Текст книги "Вопросы о погоде"

Автор книги: Павел Астапенко

сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 32 страниц)

4.25. Могло ли сказаться на погоде в Европе летом 1980 года извержение вулкана Сент-Хеленс в США 18 мая 1980 года?

Очевидных свидетельств такого влияния не существует, если не считать интересный факт, зарегистрированный метеорологами в начале августа, – выпадение песчаного дождя в швейцарских кантонах Женева, Цюрих, Вале и Французском департаменте Савойя. Анализ состава необычных осадков, произведенный экспертами Швейцарского музея естественной истории, показал, что выпавшие песчинки – вулканического происхождения. Изучение направления и скорости воздушных потоков на высотах в северном полушарии показало, что песок мог попасть в атмосферу из вулкана Сент-Хеленс и быть перенесен ветрами через Североамериканский континент и Атлантический океан в Европу.

4.26. Где на Земле погода самая устойчивая, наименее «капризная»?

Изменчивость погоды связана с процессами теплообмена, различиями в поступлении солнечного тепла в разные сезоны и с влиянием рельефа местности, подстилающей поверхности. Наиболее стабильна погода там, где влияющие на нее факторы менее всего неоднородны, где источники тепла и компоненты механизма циркуляции – воздухообмена – наиболее постоянны. Если искать постоянство только температурного режима, то оно наибольшее над экваториальными районами океанов. Но там сильны процессы так называемой конвекции (вертикального подъема масс нагревшегося у земной поверхности воздуха), и, хотя годовая амплитуда температуры составляет всего несколько градусов и между сезонами нет различий, ливневые дожди, грозы и неустойчивость ветра делают погоду не лишенной «капризов». Поэтому «погодный рай» придется искать несколько поодаль от экватора, в субтропическом поясе высокого давления, но опять-таки в океане. Пожалуй, таким «раем» есть основания считать Канарские острова. Там теплый сухой климат, очень незначительная амплитуда колебаний температуры воздуха от лета к зиме: всего около 6°C, средняя годовая температура составляет 20°C, осадков выпадает немного, но достаточно для нормального развития растительности: 300-500 мм/год. Погода преобладает солнечная, ровная, без сильных ветров и опасных явлений. Все сказанное о климате Канарских островов относится к равнинной местности. В горах условия несколько иные, но также достаточно стабильные в течение всего года. Аналогичные климатические условия можно найти и на других островах в субтропическом поясе высокого давления, как в северном, так и в южном полушариях.

СТИХИЙНЫЕ БЕДСТВИЯ, СВЯЗАННЫЕ С ПОГОДОЙ

Едва ли не каждый день на нашей планете то в одном, то в другом районе возникают явления природы, влекущие за собой разрушения и человеческие жертвы. Большинство стихийных бедствий связаны с процессами, происходящими в атмосфере, и, таким образом, так или иначе определяются состоянием погоды. Человечеству на протяжении всей своей истории неоднократно приходилось сталкиваться не только с «капризами» погоды, ее непостоянством и периодическими отклонениями от привычного хода метеорологических явлений, но и со случаями, когда эти явления приобретают грозный характер, оборачиваются разгулом стихии с катастрофическими последствиями в масштабах целых государств или даже нескольких стран какого-либо географического района.

Так, тропический ураган Дэвид, пронесшийся в начале осени 1979 года в районе Карибского моря, нанес серьезный ущерб нескольким государствам этого региона, в том числе Доминиканской республике; нашествие урагана практически полностью разрушило ее экономику, как о том сообщила пресса (в частности, газеты «Джорнэл оф коммерс энд коммершл», «Известия» от 9 октября 1979 года). Только материальный ущерб от последствий урагана составил 1,5 млрд. долларов.

В низких широтах земного шара и, в несколько меньшей степени, в умеренных широтах, кроме ураганов, колоссальный ущерб человечеству ежегодно наносят смерчи. В горах на всех континентах сущим бедствием для населения являются сели и снежные лавины. Градобития, ливни, вызывающие наводнения, морозы, случающиеся в неурочные сроки, засухи, песчаные и пыльные бури, суховеи и затяжные ненастья – все эти явления, губительные для сельского хозяйства, наблюдаются каждый год, поражая то одну, то другую страну или целые регионы.

Штормовая погода в океане, бури и шквалы на море и на суше, метели и туманы наносят различным отраслям народного хозяйства громадные убытки и невосполнимые потери… Можно ли с этим бороться? Можно ли предотвратить человеческие жертвы во время таких стихийных бедствий, уменьшить материальные потери? Можно ли, наконец, заранее предвидеть возникновение их?

5.1. Что такое смерч?

Каждый год в летнюю пору в разных уголках земного шара, там, где стоит жаркая погода, сопровождающаяся развитием мощных грозовых облаков, возникают вертикальные или слегка наклоненные к горизонту вихри – воронкообразные возмущения воздуха, известные под общим названием «смерч» (фото 11).

Смерчи рождаются и над водой, и над сушей. Смерчи на суше в Европе называют тромбами, а в Америке – торнадо. Вихри над морем называют водяными смерчами. В тропических странах это явление довольно частое – в США, например, ежегодно бывает несколько сот смерчей, а в отдельные годы – более тысячи. В странах умеренного климатического пояса смерчи над сушей наблюдаются в десятки раз реже, а в высоких широтах они совсем редки.

В центральной части смерча давление воздуха понижено. Внешне смерч представляется опускающимся вершиной к земле конусообразным облачным столбом. От поверхности земли к нему часто поднимается вершиной вверх другой столб – из пыли, мусора или водяных брызг. Диаметр столба – несколько десятков метров. Движение воздуха и вовлекаемых в него предметов – круговое, со скоростью до 100 км/ч. Одновременно воздух в смерче увлекается вверх, к основанию кучево-дождевого облака, под которым возник смерч.

При движении над местностью со скоростью несколько десятков километров в час смерч производит разрушения, вызываемые не только огромной скоростью воздуха внутри самого вихря, но и мгновенным скачком атмосферного давления, которое за считанные секунды может упасть и снова подняться на несколько десятков гектопаскалей. Дома с запертыми дверями и окнами «взрываются» в момент прохождения над ними смерча, целые стены вываливаются наружу, жидкость из сосудов высасывается и разбрызгивается. Были случаи, когда куры, попавшие в полосу прохождения смерча, мгновенно оказывались голыми, как будто их кто-то ощипал.

Одиночный смерч, опускаясь к земле, производит опустошение в полосе шириной несколько сот метров и длиной от нескольких километров до нескольких десятков километров. Большую опасность при смерчах над сушей представляют поднятые в воздух и разлетающиеся в разные стороны твердые предметы – доски, щепки, обломки зданий, листы железной кровли и пр. Энергия смерча колоссальна: он способен сорвать и опрокинуть железнодорожный мост, тяжелый грузовой автомобиль или поднять в воздух и затем бросить на землю самолет весом десять тонн.

5.2. Бывают ли смерчи у нас в стране?

На Европейской части СССР смерчи над сушей отмечались над самыми различными широтами – от Соловецких островов до побережья Азовского и Черного морей. Чаще всего они бывают в конце лета и в начале осени у восточного побережья Черного моря, на Кавказе – до 10 раз в год.

Обычно возникновение их связано с мощными прорывами холодного воздуха на сильно прогретую (выше 25°C) поверхность моря. Прорвавшийся с севера холодный воздух в такой ситуации очень неустойчив: над морем быстро развиваются угрожающего вида темные кучево-дождевые облака с частыми вспышками молний и полосами ливней. Из отдельных облаков свисают хоботы смерчей, к которым от воды поднимаются конусообразные воронки – водяные смерчевые столбы. Бывают случаи, когда смерчи с моря смещаются на побережье, оставляя в предгорьях свои запасы воды, подчас весьма значительные. Вместе с ливнями, обычными на побережье в таких случаях, это иногда приводит к катастрофически быстрому переполнению рек и речушек, которые выходят из берегов и затапливают долины. Один из таких случаев – наводнение в районе Сочи – Мацестинского курорта 10 сентября 1975 года, другой – 21 августа 1985 года в районе Лазаревской.

Над внутренними континентальными областями средней полосы Европейской России смерчи бывают каждое лето по нескольку раз. В районе Москвы смерчи были отмечены в 1904, 1945, 1951, 1956, 1957 и 1984 годах. В 1904 году в Москве при прохождении смерча над Москвой-рекой вода из последней была на некотором протяжении полностью высосана воздушным вихрем и на какое-то время дно реки оголилось. Аналогичный случай имел место в Гомельской области у деревень Беседка и Птичь в июле 1985 года.

5.3. Отчего бывают наводнения и всегда ли они связаны с погодой?

Суть явления, называемого наводнением, – превышение расхода воды над пропускной способностью реки.

Природа наводнений различна, но в большинстве своем она так или иначе связана с погодой. Наводнения вызываются:

1. Обильными осадками – как очень продолжительными, так и сравнительно кратковременными, но чрезвычайно интенсивными. Такие наводнения характерны как для низких широт, где они возникают регулярно, практически ежегодно, так и для районов с муссонным климатом, реки которых отличаются чередованием высокой и низкой воды. Кроме того, причиной наводнений могут стать обильные дожди циклонов умеренных широт и тропических циклонов при замедлении движения этих циклонов.

2. Быстрым таянием снега и ледяными заторами. В средних широтах дружная весна после снежной зимы всегда чревата опасностью наводнений; заторы льда усиливают эту опасность. Критические ситуации возникают обычно весной, когда в результате интенсивной адвекции (переноса) теплых воздушных масс начинается быстрое таяние снега; реки ледникового питания могут переполняться водой и в летние месяцы, при бурном таянии ледников в горах.

3. Нагоном воды с моря на побережья и в устья рек, причиной которого может быть ветер (как правило, при прохождении циклонов) или обильные осадки и подпор воды морским приливом.

5.4. Как часто случаются катастрофические наводнения из-за ливней в средних широтах?

Это зависит от особенностей бассейнов рек и климата местности. Кратковременные и не влекущие за собой серьезных последствий выходы рек из берегов после сильных ливневых дождей в умеренных широтах бывают два-три раза за десятилетие, а катастрофические наводнения – примерно в десять раз реже, то есть два-три раза за столетие и не на каждой реке. Следует учитывать также влияние искусственного регулирования стока инженерными сооружениями, иногда полностью предотвращающими наводнения.

5.5. Можно ли предвидеть наводнения?

Можно практически всегда, но с различной заблаговременностью. В зависимости от многих факторов заблаговременность предупреждения о наводнении может колебаться от многих дней и даже недель до нескольких часов. Для бассейна каждой реки и отдельных ее участков решение этой задачи носит индивидуальный характер. Наводнения могут в ряде случаев предвычисляться по комплексу гидрометеорологических характеристик, используемых в программе предвычисления. Они могут прогнозироваться различными методами, в основе которых лежит учет предыдущей реакции водосбора на выпадение осадков. В любом случае решающая роль принадлежит полноте и точности информации о выпадающих осадках, дефиците почвенной влаги, уровнях воды в реках и других гидрометеорологических характеристиках, таких, как общая синоптическая обстановка, ветер, атмосферное давление и др. Например, наводнения в Ленинграде (фото 12,13), вызываемые нагоном воды в устье Невы из Финского залива при глубоких циклонах над Балтийским морем, уже много лет предсказываются с достаточной заблаговременностью и точностью. Для их прогноза используются данные о положении циклонов над Балтийским морем и Ботническим заливом, о ветре и атмосферном давлении и об уровне воды в восточной части Балтийского моря и Финского залива, фиксируемом постами на побережье и на островах этих акваторий.

5.6. Есть ли возможность не только предсказывать наводнения в Ленинграде, но и предотвращать их?

Да, такая возможность есть. В узкой горловине восточной части Финского залива ведется строительство защитной дамбы, которая при угрозе нагона воды с запада прикроет дельту Невы и город, пока уровень воды в заливе не опустится до нормального. Дамба будет иметь ворота, открытые в обычное время для пропуска судов и закрываемые при угрозе наводнения. Опасаться того, что невская вода, прибывая все время, пока будут закрыты ворота, начнет затоплять город, не приходится: почти все 265 наводнений, зафиксированные за период существования города, были кратковременными – ни одно из них не продолжалось более суток, а подъем воды за такое время не представляет никакой опасности для города.

5.7. Что такое волны цунами и при каких условиях они возникают?

Цунами – явление в общем не метеорологическое, хотя иногда его и связывают с погодой. Это волны в океане, вызываемые подвижками земной коры. Такие волны, хотя они распространяются с большой скоростью, в открытом океане могут быть не очень опасными, но на мелководье они превращаются в высокие водяные стены, разрушающие все на своем пути. Особенно опасны волны цунами для маленьких невысоких коралловых островов в океане, через которые они могут перекатываться, сметая с их поверхности все живое, строения и растительность. Высота волны цунами может быть очень значительной: после извержения вулкана Кракатау в 1883 году возникла волна высотой 35 м.

Нечто подобное цунами по разрушительной силе возникает на побережье в тропиках при прохождении тропических циклонов, когда происходит подъем воды в центре такого циклона на 3 – 4 м, а у побережий высота набегающих волн возрастает в несколько раз. Морские волны, вызванные атлантическими ураганами и тихоокеанскими тайфунами, по разрушительной силе могут спорить с цунами и поэтому иногда отождествляются с ними.

5.8. Как образуется град?

Град – одна из разновидностей осадков, выпадающих из облаков. Это комочки снега, покрытые корочкой льда, чаще всего они имеют сферическую форму. Корочка образуется при движении комочков снега внутри облака, в котором наряду с ледяными кристаллами есть и капли переохлажденной воды. Сталкиваясь с ними, комочки снега покрываются слоем льда, увеличиваясь в размерах и становясь тяжелее. Процесс этот может многократно повторяться, и тогда градина становится многослойной. Иногда на оледенелую поверхность градин намерзают снежинки, и они приобретают причудливую форму, но чаще градины выглядят небольшими неоднородной структуры снежно-ледяными шариками.

Град выпадает из облаков только определенной формы – из так называемых кучево-дождевых облаков, с которыми связано и явление грозы. Это облака большой вертикальной мощности, их вершины могут достигать высоты более 10 км, внутри их наблюдаются сильные восходящие потоки скоростью несколько десятков метров в секунду. Они способны поднимать капли облачной влаги высоко вверх, до уровня, где температура облачного воздуха очень низкая (-20, -40°C), и водяные капли замерзают, превращаясь в льдинки, и где, кроме того, образуются ледяные кристаллы, а в дальнейшем при смерзании тех и других друг с другом и с переохлажденными каплями воды в конечном итоге формируются градины. Падая вниз в подоблачном слое с большой скоростью (иногда превышающей 15 м/с), льдинки-градины не успевают растаять, несмотря на высокую температуру воздуха у земной поверхности.

5.9. Каких размеров достигают градины?

В зависимости от времени пребывания градины в облаке и длины пути до поверхности земли их размеры могут быть очень различными: от долей миллиметров до нескольких сантиметров.

В США отмечен случай выпадения градины диаметром 12 см и весом 700 г, во Франции – величиной с человеческую ладонь и весом 1200 г. В октябре 1977 года в Южной Африке, в г. Мапуту, выпал сильный град, отдельные градины достигали в диаметре 10 см и весили до 600 г. Дело в том, что в тропических странах кучево-дождевые облака имеют очень большую вертикальную мощность и градины, сталкиваясь, смерзаются, образуя гигантские комья весом более килограмма. Такие случаи отмечались, в частности, в Индии и в Китае. При граде, выпавшем в апреле 1981 года в Китае, отдельные градины достигали 7 кг.

5.10. Чем опасен град?

Выпадение града чаще всего наблюдается при грозах, но далеко не каждая гроза сопровождается градом: статистика показывает, что в среднем в умеренных широтах град наблюдается в 8-10 раз реже, чем грозы. Но в отдельных географических районах повторяемость выпадения града велика. Так, в США есть районы, в которых градобитие наблюдается до шести раз в году, во Франции – три-четыре раза, примерно столько же – у нас на Северном Кавказе, в Грузии, Армении,

в горных районах Средней Азии. Наибольший ущерб град наносит сельскому хозяйству. Выпадая узкой (шириной в несколько километров), но длинной (в 100 км и более) полосой, град уничтожает посевы зерновых, ломает виноградные лозы и ветви деревьев, стебли кукурузы и подсолнечника, выбивает табачные и бахчевые плантации, сбивает плоды во фруктовых садах. От ударов градин гибнет домашняя птица, мелкий скот. Бывают случаи поражения градинами и крупного рогатого скота, а также людей. В 1961 году в Северной Индии градина весом 3 кг убила слона… В 1939 году на Северном Кавказе в Нальчике выпал град величиной с куриное яйцо, было убито около 2000 овец. В Воронеже град разломал черепицу на крыше дома, пробил металлическую крышу автобуса. Таким образом, выпадение града представляет вполне реальную опасность не только для растений, животных, но даже для жилых строений, транспортных средств. К счастью, случаи выпадения крупного града величиной более 1 см довольно редки. Но и небольшие градины, выпадая в большом количестве, способны причинять серьезный ущерб сельскому хозяйству. Бывают случаи, когда за считанные минуты град ложится на землю слоем в несколько сантиметров. А в 1965 году в районе Кисловодска выпал град, покрывший землю слоем 75 см!

5.11. Что такое сели?

Сели (фото 15) – это грязе-каменные потоки, устремляющиеся по склонам гор, руслам горных ручьев и речек вниз, в долины, и разрушающие на своем пути все, мешающее их движению. Это одно из опаснейших стихийных бедствий – бич горных местностей.

В горных ущельях часто возникают завалы из камней, щебня и кусков льда или снежные плотины. При быстром таянии ледника перед такими препятствиями может накапливаться вода, не находя выхода, она образует водохранилище, или озеро. Такие горные озера у естественных запруд из морены – отложений твердых пород, мелкой щебенки, песка, глины, крупных валунов, а также льда и снега – называют моренными озерами. Запруды из моренного материала, подобно набухшей губке, пропитаны водой. Под напором все прибывающей сверху талой воды они в какой-то момент внезапно «взрываются» и устремляются по склону ущелья вниз. Страшный поток с чудовищным ревом катится вниз, вбирая в себя все новые массы камней, грязи, срезая поверхность склонов ущелья, выкорчевывая деревья, сдирая почву, осыпая горы.

Поначалу высота потока составляет десятки метров, но, вырываясь из ущелья в долину, он растекается, высота и скорость его движения постепенно уменьшаются и, наконец, у какого-либо препятствия он останавливается совсем. Если на пути селя окажется поселок или целый город, как это было в 1921 году в Алма-Ате, то последствия могут быть катастрофическими, с человеческими жертвами и огромными материальными потерями. В 1921 году на спящий город ночью обрушилось 1 200 000 м³ принесенного селем материала, который буквально завалил город в полосе 200 м шириной.

5.12. Насколько связано возникновение селей с погодой?

Возникают сели после сильных ливней, а также при интенсивном таянии ледников и накоплений снега в горах. Таким образом, это явление, хотя его и нельзя считать чисто метеорологическим, связано с погодой. В разных районах сели могут быть вызваны самыми различными, подчас прямо противоположными по своему характеру условиями погоды: от облачной и дождливой, циклонической, до ясной, сухой и жаркой, характерной для антициклонов или термических депрессий.

5.13. Где у нас в стране бывают сели?

Сели в нашей стране наблюдаются повсеместно в горных районах, особенно там, где выпадает много осадков и нет или очень мало растительности. Страдают от селей среднеазиатские республики, ряд районов на Дальнем Востоке, на Кавказе. Часты сели в Таджикистане – типично горной республике, на территории которой находятся очень высокие горы – Памир и отроги Тянь-Шаня. Здесь сели бывают почти каждую весну, когда в горах тает снег и пробуждаются от зимнего сна многочисленные ледники (а их в Таджикистане более двух тысяч). В это время земля на склонах гор обильно насыщена влагой, и достаточно бывает выпасть сильному дождю, чтобы вызвать селевые потоки. Последний случай сильных и многочисленных селей в Таджикистане отмечен в мае 1979 года, когда прошли необычайно сильные ливни с градом, породившие разрушительные сели, от которых пострадали мосты, дороги, оросительные каналы. К счастью, обошлось без человеческих жертв.