Юлий Медведев - Бросая вызов

• Название: Бросая вызов
• Автор: Юлий Медведев
• Издательство: Советская Россия
• Жанр: Публицистика
• Год: 1982

Время от времени вспыхивают идеи, ставящие теорию и практику перед дилеммой: либо их отвергнуть, либо многое пересмотреть в устоявшихся представлениях. Благодаря таким вызовам, бросаемым современности, совершаются порой мощные скачки в будущее в самых различных областях науки и техники — климатологии, эволюционной теории, реактивной технике. Книга рассказывает об ученых, инженерах, новаторах, их судьбах и научно-технических проблемах, которыми они занимаются, показывает лабораторию творческого поиска, достижения и открытия, сулящие громадные народнохозяйственные перспективы.

---

«Куролесие» в самой природе волчкового вращения. Взглянем на велосипедное колесо. Втулка еле поворачивается, спицы вблизи нее уже бегут, а у обода аж тают от быстроты мелькания. Скорость нарастает от центра к периферии. На земном шаре периферия — экватор — покрывает более полутора тысяч километров в час, шестидесятая параллель уже делает меньше — около восьмисот, а полюса вообще, можно сказать, стоят.

При том, что вращение справа налево, кориолисовы силы смещают всякое движение горизонтальное относительно поверхности земли вправо в северном полушарии и влево в южном.

Не так легко себе представить, что самолет или снаряд, летящим по прямой между двумя пунктами, минует цель и попадает мимо. И траектории их не искривляются, хотя вы можете видеть искривление собственными глазами. Не верьте. Поэксплуатировав свое воображение, вы поймете этот фокус вопреки очевидности.

Представим, что самолет взял курс с широты, вращающейся со скоростью 500 километров в час, в пункт, вращающийся со скоростью 600 километров в час, и ему час лететь. Тогда к концу его маршрута земля под ним будет смещаться в сторону на 100 километров в час быстрее, чем в месте его отправления, и он окажется сотней километров правее места назначения.

Земля вращается, и Кориолисову эффекту подвержено все, что движется относительно ее поверхности, — самолеты, артиллерийские снаряды, воздух, птицы. Кориолисово смещение тем значительнее, чем дальше от экватора, в высоких широтах оно приближается к девяноста градусам. Так вот, меридиональное неравенство «отставаний» вкупе с «американской горкой», которую копирует воздушный поток в нескольких циклах нагрева (подъема) и охлаждения (спуска), курсируя по замкнутому маршруту «экватор — полюс — экватор», благодаря устойчивости этого беспорядка создает известный порядок, а именно — несколько поясов ветра, охватывающих планету, а также постоянное закручивание воздуха в обоих полушариях. В северном полушарии вокруг центров высокого давления витки крутятся по часовой стрелке, что есть как раз антициклон, фигурирующий преимущественно в сводках хорошей погоды, и против часовой стрелки — ветры, дующие в область низкого давления, — циклоны. Стоя на северном полушарии, пользуйся правилом: если ветер дует в спину, то слева — область низкого давления, а справа — высокого. В южном полушарии все наоборот.

Главные климатические зоны, как теперь ясно, задаются двумя движениями: северо-южным, возбуждаемым экваториальным нагревом, и восточно-западным, кориолисовым.

Можно сказать иначе: два фактора, формирующих климатические зоны, состязаются между собой во влиянии на третий. Силы вращения и температура хотят управлять давлением.

…Если бусинку бросить на вращающуюся граммофонную пластинку, шарик откинется в сторону от медленного центра к быстрому краю. Похоже должен отбрасываться от полюсов к экватору воздух. Тогда полюса постоянно пребывали бы под самым низким давлением, а экватор под самым высоким. Но с этим решительно не согласны температуры. На экваторе они имеют над вращательными силами полный перевес. Здесь самые высокие температуры устанавливают низкое давление. Такой же перевес демонстрируют самые низкие температуры — у полюсов. Они, невзирая на отбрасывание воздуха, устанавливают на холодных «макушках» постоянное высокое давление. И там и тут торжество самых. Вращение же оказывает свое влияние в зоне между тридцатыми и шестидесятыми градусами широты в обоих полушариях. Возле тридцатых параллелей силами вращения нагромождаются воздушные горы, эдакие надувные матрацы, — здесь высокое давление. А около шестидесятых, напротив, образуется «ложбина», устанавливается низкое давление.

Так четко и хорошо было бы, возможно, если б наша земля была правильно кругла и гладка, как глобус. Но наш шар не такой. Он частично покрыт сушей, больше — водой, на нем горы и прочие неровности, так что пояса давлений нарушаются. И все же они существуют и задают определенный порядок. Чередуются пояса в таком ритме: низкое — высокое — низкое— высокое, начиная с экватора и кончая полюсом. Ноль градусов широты — низкое, тридцать — высокое, шестьдесят — низкое, девяносто — высокое. Такой порядок держится весной и осенью. Когда весна переходит в лето, а осень в зиму, симметрия нарушается. По двум причинам. Одна та, что вызывает и передвижку муссонов, а именно смещение высокого солнца от тропика Рака к тропику Козерога, и обратно, в пределах десяти градусов по обе стороны экватора. За космической печкой перемещается и зона тропического низкого давления, а за ней и все остальные пояса. Вторая причина — сезонные изменения температуры над центрами континентов. Лето здесь раскаляющее, и высокое давление сменяется низким, а зима лютующая, восстанавливает высокое давление.

Интересно, что карта атмосферного рельефа с ее впадинами, пиками и равнинами имеет заметное сходство с рельефом литосферы. Тридцатые — сороковые широты — субтропические, зона повышенного давления, но и зона наиболее высоких хребтов. Экватор лежит в атмосферной низине, и этому соответствует преобладание океана на данной географической широте.

Причину этих странных, на первый взгляд, совпадений усматривают в существовании единой силы, одновременно действующей на литосферу, водную оболочку и атмосферу Земли. Возникает она, как показал советский ученый М. В. Стовас, в результате вращения Земли вокруг своей оси. Скорость этого вращения не остается постоянной, она имеет вековые, сезонные и скачкообразные изменения. Конечно, очень небольшие. При ускорении Земля сжимается и сжимается приближаясь к эллипсоиду. Параллели экваториальных районов при этом как бы растягиваются, а приполярные районы сжимаются. При замедлении вращения происходит обратное.

«Вестерны» — приключенческий жанр

Итак, над экватором тепловая мощь солнца создает колоссальную вытяжную трубу. Ввысь с испарениями затягиваются миллиарды тонн воды. «Ветер» дует вверх. Сотни километров штиля по обе стороны экватора. Здесь томились в плену безветрия каравеллы Магеллана.

Внизу будучи как бы заодно с воздухом, пар, вознесшись высоко, обособляется. Там, высоко, он покрывается холодным потом, миллиарды облачных капелек выступают на каких угодно мельчайших пылинках-соринках, витающих во всей атмосфере, капельки соединяются в капли и падают дождем. В основном — бесхозяйственно, вниз, туда, откуда были взяты, — в океаны. Воздух тоже тяготеет вниз, но восходящие мощные потоки его подпирают, и он, как с горки, стекает: половина на север, половина на юг.

Дальше генеральные направления потоков в обоих полушариях аналогичны, но взаимно противоположны, так что можно следить за одним из них. Нам, северному большинству, ближе северное, мы и будем с ним иметь дело.

В вышине дрейфует воздушная масса, теряя скорость. Примерно в тридцати градусах от экватора она заваливается, поток круто меняет свое направление и распадается надвое: один из бывших попутчиков мечется в нерешительности и, спасовав, направляется назад к экватору. Эти возвратные ветры — пассаты — дуют в северном полушарии всегда с северо-востока, а в южном — с юго-востока и встречаются на экваторе. Пассаты подгоняли корабли Колумба в южной Атлантике, они же надували паруса фрегатов Магеллана, пересекавших Тихий океан.

«Возвратные» ведут себя заговорщически — появляются внезапно, как бы ниоткуда, и внезапно же исчезают, несут влагу, но не дают дождей. Однако их маневры разгаданы. Они зарождаются на спуске — вот в чем дело. Воздух, который двинулся от экватора, хотя и сбросил тяжелые ливни на долину Конго, Амазонки и в других тропических районах, еще не истощил влагу паров. На спуске он подвергается возрастающему давлению атмосферного столба, сжимается и снова нагревается, а нагретый он тем более не обронит влагу.

Пассаты дождей не дают. Мало того, они не пускают на свои широты полные водою шторма, гуляющие по соседству.

Заговор пассатов направлен против территории шириной до полутора тысяч километров вдоль экватора. Зона, где дуют эти внезапно пикирующие и столь же вдруг взмывающие ветры — полоса великих мировых пустынь.

Таково одно из ответвлений воздушного потока. Второе продолжает двигаться по диагонали к полюсу, отклоняемое в обоих полушариях кориолисовой силой к востоку.

Это влиятельные западные ветры. Они широкие, с завихрениями, между сороковыми и пятидесятыми параллелями. У моряков пользуются штормовой репутацией, часть их арены зовется «ревущими сороковыми». Поскольку они западные и диковатые, дадим им кличку — «вестерны».

В своем стремительном юго-восточном дранге теплые западные ветры встречают могучего противника. Это норд, плотный, приземистый полярник. Тяжелой шапкой нахлобучен холодный воздух над полюсом и сползает вниз. Место столкновения «западных» с нордом называется полярным фронтом. В междоусобице легкого и теплого с холодным и тяжелым разыгрываются самые разнообразные комбинации, складываются так называемые умеренные климатические зоны, хотя нет ничего более неумеренного, чем эта умеренность[1].