10.20. Что такое велопауза?
Зондирование атмосферы различными средствами позволило обнаружить некоторые особенности в распределении метеорологических величин, в том числе направления и скорости ветра на высотах. В частности, была замечена устойчивая закономерность убывания скорости ветра с высотой и изменения направления ветра на противоположное в стратосфере в теплое время года. Такое обращение ветра происходит на высоте около 20 км. Фактически переход ветра с западного направления на восточное, то есть противоположное, происходит в слое толщиной в несколько сот метров. Слой этот получил название велопаузы. Изменение направления ветра связано с формированием летом в стратосфере высотного антициклона, приходящего в период полярного дня на смену зимнему холодному околополюсному циклону. Как только на высотах направление, в котором убывает давление, меняется по горизонту на противоположное, – таким же образом изменяется и направление ветра.
10.21. Какие облака характерны для больших высот?
В нижней стратосфере присутствует специфическая облачность, время от времени появляющаяся под инверсионным задерживающим слоем, в котором начинается увеличение температуры с высотой. Это перламутровые облака и облака вулканической пыли, или пылевые, получившие в литературе не совсем удачное и мало оправданное с точки зрения логики название «литосферные облака». На верхней границе мезосферы, где температура воздуха достигает предельно низких значений, около -90° C, а в отдельных случаях и того ниже, и с высотой уже перестает понижаться, иногда можно видеть красивые, слабо светящиеся, синеватого цвета серебристые облака. Стратосферные облака наблюдаются преимущественно на высоте 20-30 км, мезосферные – на высоте 80-90 км.
10.22. Когда и где можно наблюдать перламутровые и серебристые облака?
Перламутровые облака – явление редкое, его можно видеть в высоких широтах Земли очень короткое время сразу после захода солнца. Они радужно светятся на темном фоне вечернего неба, рассеивая и отражая достигающие их солнечные лучи. Их свечение объясняется явлением иризации, вызываемым, возможно, преломлением солнечных лучей в переохлажденных мельчайших капельках воды, из которых, как предполагают, состоят такие облака. Серебристые облака можно наблюдать ночью в северной части горизонта в поясе между 50 и 75° с. ш. в периоды, когда солнце неглубоко заходит за горизонт (не глубже 13°). Свечение этих облаков, по мнению некоторых ученых, вызывается фотолюминесценцией ледяных кристаллов под влиянием ультрафиолетовой радиации Солнца. По мнению других – свечение объясняется рассеянием солнечного света на мельчайших частицах вулканической или космической пыли и ледяных кристалликах.
10.23. Почему облака вулканической пыли долгое время сохраняются в стратосфере?
При извержениях вулканов облака пыли выбрасываются в толщу нижних слоев атмосферы до высоты нескольких десятков километров. Но в самом нижнем слое – тропосфере – вулканическая пыль долго не задерживается, оседая в течение нескольких суток на земную поверхность. Этому способствуют интенсивное перемешивание воздуха в тропосфере, процессы образования облаков и выпадения осадков, очищающих тропосферный воздух от загрязняющей его пыли. В стратосфере картина иная. Здесь нет интенсивного перемешивания, стратосфера устойчива, и попавшие в нее примеси могут годами оставаться там, переносимые воздушными течениями с места на место в виде облаков вулканической пыли. После каждого очень сильного извержения вулкана количество таких облаков в стратосфере увеличивается; на протяжении нескольких лет после этого приборы на земле отмечают уменьшение поступления солнечного тепла из-за уменьшения прозрачности воздуха в его верхних слоях. Влияние облаков вулканической пыли на погоду замечено давно, с ними связывают похолодания на Земле, особенно ощутимые в летние сезоны. Помимо этого, такие облака представляют серьезную помеху для стратосферных сверхзвуковых самолетов: твердые частицы вулканической пыли могут повредить обшивку.
10.24. С какими еще явлениями могут встретиться люди в верхних слоях атмосферы?
Теоретически в верхних слоях атмосферы возникает некоторая опасность встречи с метеорными частицами – пришельцами из космоса, обычно сгорающими в нижних, более плотных, слоях атмосферы. Однако вероятность такой встречи для космического корабля ничтожно мала. На высоте полета современных сверхзвуковых самолетов – около 20 км – время от времени могут наблюдаться случаи повышения уровня радиации, связанные со вспышками солнечной активности. Возникающие при таких вспышках «протонные ливни» – потоки целого комплекса губительных космических частиц – гамма-лучей, альфа-частиц, электронов и нейтронов – способны создать угрозу здоровью экипажей и пассажиров стратосферных самолетов. Сильные вспышки, вызывающие разовое облучение выше допустимого международными стандартами, бывают редко – в среднем один раз в год, а умеренные, вызывающие неопасное, допустимое разовое облучение, случаются в два раза чаще.
10.25. Влияют ли на погоду на Земле полеты спутников, ракет, сверхзвуковых самолетов и других летательных аппаратов?
Полеты любых типов летательных аппаратов никакого влияния на погоду не оказывают, за исключением тех случаев, когда они производятся преднамеренно, с целью искусственного воздействия на облака, туманы, ледники или снежный покров, то есть когда с их помощью производится засев химических реагентов, рассеивающих облачность и туманы или вызывающих выпадение дождя, предотвращающих выпадение града или способствующих быстрому таянию снега и льда.
ПРЕДСКАЗАНИЕ ПОГОДЫ
Предсказание погоды, с научной точки зрения, – одна из сложнейших физических задач. Для ее решения существует несколько методов, но в полном объеме, для всех метеорологических величин и явлений, характеризующих состояние погоды, практически ни один метод не обеспечивает пока точного решения.
Погоду можно предсказывать по местным признакам, синоптическим методом – на основе анализа синоптических карт погоды – и численными методами – путем предвычисления с использованием ЭВМ. Существуют еще и физико-статистические методы, отличительной особенностью которых является составление прогнозов погоды в так называемой вероятной форме. У каждого из перечисленных методов есть свои достоинства и недостатки, своя специфика использования и свои возможности применения на практике для удовлетворения нужд потребителей прогностической информации.
В настоящее время составляются прогнозы как общего пользования, рассчитанные на всех и распространяемые средствами массовой информации, так и специальные – предназначенные для удовлетворения запросов отдельных отраслей народного хозяйства, учитывающие специфику деятельности людей тех или иных профессий (строителей, моряков, авиаторов, земледельцев, животноводов и т. д.); они помещаются в специальных метеорологических бюллетенях или передаются по ведомственным каналам связи.