Саймон Кинг – Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде (страница 32)
Пыль ведет себя примерно так же, ведь ее частицы нередко достаточно крупные и не рассеивают солнечный свет так, как водяной пар или ледяные кристаллы. Однако пыль сама по себе может окрашивать небо красновато-желтым. В октябре 2017 года ураган «Офелия» проходил по западу Великобритании и Ирландии и принес с собой множество пыли из Сахары и пепла лесных пожаров, бушевавших тогда в Португалии и Испании. Более плотные частицы рассеяли большую часть голубого цвета, оставив в небе только красное и оранжевое. Казалось, что рассвет или закат наступили прямо посреди дня. Красное солнце над Великобританией привлекло внимание многих, вызвав даже апокалиптические настроения.
В цифровую эпоху все больше погодных явлений попадает на фотографиии затем в социальные сети. Нас очаровывают странные, необычные виды неба – загадочные облака и оптические иллюзии. Нам, метеорологам, нравится, когда люди фиксируют странные и редкие явления, порой даже не сознавая этого: у нас есть возможность погрузиться в длительные объяснения и разделить с другими наше восхищение. Интерес к небу и погоде известен с самых древних времен: атмосферные явления объяснялись пророчествами, фиксировались приметы, связанные с погодой. Сегодня мы гораздо лучше понимаем научные основы всех этих явлений, что не мешает нам восхищаться необычными и прекрасными феноменами.
Погода, космос и влияние планет
Какая погода на других планетах?
Погода на каждой планете определяется рядом факторов: формой орбиты по отношению к Солнцу, расстоянием от Солнца, продолжительностью суток, углом наклона планеты (чем больше наклон, тем больше вариативность погоды) и атмосферой планеты (или ее отсутствием). У таких отдаленных ледяных гигантов, как Уран и Нептун, внутренняя температура планеты также оказывает влияние на режим циркуляции.
Меркурий – яркое подтверждение того, что чрезмерная близость к Солнцу не дает практически никаких природных преимуществ. Эта невыразительная сероватая планета – самая маленькая в Солнечной системе, в ее атмосфере не задерживается тепло. Поэтому здесь нет ни облаков, ни дождя, ни ветра, а разность температур экстремальная: иссушающая жара днем и ужасный холод ночью. Меркурий вращается вокруг своей оси очень медленно, так что Солнце встает здесь раз в 176 земных дней. Напротив, вокруг Солнца планета обращается с невероятной скоростью – год здесь длится всего 88 земных дней.
Расстояние от Солнца: 57,9 млн км
Продолжительность суток: 4222,6 часа
Угол наклона: 0 градусов
Средняя температура: 167 °C
Атмосфера: очень тонкая
Масса: 0,06 массы Земли
Спутники: 0
Погода: напоминает лунную, практически отсутствует из-за очень тонкой атмосферы
Хотя Венера и расположена дальше от Солнца, чем Меркурий, это самая жаркая планета в Солнечной системе. С точки зрения климата Венера ужасна: атмосфера сформирована толстым слоем углекислого газа, и поверхность закрыта кислотными облаками, которые сохраняют тепло. Глобальное потепление во всей своей красе. Суровые высотные ветры дуют по всей планете, приводя в движение желтые и белые облака и затемняя поверхность, что препятствует наблюдениям. Венера очень медленно вращается вокруг своей оси – медленнее всех остальных планет, так что Солнце встает здесь всего дважды в году. Еще одна странность состоит в том, что это движение осуществляется по часовой стрелке, в результате чего планета приобрела почти идеально сферическую форму. Год на Венере короче земного, и при трехградусном угле наклона разницы в погодных условиях по всей поверхности планеты практически не наблюдается.
Расстояние от Солнца: 108,1 млн км
Продолжительность суток: 2802 часа
Угол наклона: 3 градуса
Средняя температура: 464 °C
Атмосфера: очень плотная
Масса: 0,8 массы Земли
Спутники: 0
Погода: очень жаркая – иллюстрация чрезвычайного глобального потепления
Земля – единственная известная нам планета, жизнь на которой не только зародилась, но и процветает. Это произошло благодаря поддерживающей жизнь смеси атмосферных газов, окутывающих планету: она состоит из азота, кислорода, водорода, углекислого газа и микропримесей некоторых иных газов. Тонкий озоновый слой, расположенный над погодообразующим слоем атмосферы, защищает нас от вредоносного эффекта ультрафиолетового излучения. В нижней части атмосферы солнечный свет преобразуется в тепло у поверхности Земли, что вызывает движение воздуха вверх и вниз. Образующиеся зоны высокого и низкого давления, постоянно находящиеся в движении, отвечают соответственно за сухую и влажную погоду. Перераспределение тепла и влажности на тысячи километров благодаря атмосферным ветрам и океаническим течениям сглаживает экстремальные погодные условия и способствует образованию разнообразных экосистем. Угол наклона Земли в 23,4 градуса обеспечивает формирование времен года, так что погодные условия на земном шаре оказываются самыми разнообразными.
Расстояние от Солнца: 149,6 млн км
Продолжительность суток: 24 часа
Угол наклона: 23,4 градуса
Средняя температура: 15 °C
Атмосфера: сравнительно тонкая
Масса:5,97 x 1024 кг
Спутники: 1
Погода: баланс, обеспечивающий существование человека
Марс, известный также как Красная планета, можно считать холодной пустыней. В некоторых отношениях он напоминает Землю: на обеих планетах есть ледяные полярные шапки, времена года (которые на Марсе обеспечиваются 25-градусным углом наклона) и значительные погодные фронты. Марс находится дальше от Солнца, его атмосфера гораздо тоньше, а климат на планете за миллиарды лет сильно изменился: некоторые ученые предполагают, что когда-то Марс был способен удерживать воду. Сейчас климат на планете экстремальный: в атмосфере очень высокое содержание углекислого газа, а сухая природная среда практически не удерживает влагу. Имеются северный и южный полюса и полярные шапки на них, состоящие из льда и замороженного углекислого газа. Красный цвет поверхности Марса придает высокое содержание железа, а чрезвычайно выраженная эллиптическая орбита и наклон оси обеспечивают резкие и сильные изменения климата, которые часто проявляются в виде свирепых песчаных бурь. Хотя атмосфера Марса довольно тонка, она полна облаков, ветров и пыли. Температура здесь намного ниже земной, и в целом по планете разница температур еще более значительна, чем на Земле. На полюсах температура может доходитьдо –125 °C, а в дневное время в экваториальных областях – до 20 °C.
Расстояние от Солнца: 227,9 млн км
Продолжительность суток: 24,7 часа
Угол наклона: 25,2 градуса
Средняя температура: –20 °C
Атмосфера: очень тонкая
Масса: 0,107 массы Земли
Спутники: 2
Погода: пыльные бури
Это один из двух газовых гигантов, рекордсмен по массе и размерам: Юпитер в 11 раз больше Земли. Кроме того, эта планета быстрее всех вращается, что приводит к более плоским полюсам и выпуклому экватору. Слабая система колец Юпитера состоит из трех полос пыли, которые видны намного хуже, чем грозные облака и бури, которые придают планете ее неповторимый вид. У Юпитера газообразная атмосфера, которая окружает более плотную, хотя и недостаточно четко определенную внутреннюю часть планеты. Состоит атмосфера по большей части из водорода с небольшим участием гелия и других элементов. Температурные колебания на Юпитере очень сильны: средняя температура составляет около 145 °C прямо под слоем облаков, а температура ядра оценивается примерно в 24 000 °C. Это способствует нагреванию планеты посредством процесса конвекции (подъем воздуха). Хоть на Юпитере и нет отчетливых времен года, поскольку угол наклона составляет всего три градуса, на планете постоянно свирепствуют бури. В небе висят плотные облака из кристаллов аммиака, расположенные полосами в широтном направлении. Полосы окрашены в желтый, коричневый и белый цвет: более темные соответствуют областям нисходящего воздуха, более светлые – областям восходящего движения атмосферы. Когда эти облачные полосы взаимодействуют друг с другом, образуются бури. Самая известная из них – Большое Красное Пятно, ураган, развивающий скорость более 115 м/с. По размеру Большое Красное Пятно эквивалентно двум Землям и существует уже более 400 лет, хотя есть признаки того, что сейчас оно уменьшается в размерах. Среди других погодных явлений на Юпитере присутствуют молнии и полярные сияния, так что в целом справедливо говорить о том, что погодные условия на Юпитере напоминают земные, но, как и все на этой планете, погодные явления здесь имеют гораздо больший масштаб и более яркие эффекты.
Расстояние от Солнца: 778,6 млн км
Продолжительность суток: 9,9 часа
Угол наклона: 3,1 градуса
Средняя температура: –145 °C
Атмосфера: очень плотная
Масса: 318 масс Земли
Спутники: 67
Погода: штормовая
Хотя Сатурн не так велик, как Юпитер, он тоже относится к газовым гигантам. Он расположен еще дальше от Солнца, поэтому средняя температура Сатурна составляет –178 °C. Кольца есть у четырех планет – Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, однако у Сатурна они наиболее отчетливые. Планету окружают четыре ледяных кольца, что наряду с 62 спутниками чрезвычайно сильно привлекает внимание ученых. Столь же интересна и погода на Сатурне. Сильный наклон оси, 27 градусов, приводит к образованию времен года, каждое из которых длится около семи земных лет. При этом день на Сатурне почти такой же короткий, как и на Юпитере: 10,7 часа. В атмосфере Сатурна толстыми слоями располагаются желтые, серые и коричневые облака, состоящие из аммиака (верхние слои) и льда (нижние слои). Эти облака разгоняются по всей планете сильными струйными течениями и мощными бурями. Как и на Юпитере, на Сатурне имеются крупные буревые пятна, где скорость ветра может достигать 450 м/с. Часты здесь и молнии. Миссия «Вояджера» в 1981 году обнаружила шестиугольное облачное образование, простирающееся на 12 700 километров над северным полюсом Сатурна, на других планетах подобного не встретишь. Как появилось такое впечатляющее геометрическое тело, состоящее из жидкости и ветров, пока выяснено не до конца.