книги из ГПНТБ / Колобков Н.В. Атмосфера и ее жизнь

месяцами не показывается из-за горизонта, знали еще в древности.

Норвежские викинги открыли Гренландию, Северную Америку и Исландию. В конце IX в. норвежец Этар впер­ вые проник в Баренцево и Белое моря. Есть основания полагать, что русские достигли Белого моря в начале XII в. Они постепенно осваивали северные края и в на­ чале XIII в. на Кольском полуострове, в районе Мурман­ ска, основали колонию Ком. Морской путь из Белого моря в Западную Европу был проложен в XV в. Полу­ чив первые сведения о Крайнем Севере от русских помо­ ров, в северные моря стали ходить промысловые суда из Норвегии, Голландии и Англии. Приблизительно в это же время русские морем уже доходили до устья Енисея.

В1594 г. голландский мореплаватель Баренц достиг северной оконечности Новой Земли. Его экспедиция со­ брала ценные картографические данные и сведения о природе островов Северного Ледовитого океана. Баренц был одним из первых выдающихся исследователей Арк­ тики. Исследования погоды, которые он проводил на Но­ вой Земле, являются первыми метеорологическими на­ блюдениями в Арктике.

Вначале XVII в. русские пересекли Карское море, через пролив Вилькицкого вышли в море Лаптевых, а затем обогнули самую северную точку Евразии — мыс Челюскин. В 1648 г. Семен Дежнев дошел морем до мыса «Чукотский Нос», ныне мыс Дежнева, доказав таким об­ разом, что Азия не соединяется с Америкой, а разделена проливом. В 1733 г. начала свою деятельность Великая

Северная экспедиция. Она собрала большие материалы о магнитном склонении и приливно-отливных явлениях. Были получены чрезвычайно интересные сведения по ме­ теорологии, о животном и растительном мире южной ча­ сти Арктического бассейна. Все эти и последующие экс­

40

педиции отметили сильные колебания в ледовитости Баренцева и Карского морей.

Первую метеорологическую станцию на Новой Земле открыли в 1896 г. Однако разветвленная сеть станций в Арктике была создана лишь после Октябрьской револю­ ции. Теперь в круг работ станций, кроме метеорологиче­ ских наблюдений, входят также аэрологические, ги­ дрологические, магнитные и актинометрические наблю­ дения.

В1932 г. на о. Рудольфа открылась метеорологиче­ ская станция, самая северная на земном шаре. В 1933 г. здесь же, впервые в мире, была установлена автоматиче­ ская метеорологическая станция, сконструированная проф. П. А. Молчановым. Ее показания систематически передавались при помощи коротких волн на Большую Землю без участия человека.

В1937 г. в районе Северного полюса на огромную

льдину высадилась группа в составе И. Д. Папанина, П. П. Ширшова, Е. К. Федорова и Э. Т. Кренкеля для научных наблюдений. Так была основана станция «Север­ ный полюс», которая дрейфовала 274 дня. Во время дрейфа льдину, на которой находилась станция, течением вынесло из Центральной Арктики в Гренландское море. В феврале 1938 г. папанинцев сняли со льдины недалеко от берегов Гренландии.

Экспедиции на дрейфующей станции «Северный по­ люс» и на ледокольном пароходе «Георгий Седов» (1937—1940 гг.) дали первые ценные научные сведения о Центральной Арктике: уточнились наши представле­ ния о режиме льдов, о метеорологических процессах, магнитных явлениях. Данные наблюдений опровергли предположение о существовании «полярной шапки» высо­ кого давления и постоянно низких температур. Наблю­ дения показали, что циклоны являются частыми гостями

Рис. 6. Станция «Северный полюс-9».

в Арктике и несут с собой пасмурную со снегопадами погоду, метели и бури и кратковременные потепления. В Центральную Арктику нередко вторгаются массы теплого воздуха не только с Атлантики, но и с Тихого оке­ ана, через Чукотку и Аляску. Аэрологические наблюдения показали, что теплые массы воздуха даже в условиях по­ лярной ночи на высотах охлаждаются медленно, распро­ страняясь над приземным слоем холодного воздуха.

2 апреля 1950 г. на дрейфующих льдах была создана научная станция «Северный полюс-2» (СП-2); через год 9 апреля 1951 г. ее сняли со льдины. Новые научные стан­ ции СП-3 и СП-4 организуются в апреле 1954 г. За год они прошли путь свыше 2000 км. С этого времени дрей­ фующие станции высаживаются на льды Центральной Арктики систематически. Метеорологические условия Арктики изучаются и американскими учеными. Одновре­ менно с организацией станций осуществлялись высоко­ широтные экспедиции. Дрейфующие станции хорошо

42

ческого бассейна весьма важна для обеспечения успеш­ ного плавания по Северному морскому пути. Стало из­ вестно, что в соответствии с характером атмосферной циркуляции значительная часть льдов из западной части Северного Ледовитого океана выносится в Гренландское и Баренцево моря.

На льды Центрального арктического бассейна при­ летают стаи птиц с Большой Земли. Подо льдом живут рыбы, медузы и различные организмы. Таков далеко не полный перечень научных открытий, добытых учеными на дрейфующих станциях, а также и высокоширотных

раз больше Гренландии и также покрыт слоем льда тол­ щиной в сотни метров. Местами мощность ледового по­ крова достигает двух и более километров. Антарктида — самый высокий материк земного шара. Это плоскогорье, обрамленное горными хребтами, поднято над уровнем моря на 2000—3000 м. Отдельные скалистые вершины достигают 6000—7000 м.

Антарктида была открыта Ф. Ф. Беллинсгаузеном и М. П. Лазаревым в первой четверти XIX в. Однако до сих пор природа ее изучена недостаточно.

В наши дни ученые различных стран ведут научную работу в Антарктиде в условиях самого сурового клима­ та мира.

Вечные льды и большая высота над уровнем моря делают климат необычайно суровым. Он много холоднее, чем климат самых северных широт Арктики. Даже летом температура редко поднимается выше 0°, зимой же моро­ зы доходят до 70° и больше; постоянно дуют сильные ветры. Со времени открытия шестого континента не одна экспедиция посещала эти суровые края. Там был англи­

44

чанин Шеклтон, норвежец Р. Амундсен в 1911 г. достиг Южного полюса, англичанин Р. Скотт погиб на обратном пути с полюса.

Из зарубежных государств более или менее регуляр­ но изучала Антарктиду Англия. Она и сейчас имеет там семь станций. Столько же научных станций соз­ дала Аргентина. Открыли станции Австралия, Фран­ ция и др.

Много было сделано для исследования Антарктиды во время Международного геофизического года и Междуна­ родного года геофизического сотрудничества (1957— 1959 гг.). В этих исследованиях приняли участие более десяти стран. Наша страна послала комплексную экс­ педицию, в которую вошли научные сотрудники многих научно-исследовательских институтов и Академии наук

СССР. В восточной части Антарктиды нашими экспеди­ циямиорганизована обсерватория и построен поселок Мирный, а также ряд станций в районе Южного геомаг­ нитного полюса, «полюса недоступности» и в других рай­ онах внутренней части Антарктиды.

Исследования научных станций на материке сочета­ ются с океанографическими и геофизическими наблюде­ ниями в водах Антарктики. Экспедиция располагает спе­ циальным авиационным отрядом в составе нескольких самолетов и вертолетов. Она снабжена также трактора­ ми, вездеходами и верными помощниками человека в по­ лярных странах — собаками. Мощные радиостанции свя­ зывают советские научные станции на далеком материке с родной страной.

Исследования, проведенные в Антарктике за по­ следние годы, дали человечеству много научных матери­

алов.

На всей площади шестого континента в среднем за год выпадает около 130 мм осадков, что эквивалент­

45

но 1830 куб. км воды. На айсберги ежегодно расхо­ дуется 730 куб. км осадков. Следовательно, ледяной панцирь Антарктиды ежегодно нарастает на 1100

куб. км.

В Антарктиде зарегистрированы наиболее низкие тем­ пературы воздуха. Во внутренней части материка на вы­ соте около 3000 м над уровнем моря средняя годовая температура равна —36,5°. Это самая низкая средняя годовая температура воздуха на Земле. На станции «Юж­ ный полюс» перед восходом солнца 20 августа 1957 г. была зарегистрирована температура —74,4°, на станции «Советская» 10 августа 1958 г. —86,7°; 25 августа на станции «Восток» температура понизилась до —87,4°. На этой же станции 24 августа 1960 г. была зафиксирована самая низкая на земном шаре температура —88,3°. Эти температуры присущи приземному слою воздуха. С высо­ той температура быстро повышается, но лишь до высоты 4—5 км; затем она вновь начинает понижаться. В целом в Антарктике температура много ниже, чем в Арктике. Все это объясняется различием в характере подстилаю­ щей поверхности, атмосферной циркуляции и океаниче­ ских течений в Арктике и Антарктике.

С помощью сейсмических методов установлено, что максимальная толщина льда в Антарктиде достигает 4000 м и что местами ледяная броня континента прони­ кает ниже уровня моря. Однако материалы экспедиций дают право утверждать, что Антарктида все же материк, а не архипелаг.

Сотрудничество ученых многих стран в решении про­ блем шестого континента укрепляет международные свя­ зи ученых и является мощным стимулом для дальнейших успешных исследований во имя мирного созидательного труда и прогресса.

46

ВОЗДУШНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В АТМОСФЕРЕ

В атмосфере никогда не бывает покоя. Неравномерное нагревание подстилающей поверхности приводит к воз­ никновению воздушных течений. Лес нагревается слабее, чем луг; луг — слабее, чем вспаханное поле или песча­ ный берег реки. От различно нагретых участков земли по-разному нагреваются и массы воздуха, лежащие над ними. Нагретый воздух всегда стремится расшириться; плотность его при этом уменьшается, он становится лег­ че и устремляется вверх. Его замещает рядом лежащий, более холодный, а значит, более плотный воздух. Так воз­ никают местные ветры.

Примерно так же возникают и воздушные течения большого масштаба. Разность плотностей воздуха при­ водит к разности в давлении. Как плотность, так и дав­ ление воздуха меняются над Землей постоянно. Сегодня давление в каком-то месте повышается, завтра, наобо­ рот, начинает падать. Все время возникает разность дав­ лений, и благодаря этому дуют ветры того или иного на­ правления. Подобно тому как вода в реке течет в сторо­ ну уклона, так и воздух имеет стремление двигаться от более высокого давления к более низкому. Чем больше разность в атмосферном давлении над какими-либо со­ седними районами, тем сильнее ветер. По своей силе ветры различны — от чуть заметного дуновения до опу­ стошительного урагана.

Следует помнить, что возникновение ветра — явле­ ние очень сложное. Хотя неравномерное нагревание зем­ ной поверхности является первопричиной возникновения ветра, но ветер далеко не всегда дует из холодных мест в теплые. Гораздо более постоянна зависимость ветра от установившегося распределения атмосферного давле­ ния.

47

При своем движении массы воздуха приобретают определенную температуру и влажность, зависящие от характера подстилающей поверхности и солнечного на­ грева. Движущиеся массы воздуха становятся «носи­ телями погоды». Соприкосновение обширных масс воз­ духа, обладающих различными свойствами, приводит часто к образованию огромных атмосферных вихрей, называемых циклонами и антициклонами. Прохожде­ ние их также обусловливает определенную смену по­ годы. Изучение физических свойств масс воздуха, циклонов и антициклонов, наблюдение за их перемеще­ нием и будущими изменениями погоды составляет зада­ чу синоптической метеорологии. Отсюда ясно, почему метеорологи так много внимания уделяют перемещению холодных и теплых воздушных масс и атмосферной цир­ куляции.

Значительна энергия ветра. Уже сейчас ветровые электродвигатели широко применяются в колхозах и в совхозах. Эти двигатели выполняют всевозможные рабо­ ты: вращают динамомашины, станки, мельницы, перека­ чивают воду и пр. На арктических станциях ветровые двигатели заряжают аккумуляторы, питают электроэнер­ гией радиостанции и пр. В настоящее время выпускают­ ся ветровые двигатели мощностью в сотни лошадиных сил. Однако энергетические ресурсы ветра используются пока в скромных масштабах.

Направление ветра определяется по той стороне го­ ризонта, откуда дует ветер. Различают 16 направлений ветра (румбов). Под скоростью ветра подразумевают число метров, проходимых воздушным потоком в одну секунду (м1сек). Скорость выражают также и в кило­ метрах в час (км/час). В морском флоте измеряется сила ветра в баллах по двенадцатибалльной шкале. Ветер со скоростью 20 м/сек называется штормом,

48

25 м1сек — сильным штормом, 30 м/сек и более — ураганом.

На берегу моря, большого озера и в горных районах возникают местные ветры. Так, на берегу моря можно наблюдать бризы. Днем обычно приятный свежий ветер дует с моря на берег, ночью, наоборот, ветер направлен с берега на море. Появление бриза объясняется разли­ чием в скорости нагревания и охлаждения воздуха над сушей и морем. Днем поверхность суши, а следователь­ но, и прилегающие к ней слои воздуха нагреваются бы­ стрее, чем море и воздух над ним. Создается разность температур. Воздух над сушей, как более теплый, подни­ мается вверх, а на его место устремляется более холод­ ный воздух с моря. Ночью, наоборот, воздух над сушей охлаждается быстрее, чем над морем. Поэтому воздух с берега устремляется на море.

При приближении циклона бризы исчезают. Это мо­ жет служить точной приметой наступающего ухудшения погоды.

Подобно бризам, возникают горно-долинные ветры. Днем они дуют из долины вверх по горным склонам, а ночью, наоборот, с гор в долины. Высота, захватываемая горно-долинными ветрами, не превышает 1—3 км.

Понятие о воздушных массах

На Земле существует, с одной стороны, область с по­ стоянно жаркой погодой — экваториальная и тропиче­ ские зоны, с другой — области гигантских холодильни­ ков— Арктика и Антарктика. Между экваториальной и полярными областями всегда сохраняется разность тем­ ператур. Как мы видели ранее, это ведет к возникнове­ нию воздушных течений, в результате которых разность

49