Чем сложнее делалась схема, тем яснее она становилась.
Ученые вводили в задачу условие за условием. Они уже ясно представляли себе, как воздух идет по земле. Но надо было еще принять в расчет, над какой поверхностью он движется.
Когда воздушная масса долго остается над пустыней, она делается сухой и горячей. Над снегами в Арктике она становится сухой и холодной. А тропический лес охлаждает ее над экватором и отдает ей свою влагу.
Схема переставала быть схемой. Она уже ясно отражала, что на земле есть материки и океаны, горы и равнины, что на материках растут леса или простираются пустыни, что зимой на севере лежит снег, что океан бороздят теплые и холодные течения.
На первой схеме Земля была мертвым, гладким, неподвижным шаром. И вот этот шар словно ожил: он завертелся вокруг оси, его одел зеленый покров трав и деревьев.
И в этом живом, полном движения мире воздушные массы тоже словно ожили. Прежде у них не было имени, они были похожи одна на другую. А теперь у каждой появилось свое имя.
Когда ученые пишут — ЭВ, эти инициалы воздушной массы сразу говорят, откуда она родом и чего от нее можно ждать.
ЭВ — это экваториальный воздух. Он рождается у экватора, над влажными тропическими лесами, над теплой водой океанов.
мТВ — это морской тропический воздух. Его родина — океаны под тропиками.
кТВ — его родной брат, континентальный тропический воздух. Он рождается тоже под тропиками, но не над океаном, а над степью, пустыней.
кПВ — это континентальный полярный воздух, родом из есов и степей, которые зимой покрываются снегом: значит, он и наш земляк.
АВ — арктический воздух. Он рождается над снегами и льдами Арктики, в темноте долгой полярной ночи.
У каждой воздушной массы свой характер и своя биография. Можно было бы написать повесть о жизни и приключениях воздушной массы.
Попробуем набросать хотя бы план такой повести.
Вот где-то над теплыми водами Атлантического океана родилась в туманные дни воздушная масса. Ее инициалы — мПВ, имя — морской полярный воздух. Она произошла от арктического воздуха, который пришел с севера, из страны льдов, из мрака долгой арктической ночи.
Над океаном она прогрелась, взяла с собой запас влаги. И вот она пускается в путь — с запада на восток — туда, куда ее несет круговращение атмосферы.
Влажный соленый ветер идет над океаном, подымая волны, заставляя качаться корабли. Перевернув мимоходом несколько рыбачьих лодок, он подходит к Британским островам и густым туманом застилает лондонские улицы. Свет электрических фонарей с трудом пробивается сквозь тьму мелких капель.
А морской свежий воздух идет дальше, переправляется через пролив и несется над Европейским материком. Его самого не видно, но все видят его груз — тяжелые грозовые тучи.
Крестьяне, работающие на полях, с тревогой прислушиваются к громовому басу невидимого путника. И вдруг ливень обрушивается на поля, на крыши домов, на колокольни, на натянутый шелк дождевых зонтиков.
Уронив на Западную Европу часть своего груза, мПВ идет дальше — к нам.
У него есть сосед — кТВ — континентальный тропический воздух. Граница между их владениями простирается на тысячи километров. мПВ властвует к северу от границы, кТВ — к югу.
Но их отношения не остаются мирными. Граница становится фронтом. Горячий, сухой тропический воздух вторгается во владения противника, неся с собой облака пыли. Фронт изгибается волнами, вдоль фронта проходят циклоны.
И каждый циклон — это битва.
Тропический воздух длинным языком вклинивается в расположение врага. Клин идет все дальше на восток, он врезается в полярный воздух, словно зубец пилы.
Тропический воздух наступает вдоль всего переднего края зубца — вдоль «теплого фронта». Но полярный воздух оказывает сопротивление этому нашествию. Он холоднее и тяжелее, он низко стелется по земле. И теплому воздуху приходится взбираться на его плечи все выше и выше.
Люди смотрят снизу на эту битву. Они видят, как высоко в небе появляются перистые облака. Эти легкие белые волокна из ледяных игл предвещают теплый фронт, наступление теплого воздуха.
Фронт приближается. Перистые облака сменяются высокослоистыми, а потом слоисто-дождевыми. Это становится видимым, проступает каплями влага, принесенная теплым воздухом. Попав в высоту, этот воздух перестал быть невидимкой — его влажное дыхание белым паром клубится на морозе. Ведь там, наверху, мороз.
Фронт все ближе. Люди видят, как движется к ним стена дождя. Она серым занавесом заслоняет далекие леса. И вот дождь уже идет по полям, он уже совсем близко, он стучится тысячами капель в окна вашего дома.
Теперь дождь заладит надолго, пока не уйдет дальше линия фронта.
Проходит день, другой. И вот наконец крупный дождь сменяется мелким, мелкий дождь — моросью. Сквозь тучи проступает голубое небо. Тропический воздух овладел наконец теми местами, где вы живете.
Но надолго ли установилась хорошая погода? Ведь вы только на время оказались в середине теплого клина, во власти тропического воздуха. Надолго ли он победил? Позади, с тылу, напирает на него полярный воздух. Приближается холодный фронт.
Тяжелым холодным валом катится полярный воздух по земле. Лучше не попадаться ему навстречу! Резко, одним порывом вскидывает он вверх своего врага, и сразу в небе вырастают гигантские облачные горы.
По земле проносится шквал, ломая и унося сучья ив, вздымая облака пыли, кружа опавшие листья. Но это только начало. Вихрь все больше расходится, раскачивая стволы деревьев, стараясь вырвать их с корнем из земли. И вслед за шквалом на землю обрушивается ливень.
Так идет битва между двумя невидимками-великанами.
Вслед за первой битвой начинается вторая. Циклон за циклоном проносятся над землей. И каждый раз тропический воздух прорывается на север, а полярный идет в обход и проникает глубоко в расположение врага в тылу циклона. Все дальше и дальше на юго-восток идут потоки полярного воздуха. Он родился над просторами Атлантического океана, а добрался до пустынь Средней Азии, до степей Казахстана.
Но как он изменился! Его трудно узнать. Он был прозрачным, свежим, влажным морским воздухом. А стал сухим, горячим, мутным от пыли. Он уже не тот. И называть его уже приходится по-другому. Он изменил своей прежней родине. Его имя теперь — кТВ — континентальный тропический воздух; так звали и его недавнего противника.
Что с ним теперь будет, с этим путником, который переменил по дороге и свое имя и весь свой облик? Перестанет ли он странствовать по свету? Неужели он поселится навсегда в степях и пустынях?
Нет, воздуху долго отдыхать не приходится. Какое-нибудь из колес планетной машины захватит его и понесет с собой.
Может быть, с колесом пассатов он попадет на экватор и доберется до влажных тропических лесов, где миллиарды листьев отдадут ему свою влагу. Может быть, он окажется в южных широтах над океаном, в тех местах, где каждый тропический ливень мог бы на несколько метров поднять уровень океана, если бы вода не уходила течениями и не испарялась опять в воздух. А может быть, наш путник, отдохнув в пустыне, попадет в прежнее колесо, в прежнюю колею и отправится навстречу новому пришельцу с Атлантического океана.
Так живет и странствует воздух, проходя тысячи километров над землей — от ледяных полей Арктики до тропических лесов экватора, вступая по пути в битвы, одерживая победы и терпя поражения.
Иной раз путешествие воздуха-невидимки напоминает скачку с препятствиями.
Вот с Тихого океана движется к Америке холодный, сырой воздух. Он взял над океаном груз влаги и несет ее садоводам Калифорнии, фермерам Дакоты и Монтаны.
Но на пути из Сиэттля в Соединенные Штаты перед ним вырастает стена — Каскадные горы.
Воздух взбирается на горы. Принесенная им влага, охладившись, собирается в тучи и клубится вокруг горных вершин. Из туч хлопьями падает снег. В горах проходят метели, застилая каменные склоны снежными пуховиками.
Перевалив через горы, воздух спускается вниз. Он стал суше, потому что уронил на горы часть своего влажного груза. Ведь в воде, словно в топливе, запасено тепло. Когда вода замерзает в небе, она отдает воздуху столько же тепла, сколько берет во время таяния снегов у солнечных лучей, у теплого весеннего ветра.
Не очень остывший наверху ветер спускается вниз. И чем ниже он идет, тем больше спрессовывает его все возрастающее давление атмосферы.
А это тоже его подогревает. Каждый, кто накачивал воздух в шину, знает, что от сжатия воздух нагревается.
Перевалив через горы, воздух стал неузнаваемым. Он был сырым и холодным, а стал сухим и теплым. Он заплатил за вход на материк немалой долей того, что взял у океана.
Сделавшийся сухим и теплым, воздух вбирает в себя облака. Облака тают в нем, как сахар в воде.
Над пустыней веет сухой и горячий ветер. Оттого-то там и лежат пустыни, что это большая дорога, по которой движутся все высушивающие ветры с Каскадных гор.
Но на пути у воздуха вырастает новая стена — Скалистые горы.
Воздуху опять приходится лезть вверх по склону. И опять, остывая, он отдает горам свою влагу — остатки богатства, принесенного с Тихого океана.
Горы рады подарку. Их склоны еще гуще одеваются зеленым колючим нарядом из сосновых лесов.
А воздух, перевалив через горы, делается еще горячее, еще суше.
Он был милостив к горам, но он беспощаден к равнине.
Фермеры в Дакоте смотрят на безоблачное небо и говорят: «На дождь нечего и надеяться, со Скалистых гор дует чинук».
Чинук — это название одного из индейских племен. Именем индейцев «чинук» окрестили ветер их родины.
Так меняется воздух на пути от Аляски до Дакоты. Он был влажным и холодным, а стал сухим и горячим. Он доставил с моря богатый груз горным лесам.
Вода Тихого океана напоила корни каждой сосны, каждого красного дерева на горных склонах и устремилась по оросительным каналам вниз, на плодородные земли Калифорнии — к апельсиновым и персиковым деревьям.
А в Дакоту воздух пришел с пустыми руками.
Вот рассказ с приключениями, в котором участвуют следующие лица: воздух, горы, океан, материк, тучи, метели, сосны, апельсиновые деревья, люди.
Все они связаны одним сюжетом, который на языке науки называется трансформацией воздушной массы. И этот сюжет — только маленький эпизод в великой эпопее природы.
Что же заставляет воздушные массы скитаться по земле? Их приводит в движение работа тепловых машин нашей планеты.
Если бы эти машины работали совершенно равномерно, без всяких перебоев, было бы очень просто предсказывать жару и холод, дождь и снег. Для этого надо было бы только посмотреть на календарь и потом найти в климатических таблицах соответствующую графу.
Но машина планеты, как и те машины, которые построены человеческими руками, работает с перебоями. Мы эти перебои чувствуем, когда говорим: «А погода-то переменилась».
Между разными областями суши и моря идет как бы борьба за тот тепловой паек, который солнце отпускает земле. Если в одном месте происходит перегрев, в другом дает себя знать недогрев.
Иногда такие колебания температуры бывают очень сильными.
В январе 1940 года воздух, направлявшийся от «нагревателя» к «холодильнику» — от экватора к полюсу,— отдал меньше, чем обычно, тепла югу нашей страны и больше северу. Из-за этого на юге ударили небывалые морозы. В Крыму мерзли виноградники и грецкие орехи, а на севере, вопреки календарю и климатическим таблицам, началась оттепель. Север и юг словно поменялись местами оттого, что в работе тепловой машины «экватор — полюс» произошло какое-то отклонение от обычного хода.
Но вслед за отклонением в одну сторону в природе должно было произойти отклонение в другую. Если маятник качнуть влево, он качнется вправо.
Так было и тут. На юге вслед за похолоданием началось потепление: воздух, идущий с экватора, отдал больше тепла, чем по норме, на обогрев Украины и Крыма.
И тогда уже северу, а не югу, недостало тепла. На севере начались жестокие, пятидесятиградусные морозы, и уже не крымский виноград, а подмосковные яблони приходилось спасать от вымерзания.
Чтобы уметь предсказывать такие перебои, надо выяснить природу колебаний температуры и давления.
Наши ученые уже работают над этой задачей, стараясь добраться, как они говорят, до главных пружин, управляющих колебаниями климата, сменой похолоданий и потеплений.
Источник: