Павел Астапенко - Вопросы о погоде

• Название: Вопросы о погоде
• Автор: Павел Астапенко
• Издательство: Гидрометеоиздат
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 1986

Эта книга – о погоде в самом широком смысле слова. В ней собраны наиболее типичные вопросы о погоде, задаваемые обычно людьми разных возрастов, уровней образования, профессий. Отвечая на эти вопросы, автор не углубляется в теоретические основы метеорологии, но и не впадает в упрощение. Предназначается широкому кругу читателей, учителям и учащимся в первую очередь.

---

Над лесом размеры термиков меньше, чем над полем. В горной местности термики над не покрытыми снегом горами достигают больших абсолютных высот, чем над соседними долинами. Например, на Кавказе, над Кахетинским хребтом, они достигают высоты 3000 м, а над дном соседней Алазанской долины – редко поднимаются выше 1500 м. Над горами размеры термиков и температуры воздуха в них также больше, чем над равнинами. Это объясняется условиями облучения обращенных к солнцу склонов гор, которые, сильно нагреваясь, нередко бывают на 25 – 30°C теплее соседних затененных участков.

В силу особенностей развития термической конвекции в течение суток размеры конвективных потоков в поздние утренние часы (10 часов местного времени) и ранние вечерние (16 часов местного времени) немного меньше, чем в дневные часы, но мощность (толщина) конвективного слоя, а следовательно, и высота развития термиков днем примерно в два раза больше, чем утром и к вечеру.

22.4. Может ли планер парить в небе, подобно альбатросу?

Может, но на значительно большей высоте, чем альбатрос, так как размеры планера и его летные аэродинамические характеристики не позволяют выполнять маневров на малых высотах из-за опасности столкновения с землей.

Парение альбатроса – пример так называемого динамического парения XE "динамическое парение", суть которого в использовании энергии воздушного потока, скорость которого резко возрастает с высотой (рис. 95). Планер, забуксированный в такой слой воздуха, должен сперва войти в крутой скользящий полет с попутным ветром, а затем, набрав скорость, начать маневры против ветра, поднимаясь по крутой кривой. Увеличивающаяся с высотой скорость встречного потока обеспечит планеру набор высоты и достижение исходного уровня, после чего возможно многократное повторение маневра. Реально динамическое парение планера осуществимо при использовании нижнего пограничного слоя струйного течения в верхней тропосфере, но не в приземном 15 – 20-метровом слое воздуха, в котором так мастерски и так красиво парит альбатрос. Он может парить в открытом море, следуя за кораблем десятки километров, при этом он описывает вокруг корабля как бы замкнутые круговые траектории с чередованием наборов высоты и снижений.

22.5. Какие другие виды воздушных течений, помимо термиков, могут использовать спортсмены-планеристы?

Планерные полеты возможны и при использовании волновых воздушных течений в районах существования колебательных движений воздуха – волн, как свободных, так и вынужденных. Свободные, или гравитационные, волны существуют за счет потенциальной энергии атмосферы. Они образуются на высотах вдоль слоев инверсий или изотермий и никак не связаны с неровностями рельефа. Вынужденные волны, или волны препятствий, образуются при обтекании воздушным потоком гор или других препятствий. При этом направление ветра должно быть близким к перпендикулярному к направлению горного хребта, а скорость его должна быть не менее 10 м/с и увеличиваться с высотой.

Если горы состоят из нескольких хребтов, лежащих параллельно друг другу, и если расстояние между хребтами равно или кратно длине волны, то в нижнем течении над отдельными хребтами располагаются локально короткие волны (10-15 км), а выше, над всеми горами в целом, – длинные волны (40-50 км). Короткие волны отличаются большими амплитудами и сильными восходящими потоками, длинные волны, располагающиеся в верхней тропосфере и нижней стратосфере, – малыми амплитудами и слабыми восходящими потоками.

Хорошим признаком существования волн препятствий являются чечевицеобразные облака, возникающие у гребней волн. Увидев такие облака, спортсмены-планеристы могут безошибочно выбрать участки, благоприятные для набора высоты.

Свободные волны, сопутствующие инверсиям, также могут использоваться планеристами, но в большинстве случаев вертикальные потоки в них недостаточно мощные, хотя бывают случаи, когда они достигают 1-2 м/с. Длина таких волн обычно около 500 м, она зависит от величины температурного и ветрового скачков на границе слоя инверсии.

22.6. Как учитывается состояние погоды при выборе одежды для занятий спортом на открытом воздухе?

В спорте, как и в быту, при выборе одежды исходят из потребности сохранения для человеческого организма условий комфорта, то есть пребывания человека в состоянии, когда он не будет испытывать неудобств ни из-за чрезмерного переохлаждения тела, ни из-за его перегрева. Нарушения комфорта могут вызываться колебаниями температуры и влажности воздуха, скорости ветра, а также выпадением атмосферных осадков (дождя, снега, мороси, града) и воздействием некоторых метеорологических явлений, таких, например, как гроза или гололед. Соответственно ожидаемым или наблюдающимся условиям погоды и исходя из накопившегося у людей опыта и имеющихся возможностей и выбирается одежда и обувь, назначение которых – предотвратить или ослабить негативное влияние внешней среды, при этом прежде всего учитываются, в основном качественно, теплоизоляционные свойства одежды и обуви, а также их ветро- и влагозащитные свойства.

Существуют и некоторые количественные критерии теплоизоляционных характеристик одежды, применяемые, например, в США. Так, теплоизоляция одежды может быть выражена в так называемых единицах Кло. Одна единица Кло соответствует теплоизоляции одежды, обеспечивающей условия теплового комфорта у человека в состоянии покоя при температуре воздуха 21°C, отсутствии ветра (движение воздуха со скоростью до 0,1 м/с), относительной влажности воздуха до 50%. Для сравнения отметим, что теплоизоляция кожного покрова работающего человека равна 0,3 Кло, а человека в состоянии покоя – 0,55 Кло. Одежда полярников и альпинистов – участников высокогорных восхождений должна иметь теплоизоляцию не менее 3 Кло. Ветрозащитная куртка с капюшоном (парка) теряет 30-40% способности теплоизоляции при ветре 12 м/с, а обычная одежда человека, будучи влажной, сохраняет лишь 15-30% этой способности (вместо 1,5 Кло у сухой одежды 0,2-0,5 Кло у влажной).

22.7. При каких условиях погоды на снежном покрове образуется наст, способный удержать лыжника?

Оледенелая корка на поверхности снега – наст образуется зимой, как правило после оттепелей, за которыми возобновляются морозы, а весной – после нескольких дней ясной погоды, когда под действием солнечных лучей происходит дневное подтаивание снежной поверхности с последующим подмерзанием ее в ночные часы. Кроме того, достаточно прочный наст иногда образуется зимой и без оттепелей – когда в морозную погоду происходит выпадение сухого порошкообразного снега при сильном ветре (более 10-12 м/с), уплотняющем поверхность снежных наносов до такой степени, что они свободно выдерживают взрослого лыжника. В зонах умеренного климата это бывает не каждую зиму, а в Арктике и Антарктиде – это повседневное явление.

22.8. Существует ли связь между состоянием погоды и заболеваниями альпинистов горной болезнью?

Основной причиной горной болезни является недостаток кислорода в крови – гипоксия, ощущаемый большинством людей на высоте, превышающей 3000 м, где парциальное давление кислорода составляет примерно 133 гПа против 200 гПа на уровне моря. Предельным для человека считается парциальное давление кислорода 100 гПа, соответствующее высоте 5000 м над уровнем моря (однако, как известно, отдельные спортсмены-альпинисты смогли подняться на вершину Эверест, высотой 8845 м, без кислородной маски). Горная болезнь проявляется через головную боль, головокружение, тошноту, потерю аппетита и бессонницу, а также слабость в мышцах, кашель, боли в груди. Погода может ускорить проявление горной болезни и обострить ее: низкая температура воздуха в сочетании с сильным ветром, сопутствующая почти всем высокогорным восхождениям, способствует быстрому охлаждению организма, затрудняющему глубокое дыхание, потребность в котором всегда возникает у альпиниста, начинающего ощущать недостаток кислорода на высоте. Переохлаждение усугубляет плохое самочувствие при развитии горной болезни, задерживает процесс адаптации (привыкания) на остановках, которые практикуют восходители перед штурмом высоких вершин.

22.9. При каких условиях погоды особенно велика для спортсмена опасность переохлаждения?

Хотя охлаждение организма до критической степени достигается не при одинаковом для всех людей состоянии внешней среды, опытным путем установлено, что температура -30°C может считаться предельным значением для длительного пребывания человека под ее воздействием при отсутствии ветра: при -31°C у 50% испытуемых наблюдалось отморожение открытых частей тела в тихую безветренную погоду, а при ветре 20 м/с такой же эффект наблюдался при температуре -10°C. Таким образом, основные факторы охлаждения организма – низкая температура воздуха и ветер. Влажная погода также усиливает эффект потери тепла организмом.