно в 100 раз
меньше, чем у поверхности земли.
Интересно отметить, что у поверхности земли в 1 см3
воздуха в сельской местности содержится более 1000, а в
городской — от 10 до 100 тысяч частиц пыли. Некоторое количество
пыли имеется и на больших высотах атмосферы, но она в
основном уже космического, а не земного происхождения.
Стратосфера по многим особенностям значительно
отличается от тропосферы. Прежде всего в стратосфере
температура с высотой не понижается, а сохраняется такой же, как
и на ее нижней границе, или чаще даже повышается, особенно
летом в высоких широтах. Поэтому на верхней границе
тропосферы температура воздуха на разных широтах колеблется в
пределах —50, —80°, а на высотах 50—60 км она достигает
+ 10° летом и — 10, — 15° зимой.
Причиной этого потепления служит озон — газ, каждая
молекула которого состоит из трех атомов кислорода, в то
время как молекула кислорода воздуха состоит из двух
атомов. Озон образуется здесь из атомарного кислорода под
воздействием интенсивного коротковолнового излучения
Солнца. Озону принадлежит очень важная роль в
поддержании жизни на Земле.
8

Озон поглощает тепло, которое Земля излучает в мировое
пространство, и этим самым поддерживает ее тепловой режим.
С другой стороны, озон поглощает ту часть
ультрафиолетового излучения Солнца, которая не поглотилась в верхних слоях
атмосферы. Большие дозы ультрафиолетовой лучистой энергии
смертельны для живых организмов, а небольшое их
количество, пропускаемое озоном, оказывает губительное действие
на микроорганизмы, но благотворно влияет на человека.
Именно под влиянием этого ничтожного количества
ультрафиолетового излучения мы приобретаем приятный загар, а
чуть повышенная его доза уже обжигает тело.
Стратосфера отличается также бедностью водяного пара,
отсутствием активных процессов облакообразования и
осадков.
В мезосфере температура вновь понижается, достигая на
верхней границе —75, —90°.
Термосфера располагается в слое между 80 и 700—800 км.
Температура здесь повышается, достигая, по данным ракет
и косвенных наблюдений, на уровне 150 км +220, +240°, а
на верхней границе термосферы даже +1000° и более.
Нужно, однако, иметь в виду, что для высоких слоев
атмосферы, где воздух очень сильно разрежен, большие значения
температуры проявляются не так, как мы привыкли их
воспринимать в повседневной жизни. В связи с очень малой
плотностью воздуха столкновения между далеко отстоящими друг
от друга молекулами в высоких слоях происходят значительно
реже, чем в плотном воздухе, и поэтому тело, находящееся
там, несмотря на большие скорости движения молекул, не
принимает этой высокой температуры.
Термосфера характеризуется одной очень важной
особенностью — наличием в ней большого количества электрически
заряженных частиц — ионов, из-за чего ее еще называют
ионосферой.
В последующем мы увидим, что это свойство термосферы
является одной из причин весьма интересных электрических
явлений в атмосфере, которые суеверными людьми считались
таинственными или сверхъестественными «знамениями».
Самая верхняя часть атмосферы — экзосфера
характеризуется дальнейшим повышением температуры
предположительно до + 2000°. Однако разреженность воздуха здесь уже
настолько велика, что частицы, двигаясь с огромными
скоростями, почти не сталкиваются друг с другом. Еще выше
начинается мировое пространство — космос.
Если бы каким-то образом можно было наблюдать Землю
при отсутствии атмосферы, то небо оказалось бы абсолютно
черным, а все предметы либо были бы ярко освещены
солнечными лучами, либо совершенно невидимы в черной тени.
Благодаря газовой оболочке Земли происходит рассеивание сол-
3093—2
9

нечного света, появляется голубой цвет неба и многие
другие захватывающие природные зрелища, с которыми мы еще
познакомимся позднее. Интенсивность рассеивания света в
атмосфере Земли зависит от количества и размеров
различных примесей в ней. Изменение этих примесей, которое
происходит вследствие извержений вулканов, пыльных и
песчаных бурь, вторжения космической пыли и т. д., в свою очередь
является причиной наблюдаемых нами изменений цвета неба.
Солнечный луч в атмосфере
Земля находится на расстоянии около 150 млн. км от
Солнца. Несмотря на это, основным источником жизни, как и
многих физических и химических процессов на Земле,
является солнечная энергия. И погоду «делают», как мы увидим,
не какие-нибудь таинственные, сверхъестественные силы, а
прежде всего Солнце, его энергия, поступающая к нам с
солнечными лучами.
Учеными установлено, что на поверхности Солнца
температура равна + 6000°, а в недрах Солнца она достигает
+ 40 000 000°. Солнце состоит в основном из атомов водорода
и гелия. При таких температурах и огромном давлении
происходит непрерывный термоядерный процесс превращения
атомов водорода в атомы гелия. При этом высвобождается
огромное количество внутриядерной энергии.
Основная часть солнечной энергии рассеивается в
межпланетном пространстве. Из общего количества солнечной
энергии на нашу планету поступает лишь одна двухмиллиардная
ее часть. Чтобы представить себе эту цифру, отметим, что
каждую минуту Земля получает столько тепла, сколько его
выделялось бы ,при сжигании 3 млн. т бензина. Однако и это,
казалось бы, небольшое количество солнечного тепла,
поступающего на земной шар, не полностью остается здесь.
Если бы отсутствовала атмосфера, то каждый квадратный
сантиметр земной поверхности, перпендикулярный солнечным
лучам, получал бы в 1 мин 1,88 кал, а в течение года до 1000
больших калорий тепла (каждая большая или килокалория
равна 1000 калорий). В действительности за год в среднем на
каждый * см2 поступает лишь 250 ккал (или за минуту
0,5 кал/см2), так как не вся поверхность Земли
перпендикулярна лучам Солнца и в любой момент освещена лишь
половина нашей планеты. Можно привести еще одну характерную
цифру. В среднем на площадь 4 км2 земной поверхности в
сутки поступает такое количество солнечной энергии, которое
равно энергии взрыва одной атомной бомбы, сброшенной на
Хиросиму.
Земной шар не только поглощает солнечную энергию. Он
ю

отражает часть ее, а также излучает в мировое пространство.
Например, песок поглощает 70% падающей на него солнечной
энергии, а 30% — отражает. Свежевыпавший снег, напротив,
большую часть (80—85%) отражает и лишь 15—20% —
поглощает. Наибольшей поглощающей способностью обладает
вода — моря и океаны поглощают около 95% поступающей
на их поверхность солнечной энергии.
Нагреваясь в основном коротковолновой радиацией
Солнца до нескольких десятков градусов, наша планета сама
становится слабым источником излучения длинноволновых
инфракрасных лучей. Примерно половина этой длинноволновой
радиации поглощается атмосферой (в основном водяным
паром, озоном и углекислым газом). Вторая же половина
свободно проходит сквозь атмосферу и рассеивается в мировом
пространстве.
Если подсчитать баланс тепла, то окажется, что вся
поступающая на земной шар солнечная энергия распределяется
следующим образом: 40% ее отражается обратно в мировое
пространство; из оставшихся 60% этой энергии 16% —
поглощается самой атмосферой, а 44% — поверхностью суши и
океанов. Эти 44% в свою очередь расходуются на испарение
(24%) и на теплообмен (20%).
Поглощение атмосферой значительной части излучаемой
Землей длинноволновой радиации приводит к появлению так
называемого парникового или оранжерейного эффекта.
Особая роль при этом принадлежит облачности, которая
поглощает это тепло и частично излучает его в мировое
пространство, а частично возвращает на Землю. При отсутствии
облаков эти лучи уходят в мировое пространство. Именно поэтому
при одной и той же вечерней температуре воздуха при
облачной погоде температура воздуха ночью понижается
значительно меньше, чем при безоблачном ночном небе.
В космическом пространстве температура близка к
абсолютному нулю, т. е. приближается к —273°. Благодаря
наличию атмосферной оболочки Земли и создаваемому ею
оранжерейному эффекту, в среднем для земного шара температура
воздуха у поверхности земли равна + 16°, т. е. на 289° выше,
чем в мировом пространстве. Как видим, воздушная
оболочка — атмосфера не только предохраняет все живое на Земле
от вредного действия части солнечного излучения, но и от чрез.-
мерного охлаждения Земли.
Броневая защита Земли
Описанную выше роль атмосферы Земли можно сравнить.
с действием своеобразного покрывала, предохраняющего
нашу планету от проникновения вредных лучей Солнца и со-
Н,

храняющего от утечки тепло, поступившее на Землю. Но
атмосфера защищает нас также от космических лучей и от
мельчайших метеоров. Космическое излучение представляет собою
потоки частиц огромной энергии как из самых отдаленных
уголков Вселенной, так и от Солнца. Атмосфера Земли не
пропускает эти лучи. Однако, сталкиваясь с молекулами
воздуха на больших высотах, такие лучи бомбардируют и
раздробляют эти молекулы, создавая «осколки» в виде
электронов, ионов, атомов и ядерных частиц.
Эти «осколки» проникают к земной поверхности, вызывая
различные явления. Одно из них, например, стало очень
сильным научным средством познания многих тайн природы.
Вследствие бомбардировки атмосферы космическими
лучами, в частности, происходит преобразование обычных
молекул азота в радиоактивный изотоп углерода (углерод-14).
В конце концов этот изотоп попадает в ткани животных и
растений. За период существования организма или растения в
нем накопляется небольшое количество этого радиоактивного
изотопа, обладающего периодом полураспада около 5500 лет
(это время, за которое первоначальное его количество
уменьшается вдвое).
Такое уменьшение вдвое за каждые 5500 лет происходит
непрерывно и бесконечно, в результате чего этот изотоп может
служить своеобразными часами некоторых исторических
событий. Измеряя долю радиоактивного углерода в живых
организмах и сравнивая с ней долю его в останках древнего
животного или растительного мира, можно легко вычислить время,
к которому относятся останки.
Атмосфера подвергается бомбардировке не только
космическими лучами, но и «звездными осколками», блуждающими
в мировом пространстве. Такие осколки камней и металлов
представляют собою продукты взрывов звезд, распада комет
или следы продолжающегося процесса формирования и
изменения Вселенной, в том числе и Земли. Приближаясь к Земле,
под влиянием земного притяжения они попадают в его сферу.
Если бы отсутствовала воздушная оболочка, они все падали
бы на Землю. Хотя размеры подавляющего большинства
осколков невелики (они не превышают величины горошины),
тем не менее подсчитайо, что в общем на Землю за счет этой
космической пыли попадает за сутки около 2000 тонн
вещества.
Иногда космические осколки бывают и более крупных
размеров. Проносясь с огромными скоростями (от 11 до
64 км/сек), они могли бы создавать при столкновении с
Землей крупные воронки на ее поверхности. Однако на пути к
поверхности Земли всей этой космической пыли противостоит
воздушная оболочка. Врезаясь в атмосферу с большой ско-
12

ростью, такие частицы уже на высоте около 100 км
раскаляются за счет трения о воздух и большей частью сгорают.
Из-за окружающей их светящейся газовой оболочки
видимые размеры «падающих звезд» в моменты сгорания кажутся
значительно больше, чем в действительности. Когда число
таких частиц, вторгшихся в атмосферу Земли, велико, создается
впечатление «звездного дождя» или «огненного дождя».
Суеверные люди считали их «небесными знамениями», хотя из
простого научного объяснения видно, что ничего
сверхъестественного в таких «звездных» или «огненных» дождях нет.
Водовод планеты
Атмосфера выполняет и другую чрезвычайно важную
роль — переносчика и перераспределителя влаги на земном
шаре. Без воды, как и без солнечного тепла, была бы
невозможна жизнь. Без воды невозможен обмен веществ, ибо почти
все химические, физиологические и многие другие процессы в
организме протекают в водных растворах. Достаточно сказать,
что общее количество воды в организме человека составляет
65% его веса. Благодаря солнечной энергии ежегодно с
поверхности земного шара испаряются многие миллиарды тонн
воды. Поступая в виде пара, эта вода претерпевает в
атмосфере множество преобразований, переносится на огромные
расстояния и затем снова выпадает на землю в виде дождя или
снега.
Основным источником водяного пара в атмосфере служит
Мировой океан, занимающий 3Л всей поверхности земного
шара. Из общего количества воды на Земле, составляющего
примерно 1491 млн. км3, около 92%, или 1370 млн. км3,
приходится на моря и океаны. Если бы всю эту воду равномерно
распределить по поверхности нашей планеты, то она покрыла
бы Землю слоем толщиной около 3800 м.
В ледниках находится около 30 млн. км3 воды (около 2%
всех ее запасов). Чтобы более наглядно представить себе эту
цифру, отметим, что если бы весь лед и снег растаял, то
уровень Мирового океана повысился бы примерно на 50 м.
В озерах и реках сосредоточено около 4 млн. км3 (всего 0,3%
общих запасов), и еще меньше влаги содержится в
атмосфере — около 12—13 тыс. км3, или менее одной тысячной доли
процента общих запасов воды на земном шаре, хотя в течение
года с поверхности Земли испаряется около 520 тыс. км3 воды.
На первый взгляд создается впечатление какого-то явного
несоответствия между количеством испаряющейся с
поверхности Земли воды и ее содержанием в атмосфере. Это
несоответствие объясняется особенностями круговорота воды в
атмосфере. Вода, испаряющаяся с поверхности Мирового океана,
13

озер, рек и влажной почвы, находится в непрерывном
.круговороте. Из 520 тыс. км3 испаряющейся воды около 450 тыс. км3
поступает с поверхности Мирового океана и 70 тыс. км3 с
поверхности суши.
Содержание водяного пара в атмосфере подвержено
значительным колебаниям, так как при определенной
температуре в воздухе может находиться лишь строго ограниченное его
количество. При высокой температуре и особенно при наличии
поблизости источника влаги (водоемы) содержание водяного
пара в воздухе возрастает. При понижении температуры часть
водяного пара превращается в капельки или кристаллики
льда и выпадает из атмосферы в виде дождя, снега, града,
инея, росы или тумана.
В среднем в атмосфере содержится примерно всего
десятидневный запас воды для земного шара. Если бы испарение
с морей, рек и озер внезапно прекратилось, это было бы
катастрофой для всего растительного и животного мира.
Благодаря непрерывности процесса испарения влаги, ее
конденсации и выпадения в виде осадков в среднем в
атмосфере находится всего лишь 12—13 тыс. км3 воды, а
испаряется, как уже отмечалось, с поверхности Земли и возвращается
обратно в виде осадков более 500 тыс. км3.
Таким образом, атмосфера представляет собою для нашей
Земли своеобразный водопровод или водовод, по которому на
многие тысячи километров в самых разных направлениях
переносится влага, поступающая с океанов и морей в атмосферу
под влиянием солнечного тепла.
Однако иногда в системе водоснабжения нашей планеты
происходят нарушения. Тогда в одни места влаги
доставляется мало и там наступает засуха, а другие заливает дождем.
Чтобы не ходить далеко за примерами, вспомним август
1964 г. Газеты сообщали, что в Пакистане от
продолжительных ливней наступили наводнения, от которых пострадало
около 8 миллионов человек. В это же время в Токио из-за
отсутствия дождей резко сократились запасы питьевой воды,
и ее распределяли в ограниченных количествах.
Преобразования влаги в атмосфере
Точно так же, как и сахар, растворяясь в воде, становится
невидимым, так и вода, испаряясь с поверхностей океанов,
морей, водоемов, снега и льда, становится незаметной для глаза.
Будучи невидимым, водяной пар играет огромную роль во
многих причудливых проявлениях погоды. Сжато и поэтично
сформулировал многие из этих проявлений поэт С. Щипачев:
14

Мириады водяных пылинок
Поднимаются над океаном,
Чтобы тут же в путь пуститься длинный
По широтам и меридианам.
Стать сгустившимися облаками,
Тучами, чтоб тяжестью воды
Где-то падать на пески и камни,
На лоля и на сады.
Физические причины, приводящие к испарению воды,
вкратце заключаются в следующем. Для того, чтобы молекулы
могли оторваться от поверхности жидкости или твердого тела,
они должны преодолеть силы взаимного притяжения,
которые весьма значительны. На преодоление этих сил нужна
энергия. Эту энергию и поставляют солнечные лучи. Опытами
установлено, что. на испарение 1 г воды при температуре 0°
расходуется около 597 кал тепла, а на испарение 1 г льда —
€77 кал. Разумеется, чем выше температура воды, тем меньше
дополнительного тепла нужно для парообразования.
В среднем за год по всему северному полушарию
количество испаряющейся воды эквивалентно слою в 100 см.
Напомним, что слой воды высотой 1 мм на площади 1 м2
соответствует 1 кг воды. Водяной пар в 1,6 раза легче воздуха и в
1250 раз легче воды. При разной температуре воздуха в нем
может содержаться разное количество водяного пара,—-. чем
теплее воздух, тем больше может быть в нем водяного пара.
Благодаря перемешиванию воздуха водяной пар
распространяется по горизонтали и вверх в высокие слои атмосферы до
высоты 10 км и более.
Высота распространения водяного пара в каждом
конкретном случае зависит от температуры воздуха, скорости
восходящих движений в нем, интенсивности перемешивания и т. д.
Однако общим законом является уменьшение содержания
водяного пара в атмосфере с высотой.
Природа характеризуется одним замечательным
свойством,— она всегда «следит» за тем, чтобы баланс приходных
и расходных ее статей сходился. Если какое-либо количество
тепла затрачено на испарение водяных капель, то
впоследствии, когда водяной пар вновь 'превратится в капли (процесс
конденсации) или кристаллики льда (процесс
кристаллизации), такое же количество тепла высвобождается.
Точно так же вся вода, испарившаяся в атмосферу, как мы
уже знаем, в конечном итоге через осадки и речной сток
возвращается обратно на землю и в океан. Подсчитано, что
каждую минуту в природе образуется около миллиарда тонн
водяного пара и около миллиарда тонн осадков выпадает
на земную поверхность за это же время. Что же заставляет
водяной пар вновь превращаться в капельки или ледяные
кристаллики и выпадать из атмосферы в виде дождя, снега,
мороси или тумана?
15

Ранее уже отмечалось, что с высотой плотность воздуха и
давление непрерывно понижаются. В тропосфере, т. е. в
нижних 10—18 км, понижается также и температура воздуха.
Поэтому поднимающаяся воздушная частица, равно как и
частица водяного пара, подвергается все меньшему и меньшему
давлению, а потому она расширяется и температура ее
понижается. Опускающаяся частица воздуха, наоборот, испытывая
противоположное влияние, нагревается.
Вспомним, что происходит на стенках какого-нибудь
сосуда, вынутого в летний жаркий день из холодильника. Сосуд
очень быстро покрывается налетом мельчайших капелек воды,
образующихся в результате конденсации водяного пара, до
этого не обнаруживавшегося в воздухе.
Подобное явление наблюдается и при подъеме и
охлаждении воздуха, содержащего водяной пар. Конденсация
водяного пара вследствие охлаждения воздуха приводит к
образованию облаков и осадков. Если воздух охлаждается
вследствие соприкосновения с холодной либо остывающей за ночь
земной поверхностью, то имеющаяся в нем влага оседает в=
виде капелек росы, а при температурах ниже нуля — в виде
инея. Нередко одновременно образуется также тонкий слой'
приземного тумана.
Многочисленными опытами установлено, что одного
охлаждения недостаточно для интенсивного образования
капелек воды из пара. Для образования капель в чистом воздухе
необходимо, чтобы он был очень насыщен влагой. В то же*
время при наличии в этом воздухе мельчайших частичек
солей, кислот, продуктов горения, пыли различного
происхождения — все такие частицы называются ядрами
конденсации — осаждение на них капелек воды может начаться и
при значительно меньшем насыщении воздуха водяным-
паром.
Для превращения капли в ледяную частицу необходимо,
чтобы она сильно охладилась либо чтобы в нее попал
твердый зародыш — ядро кристаллизации. Ледяные кристаллы-
могут образоваться также в результате непосредственного
перехода водяного пара в твердое состояние, минуя жидкую»
фазу, если в атмосфере имеются кристаллы льда, замерзшие-
капли, кристаллы йодистого серебра и другие (подобные ве^
щества, носящие название ядер сублимации.
В воздухе всегда имеется большее или меньшее
количество ядер конденсации. Их размеры обычно измеряются
десятыми долями микрона. В 1 см3 воздуха может находиться от
1000 до 400 000 таких ядер.
Только на первый взгляд дождевая капля кажется чистой,
словно слеза. В действительности же химический анализ,
дождевой воды позволяет обнаружить в ней соли натрия„
кальция и магния, хлор, серную кислоту и многие другие ве-
16

щества, состав которых меняется от места и условий выпаде-
ния осадков.
Многообразие ядер конденсации, как и условий
возникновения на них капель или кристаллов, создает также
чрезвычайное разнообразие размеров и форм не только самих
водяных капель и кристаллов, но и облачности.
Кто не любовался зрелищем меняющегося неба!
Можно с уверенностью сказать, что из всех существующих
зрелищ ничто по своей грандиозности, красоте и
впечатляющей силе не может сравниться с небом, с его
многокрасочными панорамами.
Днем и ночью в любую пору года плывут в безграничных
просторах воздушного океана облака — белые, серые, а
иногда и темные громады воды и льда. Как не похожи они друг
на друга и какие разные чувства способны возбудить! Одни
застилают ©се небо серым однообразным (покровом, другие
рассыпаются хлопьями ваты. Одни напоминают морские золны,
другие — развернутый веер, а некоторые — величавую
снежную гору. К сожалению, мы не имеем возможности описать
здесь все разнообразие облачных форм. Каждый человек их
безусловно видел.
Вряд ли кто не знает, что облака представляют собой
сгустившийся или, как говорят, сконденсировавшийся водяной
пар. Однако не все представляют себе, как устроены облака
и почему из одних идет дождь, а из других нет.
Облака отличаются между собой не только внешним
видом, но и строением, а также уровнем расположения. Есть
облака нижнего яруса. Образуются они на высоте не более
2000 м, но иногда опускаются даже до уровня земли. Облака,
возникающие в слое между 2000 и 6000 м от уровня земли,
называются облаками среднего яруса, а располагающиеся
выше — облаками верхнего яруса. Так как с высотой
температура воздуха понижается и на уровне 4—5 км даже в летний
жаркий день стоит мороз, то облака нижнего яруса
состоят главным образом из мельчайших капелек воды,
облака среднего яруса — из капелек воды и очень мелких ледяных
кристалликов, а верхнего яруса -— только из
кристалликов.
Капельки воды и кристаллики льда, из которых состоят
облака, чрезвычайно малы, их диаметр измеряется
микронами.
Пока эти частички имеют малые размеры, они легко
удерживаются в воздухе во взвешенном состоянии и не выпадают
на землю в виде дождя или снега. Поэтому тонкие облака,
состоящие только из мелких водяных капелек или кристалликов
льда, не сопровождаются осадками. Если же в область
вечного холода на высоте, благодаря непрерывному подъему
воздуха, (поступают все новые и новые яорции водяного (пара, то он
3093—3
17

намерзает там на уже возникших мельчайших кристаллах.
Когда этот процесс продолжается достаточно долго, ледяные
зерна или кристаллы становятся слишком тяжелыми, они уже
не могут удерживаться больше во взвешенном состоянии и
начинают падать. Интенсивный снег или дождь всегда
образуется в достаточно мощных облаках, толщина которых
достигает нескольких километров и состоит поэтому как из
водяных капель, так и из кристалликов замерзшей воды. Даже в
нестерпимую летнюю жару вершина мощного облака состоит
из снега и льда.
Нетрудно догадаться, почему из одинаковых облаков летом
выпадает дождь, а зимой снег. Летом на небольшой высоте
температура положительная, попадающие сюда ледяные
кристаллы тают и выпадают в виде дождя. Зимой же даже у
земли температура отрицательная, и выпадающие
кристаллики не тают.
Раньше полагали, что в облаке, точно так же как на земле,
вода замерзает при 0°. Ученые установили, что маленькие
капельки воды в облаке могут охладиться до некоторой
отрицательной температуры, не превращаясь при этом в ледяные
кристаллики. Более того, оказалось, что при температуре до
— 12° облака преимущественно состоят из жидких
переохлажденных капель. При более низких температурах водяные
капли замерзают, хотя они иногда встречаются незамерзшими
даже при —25 —30°.
Как видим, дождь или снег есть не что иное, как
возвращение на Землю поступившего в атмосферу под влиянием
солнечного тепла водяного пара.
Иногда нам даже трудно »свбе шредставить, -сколько воды
содержится в небольшом облаке. Результаты наблюдений
показывают, что в среднем в каждом кубическом метре
водяного облака содержится около 500—600 капель общим весом
всего в 1 грамм.
Если же из этого облака на площади 10 км2 выпал совсем
слабый дождь, давший 1 мм осадков (1 мм осадков равен 1 л
или 1 кг воды на 1 м2), то всего выпало 1 л X 10 000 000 м2,
что составляет 10 000 000 л, или 10 000 т. Но ведь в облаке
еще осталась влага.
Если облако занимает площадь в 10 км2 и его толщина
5 км, то при содержании в 1 м2 всего 1 г воды в нем находится
50 000 тонн воды.
Бывает, что в течение летней грозы за несколько часов из
грозовых туч выпадает около 100 мм осадков. На 10 км2
площади за это время из облаков выливается около 1 000 000 т
воды! Для перевозки такого количества воды потребовалось
бы 20 000 пятидесятитонных цистерн. В конце августа
1964 года в бассейне реки Зея за двое-трое суток выпало от
150 до 200 мм дождя — такое количество здесь выпадает
18

обычно за 2 месяца. Представьте себе, какая масса воды
содержалась в проносившихся над бассейном реки облаках!
В дореволюционное время у нас нередко можно было
столкнуться с такими явлениями, как молебен на поле. Чаще
всего это делалось в периоды засушливой погоды, чтобы
вымолить у бога дождь. Кое-где такие явления можно встретить
еще и в наше время. Журналист Д. Краминов, описывая
поездку делегации советских журналистов по Федеративной
Республике Германии (весна 1964), отмечает, насколько они
были удивлены, когда вблизи города Фрейбурга увидели
церковное шествие жителей по полям с молебном к богу об
избавлении их от стихийных бедствий и ниспослании хорошего
урожая. И это происходило в наши дни, когда людям известны
действительные причины дождя.
Цвет, свет и тень
В предыдущем разделе мы видели, как под воздействием
солнечного тепла формируется погода. Солнце, как мы
увидим далее, является причиной и других грандиозных, а иногда
и причудливых явлений в воздушной оболочке Земли.
Некоторые из них своей красотой вызывают чувство изумления, а у
непосвященных в «тайны» действительных причин —
суеверный страх.
Кто не любовался радугой? Она иногда появляется после
грозы с ливнем, на фоне уплывающих туч, когда с
противоположной стороны от них вновь начинает сиять Солнце, словно
умытое прошедшим ливнем. Радуга изумляет не только
красотой .своих красок, но и поразительной точностью описываемой
ею части окружности.
Что же создает это красивое явление?
Давно установлено, что белый свет, проходя через
стеклянную призму и попадая на белую стену или лист бумаги, дает
широкую многоцветную полосу. Происходит это по двум
причинам. Во-первых, белый свет — сложный, он состоит из
нескольких цветных лучей: красного, оранжевого, желтого,
зеленого, голубого, синего и фиолетового. Во-вторых, при
прохождении любого светового луча из среды с одной плотностью
в среду с другой плотностью происходит его преломление.
Меньше всего преломляются или отклоняются от
первоначального направления лучи красного цвета и больше всего —
фиолетового. Остальные занимают промежуточное положение —
в соответствии с перечисленным выше порядком.
В воздухе нет стеклянных призм, но их роль с успехом
выполняют дождевые капли, присутствующие в дождевых
облаках. Кроме того, они выполняют еще и роль зеркала. Луч свел
та, идущий от Солнца, проходит внутрь капли, преломляется
19

ею, как в призме, и развертывается веером на составляющие
цвета. Дойдя до противоположной поверхности капли, каждый
из составляющих лучей отражается от нее и на выходе снова
преломляется. Таким образом, из каждой капли, на которую
попал белый солнечный луч, возвращаются уже разноцветные
лучи, развернутые по цветам спектра.
Мы видим лишь те лучи, которые попадают в наш глаз.
Поэтому и оптические явления мы можем наблюдать только
в тех дождевых каплях, которые располагаются под
одинаковыми углами, образуемыми лучами, направленными к нам от
Солнца и от капли.
Разноцветные лучи выходят из капли под разным углом,
поэтому в человеческий глаз, в зависимости от того, под
каким углом он наблюдает капли, может попасть от каждой из
них лишь один луч, например, красный, голубой и т. д. Все
остальные из этой капли пройдут выше или ниже глаза. В то
же время от другой капли в глаз попадает луч синего цвета,
еще от другой — оранжевого цвета и т. д.
В дождевом облаке всегда имеется огромное количество
дождевых капель. Благодаря этому мы видим радугу,
состоящую из ряда цветных полос, от красного цвета на внешней ее
дуге до фиолетового на внутренней. Когда Солнце на
горизонте, радуга имеет вид половины окружности. Чем выше Солнце,
тем меньшую часть радужного круга мы увидим, так как
часть его будет скрыта за горизонтом. Без солнца при
пасмурном небе, а также без выпадающего дождя радугу наблюдать
невозможно.
Таково краткое описание основных физических причин
возникновения красивого природного явления — радуги.
Как видим, и здесь не остается места для «чудотворных
сил». Более того, радугу легко воссоздать искусственно. Для
этого достаточно стать, например, против фонтана спиною к
Солнцу, и в водяных брызгах можно увидеть такие же
радужные дуги, как и на фоне облаков, освещенных Солнцем.
Иногда мы видим лишь часть радуги или несколько
отдельных, ее частей. Это объясняется неравномерностью выпадения
дождя или разрывами облачности.
Существует также и лунная радуга, возникающая иногда
ночью в периоды полнолуния. Конечно, причины ее
появления те же, но лунная радуга более бледная, цвета ее не столь
ярки, но они все же различимы.
Есть поверье, по которому счастливчикам суждено найти
золотой клад в том месте, где радуга касается горизонта.
Конечно, никто никогда этого места не найдет. По законам
оптики Солнце, глаз наблюдателя и центр радуги всегда
образуют одну прямую линию так, что расстояние от места
наблюдения до обеих точек, где радуга касается горизонта, всегда
одинаково. Поэтому, во-первых, каждый наблюдатель видит
20

свою собственную радугу, и, во-вторых, как только мы начнем
шагать, радуга будет соответственно перемещаться.
Очень интересны световые явления, которые носят
название гало (от греческого слова круг). Наиболее часто они
наблюдаются вокруг Солнца или Луны. В прошлом суеверные
люди принимали части таких дуг или серпы за кривые
огненные мечи, висящие в небе.
И это интереснейшее атмосферное явление вызывается
преломлением солнечных или лунных лучей, но на сей раз не в
дождевых каплях, а в ледяных кристалликах. В верхней
атмосфере на высотах 6—8 км и более тонкая, .почти
'просвечивающая перистая облачность, как мы уже знаем, всегда состоит
из ледяных кристалликов. И поэтому отражение и преломление
лучей здесь происходит уже не в водяных каплях, а в ледяных
кристаллах.
Так как формы этих кристаллов и их ориентировка в
облаках чрезвычайно разнообразны, то этим и объясняется
большое количество разных явлений гало.
Наиболее простой и чаще всего встречающейся формой
ледяных кристалликов является удлиненная шестигранная
призма. У таких кристалликов при медленном оседании
большие оси стремятся занять горизонтальное или вертикальное
положение.
Встречая на своем пути такие 'кристаллы, часть лучей
отражается от внешней поверхности их, как от зеркала, а
часть проходит через кристалл, испытывает внутреннее
отражение и преломление и вызывает явление гало — яркие
круги вокруг светила. Граненая форма кристаллов и их
положение способствуют тому, что одни лучи выходят из призм,
изменив свое направление на 22°, другие — на 46° и т. д.
Соответственно такому преломлению вокруг Солнца
возникает круг в 22°, 46° и т. д. Наиболее ярко выглядит круг с
радиусом 22°. Мы уже знаем, что разные цвета, составляющие
сложный белый свет, преломляются по-разному,— красные
несколько меньше, чем голубые. Поэтому внутренние края гало
имеют красный оттенок, а внешние — голубой.
Гало вокруг Луны более бледные и кажутся более
однородными по цвету. Это и не удивительно, так как Луна светит
лишь отраженным светом. Во многих районах гало в среднем
наблюдается один раз в 4 дня.
Метеорологам известны 25 форм гало. Отметим из них
еще несколько.
Те лучи солнца, которые не преломляются, а отражаются,
как от зеркала, от боковых граней кристаллов,
расположенных в пространстве вертикально, создают один или несколько
светящихся столбов. Так как луч света при этом не
разлагается, а лишь отражается, то столбообразное гало светлое,
без радужной окраски. Однако если солнце находится доста-
21

точно низко над горизонтом, световые столбы могут иметь
желтый, оранжевый или красный цвет — в соответствии с
окраской заходящего солнца.
Встречались столбы, которые были не вертикальны, а
имели наклон до 20°,— это случаи, когда кристаллики
переносились воздушными течениями под некоторым углом к
горизонту. Совершенно аналогично объясняется появление ложных
солнц и гало с радиусом 46°, если облако состоит из
кристаллических призм с преломляющим углом в 90°. При наличии в
облаке тех и других призм появляются несколько солнц и два
гало — в 22° и 46°. Подобным же образом, благодаря
многообразию форм кристаллов и их ориентировки, преломлением
и отражением луча можно объяснить и все остальные формы
гало.
В старинных русских летописях встречаются описания
необыкновенного видения — светящегося на небе креста. В
художественной форме впечатление от этого явления хорошо
описано в романе Костылева «Иван Грозный».
«Дрожащей рукой царь Иван отодвинул занавес.
Испуганными глазами взглянул на небо. Лицо его перекосилось от
ужаса: на небе, в темной вышине, застыло крестообразное
небесное знамение... Опираясь на посох, вышел царь на Красное
крыльцо наблюдать дивное видение... Долго молча смотрел
он на небо, усеянное густой звездной россыпью, и на этот
таинственный крест, смутно проступавший в небесной глубине, и
вдруг, зашатавшись от слабости... прошептал: «Вот
знамение моей смерти, вот оно...». Основой этого «таинственного»
явления служит уже описанный выше световой столб,
поднимающийся от горизонта к небу. Такой световой столб на небе
напоминает'лунную дорожку на море или реке. Столбьгвблизи
горизонта возникают, как правило, вследствие однократного
отражения света от нижних оснований ледяных пластинок,
когда Солнце находится около горизонта либо под ним. При
более высоком Солнце также может образоваться световой
столб. В этом случае происходит двукратное отражение
света,— сначала от верхних оснований призм, а затем от нижних
оснований других призм, и отсюда уже лучи попадают в глаз
наблюдателя. Сочетание такого столба с одним из нескольких
колец гало и приводит к появлению на небе светящегося
креста.
Причудливым превращениям солнечных лучей в
атмосфере обязаны также многие другие интереснейшие явления,
принимавшиеся в старину за небесные «знамения». Отметим среди
них еще одно, которое в науке носит название глории.
Иногда его называют брокенским призраком, так .как оно
нередко наблюдалось на горе Брокен в Германии. Чаще всего
это явление видят альпинисты в облаках или обрывках туч.
Внезапно перед ними в облаке или тумане возникают при-
22

зрачные фигуры, в точности копирующие движения этих
людей и сопровождающих их животных.
Подобные явления объясняются двумя причинами.
«Видения» или «призраки» представляют собою лишь тени,
отбрасываемые на густой туман или облако различными
предметами — горой, людьми, собакой и т. д. Иногда эти тени по
величине во много раз превышают сам предмет, создавая
впечатление огромных призраков, повторяющих все те
движения, которые шроизводит предмет, от которого отражается
тень.
Что касается цветных и радужных колец, то причины их
формирования по существу уже описаны в предыдущих
примерах. Только здесь преломление и разложение происходит
не в каплях и кристаллах, размеры которых в тумане очень
малы. Проходя мимо этих мельчайших препятствий или сквозь
столь же узкие отверстия между ними, световые лучи
искривляются и разлагаются на основные спектральные цвета (это
явление носит название дифракции света), образуя, как и в
предыдущих случаях, разноцветные кольца, разделенные
темными теневыми кольцами. Как видим, и это явление, в
котором религиозные люди нередко видят «божий перст»,
объясняется простыми, естественными причинами.
Чтобы увидеть глорию, не обязательно посещать те
места, где они чаще всего наблюдались. Подобное явление
всегда можно увидеть с самолета, который летит высоко над
сплошным облачным покровом, освещенным Солнцем: на
облачном покрове видна тень самолета, окруженная радужным
кольцом.
Те же причины обусловливают появление вокруг Солнца
или яркой Луны разноцветных колец при наличии тонких
слоистых облаков. Эти кольца, вплотную примыкающие к
Солнцу или Луне, носят название венцов. Когда капельки
имеют размеры несколько меньше 0,5 микрона, световые лучи
не проникают в них, а огибают, подобно тому, как волны в
реке или (море огибают 'выступающий 'камень. Соединяясь
позади капли, световые волны накладываются одна на
другую (интерферируют), в результате чего происходит
разделение цветов. Самые красивые венцы появляются вокруг
Солнца.
Отметим, наконец, что рассеивание света может проходить
не только на водяных каплях или ледяных кристалликах.
В атмосфере, как мы уже знаем, всегда находится большее
или меньшее количество различных примесей. В связи с этим
небо при определенных обстоятельствах может приобретать
самые разнообразные оттенки.
Свет состоит из волн разной длины. Чем больше частицы
примесей, тем большие длины волн они рассеивают. После
извержений вулканов воздух бывает особенно запылен. В этих
23

случаях, когда Солнце стоит низко над горизонтом, его лучи,
пронизывая большую толщу запыленного воздуха, сильно
рассеиваются. Лишь самые длинные волны, относящиеся к
красному цвету, достигают Земли, в результате чего восходящее
или заходящее Солнце приобретает мрачный кроваво-красный
цвет. Не будь в воздухе никаких примесей, мы были бы
лишены великолепного зрелища сумерек и зорь.
Солнцу обязаны и другие оптические явления, хотя они и
не связаны с рассеиванием света на молекулах газовой
смеси воздуха, водяных каплях, ледяных кристалликах или на
твердых механических примесях. В степи или пустыне иногда
появляются отчетливые изображения рек, оазисов, домов, а в
море — висящие в воздухе корабли или берега. Иногда можно
наблюдать два корабля или два берега, расположенные один
нормально, а другой несколько приподнятым. А кто не видел
«лужи воды», движущиеся по раскаленному асфальту на
некотором расстоянии впереди машины? Эти явления могут
показаться таинственными, но объясняются они очень просто.
Все это миражи.
Появляются они только в совершенно безветренную и
ясную погоду, когда создаются условия для сильного прогрева
или охлаждения приземного слоя воздуха и, следовательно,
напластования воздушных слоев с разной плотностью.
Вспомним, как выглядит ложечка в стакане с чаем или в кастрюле
с водой. На границе между воздухом и водой ложка кажется
надломленной. Точно такое же явление происходит в слоях с
различной плотностью воздуха. Обычно световые лучи
отклоняются в сторону меньшей плотности, т. е. в сторону слоя
более теплого воздуха. Поэтому, когда нижний слой более
теплый, как это имеет место в жаркий день над песками пустыни
или асфальта, возникает нижний мираж: вверху
действительный предмет, а внизу кажущийся. Именно таким миражом
является «бегущая» по асфальту впереди движущейся машины
«лужа воды».
В тех случаях, когда нижний слой воздуха холодный,
возникает верхний мираж — вверху кажущийся предмет, а внизу
действительный. Обычно его можно увидеть рано утром, а в.
северных странах и морях также и днем, над заснеженной
степью и т. д.
Слой холодного воздуха у земной поверхности искривляет
световой луч таким образом, что он стремится следовать
кривизне рельефа. Поэтому иногда видимое изображение
получается перевернутым. В Антарктике, на расстоянии сотен
километров от мбря, между облаками иногда наблюдались
перевернутые корабли, у которых дым из труб шел вниз. В
пустынных районах иногда создаются такие температурные
условия, что уже ранним утром совершенно плоская равнина
выглядит, как дно долины с возвышающимися краями. Когда с
24

подъемом Солнца происходит нагрев почвы, наблюдателю
начинает казаться, что он находится на сухом островке, со всех
сторон до бесконечности окруженном водой.
В результате преломления света в холодных и теплых
слоях воздуха иногда создается впечатление, что восход или
заход Солнца происходил несколько раз. По тем же причинам-
бывает так, что на разных уровнях одновременно видно два
Солнца.
Широко известное явление мерцания звезд также обязано-
смене небольших порций воздуха с разной температурой и-
влажностью.
Несомненно, к миражам должны быть отнесены явления
летающих тарелок, вокруг которых было немало шума в
зарубежной печати пятидесятых годов.
Обычно миражи сохраняются очень недолго, как только*
меняется распределение температуры слоев либо усиливается*
ветер, нарушающий их напластование, мираж исчезает.
Небесные фейерверки
Летом при устойчивой маловетреной погоде, когда
солнце немилосердно палит, а воздух влажен и душен, уже с утра
начинается образование кучевых облаков. Сначала они
украшают небо, потом довольно быстро увеличиваются в размерах,
на них вырастают башни, и вот уже с полудня темные массы
облаков со свинцовым оттенком проходят над головой. Где-то-
вдали слышатся приближающиеся раскаты грома. Мы
переживаем 'вошедшее в поговорку затишье шеред бурей — и затем
грозу с ее причудливыми зигзагами молний, пронизывающих
облака и озаряющих небосвод.
Даже в наше время при виде надвигающейся черной тучи-
нередко человеком овладевает невольный страх. Нетрудно-
себе представить, какими были чувства у древних людей при*
виде молний, разверзающих потемневшее от грозовых туч1
небо.
Одна из причин молнии — извечно присущий природе
процесс единства противоположностей — возникновение
электричества и его уничтожение. И молния лишь один из видов
проявления этого процесса.
Мы уже знаем, что ионосфера характеризуется наличием
большого количества электрических заряженных частиц —
ионов. Ионосфера представляет собою один из электродов*
гигантской электрической системы: Земля — атмосфера.
Вторым электродом этой системы является Земля, которая
несет отрицательный электрический заряд. Между земной
поверхностью и ионосферой создается разность потенциалов в.
сотни тысяч вольт. Человек, находясь между такими разно-
25.

именно заряженными электродами, также подвержен влиянию
определенной разности потенциалов. В ясные дни на уровне
головы человека имеется положительный заряд электричества,
который на 200 вольт отличается от заряда на уровне земли.
В пасмурные дни в горах, при тумане, пыльных или снежных
бурях, эта разность может увеличиваться в десятки и даже
сотни раз. Как мы увидим ниже, это обстоятельство является
причиной ряда других электрических явлений, поражающих
воображение человека.
Во время грозы огромное количество электричества
вырабатывается с поразительной быстротой, а разность
потенциалов между верхней и нижней границами облака достигает
сотен миллионов вольт. И это только в одной грозе. Точных
сведений о числе гроз на всей Земле нет. Считают, что в среднем
за день бывает от 40 000 до 200 000 гроз, т. е. в каждый момент
в разных частях гремят тысячи гроз. Особенно часто
грозы наблюдаются в некоторых приэкваториальных районах.
На острове Ява, например, в году бывает до 300 дней с
грозами.
Все грозы представляют собою по существу процесс
уничтожения возникающих в атмосфере огромных концентраций
электричества путем переноса через молнии части заряда из
атмосферы на Землю. Если бы отсутствовали молнии и,
следовательно, пополнение с их помощью электрического
потенциала Земли, то в течение часа она бы стала электрически
нейтральной. В действительности же Земля никогда не бывает
электрически нейтральной. Средним по величине и активности
грозовым облаком выделяется около 20 000 000 кет
электрической энергии. Сила тока молнии в среднем равна 25 000 ампер,
а иногда достигает 300 000 ампер. Подсчитано, что один
средний электрический разряд молнии мог бы питать в течение
часа несколько тысяч телевизоров.
Как же и где образуются грозы?
Суеверные люди считали, что грозы ниспосланы на людей
с неба в качестве «божьей кары». Такое представление легко
было поддерживать среди религиозных людей прежде всего
потому, что обычно люди привыкли наблюдать грозу снизу,
с Земли. Однако если подняться над грозовыми облаками, что
легко осуществить с помощью современных самолетов, то мы
увидим, что Юни распространяются в умеренных широтах
всего до 10—12 км, а в тропической зоне до 15—18 км. Выше уже
таких облаков нет, отсутствуют и все сопровождающие их
грозные явления. Поэтому самолеты могут свободно идти на
1—2 км выше грозы. Все молнии остаются ниже, самолеты не
могут подвергаться «божьей каре».
Метеорологам сейчас хорошо известно, что грозы
развиваются лишь при определенном, так называемом неустойчивом
состоянии атмосферы. Такое состояние, например, возникает
26

тогда, когда на прогретую поверхность суши начинает
притекать влажный и прохладный морской воздух. В результате
того, что он подогревается снизу, в нем развиваются сильные
восходящие потоки в виде отдельных струй, объединяющихся
по мере подъема. При подъеме воздух расширяется и
охлаждается, а находящиеся в нем водяные пары сгущаются в
капельки *и образуют облака или град.
Ранее уже отмечалось, что при образовании капель
происходит освобождение того тепла, которое было затрачено на
испарение воды. Это тепло является дополнительным
стимулом к подъему воздуха, благодаря чему в вертикальные
движения вовлекаются все новые объемы воздуха, и облако
растет до грозового и градового.
Существует множество возможных причин образования
электрических зарядов, которые в грозовых облаках могут
проявляться порознь либо одновременно. Под влиянием
происходящего почти повсеместно в земной коре радиоактивного
распада и выхода радиоактивных газов из земной коры, а
гакже космических лучей, ультрафиолетового излучения
Солнца в атмосфере непрерывно возникают ионы.
В процессе формирования капель, их подъема и падения
происходит захват ионов и концентрация их в облаке.
Большинство примесей в воздухе обусловливает приобретение
льдом отрицательного заряда, а водой — положительного.
Установлено, что капли приобретают электрические
заряды также и при разбрызгивании вследствие соударений и от
порывов ветра в облаке. При этом мелкие брызги,
поднимающиеся восходящими потоками в верхние слои облака,
оказываются заряженными отрицательно, а более крупные,
остающиеся в нижних частях облака,— положительно. Если этот
процесс идет непрерывно, в облаке создаются огромные
запасы электричества.
Обычно воздух плохо проводит электричество, но когда
заряды положительного и отрицательного электричества очень
возрастают, происходит пробой воздушного изолятора, и
появляется гигантская электрическая искра. Разряд может
происходить как внутри облака, так и между облаком и землей.
С помощью скоростной съемки, позволяющей производить
снимки через каждую миллионную долю секунды, удалось
установить, что удар молнии осуществляется не мгновенно.
Вначале отдельными лавинами ионов как бы образуется
«тропинка», по которой затем пройдет основная ветвь
разряда. Электрический разряд может произойти в виде одной
извилистой стрелы или множества ветвистых стрел, так как он
происходит обычно в тех направлениях, где изолирующее
сопротивление воздуха наименьшее.
Там, где проскакивает молния, воздух сильно нагревается,
что вызывает взрывоподобное расширение воздуха в виде
27

грома. Часто гром сопровождается раскатами, так как звук
от ближайшего и дальнего конца молнии либо от нескольких
молний доходит к нам с некоторыми интервалами. Явление
эха, особенно в горах, также создает впечатление раскатав
грома.
Если одним разрядом не была исчерпана вся энергия
облака, то по тому же каналу один за другим могут проследовать
еще несколько разрядов.
Обычно молния имеет белый цвет — это видимое излучение
атомов кислорода и азота, возникающее под влиянием
чрезвычайно высоких температур. Когда же в воздухе содержится
много пыли, цвет молнии приобретает желтые или красные
оттенки.
На земном шаре молнии ежегодно уносят много сотен
человеческих жизней, хотя знание элементарных правил
защиты могло бы значительно сократить число жертв.
Грозовые и ливневые облака появляются не сплошной
завесой, а пятнами, перемещаясь в направлении верхних
воздушных потоков. Проходит такое облако,— и полосой
выпадает ливень или град.
Как же в грозовом облаке образуется град?
Когда развивающееся кучевое облако растет вверх, она
проникает в слои атмосферы, имеющие низкую температуру.
Мы уже знаем, что на высоте 4—5 км обычно стоит мороз. На
определенном уровне капельки воды, составляющие облака,
переохлаждаются, и достаточно малейших воздействий, чтобы
они мгновенно замерзли. Так, например, попадающий в такое
облако самолет от столкновения с переохлажденными
каплями покрывается ледяной коркой.
Еще выше этого уровня образуются снежинки, которые.^
падая вниз через слой с переохлажденными каплями,
быстро обрастают льдом, подобно летящему самолету.
На более низких уровнях обледенелые снежинки могут
быть подхвачены новыми восходящими воздушными струями,,
которые обычно имеют место в грозовых облаках. Поднимаясь
вверх, обледенелая снежинка, представляющая собой по
существу пока еще небольшую градинку, продолжает
увеличиваться в размерах за счет нового нарастания льда в
переохлажденном облаке. Достигнув высоты, на которой
восходящие струи воздуха ослабевают, градина снова падает вниз и
может быть подхвачена новыми восходящими потоками
воздуха. Этот процесс может многократно повторяться, пока
градина достигнет таких размеров, что никакие восходящие
потоки воздуха не в состоянии ее удержать во взвешенном
состоянии. Совершенно очевидно, что чем сильнее в данном
облаке восходящие потоки воздуха, тем большими по
размеру становятся градины. Иногда они достигают размеров
голубиного яйца.
28

По размеру градин ученые подсчитали силу восходящих
течений, возможных в грозовом облаке. Оказалось, что
вертикальные воздушные потоки могут достигать 30—35 метров в
секунду и даже больше — то есть силы урагана. В таких
случаях град может достигнуть фантастических размеров. Из
научной литературы известны случаи, когда вес градин
измерялся килограммами. Так, в Германии в 1925 г. градина
пробила крышу дома. Ее вес был 2 кг. В Индии в 1939 г. градина
имела вес 3,4 кг, а в Китае в 1902 г.— даже 4,5 кг.
У нас в 1958 г. в Ставропольском крае среди очень
крупных была обнаружена градина весом в 2200 г. От града
пострадали дома, деревья, градом было убито в поле 90 ягнят.
Есть районы, в которых посевы, сады и особенно виноградники
очень часто повреждаются выпадающим градом.
Наука отыскала пути борьбы с этим опасным явлением.
Когда облако разрастается до таких размеров, что в нем
уже может происходить образование снежинок и превращение
их в градины, необходимо нарушить этот процесс. С этой
целью в ту часть облака, которая содержит переохлажденные
капельки, забрасываются небольшие противоградовые ракеты.
При разрыве головок этих ракет в облако выбрасывается
бесчисленное количество мельчайших частиц твердой
углекислоты или йодистого серебра, очень сходных по своей структуре
с кристаллической структурой льда. Переохлажденные
капельки, намерзая, быстро на 'них оседают, и начинается процесс
образования новых снежинок. Таким путем разрушается
переохлажденная часть облака и ликвидируется угроза
формирования -крупных градин. Мелкие же градины и снежинки,
опускаясь в низкие слои облака, тают и выгадают в виде
дождя.
Работы по борьбе с градом уже сейчас ведутся на
Кавказе. Принимаются меры к расширению таких воздействий на
другие градоопасные районы.
На данном примере мы видим, как наука не только
объясняет, но и успешно борется с грозными явлениями погоды.
Фейерверки атмосферного электричества не всегда
сопровождаются грозными последствиями. Во время грозы, иногда
еще задолго до ее развития, а также вследствие снежных и
пыльных бурь, шквалов и т. д. напряженность электрического
поля в атмосфере, как мы уже отмечали, возрастает во много
сотен и даже тысяч раз. В результате нередко появляются
особого рода светящиеся разряды, возникающие на остриях и
острых углах предметов, возвышающихся над земной
поверхностью. Чаще всего светящиеся разряды наблюдаются в горах
на остро выдающихся частях скал, вершинах деревьев и даже
вокруг людей. В низменных местах они появляются на
выступающих вверх концах башен, на море на мачтах кораблей.
Иногда свечение появляется на концах рогов у буйволов и ко-
29

ров. Обычно свечение сопровождается легким потрескиванием.
Все эти разряды известйы под названием огней святого
Эльма. При дневном свете они не видны, а ночью
представляют исключительно эффектную, но иногда жуткую картину.
Существует такое предание: однажды, когда корабли
первооткрывателя Америки Христофора Колумба пересекали
океан, поднялась сильная буря. Матросы перетрусили и
начали роптать на своего начальника, затеявшего такое опасное
плавание. Тогда Христофор Колумб приказал им выйти на
палубу и посмотреть на мачты. Н& верхушках мачт
красовались какие-то огоньки синеватого цвета. Матросы очень
обрадовались этому, подумав, что святой Эльм, которого они
считали покровителем мореходов, послал им эти огоньки в знак
своей к ним милости.
В Андах отмечались случаи свечения огненными языками
целых горных выступов. Это тоже огни Эльма, но в
грандиозном масштабе. Подмечено, что огни Эльма в горах
наблюдаются чаще всего в летнее время, а в низменных
местностях — зимой.
Описанные разряды представляют собой разновидности так
называемого коронного разряда. У конца остроконечных
предметов потенциал электрического поля может достигнуть
такого критического значения, которого оказывается достаточно
для электрического пробоя воздуха. Электроны при этом
разгоняются до столь больших скоростей, что способны вызвать
лавинообразный процесс ионизации воздуха и свечение его
подобно тому, как это происходит в современных лампах
дневного света. Огни Эльма безопасны, но все же их следует
избегать, так как они указывают на места возможной
концентрации больших зарядов атмосферного электричества.
Со свечением ионизированного газа связаны еще более
грандиозные фейерверки в атмосфере, которые в народе
носят названия сполохов или пазорей, а в науке — полярных
сияний. Они выражаются в свечении разреженного воздуха
на высотах от нескольких десятков до нескольких сотен
километров и чаще всего встречаются в полярных широтах, хотя
иногда наблюдались и в умеренной зоне. На небе вдруг
загораются и переливаются разными цветовыми оттенками
гигантские дуги, тянущиеся по небесному своду. Временами
появляются короны со сходящимися лучами вблизи горизонта,
либо в воздухе повисают изумительной красоты занавеси-
драпри. Часто это свечение носит мерцающий, колеблющийся
характер, напоминающий отсветы пламени костра. Изменения
з интенсивности, положении и окраске их иногда происходят
настолько быстро, что остается впечатление какого-то
необыкновенного феерического представления. В северных странах
они бывают чуть ли не каждые две ночи из трех. В южных
странах встречаются значительно реже. Нет ничего удивитель-
30

ного в том, что древние народы суеверно считали полярные-
сияния предзнаменованиями всяческих бедствий. По
преданию римлян, смерть Юлия Цезаря в 44 г. до и. э. последовала
после появления в небе над Римом светящейся полосы.
Американские индейцы считали полярные сияния
отблесками костров, на которых колдуны поджаривали своих
пленников.
Наукой установлено, что эти явления обусловлены
электрическими и магнитными силами. Солнце посылает на Землю
не только тепловые лучи. Время от времени от него
устремляется в околоземное пространство огромное количество
«корпускул»—электрически заряженных частиц. Магнитным «полем
Земли последние больше всего притягиваются в направлении
магнитных полюсов, расположенных в полярных широтах.
Достигая верхних, разреженных слоев полярной атмосферы
Земли, эти потоки, имеющие огромные скорости, в сотни или
даже тысячи километров в секунду, ионизируют ее и на
высотах между 1000 и 100 км приводят к свечению газов в виде
описанных выше полярных сияний. Последние являются причиной
значительных и длительных помех для радиосвязи.
Проделки невидимки
Кто видел ветер? Конечно, никто. Он прозрачен, невидим,
но могуч и вездесущ. Его присутствие мы отмечаем то в
легком шелесте листвы или в плавном величественном
покачивании колосьев, то в 'неистовой буре, ломающей деревья, или
шквале, поднимающем тучи пыли. Ветер — различное
проявление всевозможных движений и перемещений воздуха.
В поле, на дорогах или в лесу -вслед за проносящимися в
небе грозовыми тучами порывистые ветры создают множество
вихрей, закручивающих и поднимающих вверх столбы пыли,
сухих листьев и т. п. Из темных грозовых туч вылетают не
только молнии и сильные раскаты грома. Иногда часть тучи
закружится вихрем и начнет быстро спускаться вниз,
наподобие вертящейся воронки или крутящихся столбов-хоботов. Не
успеет конец такого вихря коснуться земли, как навстречу ему
поднимается и закручивается целый столб пыли. Если это
происходит в песчаных пустынях, то в таком вихре, диаметр
которого достигает иногда нескольких десятков метров,
поднимается и закручивается огромный столб песка, который
носится по пустыне, часто уничтожая на своем пути все, что^
мешает его продвижению. Это смерч или тромб, а в США
такие вихри называют торнадо.
Бывает, что за одним таким вертящимся столбом несется
множество других, они догоняют друг друга, сливаются и
превращаются в большие подвижные песчаные вихри самой раз-
3*

•нообразной формы. Чаще всего через несколько часов сила их
истощается, движение замедляется, песчаный столб
опускается, а грозовая туча, в которую попало немалое количество
песка или других предметов, в конце концов разражается
проливным дождем. Такой дождь состоит из грязных потоков
воды, смешанной с попавшими в облако пылью и песком.
Обычно смерчи возникают в разгар лета, чаще всего в
результате вторжения очень влажного воздуха под слой сухого.
Скорости ветра в смерчах могут достигать 300 м/сек, а скорости
вертикального движения — до 90 м/сек.
Двигаясь над сушей, смерч иногда выворачивает с корнями
столетние деревья, оставляет после себя обломки ветхих
зданий и т. д. Известны случаи, когда смерч поднимал в воздух
животных и людей, срывал с креплений и поднимал в воздух
тяжелые самолеты.
В Европе смерчи появляются около 10 раз в год. Особенно
часто — более двухсот раз в году — торнадо появляется в
Северной Америке, где они иногда уносят до 700 человеческих
жизней в год и причиняют огромные убытки. Так, только
5 мая 1964 г. в одном населенном пункте штата Небраска
смерч прошел по главной улице, сорвав крыши с домов и
разрушив здание почты. В городе Фэрмонт (Северная Дакота)
было уничтожено 25 домов, разрушены две церкви. Смерчами
и ветром были повалены сотни деревьев, разрушены линии
высокого напряжения.
Продолжительность жизни торнадо или смерча невелика —
в среднем 8 минут, а полоса его «бесчинств» колеблется в
ширину от нескольких метров до нескольких километров и в
длину до нескольких десятков километров.
Жители американских штатов знают, что рев
приближающегося торнадо заглушает даже грохот рушащихся зданий и
ломающихся деревьев. Ветер свыше 100 км/час по
общепринятой шкале считается уже штормовым. При торнадо, как это
можно подсчитать по причиненным разрушениям, скорость
ветра достигает иногда 500—600 км/час. При таких скоростях
даже такие предметы, как стебли или початки кукурузы,
деревянные палки, (превращаются в снаряды огромной
разрушительной силы, пробивающие железные крыши, кирпичные
стены. Иногда крыши домов, автомобили, железнодорожные
вагоны и даже стальные мосты оказываются отнесенными на
значительные расстояния от тех мест, где они были
подхвачены торнадо. В американской литературе приводится случай,
когда в штате Канзас торнадо унес целое стадо молодых
бычков, которые пронеслись над головами изумленных зрителей,
как стая огромных птиц.
Если смерч проносится над морем, он образует водяной
вихрь. С шумом и ревом носится он по бушующим волнам
моря в сопровождении сверкающих молний, раскатов грома и
32

проливного дождя или града. Вместе с водой в такое облаксг
нередко втягивается большое количество рыбы, которая затем
с дождем выбрасывается из облака обратно в море, а иногда
и на сушу, приводя в изумление очевидцев.
Жители Шотландии, Норвегии, Дании много раз
наблюдали «дожди из сельдей». На 'побережье Новой Зеландии в
1949 году во время ливня на землю падали тысячи морских
рыб.
Смерчи проносятся не только над пустынями или морями,
но и над населенными пунктами, полями, лесами,
внутренними водоемами, болотами. Поэтому «чудесные» дожди могут
состоять не только из рыбы.
Летом 1940 года в деревне Мещеры Горьковской области
в один из дней разразилась гроза, и вместе с дождем на
землю посыпались серебряные монеты времен Ивана IV. После
дождя здесь было собрано около тысячи старинных монет,
упавших с неба. Совершенно очевидно, что в данном случае
возникший при грозе смерч проходил над местом, где был
зарыт клад этих монет, и поднял их в воздух. Когде же вихрь
потерял свою силу, вместе с дождем с неба посыпались
монеты.
В начале XIX столетия в Дании в течение 20 минут с неба
сыпались морские раки. В 1904 году ураган разрушил в
Марокко большие склады с пшеницей. Вместе с ветром поднятое
в воздух зерно было перенесено через Средиземное море к
берегам Испании, где к великому изумлению жителей одной
деревни с неба вдруг посыпалось зерно. Были случаи, когда
с неба падали апельсины.
В старину эти необыкновенные дожди и снегопады
вызывали панический страх,— люди видели в них проявление воли?
богов, «знамения» неизбежных несчастий. Теперь мало кто
верит в подобные выдумки. Ученые давно раскрыли
действительные причины этих явлений.
Точно так же образуются наблюдавшиеся в прошлом во
Франции, Турции, Италии, Испании «кровавые дожди».
В некоторых пустынях песчаная пыль имеет темножелтый
или красный цвет. Попав в грозовое облако и переносясь с
ним за многие сотни или тысячи километров, эта пыль вместе-
с дождевыми каплями выпадает в виде «кровавого дождя».
Иногда кровавый дождь .имеет органическое
происхождение. В лужах, болотах, прудах водится несчетное количество
живых организмов или растений, каждое из которых
невозможно различить невооруженным глазом. Многие из них
окрашены в красный или бурый цвет. При благоприятных условиях,
они очень быстро размножаются в огромных количествах,—
тогда вода в прудах кажется красно-бурого цвета. Если,
смерч пролетит над таким водоемом, ему нетрудно втянуть в*
водяной вихрь и населяющие его живые организмы или расте-
3&

ния. Угомонившись, смерч разражается где-нибудь дождем
цвета крови, потому что в каплях его находятся мельчайшие
•организмы или растения красного цвета.
Проделкам ветра обязан также «кровавый снег».
Существуют простейшие одноклеточные водоросли — первопузыр-
ники, которые .не боятся холода и очень быстро «прорастают
даже на снегу. Занесенные на него ветром, они за одну ночь
могут размножиться в несметном количестве и придать снегу
красный цвет, так как произрастающие из первопузырника
мельчайшие водоросли, каждую из которых в отдельности
невозможно увидеть невооруженным глазом, имеют красный
цвет.
Бывает в природе и зеленый снег, встречающийся иногда в
горах Европы и на острове Шпицберген. И здесь виновен
ветер, приносящий на снег особые водоросли зеленого цвета.
В 1963 г. жители небольшого перуанского городка Инкиль-
пата в Перуанских Андах наблюдали, как вперемежку .с
обычным градом на землю падали красные и голубые льдинки.
За день до града в этой местности отмечались крупные
движения пластов почвы. Воздух наполнился пылью, которая попала
в капельки облаков, а из них — в градины. Горные породы Анд
отличаются разнообразными тонами. Поэтому легко понять
причины разнообразия цветов градин.
Красный снег выпал 13 марта 1959 г. в некоторых районах
Армении и Грузии. Совсем недавно, в начале февраля 1964 г.,
жители Курган-Тюбе Узбекской ССР наблюдали, как густо
падающий белый снег вдруг сменился коричневым и красным.
Накануне этого явления над песками пустыни Кызыл-Кум
бушевала пыльная буря. В воздух поднялись мощные облака
красной и коричневой пыли. Они смешались там со снегом и
окрасили его.
Таковы «секреты» необычных дождей и снегопадов.
Почему возникают ветры
Древние люди поклонялись не только богу Солнца или
богу дождя. Многие народы поклонялись также разным
богам ветра. Жители Эллады верили, что бог Посейдон может
по своему желанию вызывать и укрощать бурю, что злой
Борей повелевает беспощадным северным ветром, а ласковый
Зефир — теплым западным. Наиболее могущественный из
славянских богов Перун считался также властителем бурь.
Теперь мало кто поверит, что ветрами управляют боги.
Непрерывность движения, в том числе и воздуха,—
неотъемлемое свойство природы. В одних районах преобладают
северные ветры, в других южные или западные. Существует
множество районов с характерными для них местными ветрами.
34

Жители таких районов хорошо знают, когда наступит этот
ветер и какие особенности погоды он с собой принесет. Однако
не все еще знают, что действительной первопричиной всех
воздушных течений на нашей планете является все то же
Солнце.
Все явления в воздушной оболочке Земли, как и вся жизнь
на нашей планете, связаны с солнечным теплом. На юге
Советского Союза и в странах, близких к экватору,— Индии,
Индонезии и др.— Солнце нагревает поверхность Земли
значительно больше, чем в странах, расположенных ближе к
Северному и Южному полюсам. Поэтому у Северного и Южного
полюсов мощные ледяные массивы сохраняются круглый год,
в то время как в теплых странах даже не бывает снега. Такие
различно нагретые части земной поверхности по-разному
нагревают лежащий над ними воздух.
Вблизи экватора воздух сильно нагревается, а над морями и
океанами также и увлажняется. Около (полюсов воздух
охлаждается. Холодный воздух тяжелее теплого. Он стремится
проникнуть с полюсов в тропические широты и заменить собою
поднявшийся вверх и оттекающий к полярным районам
нагретый воздух. Если бы Земля была неподвижной, в северном
полушарии около ее поверхности постоянно дули бы холодные
северные ветры, а на высоте — южные теплые. Но Земля
вращается, и в результате вращения возникает отклоняющая
сила, действующая на воздушные потоки. В северном
полушарии, в котором мы живем, эта сила вынуждает воздушные
течения отклоняться вправо. Причина этого заключается в
следующем. Все знают, что наш земной шар не только
движется по орбите вокруг Солнца, но одновременно вращается
и вокруг своей оси, благодаря чему мы наблюдаем восходы и
заходы Солнца, чередования дня и ночи. Каждый человек,
находящийся на экваторе, вместе с вращающейся Землей
мчится в пространстве со скоростью 464 м/сек. К северу и югу
от экватора длина окружности земного шара (параллелей)
уменьшается. Поэтому жители, например, Мурманска
движутся в пространстве с меньшей скоростью, так что за те же
сутки в результате полного оборота Земли они проделают уже
значительно меньший путь. Нечто подобное происходит и с
воздушной оболочкой нашей Земли.
Теперь представим себе, что частица воздуха из районов
экватора, где скорость ее вращения вместе с Землей была
велика, начинает перемещаться по меридиану к северу. Чем
севернее, как мы уже знаем, тем относительная скорость
движения воздуха с запада на восток уменьшается. Но
экваториальная частица туда поступает со своей более высокой
скоростью, поэтому в цовом районе она будет обгонять
увлекавшийся там вращением Земли воздух. В итоге частица
повернется по отношению к меридиану вправо. То же самое
35

произойдет со снарядом или ракетой, направленными от
экватора по меридиану .к .полюсу, — они приземлятся шравее, т. е.
восточнее этого меридиана.
Если же частица воздуха или ракета движется от полюса к:
югу, то они попадают каждый раз в районы с возрастающей
линейной скоростью. Вследствие этого они будут отставать от
меридиана. Но так как движение направлено с севера на юг,
то и в данном случае направление этого движения отклоняется
вправо от первоначального. Отсюда всеобщее правило, что в
Северном полушарии любое движущееся тело под влиянием
вращения Земли стремится отклониться влраео. Именно
поэтому не только правые берега рек всегда подмыты, но и правые
колеи железных дорог всегда изнашиваются сильнее, чем
левые. Благодаря тем же причинам в средних широтах Земли
чаще всего дуют уже не южные ветры, а западные. В этих же*
широтах обычно происходит встреча теплых южных и
холодных северных масс воздуха.
Ветер выполняет геркулесову задачу,— он перемещает
огромные массы воздуха по земному шару. Вспомним, чт(>
воздух нашей планеты весит миллиарды миллиардов тонн.
Чтобы заставить такие тяжести двигаться, да еще иногда и с
огромными скоростями, необходима огромная энергия. Эту
энергию и поставляет нам Солнце. Подсчитано, что если бы на
Земле прекратилось всякое движение воздуха, то для
восстановления его нормальной циркуляции потребовалась бы
энергия всех существующих электростанций мира за 50 лет.
Каждая воздушная масса несет с собой свою погоду. Смена
воздушных потоков вызывает изменения погоды. Зона встречи
или соприкосновения теплых и холодных масс воздуха носит
название атмосферного фронта. В этой зоне часто громоздятся
облака, идут дожди, дуют порывистые ветры, возникают
грозы и т. д., т. е. наблюдаются многие из тех атмосферных
явлений, которые описаны выше.
В результате «борьбы» между массами теплого и
холодного воздуха в одних районах «побеждает» теплый воздух,
вторгающийся в расположение холодного и «отвоевывающий»
у него некоторую территорию. В других местах, наоборот,,
«побеждает» холодный воздух, вытесняющий теплый.
Большие массы теплого и холодного воздуха
перемещаются в виде огромных атмосферных вихрей, напоминающих
водовороты в быстротекущей реке или описанные выше
смерчи, но по размерам они во много тысяч раз больше их.
Каждый из таких вихрей часто захватывает громадную
территорию в 2—3 тысячи километров в поперечнике. Обычно
воздушные потоки со всех сторон устремляются к центру вихря, где
давление воздуха понижено. Там встречаются массы воздуха
с различной температурой, влажностью и т. д. В центре вихря
воздух поднимается вверх и охлаждается. Имеющиеся в нем
36

водяные пары сгущаются и образуют облачность и осадки.
Поэтому с таким вихрем, называемым циклоном, чаще всего
связано ненастье — низкая облачность, дожди или снегопады,
сильный и порывистый ветер, вращающийся вокруг центра
против направления движения часовой стрелки.
Мы уже не раз встречались с единством
противоположностей в природе. В электричестве наряду с положительным
существует и отрицательный заряд; каждый магнит, каким бы
малым или большим он ни был, содержит противоположные
полюсы — северный и южный. С проникновением в тайны
строения атома и его ядра даже в самых мельчайших его
частицах обнаруживают противоположные свойства.
Точно так же обстоит дело и в воздушной оболочке земли.
Наряду с описанными выше циклоническими вихрями
существуют и антициклонические вихри с противоположными
особенностями. Давление в центре антициклона повышенное,
воздух в нем движется по часовой стрелке, при этом, как
правило, опускается вниз и растекается. Опускаясь, воздух
нагревается и высушивается, так как имеющиеся в нем водяные
капельки при этом испаряются. Поэтому антициклон несет с
собой ясную, без осадков погоду. Каждый циклон или
антициклон в среднем существует 3—5 дней. Есть районы, в
которых антициклоны господствуют большую часть года. Такие
районы отличаются сухостью климата. В умеренных широтах
обычно циклоны через несколько дней замещаются
антициклонами, и поэтому пасмурная дождливая и ветреная погода
через несколько дней сменяется ясной и безветренной.
В отдельные годы на земном шаре создаются такие
условия, что в одни и те же районы чаще обычного поступают
антициклоны. Здесь они застаиваются, летом в условиях ясной
солнечной погоды воздух в них быстро прогревается,
происходит его высушивание. Так начинает 'создаваться недостаток
увлажнения почвы, который со временем перерастает в
засуху. Именно такие атмосферные процессы, а не «божья
кара», время от времени повторяются в разных районах
земного шара. В весенне-летние месяцы 1963 г. они развивались
над обширными районами нашей страны. Конечно,
сельское хозяйство понесло определенный урон. Но какие
бедствия это приносило сельскому хозяйству и народу в былые
годы! Совершенно ясно, что никакие заклинания и молебны
священнослужителей не могли предотвратить этих стихийных
бедствий.
Ураганы и наводнения
Не только морякам или рыбакам, находящимся в море,
сильные штормовые ветры приносят несчастье. Из истории
известно, что 7(19) ноября 1824 г. в результате наводнения зна-
37

чительная часть Ленинграда была залита водами Невы и
Финского залива. В некоторых местах высота волн на улицах
превышала человеческий рост. Почти такого же уровня
достигло наводнение в Ленинграде и 23 сентября 1924 г.
Наблюдения показали, что во время этого наводнения вследствие
сильных ветров не только воды Невы, но и воды Балтийского моря
ринулись на город.
Подобные «потопы» случались то в одном, то в другом
месте в древние времена, случаются они и в наше время.
Предания о «всемирном потопе» встречаются у многих народов.
Так, например, на Тихоокеанских островах Товарищества до-
сих пор сохранилось предание о том, что морской бог Руага-
ту когда-то послал на людей потоп за то, что один рыбак
случайно зацепил своими удочками за волосы морского бога,,
когда тот спал под водой. Руагату страшно рассердился и
решил наказать всех людей всемирным потопом.
Много интересных преданий разных народов о всемирных
потопах собрано в книге писателя Н. А. Рубакина «Среди
тайн и чудес». И как ни странно, несмотря .на грандиозность
явления, по этим преданиям всегда кто-то спасался, затем от
него род человеческий вновь размножался. Вот, .например,
древнегерманское предание, записанное в священной книге
Эдде:
«У бога Борра было три сына: Один, Вили и Ве. Эти его
сыновья и еще внук Бур-ри убили некоего Имира, отца
ледяных великанов Гримтурсов. Из тела этого Имира они
соорудили вселенную, а кровь, которая потекла из его трупа, стала
водой. Кровь лилась из ран Имира в таком изобилии, что в
ней потонули все ледяные великаны. Спасся из них на
корабле только великан Бергельмир да его жена, от которых и
произошел затем род человеческий».
Сказания о потопе встречаются и в Коране, и в священных
индусских писаниях. Особенно подробно описано в Библии
о том, как в наказание за грехи человеческие бог
разгневался и решил наказать все человечество всемирным потопом.
Помилован был лишь «праведный и непорочный» Ной с
семьей. Как только по велению божьему был построен ковчег
и Ной со всякой пищей и сухопутными животными взошел в
ковчег, «разверзлись все источники великой бездны, и окна
небесные отворились, и лился на землю дождь сорок дней и
сорок ночей».
Если отбросить явно несостоятельное утверждение о
всемирном характере потопа, то совершенно очевидно, что всё
эти предания относятся к таким природным явлениям, как
очень крупные наводнения, которые могли наблюдаться в
разных местах в разные времена, да к тому же и неоднократно.
Подобные «потопы» — наводнения случались и в более
поздние времена и совсем в недавние годы.
38

Так, много раз они наблюдались в Японии, Индии,
Германии и в других местах. Совсем недавно (в первой декаде
октября 1963 г.) катастрофическое стихийное бедствие
разразилось в Карибском море. Оно нанесло огромные бедствия
населению ряда стран Центральной Америки и особенно Кубы.
Все потопы вызывались сходными причинами и
сопровождались аналогичными попутными явлениями. Первопричиной,
ленинградских наводнений служили глубокие циклоны
умеренных широт. При определенных путях перемещения, наряду-
с обильными дождями, они создают устойчивые сильные
ветры таких направлений, которые заставляют не только течь,
реки вспять, но и нагоняют в их русла также воду из моря.
Наводнения в Италии, Германии и других странах
умеренных широт в основном вызываются такими же циклонами, но-
перемещающимися по другим путям. Что касается
наводнений в таких странах, как Индия, Китай, Япония и т. д., то они
-также-вызываются циклонами, но возникающими в
некоторых тропических районах от 5 до 20° широты Тихого,
Индийского и Атлантического океанов и поэтому называемых
тропическими циклонами. В отличие от циклонов умеренных широт,
развивающихся сериями, тропические циклоны, как правило,
появляются в одиночку.
Кроме того, первые обычно перемещаются с запада или
юго-запада на восток или северо-восток, а вторые — вначале
перемещаются с востока на запад и северо-запад, а затем,,
пересекая тропические широты, часто меняют направление
своего движения на северо-восточное.
Тропические циклоны Индийского и запада Тихого океанов
называют тайфунами. Наиболее часто они зарождаются
восточнее Филиппинских островов. Над Атлантическим и
востоком Тихого океанов их называют ураганами.
Тайфуны и ураганы вначале представляют собой
небольшие по размерам (до нескольких сотен километров в
диаметре) циклоны с очень низким давлением в центре. Они
сопровождаются мощной грозовой облачностью, сильными ливнями,
огромными океаническими волнами и, благодаря сильному
перепаду давления на небольших расстояниях, ураганными
ветрами очень большой разрушительной силы. Характерно,
что в самом центре циклона в диаметре 20—30 км все эти
явления исчезают и отмечается ясная, тихая погода, из-за чего
центр такого циклона называют «глазом бури».
По характерным признакам уже за несколько дней можно
знать о приближении урагана. Первые его предвестники —
медленное повышение температуры при очень высокой
влажности, устойчивое падение давления и уменьшение частоты
морской зыби. Поднимаемые ураганными ветрами огромные
волны распространяются далеко во все стороны со скоростями
около 50 км/час.
39

Эти волны могут служить признаком того, что через
\—2 дня приблизится ураган. Когда они идут из одного и того
же направления, центр урагана движется прямо на нас,
приближение же их каждый раз из другого направления
указывает на прохождение урагана в стороне от наблюдателя.
Когда ураган приближается на расстояние 800—1000 км, в
атмосфере появляются красивые полосы перистых, а затем и
перисто-слоистых облаков, веерообразно расходящихся из
одной точки неба. Постепенно уплотняясь, они в конце концов
переходят в сплошную темную стену облаков, из которых
вскоре начинается сильный ливень, сопровождающийся
завыванием порывистого ураганного ветра.
С близких расстояний тайфуны и ураганы хорошо
прослеживаются с помощью радиолокаторов. Однако наиболее
важно обнаружить их еще в ранней стадии развития, когда
энергия их еще относительно невелика. В этих случаях на них
можно воздействовать с целью ослабления процесса
дальнейшего их развития. Первые опыты в этом направлении уже
проделывались. Пути воздействия на тропические ураганы в
какой-то мере аналогичны тем, которые используются для
рассеивания градовых облаков. Твердую углекислоту
распыляют в облачную систему тайфуна, но'только не ракетами, а с
помощью самолетов, способных нести большой груз
углекислоты. Однако в ранней стадии, как мы уже знаем, тайфуны
находятся в тропических широтах океанов, где обычных средств
метеорологических наблюдений почти нет. Поэтому особую
ценность приобретают фотографии облачного покрова со
специальных метеорологических спутников Земли. В этих
случаях они по существу являются единственными источниками
весьма ценной метеорологической информации, позволяющей
обнаружить зарождающиеся тайфуны и ураганы.
Как видим, как бы ни были тяжелы последствия
стихийных бедствий, для их объяснения вовсе нет необходимости
привлекать какие-либо чудотворные силы. К тому же в
настоящее время эти явления не возникают неожиданно. Служба
погоды, существующая почти во всех странах мира, опираясь
на знание закономерностей формирования многих из
перечисленных явлений, заблаговременно предсказывает их
появление.
Как предсказывают погоду
Многовековой опыт человечества привел к выработке
целого ряда признаков, по которым с давних пор люди
стремились предсказать погоду. Надо отдать дань народной
мудрости, которая создала немало полезных указаний,
выдержавших самую строгую проверку и нашедших научное
подтверждение. Но надо иметь в виду и то, что к правильным и полез-
40

ным признакам примешивались различные указания, не
имеющие ни смысла, ни научного подтверждения и
бытовавшие в народе лишь по традиции.
К числу научно обоснованных примет относятся все те,
которые вытекают из наблюдений за состоянием облачности,
характером ветра, изменением его направления и многие другие
«метеорологические признаки». Так, например, появление с
запада высоких и тонких перистых облаков и быстрое их
движение говорит о предстоящем ухудшении погоды (с научной
точки зрения, это означает, что к западу от места наблюдения
развивается циклон). Или другой признак устойчивого
улучшения погоды: после прояснения к ночи ветер стих. С
метеорологической точки зрения, это значит, что район наблюдения
попал под влияние антициклона.
Среди признаков, не имеющих никакого смысла, находятся
все те, которые связаны с различного рода религиозными
праздниками. Нередко думают, что погода в день какого-
либо «святого» обязательно определяет характер погоды
целого сезона: весны, лета и т. д. Многочисленные
статистические проверки, выполненные с целью обнаружения строгой
периодичности в изменении погоды, показали, что такой
периодичности нет. Отдельные, чисто случайные совпадения, как
говорится, «погоды не делают».
Когда был изобретен барометр, ученые заметили, что
перед ненастьем давление, как правило, понижается, а перед
улучшением погоды — растет. Но как скоро наступит это
ненастье и будет ли оно продолжительным и, наконец,
обязательно ли оно наступит, — на эти вопросы барометр ответа
не дает.
Моряки давно заметили, что полезные указания можно
получить, следя за ветром, за изменением его направления и
скорости; они научились приблизительно оценивать, в каком
районе по отношению к местоположению корабля находится
штормовая погода и какой стороной ее лучше обойти. Но все
эти правила прогноза были косвенными, так как фактических
данных из тех районов, откуда предполагался приход
ненастья или, напротив, улучшения погоды, у
предсказывающего не было. Естественно возникла мысль о том, что
наблюдать необходимо не только в той точке, для которой
составляется прогноз, но и во многих других местах и с помощью
телеграфного обмена информацией прослеживать характер
изменения погоды. На этой основе в конце прошлого столетия
в разных странах, в том числе и в России, стала
организовываться служба погоды.
Большую работу по наблюдениям за погодой выполняют
метеорологические станции. Они имеются повсюду, в любой
стране земного шара и на океанических островах.
Метеорологические станции работают на дрейфующих льдинах Арктики
41

и на шестом материке нашей планеты — в Антарктике.
Особенно много метеорологических станций имеется в Советском
Союзе, так как территория нашей страны огромна — 22
миллиона квадратных километров. Метеорологические станции
Советского Союза, как и всех стран мира, для целей службы
погоды регулярно 4 раза в сутки наблюдают за погодой.
Многие станции, не ограничиваясь четырьмя сроками
наблюдений, производят их восемь раз в сутки, а для
авиационных прогнозов фиксируют состояние погоды даже через
каждый час.
3—4 десятилетия назад прогнозы погоды строились на
основании тех наблюдений, которые можно было сделать,
находясь у поверхности земли. Но вскоре стало ясно, что вести
наблюдения надо и на высотах, в свободной атмосфере,
поскольку процессы погоды развиваются во всем воздушном
океане.
Появились шары—зонды, аэростаты, стали использоваться
для зондирования атмосферы полеты самолетов.
Революционные сдвиги в изучении атмосферы наступили после
изобретения радиозонда — маленькой автоматической станции,
запускаемой на шарах в свободную атмосферу. Радиозонды
через определенные промежутки времени автоматически
измеряют на разных высотах давление, температуру, влажность
воздуха, скорость ветра и автоматически сообщают об этом
по радио.
Результаты наблюдений за погодой со всех концов
Советского Союза по телеграфу и радио передаются в местные бюро
погоды, а также в Центральный институт прогнозов в Москве.
Сообщения о погоде поступают по радио и из зарубежных
стран.
Через несколько часов после того, как произведены
наблюдения, можно собрать данные о состоянии погоды на всем
земном шаре. Если записать результаты этих наблюдений
хотя бы за один день, то они займут толстую книгу,
разобраться в которой нелегко. Поэтому в Центральном институте
прогнозов их наносят специальными условными значками на
особую географическую карту.
Обрабатывая и анализируя такие карты погоды,
специалисты-синоптики определяют, где проходят какие фронты,
заштриховывают области осадков, отмечают районы гроз,
туманов и т. д. На карте прочерчиваются также линии,
соединяющие между собой все пункты, где давление в момент
наблюдения было одинаковым. Эти линии позволяют
обнаружить места расположения циклонов и антициклонов.
Карта погоды объясняет нам многие изменения, которые
происходят в атмосфере.
Особенно важно следить при помощи карт погоды за про-
42

движением границ, разделяющих воздушные массы
различных свойств.
Однако предсказание погоды не ограничивается только
тем, что синоптик следит за вторжением воздушных масс и
рассчитывает перемещение фронтов. Вторжение может
прекратиться, фронты могут обостряться или ослабевать. Все это
зависит от того, .какие движения атмосферы существуют в
данный момент. Поэтому прежде всего надо рассматривать
развитие, существование или разрушение циклонов и
антициклонов, которые хорошо видны на картах погоды. Наиболее
обширными по площади, как правило, бывают антициклоны.
Карты погоды позволяют проследить за тем, как ведут
себя существующие циклоны и антициклоны, куда и с какими
скоростями они перемещаются, какими атмосферными
явлениями они сопровождаются. На этом основании составляется
схематическая карта погоды на будущее время и прогноз
различных явлений погоды. Надо отметить, что эти задачи
относятся к числу наиболее трудных. Дело в том,,что атмосферные
вихри недолговечны. С момента зарождения циклон,
например, существует лишь двое-трое суток, редко больше. За это
время он из небольшого возмущения развивается в огромный
вихрь с поперечником до 2000—3000 км и затем постепенно
затухает и исчезает.
Современная синоптическая метеорология предлагает
много приемов для оценки будущего состояния погоды. В
частности, большую помощь оказывают аэрологические
наблюдения. Нередко воздушные течения на высотах 4—7 км
управляют перемещением циклонов и антициклонов в нижних слоях
атмосферы. Поэтому карты погоды составляются для.
различных уровней от поверхности земли до высот 12—15 км.
Первоначально казалось, что если аэрология обеспечит
нас данными о состоянии тропосферы, то задачу о точном
прогнозе погоды можно будет полностью решить. Однако по
мере того, как накапливались данные наблюдений,
выяснилось, что в верхней части тропосферы, на границе со
стратосферой, происходят очень интересные процессы. Здесь
наблюдаются наиболее сильные ветры и так называемые струйные
течения.
В связи с развитием регулярных полетов на тех высотах,
где наблюдаются струйные течения, изучение последних
приобрело очень важное значение. Командир корабля,
отправляясь в рейс, должен иметь ясное представление о том, где и
когда он может встретить струйные течения, каковы их
скорости и направления. Выяснилось, что над теми
районами земли, где наблюдается струйное течение, происходит
наиболее быстрое изменение давления, развиваются атмосферные
вихри — циклоны с присущей им неустойчивой погодой.
Все эти факты показали, что для предсказания погоды не-
43

обходимо вести наблюдения до больших высот. В этом
существенную помощь оказывают нам запуски
метеорологических ракет. Более того, недалек тот день, когда службе погоды
станут помогать систематические наблюдения с помощью
искусственных спутников Земли, да и в настоящее время они
уже оказывают большую помощь синоптикам-прогнозистам.
Так, летающие метеорологические спутники непрерывно
фотографируют облачность и передают эти снимки в специальные
приемные пункты. Особую ценность представляют снимки
облачности над пустынными районами океанов, где
зарождаются грозные ураганы и тайфуны.
Прогнозами погоды пользуются миллионы людей. В
авиации не допускается ни один вылет самолета без ознакомления
пилота с состоянием и прогнозом погоды. На крупных
рыболовецких судах-базах, выходящих в моря и океаны,
организованы небольшие бюро погоды, предупреждающие рыбаков о
надвигающемся шторме. Своевременное предупреждение о
заморозках помогает колхозникам спасти растения от гибели.
Передвижные метеорологические станции, установленные на
автомашинах, предупреждают скотоводов, пасущих большие
стада на полупустынных пастбищах, о наступающей
неблагоприятной погоде. Но иногда предсказания погоды бывают
неточны. Совершенно понятно, что чем больше срок, на'который
составляется прогноз, тем труднее учесть и рассчитать
всевозможные изменения и факторы, которые обусловят характер
погоды в том или ином районе. Если для прогноза на
ближайшие сутки приходится учитывать всю метеорологическую
обстановку вокруг данного района в радиусе 2—3 тысяч
километров, то для прогноза на несколько дней необходимо уже
учитывать все, что происходит на пространстве целого
полушария. Еще сложнее и труднее составить прогноз на месяц
или сезон. В течение таких промежутков времени
существующие в исходный момент циклоны и антициклоны исчезнут,
характеристики наблюдаемых воздушных масс многократно
изменятся. Здесь должны уже учитываться не сами циклоны и
антициклоны, а очень сложны'е и во многом еще недостаточно
изученные общие законы, управляющие движениями
воздушных масс на разных уровнях атмосферы, появлением,
перемещением и развитием циклонов и антициклонов в разные
сезоны года и т. д.
Поэтому в течение нескольких десятилетий ученые упорно
работали над тем, чтобы получать прогнозы не путем
приблизительных оценок будущего развития погоды, а путем точного
расчета.
Опыт показал, что если вести расчет будущей карты
погоды на сутки вперед, скажем, с использованием
арифмометров,— мы затратим и массу труда, и столько времени, что
прогноз станет никому не нужным. Это обстоятельство очень
44

тормозило применение математических методов предсказания
погоды.
Однако сейчас, когда существуют быстродействующие
электронно-счетные машины, положение резко изменилось.
Так, например, электронная машина рассчитывает карту
распределения давления на площади всего Советского Союза и
на сутки вперед — за 15 минут. За этот промежуток времени
машина выполняет около 16 миллионов вычислительных
операций.
Прогрессивные методы работы, основанные на
использовании современной техники, внедряются сейчас в службу погоды
Советского Союза.
Широкое использование в метеорологических наблюдениях
получают различные радиолокационные устройства.
Радиолокатор может обнаружить облака, в особенности грозовые и
ливневые осадки на расстояниях (порядка 150—300 км.
Появляется перспектива определения с помощью специально
сконструированных локаторов температурной структуры
атмосферы, границ облачных слоев и других важных для
метеоролога характеристик.
Большие возможности для получения метеорологических
сведений открываются с использованием спутников. Они
позволяют получать по всему земному шару богатую
информацию не только об облачности, но и о характере течений в
верхних слоях атмосферы, о температуре земной поверхности,
облаков и т. д. С течением времени измерения при помощи
спутников будут все больше и больше расширяться.
Защитники религии очень любят повторять фразу
«неисповедимы пути господни». Действительно, религия, не в
состоянии правильно объяснить и тем более предвидеть будущее
развитие .природы. Но то, что не могла и никогда не сможет
сделать религия, с успехом осуществляет наука, позволяющая
не только объяснить или предвидеть те или ийые процессы в
природе, но и активно их изменять.

СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение 3
Что такое атмосфера Земли 5Ч
Солнечный луч в атмосфере 10
Броневая защита Земли 11
Водовод планеты 13
Преобразования влаги в атмосфере 14
Цвет, свет и тень 19
Небесные фейерверки , 25
Проделки невидимки 31
Почему возникают ветры 34
Ураганы и наводнения 37
Как предсказывают погоду 40

ВИКТОР АНТОНОВИЧ БУГАЕВ,
АБРАМ ЛЬВОВИЧ КАЦ
Редактор К. К. Габова
Художеств, редактор Т. И. Добровольнова
Техн. редактор М. Т. Перегудова
Обложка Е. Козлова
Корректор Н. Д. Мелешкина
Сдано в набор 7/1Х 1964 г. Подписано к печати 22/Х 1964 г.
Изд. № 122. Формат бум. бОХЭО1/^. Бум. л. 1,5. Печ. л. 3,0.
Уч.-изд. л. 2,78. А 03298. Цена 9 коп. Тираж 31800. Зак. 3093.
Опубликовано тем. план 1965 г. № 261.
Издательство «Знание». ДОосква, Центр, Новая пл. д. 3/4.
Типография изд-ва «Знание». Москва, Центр, Новая пл., д. 3/4.

ОТКРЫТА ПОДПИСКА
на брошюры издательства «3 н а н и е»
на 1965 год
I. «НОВОЕ В ЖИЗНИ, НАУКЕ, ТЕХНИКЕ»
По сериям «История», «Философия», «Экономика»,
«Техника», «Сельское хозяйство», «Литература и искусство»,
«Международная», «Биология и медицина», «Физика, математика,
астрономия», «Молодежная» выходит по 2 брошюры в месяц,
средним объемом 2,5 печ. листа.
Подписная цена на серию:
На год 1 руб. 80 коп.
» полугодие 90 коп.
» квартал 45 коп.
» месяц 15 коп.
По сериям «Химия», «Естествознание и религия» выходит
по 1 брошюре в месяц объемом 3 печ. листа.
Подписная цена на серию:
На год 1 руб. 08 коп.
» полугодие 54 коп.
» квартам 27 коп.
» месяц 9 коп.
II. «НАРОДНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Выпускается по семи факультетам: естественнонаучному,
технико-экономическому, сельскохозяйственному, литературы
и искусства, правовых знаний, педагогическому, здоровья.
Общий объем брошюр по каждому факультету 60 печ.
листов в год.
Подписная цена на факультет:
На год 1 руб. 80 коп.
» полугодие 90 коп.
» квартал 45 коп.
В каталоге «Союзпечати» на 1965 год брошюры помещены
под индексами 70057—70075.
Не забудьте своевременно
подписаться на интересующие вас
серии научно-популярных брошюр!
Издательство «Знание»

9 коп.
Индекс
70075
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЗНАНИЕ»
Москва 1965