Люди не раз уже пытались заглянуть в машинное отделение своей планеты.
Не в пример другим ее пассажирам — крылатым и бескрылым, плавающим и бегающим,— человек всюду заглядывает и все хочет знать. Он не довольствуется тем, что его бесплатно катают вокруг Солнца по межпланетным пространствам. Его интересует, как корабль устроен и по какому расписанию совершает рейсы.
Ему хотелось бы сделать свое путешествие наиболее удобным. А для этого он давно уже стал присматриваться ко всяким топкам, котлам, насосам, вентиляторам, которые приводят в ход отопление, вентиляцию и водоснабжение громадного межпланетного корабля.
Когда-то человек довольствовался своим местом на Земле и даже не догадывался, что находится под его ногами и над головой. Но с тех пор он многому научился. Он спустился в угольные погреба шахт и поднялся на вулканы, чтобы заглянуть в дымящиеся недра планеты. Он добрался до дна океана и прошел, как по лестнице, этаж за этажом, до высот стратосферы. Все яснее и яснее видел он гигантскую машину планеты. Он выяснил, какая мешалка перемешивает воду в океане и какие вентиляторы проветривают самые большие океанские глубины. Он рассмотрел колеса пассатов и муссонов.
Было время, когда человек представлял себе движущие силы природы в виде богов и богинь. Но когда настал век машин, он и в природе увидел колеса, зубчатки, приводные ремни.
Чтобы лучше понять, как работает огромная машина планеты, он попробовал сначала начертить ее в плане, а потом и в разрезе. Он был вездесущ, он смотрел на гигантскую машину тысячами глаз, отовсюду. Тысячи зорких наблюдателей следили одновременно за ходом машины и перекликались друг с другом через материки и океаны по телеграфу, по радио. Ученые составляли один чертеж за другим, одну схему за другой. И перед ними из отдельных частей, колес, приводных ремней стал составляться весь гигантский механизм, приводящий в ход и реки на суше, и течения в океане, и ветры в атмосфере.
Вот экватор, словно горячий паровой котел. Где белые шапки полюсов, там холодильники. А топка далеко: топка — это солнце. Солнце нагревает лучистым теплом котел — воздух у экватора. Нагретый воздух поднимается и идет к холодильникам. Там он остывает, опускается и течет понизу обратно к экватору.
Над землей вращается огромное воздушное колесо. Его приводит в ход солнце.
Такое колесо изобразили на схеме ученые, когда попробовали начертить машину планеты.
Это было ясно и несложно. Но ученым такая ясность не нравилась. Хорошо найти простое решение сложной задачи. Но плохо, если ради простого решения приходится чересчур упрощать самую задачу. Задача-то решена, да не та, а другая.
Простота слишком дорого обошлась.
Так было и с задачей о машине планеты. Решение получилось простое, потому что всю сложность из задачи выкинули. Вычеркнули условие, которое вычеркивать было никак нельзя.
Нарочно — для простоты — предположили, что машина стоит на месте, что Земля не вращается. Но если бы Земля не вращалась, ход машины был бы совсем не такой, как сейчас. Воздушное колесо вертелось бы гораздо быстрее. Метеоролог В. Бьеркнес подсчитал, что уже через двадцать четыре часа скорость ветра дошла бы до пятидесяти четырех метров в секунду. А мы называем ураганом ветер, когда его скорость превышает двадцать девять метров в секунду.
Все живое было бы сметено с земли, словно гигантской метлой. Над мертвой сушей, над кипящим, взбаламученным океаном носились бы, сталкиваясь, обломки наших домов, вывороченные с корнем леса.
Но, к счастью, все это возможно только в воображении. Земля не стоит неподвижно. Земля вращается. Это условие, которое нельзя вычеркивать из задачи.
И вот в XX столетии ученые снова берутся за решение задачи.
Они видят, как воздух поднимается над экватором и течет к полюсам. Но Земля вращается! И вращение Земли отклоняет ветер вправо — в северном полушарии и влево — в южном. Таков закон ветра.
Ветер в северном полушарии все больше и больше поворачивает вправо, словно какой-то руль заставляет его сворачивать с пути.
Вот воздух уже стремится не на север, а на северо-восток. Где-то за тропиками, на расстоянии тридцати градусов от экватора, воздух идет уже не по меридиану, а по широте.
А с экватора прибывают все новые и новые массы воздуха. Куда же деваться воздуху, как вырваться из тесноты? Одни воздушные массы поворачивают назад к экватору и идут пассатами понизу, замыкая колесо пассатов. А другие идут дальше на север, но вращение Земли и их отклоняет вправо. Где-то в умеренных широтах и эти массы воздуха идут уже не по меридиану, а по широте — с запада на восток.
Это одна из причин, что погода приходит к нам чаще всего с запада.
В умеренных широтах теплый тропический воздух поднимается и идет поверху обратно на тропики, замыкая второе воздушное колесо. А другие воздушные массы идут к полюсу. Там они охлаждаются, опускаются и идут на юг, замыкая третье колесо.
Вот какая сложная получается схема!
Но и эта схема проще того, что происходит не на бумаге, а на земле. Ведь на самом-то деле тропический воздух нередко заходит далеко на север. А полярный воздух иногда спускается к югу чуть ли не до тропиков, согреваясь по дороге.
На схеме три отдельных замкнутых колеса. Но в природе эти колеса связаны в один механизм. Разве ветер ходит всегда по одному маршруту? Даже экваториальный воздух, и тот может вырваться из пассатного колеса и добраться до полюса.
Ученые исправляли свою схему. Они чертили пути, по которым воздушные массы движутся по земле и высоко над землей. Вот один путь ведет с экватора прямо на полюс. Теплый воздух охлаждается над полюсом, опускается и течет по земле на юг. А навстречу холодной массе полярного воздуха идет теплая, с тропиков.
Потоки встречаются друг с другом, идут бок о бок. На границе между двумя гигантскими воздушными массами возникают волны. Волны снова сглаживаются или обращаются в вихри — циклоны. В теплом языке циклона тропический воздух проникает далеко на север. А полярный воздух, охватывая циклон, углубляется на юг. Циклоны идут цепью, один за другим, вдоль фронта, между двумя воздушными массами, и перемешивают их.
Схема делалась все сложнее с виду, и, несмотря на эту видимую сложность, картина прояснялась. Между громадными колесами уже проступали очертания зубцов, шестеренок, которые связывают колеса в одну гигантскую машину.
И, однако, не все было ясно. В задаче еще не хватало условий. Земля — шар. Земля вращается — это было принято в расчет, но для простоты забыли «безделицу»: забыли, что на Земле есть материки и океаны. Каждый материк летом нагревается, а зимой охлаждается больше, чем океан.
Значит, в машине планеты есть, кроме экватора и полюсов, еще и другие котлы и холодильники. Зимой каждый материк — холодильник, а океан — котел. Летом наоборот.
А из-за этого в сложный круговорот воздуха вмешиваются еще колеса муссонов, которые летом вращаются в одну сторону, а зимой — в другую.
Огромные массы воздуха перемещаются муссонами с океана на сушу и с суши на океан. Над материками зимой скапливается очень много холодного воздуха, а летом над ними, наоборот, остается меньше воздуха, чем над океанами.
Я сравнил нашу планету с машиной. И это не просто литературный прием. Раскрыв книги ученых, вы и там прочтете о «нагревателях», о «холодильниках» и даже о «маховых колесах».
Как пишет академик В. В. Шулейкин, вращающийся земной шар можно уподобить тяжелому маховому колесу. Перемещаясь с океана на материк и обратно, тысячи миллиардов тонн воздуха действуют так, как если бы к ободу махового колеса то прикрепляли добавочную тяжесть, то убирали ее. Колесо в таких случаях «бьет», как говорят техники. В машине планеты это приводит к тому, что кочующие массы воздуха раскачивают земной шар, заставляют его ось перемещаться.
В течение многих лет астроном А. Я. Орлов следил на обсерватории в Полтаве за перемещением земной оси, вычерчивая на карте маршрут Северного полюса.
Мы не однажды читали о путешествиях к Северному полюсу. Но на этот раз задача была в том, чтобы проследить за путешествием самого Северного полюса. Нельзя сказать, чтобы он уходил очень далеко со своего места — не дальше нескольких метров. Но и это незначительное отклонение не могло ускользнуть от глаз внимательного наблюдателя.
Такое поведение полюса казалось загадочным, пока метеоролог Вызова не попробовала вычислить, как должен блуждать полюс под воздействием муссонов.
И обе кривые — наблюдаемая Орловым и вычисленная Бы-зовой — почти совпали, словно для того, чтобы лишний раз показать силу человеческого разума.
Как мал человек по сравнению с Землей! Но он так велик своим разумом, что улавливает и измеряет даже ту еле заметную качку, которую испытывает Земля при своем движении среди миров.
Источник: