Как предсказывают погоду

DjVu

      ВВЕДЕНИЕ

      Погода — постоянный спутник жизни каждого из нас.
      Многие стороны нашей практической деятельности зависят еще в известной мере от погоды; она постоянно оказывает важное влияние на народное хозяйство и на всю повседневную жизнь. Иногда такие грозные явления, как ураганы и наводнения, сопровождаются большими разрушениями и даже создают опасность для человеческой жизни.
      По мере развития производительных сил люди стремились по возможности оградить себя от влияния погоды. Совершенствовались жилища и одежда, ограждавшие людей от холода и непогоды, выводились новые виды сельскохозяйственных культур, более устойчивых против засух и заморозков. На смену парусным кораблям, во всем зависящим от ветра, пришли пароходы. Железные дороги и шоссе избавили нас от распутицы.
      Казалось бы, постепенно освобождаясь от влияния погоды, мы должны терять интерес к ее изучению, но в действительности дело обстоит совсем иначе. Как раз за последние десятилетия, особенно в последние годы, изучение погоды привлекло наибольшее внимание, получила широкое развитие служба погоды: наука пошла на решительный приступ воздушной стихии. Чем же объясняется такой повышенный интерес к погоде?
      Дело в том, что развитие техники не только дает новые средства для борьбы с неблагоприятным влиянием погоды, но и ставит новые, не известные раньше задачи. Развитие многих новых отраслей промышленности и транспорта предъявляет совершенно особые требования к учету влияния погоды. Например, до появления авиации мало кого интересовало состояние погоды на большие высотах над землей, теперь же изучение верхних слоев воздуха имеет огромное практическое значение.
      Таковы те общие причины, которые в XX веке сделали особенно важным изучение погоды. Однако в нашей Советской стране в отличие от капиталистических стран для этого имеются и другие причины. В Советской стране плановое ведение народного хозяйства основано наряду с другими факторами и на научной оценке всех природных явлений, в том числе и погоды.
      Мы еще не можем воздействовать на погоду и изменять ее по своему усмотрению. Поэтому особенно важно знать заранее будущую погоду, чтобы использовать благоприятные условия погоды и заблаговременно подготовиться к неблагоприятным явлениям.
      Метели и снежные заносы иногда останавливают движение на железных дорогах и вызывают опоздание поездов. Если знать заранее о предстоящих снежных заносах, то можно подготовить специальные средства снегоборьбы на угрожаемых участках и расписание движения не будет нарушено.
      Летчик перед вылетом должен знать заранее условия погоды по своему маршруту, чтобы выбрать наиболее благоприятную высоту полета, а в случае особенно неблагоприятной погоды — отменить свой вылет.
      Вредное действие заморозков на садовые и огородные культуры можно значительно уменьшить или совсем устранить при помощи дымовой завесы, грелок и других средств. Эти средства необходимо подготовить заранее, накануне ночи заморозка, что невозможно без предсказания погоды. В наших южных животноводческих районах неожиданные снежные заносы и гололед могут быть опасными для скота, находящегося в течение зимы на подножном корму в открытой степи.
      Неожиданная буря представляет большую опасность для рыбаков, вышедших на промысел в море. Условия погоды определяют возможность опасных снежных лавин в горах, иногда засыпающих целые селения и уносящих много человеческих жизней. От направления и силы ветра зависит подъем уровня воды в устьях рек и на побережье морей. Наводнения в Ленинграде возникают обычно при сильных западных ветрах, нагоняющих воду в устье Невы. Катастрофическое наводнение зимой 1953 г. в Голландии, Бельгии и Англии было связано с северо-западным штормом исключительной силы, поднявшим уровень воды в Северном море у входа в пролив Ла-Манш. Своевременное предупреждение о таких явлениях может предотвратить человеческие жертвы и миллионные убытки.
      Натурные съемки кинофильмов, спортивные соревнования, организация массовых зрелищ на открытом воздухе, некоторые осенние и весенние строительные работы зависят от наступления и прекращения морозов и т. д. Они представляют только малую часть возможных примеров из различных областей человеческой деятельности, в той или иной степени зависящих от условий погоды.
      Значение погоды очень велико в военном деле. От состояния погоды часто зависит степень проходимости местности, и иногда не только для автотранспорта, но и для людей. С наступлением морозов замерзают болота, сковываются льдом озера и реки и возрастает маневренность войск. Но глубокий снежный покров снижает эту маневренность. Весенняя и осенняя распутица не только ухудшает проходимость грунтовых дорог, но и выводит из строя полевые аэродромы, сковывая боевые действия авиации.
      Туман и снегопад маскируют размещение военных объектов и передвижение войск, сильно затрудняют разведывательные и боевые действия авиации. Маскировочное действие туманов и снегопадов особенно выгодно для десантных операций. Зато неожиданное усиление ветра может иногда полностью сорвать морской десант.
      Понятно, насколько правильный учет будущих условий погоды важен при планировании военных операций. В истории первой и второй мировых войн имеется много примеров, когда наряду с другими факторами от правильности прогноза погоды зависел успех крупных операций.
      С древних времен люди задавали себе вопросы, чем объясняются изменения погоды: отчего возникают облака, гром, молния, дождь, снег? Что заставляет небо быть то приветливым и ласковым, то хмурым и невеселым, то мрачным и угрожающим? Почему бывает то холодно, то жарко?
      Теперь наука уже разгадала многие тайны природы и может не только объяснить те или иные явления погоды, но и предсказывать их заранее.
      Земной шар со всех сторон окутан воздушной оболочкой, которая называется атмосферой, и поверхность Земли по сути дела представляет собой дно громадного воздушного океана. Слово «атмосфера» происходит от греческих слов: «атмос» — воздух, дыхание, пар и «сфайра» сфера, шар, оболочка.
      Дождь и снег, гроза и метель, ураган и затишье, жара и мороз — все это проявления одной и той же могучей воздушной стихии. И они не случайны, а связаны с движениями и изменениями воздушного океана, которые изучает наука метеорология.
      Метеорологией называется наука, изучающая атмосферу и происходящие в ней явления. «Метеорами» древние греки называли все явления в атмосфере, а «логия» (от «логос» — слово) означает науку о чем-либо. Научиться понимать наблюдаемые явления погоды — это значит научиться читать увлекательную «книгу природы», которая каждый день открывает перед нами свою новую страницу.
      В науке под погодой понимают физическое состояние атмосферы в один определенный момент или за небольшой отрезок времени.
      В этой книжке вкратце рассказывается о той науке, которая дает возможность предсказывать погоду. Главная цель этого рассказа состоит в том, чтобы помочь читателю разобраться в наблюдаемых явлениях погоды и подвести его к решению практической задачи — к самостоятельному предвидению погоды по местным признакам.
      Знание причин и сущности явлений погоды нужно еще и потому, что подлинно научные знания — могучее средство успешной борьбы против религиозных пережитков в сознании людей.
      В глубокой древности люди чувствовали себя в полной зависимости от стихийных сил природы. Эти силы казались им проявлением какой-то грозной и необъяснимой сознательной воли. Не будучи в силах разгадать эти загадки, люди искали на них ответа в религии и обожествляли природные явления — солнце, гром, молнию, ветер и т. д.
      Научное, материалистическое мировоззрение дает, опираясь на передовую науку, правильное объяснение процессов и явлений природы и общества, раскрывает их взаимосвязь и взаимозависимость, причины и характер их развития, вооружает людей знанием объективных законов развития природы и общества, мобилизует на активную творческую деятельность.
      Научное мировоззрение — диалектический и исторический материализм — служит интересам прогрессивных сил общества, представляет собой могучее идеологическое оружие революционного пролетариата, строителей социализма, коммунизма.
      Идеалистическая философия считает мир воплощением «духа», отрицает материальность и познаваемость мира, утверждает, что в природе и обществе нет объективных законов. Антинаучное, идеалистическое мировоззрение всегда служило интересам реакционных сил общества. В настоящее время идеалисты всех мастей защищают интересы империалистической буржуазии. Между идеалистической философией и религией имеется теснейшая связь; идеализм — утонченная, замаскированная форма религиозного мракобесия.
      Марксизм-ленинизм объясняет живучесть религии в антагонистическом классовом обществе социальными причинами. Приведем высказывание В. И. Ленина о корнях религии в капиталистическом обществе: «Социальная придавленность трудящихся масс, кажущаяся полная беспомощность их перед слепыми силами капитализма, который причиняет ежедневно и ежечасно в тысячу раз больше самых ужасных страданий, самых диких мучений рядовым рабочим людям, чем всякие из ряда вон выходящие события вроде войн, землетрясений и т. д., — вот в чем самый глубокий современный корень религии...» (Соч., т. 15, стр. 374—375).
      Марксизм учит, что для преодоления религии нужно уничтожить социальные корни, порождающие ее, то есть уничтожить капиталистический строй. В нашей стране нет социальной базы для существования религиозных верований. Эксплуататорский строй и эксплуататорские классы, поддерживающие религию, ликвидированы в результате победы Великой Октябрьской социалистической революции, построения социализма в СССР. Трудящиеся массы стали полными хозяевами во всех областях экономической, политической и культурной жизни. В свободном труде на благо всего общества советские люди черпают уверенность в своих силах, вырабатывают материалистическое мировоззрение, освобождаются от религиозных суеверий.
      Религиозные предрассудки существуют в условиях социалистического общества как пережитки прошлого. Марксизм-ленинизм учит, что сознание людей в его развитии отстает от их экономического положения. Поэтому пережитки буржуазных взглядов существуют еще в сознании людей, хотя капитализм в экономике уже ликвидирован. В этом и кроется основная причина наличия религиозных пережитков в сознании части советских людей. Живучесть религиозных предрассудков объясняется также привычками, приобретенными представителями старшего поколения в условиях капиталистического строя; отсталыми традициями, передаваемыми от старшего поколения младшему; недостаточной культурностью части населения; слабо поставленной в ряде мест культурно-просветительной работой. На сознание людей оказывают влияние капиталистическое окружение, религиозная пропаганда, которую ведут служители церкви.
      Успешное осуществление величественных задач коммунистического строительства требует неуклонного повышения уровня идеологической работы, постоянного внимания к делу коммунистического воспитания трудящихся, повседневной борьбы с влиянием буржуазной идеологии, с пережитками капитализма в сознании людей. Нельзя забывать, что религиозные предрассудки и суеверия — наиболее живучие пережитки и они не могут исчезнуть сами собой. Наша партия всегда придавала большое значение антирелигиозной пропаганде, требовала терпеливой, упорной идейной борьбы с религиозными предрассудками.
      В решениях сентябрьского (1953 г.) Пленума ЦК КПСС, а также февральско-мартовского и июньского (1954 г.) Пленумов ЦК КПСС с новой силой подчеркнута необходимость широко развернуть массовую культурно-просветительную работу. Неотъемлемой частью этой работы является пропаганда естественно-научных знаний, антирелигиозная пропаганда.
      У нас созданы все возможности для полного и окончательного преодоления пережитков капитализма в сознании людей. Мы владеем самым верным и надежным оружием в строительстве коммунизма — марксистско-ленинской теорией, передовым диалектико-материалистическим мировоззрением, освещающим нам великий путь к коммунизму. Научные знания причин явлений природы должны вытравить из сознания советских людей последние остатки религиозных предрассудков и суеверий.
      Пусть же этой благородной задаче усиления боевой наступательной пропаганды материалистического мировоззрения послужит и предлагаемая вниманию читателя брошюра «Как предсказывают погоду». С явлениями погоды все люди сталкиваются ежедневно; понимание закономерностей ее изменений и умение делать самостоятельные выводы по наблюдаемым явлениям будут содействовать распространению материалистического понимания окружающего нас мира.
     
     
      РАЗВИТИЕ МЕТЕОРОЛОГИИ В НАШЕЙ СТРАНЕ
     
      D первые постоянные научные наблюдения за погодой D в России были организованы Академией наук в Петербурге в 1725 году. Многие русские академики сами вели метеорологические наблюдения.
      В 1773 году в нашей стране начала работать первая в мире сеть метеорологических станций, в то время как в других странах только отдельные обсерватории и некоторые любители проводили наблюдения за погодой. Эта сеть станций была организована Великой Северной экспедицией под руководством Беринга, именем которого назван пролив, отделяющий Азию от Америки. Станции были открыты в Казани, Екатеринбурге (теперешнем Свердловске), Иркутске, Селенгинском и на Аргунских серебряных копях. Эта сеть функционировала до 1749 года.
      Гениальный основоположник русской науки Михаил Васильевич Ломоносов в своих трудах неоднократно указывал на огромное практическое значение погоды.
      Ломоносов первый высказал мысль о необходимости изучения погоды при помощи инструментальных наблюдений, проводимых одновременно во многих пунктах страны, и впервые поставил вопрос об исследовании верхних слоев атмосферы.
      В труде М. В. Ломоносова «Рассуждение о большой точности морского пути» имеется глава «О предсказании погоды, а особенно ветров». В этой главе он подробно обосновал необходимость и возможность предсказания погоды.
      Идеи Ломоносова, позднее использованные зарубежными учеными, в России долгое время не находили себе применения. Царь и дворянство слепо преклонялись перед всем иностранным и вместо поощрения и поддержки русских ученых приглашали иностранцев, равнодушно, а зачастую и прямо враждебно относившихся к развитию русской науки.
      В 1810 году основатель Харьковского университета профессор В. Н. Каразин настойчиво поднимает вопрос об объединении метеорологических станций и обсерваторий России, работавших разрозненно. С 1823 года за объединение метеорологической службы начинает борьбу молодой ученый, впоследствии академик, А. Я. Купфер. Прошло 26 лет непрерывных хлопот, прежде чем ученый достиг своей цели: 1 апреля 1849 года была основана Главная физическая обсерватория (теперь Главная геофизическая обсерватория им. А. И. Воейкова).
      Обсерватории поручили «исследование в физическом отношении» империи в 20 миллионов квадратных верст. Какие же средства предоставили обсерватории для выполнения этой нелегкой задачи? Ежегодно ей должно было отпускаться 9000 рублей, и был установлен штат... в 7 человек! Конечно, начало было более чем скромное, но для того времени основание в России Главной физической обсерватории имело большое историческое значение.
      В это время Главная физическая обсерватория, которой было подчинено около пятидесяти метеорологических станций, представляла первое в мире центральное метеорологическое учреждение. Только через 5 лет, в 1854 году, метеорологический институт был создан в Голландии. В Англии первый официальный метеорологический центр возник в 1855 году, в Италии — в 1864 году, в США — только в 1870 году, а во Франции объединение метеорологической сети затянулось до конца XIX века.
      Таким образом, наша Родина благодаря энергии русских ученых, несмотря на косность царского правительства, первой стала на путь объединения метеорологической службы.
      По постановке наблюдений, тщательности и строгости их обработки Главная физическая обсерватория была образцом для зарубежных стран. Чтобы иметь представление о том, какая бескорыстная преданность русской науке нужна была для поддержания такой высокой репутации обсерватории, достаточно сказать, что почти все наблюдения на станциях в XIX веке производились добровольно и совершенно бесплатно. Эти наблюдения вела сельская интеллигенция, врачи, учителя, скромные почтовые чиновники, учащаяся молодежь.
      Во второй половине XIX и в начале XX века выдвинулось много талантливых русских ученых, составивших славу мировой метеорологии: А. И. Воейков, Б. И. Срезневский, П. И. Броунов, Б. П. Мультановский и многие другие. Однако в условиях царской России достижения русской науки могли лишь в ничтожной доле использоваться на благо народа.
      После Великой Октябрьской социалистической революции метеорологическая служба и наука о погоде получили в нашей стране все возможности для полного расцвета.
      21 июня 1921 года, еще в разгар разрухи, порожденной гражданской войной, Владимир Ильич Ленин подписал декрет Совета Народных Комиссаров об организации метеорологической службы в нашей стране.
      Этот важнейший законодательный акт по организации метеорологического дела определил задачи метеорологической службы и указал ее путь развития. В последующие годы Коммунистическая партия и Советское правительство непрестанно уделяли большое внимание развитию и усовершенствованию метеорологической службы.
      Число метеорологических станций возросло в десятки раз по сравнению с дореволюционным временем.
      Для необитаемых островов и труднодоступных гор сконструированы специальные автоматические метеорологические станции, работающие без людей и посылающие результаты своих наблюдений по радио.
      Большое внимание уделяется также специальным экспедиционным наблюдениям. Первая в мире дрейфующая метеорологическая станция «Северный полюс» была организована по заданию Советского правительства в 1937 году. В 1950 году и в 1954 году были организованы новые дрейфующие станции «Северный полюс». Отважные советские исследователи были высажены с самолетов на пловучие льды у Северного полюса.
      Советский Союз является первым и в наблюдениях за верхними слоями воздуха. В 1933 году советский стратостат «СССР» поднялся на рекордную высоту—19 километров над землей, а год спустя стратостат «Осоавиахим» побил этот рекорд и поднялся на 22 километра над землей.
      В 1930 году советский ученый профессор П. А. Молчанов применил сконструированный им первый в мире радиозонд — маленькую автоматическую метеорологическую станцию, подвешиваемую к шару, наполненному водородом и поднимающуюся от земли на 20—35 километров. Радиозонд при этом непрерывно передает по радио показания своих приборов. Изобретение советского ученого имело огромное значение для развития метеорологии и получило применение во всех странах мира.
     
     
      МЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЕ СТАНЦИИ
      И НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ПОГОДОЙ
     
      Каждый из нас прекрасно понимает смысл слова «погода». Но оказывается, что не всегда все ответят на вопрос о погоде одинаково. В ненастный осенний день, например, одни скажут, что погода холодная, другие — что она ветреная, третьи — что дождливая. Все они будут правы, но ни одно из этих определений не будет исчерпывающим. Погода обладает многими свойствами, и для того, чтобы дать ее полную характеристику, нужно определить все эти свойства, а не только какое-нибудь одно из них.
      Отдельные явления и свойства погоды в науке называют метеорологическими элементами. Одни из этих элементов (ветер, температуру, влажность воздуха, атмосферное давление и количество осадков) измеряют при помощи приборов и всегда выражают точными величинами. Другие, например, форму облаков, степень покрытия неба облаками, радугу, зарницу, характер осадков (дождь, град, снег и т. д.), определяют на глаз и характеризуют по единой установленной системе.
     
      Рис. 2. Метеорологическая станция:
      а) общий вид метеорологической будки; б) расположение приборов внутри будки; слева и справа висят сухой и смоченный термометры, посередине — гигрометр, измеряющий влажность воздуха, внизу горизонтально укреплены термометры, показывающие наибольшую и наименьшую температуру за сутки, в) ртутные барометры, измеряющие атмосферное давление; они вешаются в специальном шкафу в комнате метеостанции; г) гелиограф — прибор, записывающий продолжительность солнечного сияния (стеклянный шар собирает солнечные лучи в одной точке, в этом месте прожигается картонная лента и при перемещении солнца прожог превращается в линию); д) дождемер — прибор для измерения количества осадков: дождемерное ведро помещено в конусообразной защите, препятствующей выдуванию ветром дождевых капель и снежинок.
     
      Сочетание всех этих метеорологических элементов и составляет то, что мы привыкли называть погодой. Для полной характеристики погоды надо дать точную оценку состояния каждого из слагающих ее элементов в отдельности.
      Каждый человек может непосредственно наблюдать за состоянием только сравнительно небольшого участка неба. Но изменения погоды охватывают громадные области, простирающиеся на тысячи километров. Чтобы следить за такими изменениями, нужно иметь не одну пару, а тысячи глаз. Эту задачу выполняет сеть метеорологических станций.
      В настоящее время в СССР насчитывается несколько тысяч метеорологических станций и наблюдательных постов, на которых ведутся наблюдения за погодой.
     
      Рис. 3. Термограф
      Когда температура повышается, то изогнутая пластинка выпрямляется и рычаг с пером поднимается. Перо пишет непрерывную линию на бумажной ленте, надетой на вращающемся барабане с часовым механизмом.
     
      Что же представляет собой каждая метеорологическая станция? На метеорологической станции имеется площадка (рис. 2), на которой стоят несколько метеорологических будок.
      В будках помещаются приборы для измерения температуры и влажности воздуха. Эти приборы бывают двух родов: одни из них, как, например, всем известные термометры, измеряют температуру воздуха в данный момент и ничего не говорят нам о том, что происходило до того, как наблюдатель посмотрел на прибор.
      Другие приборы, называемые самописцами, сами записывают изменения состояния воздуха. Один из таких приборов-самописцев изображен на рис.3. Это термограф — прибор, непрерывно записывающий все изменения температуры. В термографе имеется двойная изогнутая пластинка, сделанная из двух различных металлов. Когда температура воздуха повышается, пластинка нагревается и расширяется. Но тот металл, который находится на внешней стороне изогнутой пластинки, расширяется меньше, чем металл на внутренней ее стороне. От этого пластинка выпрямляется и приделанный к ней рычаг с пером поднимается вверх. Перо касается вращающегося барабана с часовым механизмом и вычерчивает, на бумажной ленте кривую линию, то есть подробно записывает все изменения температуры воздуха. По сходному принципу устроены и другие самопишущие приборы: гигрограф — для записи влажности, барограф — для записи давления воздуха и т. д.
      Метеорологические будки устроены таким образом, что воздух свободно проникает в них сквозь щели в стенках, но приборы вместе с тем скрыты от солнечных лучей: если солнце нагревает приборы, их показания становятся неправильными. Выражение «температура на солнце» не имеет никакого смысла при оценке температуры воздуха. Несколько термометров, одновременно выставленных под солнечные лучи, покажут совершенно различную температуру. Она будет зависеть от свойств самих термометров и вовсе не будет соответствовать температуре воздуха. Так, например, достаточно зачернить сажей шарик находящегося на солнце термометра, чтобы температура повысилась на несколько (а иногда на много) градусов. Метеорологические будки предохраняют приборы в первую очередь именно от солнечных лучей.
      На высоком столбе, стоящем на метеорологической площадке, укреплен флюгер, при помощи которого определяют направление и силу ветра. Флюгер поворачивается на вертикальном стержне по направлению ветра: прикрепленные в нижней части стержня горизонтально расходящиеся во все стороны штифты указывают направление на север, восток и т. д. Ветер в метеорологии всегда называют по тому направлению, откуда он дует: если с севера, то северным; если с юга, то южным.
      Силу ветра определяют по свободно подвешенной на горизонтальном стержне флюгера доске: чем сильнее ветер, тем больше отклоняется доска от своего отвесного положения. Рядом с доской прикреплена дуга со штифтами. По отклонению доски, доходящему до определенного штифта, судят о скорости ветра. Скорость ветра выражают числом метров, которое проходит воздушный поток за 1 секунду.
      Силу дождя определяют по толщине слоя воды, выпавшей на дно ведра дождемера, установленного на низком столбе. Силу снегопада определяют таким же способом, но только снег, попавший в дождемерное ведро, сначала растапливают, а потом измеряют слой образовавшейся воды.
      И дождь и снег носят общее название «осадки», то есть осажденная на землю вода. Количество осадков измеряется в миллиметрах.
      На метеорологических станциях наблюдают также за влажностью воздуха, атмосферным давлением, облаками и многими другими метеорологическими элементами.
      Наблюдения на каждой станции проводятся в СССР и в странах народной демократии 12 раз в сутки, через каждые два часа (01, 03, 0,5 и т. д. часов), в остальных государствах — 8 раз в сутки, через каждые три часа (в 00, 03, 06 и т. д. часов). Таким образом, одновременно на всем земном шаре наблюдения производятся четыре раза в сутки — в 03, 09, 15 и 21 час.
      Метеорологические наблюдения на станциях, о которых мы говорили, освещают состояние атмосферы только в самом нижнем ее слое. Температура и влажность воздуха измеряются на высоте всего лишь 2 метров над поверхностью земли; об облаках, плывущих высоко над головой, наблюдатель может судить только по их внешнему виду, какими они представляются снизу, с земли.
      Для изучения верхних слоев служат аэрологические наблюдения. Эти наблюдения проводятся различными методами. Одним из таких методов является подъем специальных самолетов с самопишущими метеорологическими приборами; обычно в самолете находится и метеоролог-наблюдатель, который записывает высоту и толщину облачных слоев, форму облаков и многое другое. Самолеты поднимаются на высоту 5—7 километров над землей.
      Радиозонды поднимаются гораздо выше самолетов — до 20—30 километров, но зато они не могут регистрировать облачные слои и проделывать всю ту работу, которую выполняет на самолете метеоролог-наблюдатель.
      Самолетные приборы и радиозонды производят наблюдения за температурой, влажностью и давлением воздуха. Для определения ветра в верхних слоях атмосферы используются шары-пилоты — такие же резиновые шары, наполненные водородом (лишь несколько меньших размеров), как и те, на которых поднимаются радиозонды. За шарами-пилотами наблюдают с земли при помощи специальных приборов — теодолитов — и определяют скорость и направление ветра по скорости и направлению переноса шара.
      Долгое время не было способа для определения ветра в облаках и за облаками: ведь шар-пилот в это время с земли не виден. Только в последние годы, после изобретения радиолокации, такой способ был найден. Теперь при помощи специальной радиоустановки можно с земли определять перенос ветром радиозонда, даже если он скрылся в облаках. Эта установка очень точно определяет то направление, откуда идет радиоволна от радиозонда, и по существу заменяет нам шаропилотный теодолит.
      Пунктов, производящих аэрологические наблюдения, намного меньше, чем обычных метеорологических станций, но аэрологическая сеть быстро расширяется.
     
     
      КАРТА ПОГОДЫ
     
      Данные наблюдений метеорологических и аэрологических станций имеют двоякое назначение. Накопленные за много лет наблюдения большого числа станций служат основным материалом, по которому ученые изучают процессы, протекающие в атмосфере, анализируют причины изменений погоды и разрабатывают методы предсказания этих изменений. Однако основное назначение наблюдений заключается в их непосредственном использовании для предсказания погоды. Для этого данные наблюдений сразу после того, как их одновременно провели на обширной сети станций, должны быть собраны в одном месте — в бюро погоды, где составляется прогноз погоды. Поэтому на каждой станции наблюдатель немедленно передает результаты своих наблюдений по телеграфу или по радио в бюро погоды области или республики, либо непосредственно в Центральный институт прогнозов в Москве.
      Сводки наблюдений каждой страны передаются в определенное время четыре раза в сутки по радио, и поэтому уже через несколько часов после наблюдений становится возможным собрать в одном месте все сведения о погоде. Наблюдения со всего Советского Союза восемь раз в сутки собираются в Центральном институте прогнозов. Здесь же принимаются радиосводки других стран со всего Северного полушария.
      В бюро прогнозов каждая сводка наблюдений наносится на особую географическую карту. На этой карте имеется множество мелких кружков; каждый кружок обозначает определенную метеорологическую станцию. Рядом с кружком наносятся сведения о погоде с этой станции. На карту наносят только наблюдения, проведенные в определенный момент времени, например, в 21 час 11 ноября 1948 года (см. рис. 5). За сутки составляют четыре или восемь карт погоды, называемых иначе синоптическими картами.
      Название «синоптическая» происходит от греческого слова «синопсис» — обозрение, так как на синоптической карте можно обозревать одновременное состояние погоды на большом пространстве.
      Чтобы читать синоптическую карту, нужно познакомиться с языком условных значков, употребляемых для изображения состояния погоды.
      Как наносятся сведения на синоптическую карту, можно видеть на рис. 4. Кружок на рисунке в увеличенном виде изображает кружок станции на карте (там его диаметр не превышает 1—1,5 миллиметров). То, что кружок наполовину зачернен, означает, что на станции половина теба покрыта облаками. Если бы облаков совсем не было, весь кружок остался бы пустым, если бы облака покрывали все небо, кружок был бы весь зачернен.
      Стрелка без острия, с односторонним оперением, прилегающая к кружку, изображает ветер. Ее направление и положение около кружка соответствуют направлению ветра на станции, причем кружок заменяет стрелке острие и ветер как бы «дует в кружок». На карте север находится наверху, юг — внизу, запад — налево, восток — направо.
      На нашем примере ветер на станции дует с юга, так как стрелка направлена в кружок снизу вверх.
      Оперение стрелки изображает скорость ветра в метрах в секунду (м/сек). Если ветер дует со скоростью в 2 м/сек, то на конце стрелки стоит одно малое перо. Скорость ветра в 4 м/сек изображается одним большим пером. По той же схеме изображается и более сильный ветер: одно большое и одно малое перо — скорость ветра в 6 м/сек; два больших пера — скорость ветра в 8 м/сек и т. д.
      Цифра слева от кружка означает температуру, которая на станции была равна 12 градусам тепла. Точка под температурой условно изображает, что на станции в момент наблюдений шел дождь; если бы на этом месте стояла звездочка, то она означала бы, что шел снег, а если бы здесь не было никакого значка — значит, осадков вообще не выпадало. Цифра справа обозначает величину атмосферного давления. На практике на карту наносится гораздо больше данных, чем это изображено на рисунке, но способ их нанесения остается в основном тот же; часть сведений записывается цифрами, другая часть — условными значками, но каждый метеорологический элемент имеет свое строго определенное место около кружка станции. Поэтому синоптическую карту довольно легко читать, так как данные рядом лежащих станций и различные сведения с одной и той же станции не смешиваются между собой.
      Но синоптическая карта с теми обозначениями, о которых мы рассказали, — это только необходимая основа, которую будет обрабатывать специалист-синоптик. Он проведет на ней линии, соединяющие между собой точки с одинаковым атмосферным давлением, — так называемые изобары, цветными карандашами выделит области дождей и снегопадов, туманов и метелей. Такая разрисовка сразу сделает карту наглядной, и синоптику уже меньше придется возвращаться к показаниям отдельных станций. Упрощенные примеры обработанных синоптических карт приведены на рис. 5 и 6.
      На описанную нами карту погоды наносятся данные наблюдений сети метеорологических станций. Но, кроме таких карт погоды, теперь составляются еще аэрологические карты. На каждую аэрологическую карту наносятся данные аэрологических наблюдений (самолетных, радиозондовых, шаропилотных) со всех аэрологических станций, относящиеся к определенному уровню, например к высоте в 3 или в 5 километров и т. д. Таким образом, в распоряжении метеоролога оказывается «план» состояния атмосферы не только для ее «нижнего этажа», но и несколько «планов» для различных «верхних этажей».
      Для того, чтобы понять, как обрабатывают синоптические карты и предсказывают по ним погоду, нам нужно познакомиться с тем, почему и как меняется погода.
     
     
      ДАВЛЕНИЕ АТМОСФЕРЫ
     
      Атмосферное давление — один из самых важных метеорологических элементов. В повседневной жизни, говоря о погоде, мы редко о нем вспоминаем.
      Что же такое атмосферное давление?
      Как мы уже говорили, поверхность земли по сути дела представляет собой дно громадного воздушного океана.
      Воздушный океан очень «глубок», но определить его глубину гораздо труднее, чем глубину моря. Море имеет отчетливую верхнюю границу — поверхность воды, воздушный же океан такой границы не имеет: воздух с высотой становится постепенно все более разреженным и незаметно переходит в безвоздушное межпланетное пространство. Частицы воздуха имеются на высоте 150— 200 километров от земли, а по некоторым признакам их можно иногда обнаружить даже на высоте 700—1000 километров, но все явления погоды развиваются только в нижнем слое атмосферы толщиной около 10 километров, называемом тропосферой. Такой слой по сравнению с размерами земного шара должен казаться не толще, чем кожица яблока.
      Как ни легок воздух, но все же он, как и всякое другое вещество, имеет вес. У поверхности земли, где воздух наиболее плотен и тяжел, он в семьсот семьдесят раз легче воды. Это значит, что воздух, содержащийся в литровой бутылке, весит примерно столько же, сколько весит вода в наперстке.
      Хотя вес воздуха и невелик, но сила, с которой вся толща атмосферы давит на земную поверхность, огромна. Нам приходится испытывать на себе давление тяжести всех расположенных над нами воздушных слоев, до самых верхних границ атмосферы, подобно тому как на дне моря нам пришлось бы выдержать всю тяжесть находящейся над нами воды. На «дне» воздушного океана, то есть на земной поверхности, где мы живем, на каждый квадратный сантиметр поверхности атмосфера давит с силой около 1 килограмма. Это значит, что на человеческую ладонь, площадь которой равна примерно 150 квадратным сантиметрам, воздух давит с силой в 150 килограммов, то есть с силой, равной весу двух взрослых мужчин. Наш организм приспособлен к такому давлению, и только поэтому мы его не замечаем. Но стоит давлению резко уменьшиться, как человек начинает испытывать тошноту, головокружение, слабость, у него появляются признаки так называемой горной болезни.
      Давление измеряют в миллибарах. Один миллибар (сокращенно мб) приблизительно равен тому давлению, которое оказывает тело весом в 1 грамм на 1 квадратный сантиметр. Мы уже знаем, что атмосфера у поверхности земли давит на 1 квадратный сантиметр с силой около 1 килограмма, то есть 1000 граммов. Следовательно, среднее давление у поверхности земли равно около 1000 миллибар.
      Давление атмосферы уменьшается с высотой (по мере подъема на гору или при подъеме на самолете), так как толщина воздушного слоя над головой при этом становится меньше, вес его уменьшается. Но с уменьшением давления уменьшается и плотность воздуха: у поверхности земли давление атмосферы достигает наибольшей силы, здесь воздух наиболее плотный; с ослаблением сжимающей силы воздух становится все более разреженным. Поэтому давление атмосферы изменяется с высотой сначала быстро, а затем все более медленно. На высоте 5 километров над уровнем моря давление в среднем равно 550 миллибар, то есть уже почти вдвое меньше, чем внизу (на 45 процентов). На уровне 10 километров давление составляет около 130 миллибар, то есть уменьшается еще на 42 процента. Поднявшись же еще на 5 километров, то есть до уровня 15 километров, мы отмечаем там давление в 100 миллибар: по сравнению с давлением на уровне 10 километров оно понизилось только на 30 миллибар, или на 3 процента от средней величины давления — 1000 миллибар — на уровне моря.
      Таким образом, хотя признаки воздуха имеются даже на высоте до 1000 километров, девять десятых всей массы атмосферы сосредоточено в слое толщиной в 15 километров.
      Атмосферное давление внизу, вблизи земной поверхности, непрерывно колеблется: то уменьшается, то увеличивается.
      Однако эти колебания сравнительно очень невелики; только в очень редких случаях давление уменьшается до 935—940 миллибар или увеличивается до 1055—1060 миллибар, в основном же остается все время близким к своей средней величине— 1000 миллибар.
      Самое низкое давление — около 885 миллибар — наблюдалось 18 августа 1927 года и 19 декабря 1900 года в Китайском море и у Филиппинских островов, а самое высокое (около 1080 миллибар1) — 23 января 1900 года на станции Барнаул в Сибири.
     
      1 Поскольку атмосферное давление уменьшается с высотой, то на равнинных станциях давление всегда приводят к уровню моря, то есть прибавляют к измеренной величине давления некоторую величину, на которую давление было бы больше, если бы станция находилась на уровне моря. Это дает возможность сравнивать величину давления 1030 миллибар в Барнауле, уже приведенную к уровню моря, с наименьшими величинами в Китайском море и в океане у Филиппинских островов.
     
      Когда впервые начали наносить на карты метеорологические наблюдения, то прежде всего обнаружили, что атмосферное давление всегда распределяется неравномерно: в одних местах оно больше, в других — меньше.
      Чтобы представить распределение давления более наглядно, на синоптических картах стали проводить особые линии — изобары. Изобарами называются линии равного давления. Они соединяют точки, где величина давления одинакова: греческое слово «изо» означает равный, а слово «бар»—давление.
      Каждая изобара проходит через те точки на карте, где давление одинаково и равно одной определенной заданной величине. Эта заданная величина давления написана на концах изобары.
      Например, можно провести изобару 1000 миллибар, тогда всюду вдоль этой изобары давление будет равно в точности 1000 миллибар. С одной стороны от этой кривой давление на карте будет меньше 1000 мб, а с другой стороны оно будет больше. На карте проводят несколько таких изобар, через каждые 5 миллибар, например: 990 миллибар, 995 миллибар, 1000 миллибар, 1005 миллибар, 1010 миллибар и т. д. (рис. 5 и 6).
      Чем быстрое меняется давление вдоль земной поверхности, тем ближе друг к другу, тем гуще располагаются изобары на карте. Если разница в давлении между двумя станциями не превышает 4 миллибар, то между этими станциями может не проходить ни одной изобары (кратной 5 миллибарам) или пройдет только одна изобара. Если же разница в давлении на этих станциях составляет 18 миллибар, то на том же расстоянии между ними должны проходить уже 3 такие изобары.
      Несмотря на причудливость и разнообразие форм изобар, на карте можно выделить два различных вида изобарических областей.
      В одних областях изобары замыкаются таким образом, что внутри изобары оказывается более низкое давление, чем на самой изобаре (рис. 5 — изобары 1005, 1000, 995, 990 миллибар). В центре такой области давление будет самым низким, и здесь ставится буква «Н». Эта область называется областью низкого давления.
      В других частях карты изобары замыкаются вокруг областей более высокого давления (см. изобары 1025, 1030, 1035 миллибар); в центре их ставится буква «В». Эти области называются областями высокого давления.
      Изобарические области очень обширны и часто охватывают огромные пространства, измеряемые тысячами километров в поперечнике.
      Иногда одна такая область занимает всю территорию Европейской части СССР — от Черного моря до Ледовитого океана.
      Сравнивая между собой несколько последовательных синоптических карт за один или несколько дней, можно заметить большое сходство в распределении на них давления. Например, если на одной из карт в каком-нибудь районе имеется область пониженного давления, то на следующей карте, через 6 часов, мы опять можем обнаружить область пониженного давления вблизи того же района, только обычно центр этой области занимает теперь другое положение и давление в центре имеет иную величину.
      Обратимся к примерам синоптических карт на рис. 5 и 6. На карте за 21 час 11 ноября 1948 года мы видим, что Балтийское море с прилегающими районами занято областью пониженного давления: на изобаре, очерчивающей центр самого низкого давления, стоит цифра 990 миллибар. Второй центр низкого давления расположен над Карским морем (изобара 995 миллибар), третий — над Уральским хребтом, к северу от Свердловска (изобара 1000 миллибар). Область высокого давления занимает обширное пространство от Кавказа до берегов Атлантического океана: она имеет два самостоятельных центра, над северной частью Черного моря и над Северным Кавказом (изобары 1035 миллибар). На крайнем северо-западе, вблизи берегов Гренландии, также господствует высокое давление (изобара 1030 миллибар), но центр этой области расположен за пределами карты.
      Через сутки, на карте за 21 час 12 ноября 1948 года, положение этих областей давления сильно изменилось. Центр области пониженного давления, находившийся прежде над Балтийским морем, за 24 часа сместился в район Москвы, пройдя около 1200 километров, со средней скоростью 50 километров в час. При этом на изобаре, находящейся в центре этой области, давление теперь не 990, а 995 миллибар, то есть область пониженного давления несколько, как говорят, «заполнилась», ослабела. Область пониженного давления над Карским морем осталась на своем прежнем месте, и центр ее очерчивает та же изобара 995 миллибар. С ней слилась область пониженного давления, которая за сутки перед тем располагалась над Уральским хребтом.
      Область повышенного давления над Средней Европой сократилась в своих размерах; теперь она уже не распространяется на Черное море и Кавказ и давление в ее центре не превышает 1030 миллибар вместо прежних 1035 миллибар. Вместе с тем над Атлантическим океаном, к западу от Норвегии, на карте появилась новая область повышенного давления, лишь небольшая часть которой была заметна на карте предыдущего дня в районе Гренландии.
      Итак, области пониженного и повышенного давления появляются и исчезают не мгновенно, а существуют некоторое время, обычно несколько дней, то усиливаясь и разрастаясь, то ослабевая и уменьшаясь. При этом они обычно не остаются на одном месте, а двигаются с различными скоростями. В среднем области пониженного давления движутся со скоростью 20—40 километров в час, то есть несколько медленнее пригородного поезда; области повышенного давления в среднем движутся немного медленнее.
      Чаще всего это движение происходит с запада на восток. Но это только средние данные о скорости и направлении движения. Иногда изобарические области задерживаются на одном месте или движутся не с запада на восток, а с севера на юг, с юга на север или даже (но реже) с востока на запад. В некоторых редких случаях скорость движения областей пониженного давления может достигать 80—100 километров в час.
      Колебания давления, наблюдаемые на отдельных метеорологических станциях, тесно связаны с движением областей пониженного и повышенного давления. Приближается центр низкого давления к какой-нибудь станции — давление падает; удаляется область низкого давления и приближается область высокого — давление растет.
      Мы можем следить за изменениями давления при помощи барометра-анероида (рис. 7).
      Анероид имеет две стрелки — латунную, которую можно передвигать (поворачивая головку), и черную, которая движется по кругу в зависимости от давления. На круге написаны цифры величины давления, возрастающие слева направо. Главная часть барометра — блестящая металлическая коробка, из которой почти совсем выкачан воздух. Когда давление воздуха увеличивается, крышка коробки немного вдавливается и черная стрелка, которая при помощи рычажков -соединена с крышкой, движется вправо, в сторону больших чисел; когда давление падает, то крышка выпрямляется и стрелка движется влево. Латунную стрелку обычно с вечера поворачивают так, чтобы она совпала с черной. Утром слегка постукивают пальцем по стеклу анероида и смотрят, куда ушла черная стрелка, как изменилось давление за ночь — увеличилось или уменьшилось. Постукивать по прибору нужно потому, что перемещение стрелки несколько задерживается трением и не соответствует степени изменения давления.
     
      Рис. 7. Барометр-анероид
      Если светлую латунную стрелку совместить с черной стрелкой, то через несколько часов обычно можно заметить, что черная стрелка сошла со своего места. Если она повернулась вправо — значит, давление повысилось, если влево — давление упало.
     
      Имея барометр-анероид, мы можем и без синоптической карты сделать некоторые, хотя и грубые, заключения о движении изобарических областей. Предположим, что давление быстро падает. Если постучать по стеклу прибора и стрелка барометра несколько отклонится влево, то это значит, что к нам приближается центр пониженного давления. Если при таком постукивании по стеклу стрелка отклонится вправо, значит к нам приближается область повышенного давления. Но применимость этих признаков очень ограничена. При слабых изменениях давления эти признаки вообще недействительны, потому что постепенные изменения давления могут быть связаны не с приближением или удалением, а с усилением или ослаблением неподвижных областей пониженного и повышенного давления.
     
     
      ПОЧЕМУ ДУЕТ ВЕТЕР
     
      Объясним сначала, чем вызывается течение воды,— нам О тогда легче будет ответить на вопрос, почему дует ветер.
      Каждый легко может убедиться, что поверхность воды всегда стремится занять горизонтальное положение и если мы в один из сосудов, соединяющихся внизу трубкой (рис. 8), будем наливать воду, то уровень воды станет повышаться в обоих сосудах, а не только в одном из них. Отчего это происходит?
      Когда мы наливаем в сосуд воду, то высота столба воды в этом сосуде увеличивается, его давление у дна сосуда возрастает и в одном конце соединительной трубки (А) давление оказывается больше, чем в другом ее конце — Б. Более сильное давление «выжимает» воду по трубке из сосуда А в сосуд Б, и вода течет по трубке от высокого давления к низкому до тех пор, пока уровни в обоих сосудах не сравняются.
      Давление воздушного столба в разных местах земной поверхности тоже неодинаково, и мы вправе ожидать, что воздух ведет себя так же, как и вода, — что более сильное давление «выжимает» его из области высокого давления в область низкого давления. Если это так, то ветер должен дуть от высокого давления к низкому, пересекая изобары под прямым углом.
      В действительности на картах погоды можно видеть, что ветер направлен от высокого давления к низкому, но только не под прямым углом к изобарам, а сильно отклоняется от этого направления вправо и приближается к направлению изобар.
      Например, на рис. 6 можно видеть, что к западу от центра области низкого давления, расположенного вблизи Москвы, дуют северные ветры (стрелки направлены в кружки сверху вниз), к югу от него — западные и юго-западные ветры (стрелки слева направо), к востоку — южные и юго-восточные (города Киров, Горький), к северу — восточные и северо-восточные.
      Значит, вокруг центра низкого давления ветры образуют круговой вихрь, вращающийся против часовой стрелки. Огибая центр низкого давления, ветры все же дуют не прямо вдоль изобар, а обычно отклоняются от них в сторону более низкого давления: воздух стекает со всех сторон к самому низкому давлению.
      Такая система ветров, связанная с областью низкого давления, называется циклоном.
      Вокруг центра высокого давления ветры образуют вихрь противоположного направления — по движению часовой стрелки, причем воздух растекается от центра. Эта система ветров называется антициклоном.
      Слову «циклон» иногда ошибочно придают смысл какого-то исключительного явления — вроде урагана или бури. Так в прежние времена моряки называли опасные тропические ураганы, действительно связанные с особым видом тропических циклонов.
      Теперь это название применяется ко всем системам ветров, дующих вокруг области пониженного давления. Приблизительно половину своей жизни мы проводим в циклоне, а другую половину — в антициклоне.
      Почему же ветер не дует прямо от высокого давления к низкому?
      Земля вращается вокруг своей оси, и всем известно, что благодаря этому происходит смена дня и ночи. Но многие не подозревают, что вращение Земли приводит и к другому явлению — к отклонению всех движущихся на Земле тел: в Северном полушарии — вправо; в Южном — влево.
      В повседневной жизни мы этого не замечаем потому, что отклоняющая сила очень невелика. Но она заметно сказывается на тех движениях, которые продолжаются длительное время. Так, например, эта отклоняющая сила действует на текущую в реке воду. Под ее влиянием все реки в Северном полушарии независимо от их направления стремятся отклониться вправо и все время подмывают свой правый берег, медленно отступая от левого. Поэтому у нас обычно правый берег реки крутой, левый — отлогий.
      Отклоняющая сила незаметно действует и на поезд, катящийся по рельсам. Под действием этой силы правый рельс (если смотреть по ходу поезда) на каждой колее двухколейной железной дороги изнашивается скорее, чем левый: ему не только приходится выдерживать тяжесть поезда, но и оказывать сопротивление стремлению поезда повернуть вправо.
      Что же это за сила и почему она так проявляется? Почему в Северном полушарии она действует всегда вправо независимо от направления самого движения?
      Все направления на земле мы определяем обычно по странам света — на юг, на север, на восток или на запад. На карте и на глобусе мы привыкли определять эти направления по линиям меридианов, проходящим с севера на юг, и по линиям параллелей, проходящим с запада на восток. При этом мы обычно забываем о вращении Земли вокруг своей оси, вместе с которой, конечно, вращаются и все меридианы.
      Направления относительно стран света на север, на юг, которые мы считаем совершенно неизменными и которые остаются таковыми по отношению к земному шару, в действительности, то есть по отношению к мировому пространству, все время вращаются вместе с вращением Земли.
      Мы не можем увидеть это вращение, так как сами участвуем во вращении Земли. Нам кажется, например, что мчащийся прямо на юг поезд сохраняет свое направление в пространстве, на самом же деле он непрерывно поворачивается вместе с земным меридианом.
      Создается положение, очень сходное с тем, которое может возникнуть при игре в биллиард на палубе парохода, круто поворачивающего на изгибе реки (рис. 9). Игрок целится в точку А (рис. 9,а), но в тот самый момент, когда он делает удар, пароход поворачивается и шар попадает вместо А в Б (рис. 9,6).
      Что же произошло? Игроку кажется, что шар по совершенно непонятной причине отклонился вправо от данного ему толчком направления. Но посторонний наблюдатель, который мог бы наблюдать игру извне, не с парохода, увидел бы, что в действительности не шар изменил свое направление, а биллиардный стол вместе с пароходом повернулся под шаром. Шар же двигался по тому же самому направлению, которое ему было дано ударом игрока.
      Представим себе сверхдальнобойную пушку, выстрелившую вдоль меридиана на север (рис. 10). Если бы артиллеристы могли следить за вылетевшим снарядом, то через некоторое время после выстрела они увидели бы, что снаряд отклонился от меридиана вправо. Отчего это произошло? За тот промежуток времени, который прошел с момента выстрела, Земля повернулась, вместе с ней повернулся вокруг земной оси на некоторый угол и меридиан с пушкой, и они заняли новое положение (переместились от положения А в положение Б). Снаряд же продолжал двигаться в прежнем направлении, параллельно первоначальному положению меридиана, а артиллеристам, не заметившим поворота ствола пушки, должно было показаться, что снаряд отклонился от приданного ему выстрелом направления.
      Но здесь мы должны предупредить читателя о том ошибочном представлении, которое иногда возникает по отношению к отклоняющей силе вращения Земли. Может показаться, что если бы артиллеристы выстрелили не вдоль меридиана, вращение которого вместе с Землей для всех очевидно, а вдоль параллели, то никакого отклонения снаряда не произошло бы. В действительности отклоняющая сила вращения Земли действует на все движения независимо от их направления относительно стран света. Ведь направление по параллели, например на восток, мы тоже определяем по стрелке компаса, но только берем его под углом в 90 градусов к направлению на север.
      С частицей воздуха происходит то же самое, что и со снарядом. Начав двигаться под действием атмосферного давления, «выжимающего» ее от более высокого давления к более низкому поперек изобар, частица воздуха постепенно все более отклоняется вправо, и направление ветра все больше приближается к направлению изобар. Так возникают те системы ветров — циклоны и антициклоны, которые мы видим на картах погоды.
      Но в приземном слое воздуха, у самого дна воздушного океана, воздушные течения еще задерживаются и трением о земную поверхность. Благодаря трению этот слой как бы прилипает к Земле, сцепляется с ней. Поэтому отклоняющей силе вращения Земли гораздо труднее изменить направление движения воздуха в приземном слое, чем в верхних слоях. Вот почему ветер у Земли меньше отклоняется вправо, чем ветер наверху, и хотя приближается к направлению изобар, но никогда его не достигает.
      Выше, на высоте более 500—1000 метров над земной поверхностью, ветер дует уже не под углом, а прямо вдоль изобар, оставляя низкое давление Н слева, а высокое В справа, если смотреть в ту сторону, куда дует ветер (рис. 11).
     
      Рис. 11. Движение воздуха на высоте более 500—1000 метров над землей. Ветер дует здесь вдоль изобар, оставляя низкое давление слева и высокое справа.
     
      Так почти по всей толще атмосферы возникает удивительное положение, когда воздух под действием силы давления, направленной на север, движется на восток, а под действием силы давления, направленной на восток, движется на юг.
      Теперь мы разобрались в том, почему дует ветер и как его направление связано с состоянием воздушного океана на больших пространствах. Из этого мы можем вывести и практическое правило, а именно:
      Рис. 12. Если стать спиной к ветру, то низкое давление будет всегда слева и несколько впереди, а высокое — справа и несколько позади.
      Если стать спиной к ветру (рис. 12), то центр низкого давления всегда будет слева и несколько впереди, а центр высокого— справа и несколько позади.
      Мы увидим дальше, что это правило очень важно для тех, кто хочет разобраться в наблюдаемых явлениях погоды и составить себе представление о том, какие изменения погоды можно ожидать в дальнейшем.
      Но отчего зависит сила ветра? Почему мы наблюдаем то затишье, то свежий ветер, то бурю? Чтобы ответить на этот вопрос, обратимся опять к нашему примеру с течением воды из одного сосуда в другой. Можно заметить, что чем больше разница уровней воды в сосудах, тем быстрее течет вода из одного сосуда в другой. По мере выравнивания уровней течение воды замедляется и, наконец, совсем прекращается.
      Значит, чем больше разница в атмосферном давлении в различных районах, чем гуще проходят изобары на синоптической карте, тем сильнее должен быть ветер. Что это действительно так, мы можем убедиться, посмотрев на карты погоды (см. рис. 5 и 6). Там, где изобары проходят более близко друг к другу, где они сгущаются, там стрелки станций имеют больше перьев — ветер сильнее. В частях карты с редкими изобарами перьев у стрелок мало, а на ряде станций отмечено даже полное безветрие и кружки этих станций вообще не имеют стрелок.
      Как можно видеть на картах, изобары располагаются гуще в циклонах, чем в антициклонах. Поэтому обычно в циклонах ветер сильнее, чем в антициклонах, и о приближении циклона мы часто можем судить не только по падению давления, но и по усилению ветра.
     
     
      ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА И ЕЕ ИЗМЕНЕНИЯ
     
      Мы по собственному опыту знаем, как резко может меняться температура воздуха. Часто зимой с утра бывает сильный мороз, а к вечеру наступает оттепель. Иногда в летний день мы изнываем от жары, а вечером надеваем пальто.
      Эти колебания температуры можно разделить на два основных вида. Существуют правильные изменения температуры, периодические, которые повторяются в одно и то же время. Так, например, температура всегда понижается от лета к зиме и всегда повышается от зимы к лету. Такие обязательные и неизбежные колебания температуры от сезона к сезону называются годовым ходом температуры. Периодические колебания температуры можно наблюдать и в течение суток; температура обычно понижается к ночи и затем снова возрастает от утра к середине дня. Эти изменения называются суточным ходом температуры. Однако они далеко не так обязательны, как годовой ход: иногда ночью бывает теплее, чем днем.
      Существуют и совершенно неожиданные потепления и похолодания. Они наиболее ощутимы и особенно привлекают наше внимание. Этот интерес оправдывается и практическими соображениями: ведь периодические изменения температуры наступают всегда в одно и то же время и мы можем к ним подготовиться заранее, а о предстоящем непериодическом похолодании или потеплении мы узнаем только из предсказания погоды бюро прогнозов.
      Постараемся разобраться в причинах изменений температуры.
      Все тепло, необходимое для нашей жизни и для жизни животных и растений, мы получаем от солнца. Это тепло приходит к нам в виде солнечных лучей. Если на небе нет облаков, то солнечные лучи почти полностью достигают земной поверхности и нагревают ее. Земля в свою очередь нагревает соприкасающиеся с ней слои воздуха, а те перемешиваются с расположенными выше слоями и передают тепло вверх.
      Значит, как это ни странно, солнце нагревает атмосферу снизу, а не сверху.
      Такой процесс нагревания атмосферы снизу определяет многие важные ее особенности, в частности понижение температуры с высотой.
      Всем хорошо известно, что вершины высоких гор даже среди жаркого лета одеты сверкающим льдом и снегом. Уже из этого можно заключить, что наверху значительно холоднее, чем внизу.
      Понижение температуры с высотой наблюдается не во всей толще атмосферы, а только в нижней ее части, до высоты 10—15 километров. Эта нижняя часть атмосферы называется тропосферой. Выше тропосферы расположены стратосфера и ионосфера.
      В стратосфере убывание температуры с высотой, характерное для тропосферы, прекращается. Долгое время думали, что температура здесь вообще не меняется, но в последние годы выяснилось, что распределение температуры в стратосфере довольно сложное.
      Выше стратосферы, начиная с высоты 80 километров над землей, располагается ионосфера — слой атмосферы, примечательный своими электрическими свойствами; от состояния этого слоя зависит работа радиосвязи.
      Все важнейшие явления погоды развиваются в тропосфере, и поэтому в дальнейшем мы будем говорить только о тропосфере.
      Чем выше стоит солнце над горизонтом, тем больше его лучей попадает на одну и ту же площадку земной поверхности (рис. 13, площадка аа).
      В полдень, когда Солнце стоит высоко, оно нагревает поверхность Земли сильнее, вечером и утром — слабее.
      Что же происходит ночью, когда Солнце находится за горизонтом?
      Чтобы ответить на этот вопрос, читателю следует напомнить о процессах лучевой передачи тепла. Между всеми неодинаково нагретыми телами происходит обмен теплом при помощи видимых световых (если тело раскалено) или невидимых лучей. Эти тела стремятся выравнять свою температуру — более холодные нагреться, а более теплые охладеть. Действие видимых тепловых лучей мы ощущаем у открытой дверцы горящей печи, а невидимые лучи идут от темной стенки этой печи.
      Температура Солнца измеряется колоссальной цифрой: шесть тысяч градусов. Если учесть, кроме того, огромные размеры Солнца, то станет вполне понятно, почему та часть Земли, которая в данный момент освещена Солнцем, сильно нагревается солнечными лучами, несмотря на громадное расстояние, отделяющее Землю от Солнца, и непрерывную потерю тепла земным шаром.
      Но на «теневой» стороне земного шара дело обстоит совсем иначе: здесь солнечные лучи не восполняют отдачи Землей тепла межпланетному пространству и в результате земная поверхность охлаждается. При отсутствии дневного солнечного нагревания Земля охлаждалась бы до тех пор, пока ее температура не сравнялась бы с температурой межпланетного пространства. Мы, правда, не наблюдаем такого непрерывного охлаждения атмосферы в Арктике, где во время зимней полярной ночи Солнце в течение нескольких месяцев не появляется из-за горизонта. Но это объясняется постоянным притоком теплого воздуха из областей, согреваемых Солнцем: благодаря такому притоку воздуха температура не может опуститься слишком низко.
      Атмосфера играет огромную роль в сохранении тепла Землей. Днем она почти беспрепятственно пропускает солнечные лучи до земной поверхности, но ночью как бы прикрывает Землю одеялом и очень сильно задерживает невидимые тепловые лучи, идущие от Земли в мировое пространство. В этом отношении атмосферу можно сравнить со стеклами оранжереи, которые пропускают солнечные лучи внутрь оранжереи, но препятствуют теплу выходить наружу.
      Это «оранжерейное» свойство атмосферы объясняется ее различным отношением к видимым и к невидимым тепловым лучам. Для лучей видимого света атмосфера почти совершенно прозрачна, но невидимые тепловые лучи она не пропускает, а поглощает их и лишь постепенно отдает тепло в мировое пространство.
      Итак, когда Солнце находится за горизонтом, земная поверхность и атмосфера постепенно охлаждаются, отдавая накопленное за день тепло в мировое пространство. Так возникает суточный ход температуры.
      Облака вносят большие изменения в лучевую передачу тепла. При пасмурной погоде основная масса солнечных лучей поглощается и отражается облаками, не достигая земной поверхности, но в то же время облака задерживают и те тепловые лучи, которые идут от поверхности Земли. В пасмурный летний день обычно более прохладно, чем в ясный, — дневные облака препятствуют нагреванию. Зато в ясную ночь бывает холоднее, чем в пасмурную: ночные облака ослабляют охлаждение. Поэтому при ясной погоде суточный ход температуры наиболее резок.
      К осени дни становятся короче, ночи длиннее, и даже в полдень Солнце стоит все ниже и ниже над горизонтом. Дневное нагревание ослабевает, а ночное охлаждение усиливается. Воздух день ото дня становится холоднее. Наконец наступает зима. Весной наблюдается обратный ход явлений, и температура день ото дня повышается. Так возникает годовой ход температуры.
      Совсем другие причины вызывают непериодические изменения температуры. Потепления и похолодания объясняются переносом огромных масс воздуха из теплых стран в холодные и из холодных в теплые.
      Поверхность земного шара всегда нагрета неодинаково. В странах, расположенных у экватора, солнце круглый год стоит очень высоко и сильно нагревает земную поверхность. В полярных странах зимой несколько месяцев царит ночь, а летом солнце стоит очень низко и слабо греет. По этой причине существует большая разница в нагреве между южными и северными странами.
      Но не только южные и северные страны нагреваются неодинаково — совершенно различно нагреваются и охлаждаются также вода и суша. Суша быстро нагревается и быстро остывает, а моря и океаны нагреваются очень медленно, но зато надолго сохраняют свое тепло. Летом, когда суша сильно нагрета, море еще остается холодным; зимой же, наоборот, суша уже успевает охладиться, а море продолжает быть теплым.
      От этой разницы в нагреве юга и севера, моря и суши и происходят резкие потепления и похолодания. Воздух находится в непрерывном движении вокруг центров циклонов и антициклонов, и воздушные течения приносят нам то жару тропиков, то холод Арктики. Легко можно заметить, что когда ветер дует с юга, то обычно бывает теплее, а когда он дует с севера — то холоднее. Похолодание связано с холодным воздушным течением — с приходом холодной воздушной массы. Потепление объясняется тем, что к нам приходит теплое воздушное течение, или, как говорят синоптики, теплая воздушная масса.
      Территория нашей страны занимает громадные пространства суши и летом оказывается значительно теплее окружающих морей, а, зимой, наоборот, гораздо холоднее их. Поэтому (воздушные течения летом но большей части приносят к нам с морей прохладу и смягчают действие солнечного нагревания. Зимой перенос воздуха с морей ослабляет морозы и иногда сопровождается оттепелями.
     
     
      ВОДЯНОЙ ПАР В АТМОСФЕРЕ
     
      Облака и туманы, ливни и метели, грозы и град возникают потому, что в воздухе всегда содержится водяной пар. Паром в повседневной жизни мы часто называем те белые клубы, которые образуются около паровоза или над самоваром. Но в науке водяным паром называют бесцветный и невидимый газ. Белые клубы над самоваром, так же как и облака на небе, состоят из мельчайших капелек воды и представляют уже не водяной пар, а воду. Такой переход водяного пара из газа в жидкость называется конденсацией, а обратный переход воды в водяной пар носит название испарения. Конденсация и испарение тесно связаны с изменениями температуры воздуха.
      С испарением мы чаще всего сталкиваемся, когда сушим какие-нибудь предметы, например белье. Как мы знаем по опыту, белье сохнет не всегда одинаково быстро, а иногда оно может вообще не сохнуть; в этих случаях даже сухое белье, вынесенное на воздух, становится влажным. Отчего это происходит?
      Каждый объем пространства, безразлично — пустого или наполненного воздухом, может вместить в себя только строго ограниченное количество водяного пара; всякое излишнее количество водяного пара, добавленное к этой «норме», немедленно переходит в воду. Поэтому испарение с белья или просто с поверхности воды может продолжаться только до тех пор, пока пространство вокруг не достигает состояния «насыщения»; больше водяного пара оно поглотить не может.
      Оказывается, что количество водяного пара, которое требуется для того, чтобы «насытить» определенное пространство, не всегда одинаково: оно меняется с изменением температуры. Так, например, 1 кубический метр при температуре 0° может содержать не больше 5 граммов водяного пара, при 10° тепла — не более 9,5 граммов, а при 30° — не более 31 грамма водяного пара, то есть предельное насыщение при 30° в 6 раз больше, чем при температуре 0°.
      Это показывает нам, что чем выше температура, тем больше водяного пара требуется для того, чтобы насытить воздух.
      Но что произойдет, если температура насыщенного воздуха понизится с 30° до 10° тепла? Воздух не сможет удержать весь водяной пар, он будет вынужден освободиться от лишних 21,5 граммов и количество содержащегося в нем водяного пара дойдет до 9,5 граммов. Лишний водяной пар должен перейти обратно в воду, которая станет заметной в виде белых клубов тумана. Именно так образуются капли утренней росы на траве, облака и туманы в атмосфере, когда воздух охлаждается и температура его понижается.
      Мы привыкли видеть, как поверхность луж начинает покрываться льдом при понижении температуры ниже 0 градусов. Поэтому многие считают, что при морозе вода всегда обращается в лед. Но это не совсем так.
      Дело в том, что капли воды, плавающие в воздухе, ведут себя не так, как вода, налитая в стакан или разлитая по поверхности земли. Жидкие капли могут плавать в воздухе при довольно сильном морозе и не замерзать. Поэтому при морозе, то есть при температуре ниже 0 градусов, в воздухе одновременно могут находиться и жидкие водяные капли, и ледяные частицы, и газообразный водяной пар.
      Лед обладает особой способностью притягивать к себе и осаждать на своей поверхности влагу. При температуре 10 градусов мороза и при отсутствии вблизи льда в 1 кубическом метре пространства может содержаться до 2,35 грамма водяного пара. Если сюда поместить кусок льда, то на его поверхности начнет образовываться белый снежный налет и количество водяного пара в кубическом метре уменьшится до 2,19 грамма. Значит, «емкость» кубического метра пространства для водяного пара зависит не только от температуры, но и от того, соприкасается ли водяной пар со льдом или нет. В присутствии льда эта «емкость» становится меньше.
      Это свойство льда собирать на своей поверхности влагу и обращать ее в снег, как мы увидим далее, очень важно для объяснения причин образования осадков.
     
     
      ОБРАЗОВАНИЕ ОСАДКОВ
     
      Облака состоят из очень мелких капель воды или кристаллов льда, плавающих в воздухе; они настолько малы, что только очень медленно опускаются вниз под действием силы тяжести. Размеры этих капелек и кристалликов можно сравнить с размерами тех плавающих в воздухе мельчайших пылинок, которые мы видим в полутемной комнате в ярком солнечном луче, проникающем из окна. Если облачные капли и кристаллы увеличиваются в размерах, то они начинают падать скорее и из облака выпадает дождь или снег.
      Всякое облако находится в насыщенном состоянии, то есть содержит наибольшее количество водяного пара, возможное при данной температуре. Если бы этого не было, то облачные капли испарились бы и облако растаяло бы.
      За внешними границами облака, за его «поверхностью», водяной пар перестает быть в насыщенном состоянии, и поэтому все капли и снежинки, выходящие за пределы облака, начинают испаряться. Как мы уже знаем, если в облако, состоящее из одних водяных капель, по каким-то причинам попадают ледяные кристаллы, то они начинают притягивать к себе влагу и расти. Количество водяного пара в облаке благодаря этому уменьшается, и облако перестает быть насыщенным. Капли начинают испаряться, а кристаллы постепенно растут и превращаются в снежинки за счет уменьшения капель. Выросшие снежинки выпадают из облака, и начинается снегопад.
      Казалось бы, что такой процесс может вызвать выпадение только снега и никак не может служить объяснением выпадения дождя. Однако мы уже знаем, что в атмосфере температура с высотой уменьшается: чем выше, тем холоднее. Даже в самый жаркий день на высоте нескольких километров над землей царит мороз. Поэтому летний дождь обычно сначала возникает наверху, как снег, и только потом, падая и пролетая сквозь нижние теплые слои, снежинки тают и достигают поверхности земли в виде капель дождя.
      Облака, состоящие из одних только водяных капель, тоже иногда могут давать осадки, но значительно реже и обычно менее интенсивные, чем облака, состоящие из смеси водяных капель и ледяных частиц. В этих случаях дождевые капли возникают, во-первых, за счет слияния мелких капель и, во-вторых, неодинаковости насыщения пространства водяным паром вблизи мелкой и вблизи крупной капель. Оказывается, что вблизи крупной капли пространство насыщается меньшим количеством водяного пара, чем вблизи мелкой капли. При одной и той же влажности внутри облака мелкая капля будет испаряться, а крупная — конденсировать влагу на своей поверхности и расти за счет мелких капель. Неравномерность размеров капель внутри облака создается за счет их столкновений и слияний, а этим уже создается возможность дальнейшей перегонки влаги от мелких капель к крупным. Этот процесс протекает, конечно, менее интенсивно, чем между водяными и ледяными частицами, и поэтому дает более слабые осадки.
      Вершины мощных облаков, которые пересекают слои атмосферы с самыми различными температурами, обычно достигают того уровня, где образуются ледяные кристаллы. Следовательно, нижняя часть такого облака состоит из одних водяных капель, самая верхняя его часть — из ледяных кристаллов, а в промежуточных слоях облака капли оказываются смешанными с кристаллами. Именно из этих облаков выпадают наиболее сильные летние дожди и зимние снегопады.
      Мы познакомились с тем, как образуются облака, снег и дождь, но мы еще не знаем тех причин, которые вызывают их возникновение.
      Непосредственная причина образования всех облаков всегда одна и та же — это охлаждение воздуха, приводящее к конденсации водяного пара. Но повод для этого охлаждения может быть различным, и именно поэтому вид неба и форма облаков могут так сильно меняться.
      С первого взгляда все облака кажутся не похожими друг на друга. Но если изо дня в день наблюдать внимательно за небом, то можно заметить несколько совершенно определенных, как говорят метеорологи, типов погоды.
     
     
      ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПАСМУРНОЙ ПОГОДЫ
     
      Хмурый, пасмурный день. Серые облака ровным или слегка волнистым слоем покрывают все небо. Нет ни одного голубого просвета. Облака кажутся нависающими, низкими; и действительно, если вблизи имеются высокие
      холмы или -мачты радиостанции, то иногда облака закрывают их верхушки. Нижняя поверхность таких облаков часто бывает расположена на высоте 100—200 метров, а иногда облака опускаются еще ниже и переходят в сплошной туман у земли, но из них не выпадает ни сильного дождя, ни снега, только в некоторых случаях возникает моросящий туман, сыплется мелкая морось. Такие облака называются слоистыми (если они совсем ровные) или слоисто-кучевыми (если они волнистые).
      Когда слоисто-кучевое облако расположено более высоко над землей, то волнистая форма его поверхности видна более отчетливо (рис. 14). Чем ниже облако, тем волнистость его становится менее заметной, как бы расплывается, и облако по своему виду приближается к слоистому.
      Такая пасмурная погода со слоистыми или слоисто-кучевыми облаками у нас в средней полосе особенно часто бывает осенью или зимой.
      Если подняться на самолете, то можно убедиться, что слоистые и слоисто-кучевые облака имеют небольшую толщину. Внизу, у земли, погода сумрачная, неприветливая, а на высоте нескольких сот метров светит яркое солнце; под самолетом же простирается волнистый слой низких облаков.
      Пасмурная погода со слоистыми и слоисто-кучевыми облаками возникает, когда теплая воздушная масса приходит на холодную земную поверхность. В этих случаях нижние слои теплого воздуха охлаждаются от соприкосновения с холодной поверхностью земли и конденсация водяного пара происходит внизу, образуя низкие облака и туманы.
      Теплые воздушные потоки, движущиеся вокруг циклонов и антициклонов из теплых областей земли в холодные, захватывают сразу большие пространства — на сотни и тысячи километров. И часто над всем таким пространством простирается сплошной однообразный слой низких облаков.
      Хотя воздушное течение все время переносит эти облака, но мы остаемся в том же теплом потоке воздуха и погода не меняется.
      Зимой при такой погоде бывает оттепель, но и осенью можно заметить, что при пасмурной погоде сравнительно тепло. Только летом в теплом потоке с пасмурным небом более прохладно, чем при ясной погоде: сплошные облака закрывают землю от горячих лучей солнца.
      Вполне понятно, почему слоистые и слоисто-кучевые облака не дают ни сильного дождя, ни снега. Они обычно не содержат ледяных кристаллов, так как лежат тонким слоем вблизи земной поверхности и слой их слишком маломощен, чтобы дать существенные осадки за счет роста и слияния капель.
      Вспомним теперь все, что мы знаем про теплые воздушные массы:
      1. Эти массы движутся из теплых областей в холодные. К нам они могут приходить с юга, а зимой — с более теплых океанов: в Европейскую часть СССР — с Атлантического океана, то есть с запада. Значит, обычно теплая воздушная масса приходит с южными или западными ветрами.
      2. О приходе теплой воздушной массы мы узнаем по потеплению; зимой она нередко приносит оттепель.
      3. Теплые воздушные массы обычно приносят характерную пасмурную погоду, без сильного дождя или снега. Такая погода особенно часто бывает осенью и зимой.
     
     
      НЕУСТОЙЧИВАЯ ПОГОДА
      С ГРОЗАМИ И ШКВАЛАМИ
     
      Кто из нас в жаркий летний день не любовался белыми кучевыми облаками, медленно плывущими по голубому небу! Они так своеобразны, так похожи на куски ваты, что их трудно спутать с другими формами облаков.
      Кучевые облака называют еще иногда «облаками хорошей погоды». И действительно, редко бывает такое солнечное летнее утро, чтобы к 10—11 часам не начали образовываться кучевые облака (рис. 15,а). Этих облаков становится больше всего в послеполуденные часы, а к вечеру они опять рассеиваются.
      Но не всегда кучевые облака оправдывают свое название «облаков хорошей погоды». В некоторые летние дни кучевые облака начинают нагромождаться вверх в виде гор или башен (рис. 15,6), их нижнее основание темнеет, а вершины ослепительно сверкают под лучами солнца.
      Такие облака называются мощными кучевыми; их толщина от основания до вершины часто достигает нескольких километров.
      Но вот в мощном кучевом облаке начинает происходить какая-то на первый взгляд незаметная перемена. Его вершина, имеющая форму цветной капусты (рис. 15,6), постепенно затуманивается, теряет четкость своих очертаний, и от нее во все стороны начинают вырастать тонкие перистые облака (рис. 15,в). Если облако находится у горизонта, то «в профиль» оно становится похожим на кузнечную наковальню.
      Такое облако называется кучево-дождевым, так как с того момента, когда вершина его начала затуманиваться, из облака стал падать дождь. Именно такие облака — «грозовые тучи» — приносят нам летние ливни, грозы, град, а осенью и весной «крупу» — белые шарики, более мелкие, чем градины.
      Зимой кучевые облака почти никогда не наблюдаются (обычно они начинают образовываться только после схода снежного покрова), а кучево-дождевые облака все же наблюдаются, хотя и значительно реже, чем летом. Зимние кучево-дождевые облака гораздо ниже, «приземистее», чем летние, и приносят короткие снежные шквалы.
      Для кучевых и кучево-дождевых облаков очень характерно то, что они сильно развиты в высоту и редко закрывают сплошь весь видимый небосвод: между ними обычно бывают просветы голубого неба.
      Кучевая и кучево-дождевая облачность возникает тогда, когда воздух сильно нагревается от земной поверхности, то есть условия ее возникновения совершенно противоположны условиям образования слоистой и слоисто-кучевой облачности.
      На первый взгляд кажется странным: как может образоваться облачность от нагревания, если мы знаем, что конденсация пара происходит при охлаждении воздуха?
      Когда воду в сосуде ставят на огонь, то мы можем заметить отдельные поднимающиеся со дна сосуда струйки теплой воды и опускающиеся на дно струи холодной воды. Нечто подобное происходит и в атмосфере, нагревающейся от теплой земной поверхности. При нагревании все тела расширяются, плотность их становится меньше. Когда нагревается и расширяется воздух в самом нижнем слое — у земной поверхности, то он становится более легким и, как пробка, всплывает вверх в виде отдельных пузырей или струй, а на его место сверху опускается более тяжелый холодный воздух из верхних слоев.
      Воздух, как и всякий газ, нагревается при сжатии и охлаждается при расширении. Когда воздух поднимается вверх, он попадает в условия более слабого давления, расширяется и охлаждается. Температура его становится ниже на 1 градус через каждые 100 метров подъема.
      По мере того как струи воздуха поднимаются все выше и выше, они становятся все холоднее, наконец, на некоторой высоте начинается конденсация водяного пара, образуются кучевые и кучево-дождевые облака.
      Опускающиеся струи воздуха попадают в слои с более сильным давлением и от сжатия нагреваются. В них не только не происходит никакой конденсации, но даже испаряются и рассеиваются те части облаков, которые были случайно увлечены этим нисходящим потоком. Поэтому кучевые и кучево-дождевые облака представляют изолированные клубы или «кучи» нагромождающихся в высоту облаков с просветами между ними, образующимися за счет нисходящих потоков воздуха (см. рис. 15).
      Такие облака пронизывают снизу вверх много слоев атмосферы, и бурные восходящие потоки воздуха увлекают за собой вверх водяные капли в те высокие холодные слои, в которых капли замерзают, образуя ледяные кристаллы. Как только облако вырастает до слоя с ледяными кристаллами, сразу его вершина начинает затуманиваться и облако из кучевого превращается в кучево-дождевое.
      Сильные восходящие потоки воздуха в кучево-дождевых облаках приводят иногда к образованию града. Выпадающий сверху снег в более низких слоях тает и превращается в капли дождя, но потом эти капли подхватываются восходящим течением и увлекаются вверх— обратно в морозные слои атмосферы. Здесь капли замерзают и превращаются в шарики града, которые затем выпадают вниз. Так образуется град.
      Иногда восходящий поток подхватывает градины и вновь уносит их вверх. Здесь градины осаждают на себе водяной пар, сталкиваются с водяными каплями, за счет этого быстро вырастают и вновь выпадают вниз. Если градина совершит такое «путешествие» в облако и обратно много раз, то она может достигнуть размеров куриного яйца и даже кулака.
      Вертикальные движения воздуха в летних облаках создают и другое интересное явление природы — грозу.
      Земной шар и окружающая его атмосфера представляют громадное хранилище электричества. Как нам известно из физики, электричество бывает двух родов — положительное и отрицательное. Электричество одного вида притягивает к себе электричество другого вида, и при их соединении происходит электрический разряд в виде искры.
      Водяная капля несет электрический заряд, причем внутренняя ее часть заряжена положительно, а поверхность — отрицательно. Восходящие токи воздуха отрывают от поверхности капли мелкие брызги, заряженные отрицательно, и увлекают их вверх, а более крупное и более тяжелое положительно заряженное ядро капли выпадает вниз. Так в различных частях кучево-дождевого облака происходит постепенное накопление противоположных электрических зарядов. Воздух — плохой проводник электричества, и поэтому разряда не наступает до тех пор, пока не накопится достаточное количество электричества. Только в этом случае между различными частями облака или между облаком и землей происходит разряд в виде гигантской искры — молнии, сопровождающейся раскатами грома.
      Осадки кучево-дождевых облаков хотя и сильны, но продолжаются недолго: ведь кучево-дождевое облако сплошь закрывает небо только на небольшом пространстве и быстро переносится ветром. Поэтому погода при кучево-дождевой облачности очень неустойчива — то выпадает сильный дождь или снег, то светит солнце.
      Теперь нам уже понятно, почему кучевая и кучеводождевая облачность образуется главным образом летним днем — ведь в это время солнце наиболее сильно нагревает земную поверхность, что вызывает восходящие токи воздуха. Но кучевая и кучево-дождевая облачность может возникать не только из-за солнечного нагрева: эта облачность образуется также в холодной воздушной массе, приходящей из холодных областей в теплые. Холодный воздух в этом случае тоже нагревается от более теплой земной поверхности, в нем возникают восходящие токи воздуха, образуется кучевая и кучево-дождевая облачность, выпадают ливни, наблюдаются грозы. Зимой солнце греет слабо и кучево-дождевая облачность со снежными шквалами образуется только при вторжении холодных воздушных масс.
      Итак, холодные воздушные массы обладают несколькими характерными признаками, по которым мы можем их узнать:
      1. Холодные воздушные массы движутся из холодных областей в теплые и к ним приходят обычно с севера — из Арктики. Летом они могут приходить также с запада — с более холодного, чем суша, Атлантического океана. Значит, обычно в холодной воздушной массе дуют северные или западные ветры.
      2. О приходе холодной воздушной массы мы можем судить по резкому похолоданию.
      3. Холодные воздушные массы приносят с собой неустойчивую погоду: летом относительно прохладную, зимой — морозную, ветреную, -с кучево-дождевыми облаками, с внезапными прояснениями; летом с ливнями, градом и грозами, зимой — со снежными шквалами и вспышками пурги.
     
     
      БЕЗОБЛАЧНАЯ ПОГОДА
     
      Если не действуют те причины, которые приводят к образованию облачности, то погода остается совершенно ясной.
      Летом ясное небо часто можно наблюдать ночью и ранним утром; летним днем обычно солнечное нагревание вызывает образование кучевой облачности. Зимой совершенно ясная погода чаще может удерживаться в течение круглых суток, так как кучевая облачность в это время года, как уже говорилось, не образуется.
      В каких же конкретных случаях погода остается безоблачной?
      Во-первых, если теплая воздушная масса приходит в более холодную область в то время, когда солнце очень сильно нагревает землю. Теплый воздух при этом не испытывает существенного охлаждения от земной поверхности, водяной пар в этом воздухе остается далеким от состояния насыщения, слоистая или слоисто-кучевая облачность не образуется, небо остается безоблачным.
      Поэтому летом, когда солнце греет сильно, пасмурная погода наблюдается сравнительно редко.
      Во-вторых, когда холодная воздушная масса приходит на очень холодную земную поверхность. При этом воздушная масса не нагревается, в ней не возникает никаких восходящих токов воздуха и не образуется кучево-дождевой облачности. Такие случаи часто наблюдаются у нас зимой, когда холодный воздух из Арктики приходит на холодный снежный покров и приносит с собой совершенно ясную погоду.
      В-третьих, воздушная масса может вообще не нагреваться, не охлаждаться от земной поверхности, если она уже несколько дней как пришла в эту местность. Температура воздушной массы в этом случае уже успела сравняться с температурой земной поверхности. В ней можно заметить только суточный ход повышения температуры к полудню и понижение ее к следующему утру. Такая воздушная масса называется местной: зимой в ней удерживается круглые сутки ясная погода, а летом днем образуется кучевая облачность.
      До сих пор мы ничего не говорили о том влиянии, которое оказывают на погоду изобарические области — циклоны и антициклоны.
      В антициклонах, как мы уже знаем, воздух растекается от центра. В центральных частях антициклона на место растекающегося в стороны воздуха опускается воздух из верхних слоев атмосферы, поэтому здесь преобладают нисходящие течения воздуха. Когда воздух опускается, то он попадает под более сильное давление, сжимается и нагревается. Значит, в центральных частях антициклона из-за этого нагревания облака должны рассеиваться. Таково четвертое условие, при котором может установиться ясная погода.
     
     
      НАСТУПЛЕНИЕ НЕНАСТНОЙ ПОГОДЫ
     
      До сих пор мы рассказывали о пасмурной погоде, о погоде неустойчивой и ясной, но не говорили о ненастной погоде с обложным дождем или снегом. Такая погода возникает совсем по другим причинам, чем описанные типы погоды.
      Если внимательно наблюдать за тем, как происходит ухудшение погоды и ясный день сменяется ненастьем, то можно научиться предсказывать дождь или снег за несколько часов и даже за сутки вперед.
      Ярко сияет на голубом небе солнце, и все, казалось бы, предвещает ясный вечер и такой же прекрасный следующий день. Но вот на самом горизонте, чаще всего на его западной стороне, появляются тонкие, прозрачные перистые облака (рис. 16). Облака эти постепенно распространяются по небу в виде тонких нитей или вуали. Эти нити часто кажутся лучами, сходящимися в одной точке горизонта — там, где облака появились впервые. Обычно никто не замечает этих облаков и не подозревает о наступающем ненастье — ведь солнце светит по-прежнему.
      Проходит несколько часов, перистая облачность постепенно все более уплотняется, начиная с того края горизонта, где она впервые появилась, и переходит в сплошную прозрачную белесоватую пелену — в перисто-слоистые облака. Солнце начинает сиять менее ярко, и иногда вокруг солнца появляется круг (рис. 17).
      Проходит еще несколько часов — и неба не узнать: все оно затянуто сплошной белой пеленой, сквозь которую солнце только мутно просвечивает, как сквозь масляную бумагу (рис. 18). Эти облака называются высоко-слоистыми.
      Постепенно солнце все более затуманивается, высокослоистые облака уплотняются, и начинают падать первые мелкие капли дождя. Дождь усиливается, солнце совершенно скрывается, под высоко-слоистыми облаками появляются быстро несущиеся обрывки низких облаков. Небо серое, мрачное, покрыто слоисто-дождевыми облаками (рис. 19).
      Дождь (а зимой снег) обычно идет несколько часов, но иногда ненастье затягивается на целый день и даже на несколько суток.
      Как только дождь прекращается, ветер меняет свое направление и иногда наступает резкое потепление.
      Как же возникает такая ненастная, дождливая погода?
      Обратимся к картам погоды (см. рис. 5 и 6). Громадные потоки теплых и холодных воздушных течений в некоторых местах подходят так близко друг к другу, что на карте погоды между ними можно провести четкую линию раздела, или, как говорят метеорологи, линию фронта (см. зубчатые линии на картах).
      Как же располагается пограничная поверхность между двумя воздушными массами в пространстве? Оказывается, что она не так уж сильно отличается от пограничной поверхности между двумя несмешивающимися жидкостями разной плотности, например между маслом и водой. Если воду и масло налить в один сосуд, то более тяжелая вода расположится на дне сосуда, более легкое масло — над ней. Граница между маслом и водой будет хорошо видимой ровной горизонтальной поверхностью.
      Граница между воздушными массами тоже представляет почти горизонтальную поверхность, лишь очень слабо, почти незаметно наклоненную к земной поверхности. На рис. 20 представлена схема такой поверхности, называемой фронтальной, но здесь наклон ее для наглядности сделан гораздо круче действительного. Холодный воздух находится под фронтальной поверхностью в виде клина, напоминающего лежащее лезвие топора, а теплый воздух расположен выше этой поверхности. Там, где фронтальная поверхность опускается до земли, то есть вдоль «лезвия топора», проходит линия фронта; здесь теплый и холодный воздух на карте кажутся нам лежащими рядом.
      Наклон фронтальной поверхности создается отклоняющей силой вращения Земли, которая препятствует холодному воздуху полностью разлиться внизу под теплым, вытеснить его вверх и расположиться ровным горизонтальным слоем; она непрерывно поддерживает фронтальную поверхность в наклонном положении.
      Чтобы представить себе, насколько невелик действительный наклон фронтальной поверхности, посмотрите на рис. 21: здесь дан разрез фронтальной поверхности с наклоном в 1/50, близким к действительному. Это значит, что нужно отойти от линии фронта на 50 километров (АС), чтобы фронтальная поверхность оказалась на высоте 1 километра над головой (ВС).
      Воздушные массы все время находятся в движении. Поэтому и граница между ними сдвигается то в сторону теплого воздуха, то в сторону холодного. Неподвижным в течение непродолжительного времени фронт остается только в тех случаях, когда воздушные массы движутся вдоль линии фронта и скользят одна относительно другой, как это изображено стрелками на рис. 20. Такой фронт в метеорологии называют неподвижным, «стационарным» фронтом.
      Движение воздуха, как мы уже знаем, зависит от распределения давления и направления изобар. Если изобары направлены так, что теплый воздух вынужден двигаться к линии фронта, а холодный — отступать от нее, то фронт перемещается в направлении от теплого воздуха к холодному (рис. 22). Такой фронт называют теплым фронтом. Когда теплый фронт движется через какую-нибудь местность, то наступает потепление: на смену холодной воздушной массы приходит теплая масса. На синоптической карте теплый фронт изображается линией с полукруглыми зубцами или линией, проведенной красным карандашом.
      В наших примерах на синоптических картах за 11 — 12 ноября 1948 года (см. рис. 5 и 6) линии теплого фронта можно видеть как в области циклона, движущегося с Балтийского моря к Москве, так и в циклоне над Западной Сибирью.
      Теплый воздух вблизи теплого фронта движется быстрее холодного воздуха, обгоняет его, и ему приходится как бы «взбираться» на отступающий холодный воздух. Подъем воздуха, как мы знаем, приводит к его охлаждению, и поэтому в теплом воздухе над фронтальной поверхностью образуются облака, из которых выпадают осадки. Нижняя поверхность облаков совпадает с поверхностью фронта, и по мере приближения к линии фронта облачность опускается с высоты нескольких километров до нескольких сот метров над землей.
      Высота верхней поверхности облака при этом почти не меняется, и вблизи линии фронта облачность достигает иногда толщины 7—9 километров1.
      1 Нужно помнить, что масштаб разреза на рис. 22 сильно искажен и вое изменения в высоте и толщине облачности в действительности происходят на расстоянии нескольких сотен километров.
      Теплый воздух взбирается вверх очень медленно и постепенно, поэтому облачность теплого фронта и имеет вид ровной, гладкой пелены перисто-слоистых и высоко-слоистых облаков.
      Эта пелена тянется вдоль линии фронта полосой в несколько сотен километров шириной и иногда на тысячи километров в длину.
      Чем дальше от линии фронта, тем выше нижняя поверхность облаков над землей и тем тоньше облачный слой. Самые верхние и самые дальние облака, расположенные на 600—700 километров впереди фронта, — перистые. Их нижняя поверхность находится на высоте 7— 9 километров, и они состоят из ледяных кристаллов. Перисто-слоистые облака тоже состоят из ледяных кристаллов, но они расположены ближе к линии фронта и ниже, чем перистые облака.
      Нижняя поверхность высоко-слоистых облаков расположена еще ниже, на высоте 2—4 километров, а верхняя их граница находится почти на том же уровне, что и у перисто-слоистых. Высоко-слоистые облака движутся на расстоянии 100—400 километров впереди фронта. Эти облака состоят уже из смеси ледяных кристаллов и капель, и именно из них выпадает снег, который летом в нижних слоях тает и превращается в дождь.
      Ближе к линии фронта появляются низкие разорванные облака «плохой погоды», которые несутся над землей на высоте всего 100—200 метров, закрывая вершины холмов, верхушки радиомачт и иногда даже верхушки фабричных труб. Часто ошибочно думают, что дождь и снег выпадают из этих низких облаков. Но в действительности эти облака осадков не дают: дождь и снег выпадают из расположенной над ними пелены слоисто-дождевых облаков.
      Но вот приблизилась линия фронта, и мы попадаем из холодной воздушной массы в теплую. Осадки прекращаются, становится заметно теплее.
      Высокие прозрачные облака, движущиеся на 600-^ 800 километров впереди линии теплого фронта, это те высланные вперед «гонцы», которые задолго предупреждают нас о наступлении ненастья. Именно по их появлению можно за 10—14 часов предсказать начало дождя детом и снегопада зимой.
     
     
      ВОЗНИКНОВЕНИЕ САМЫХ СИЛЬНЫХ
      ЛИВНЕЙ И ШКВАЛОВ
     
      Мы описали, как начинаются обложные осадки, которые создают длительное унылое ненастье. Но часто ясная погода сменяется не ненастьем, а бурным ливнем с грозой и шквалом, вслед за которым наступает похолодание. Такая погода связана с холодным фронтом.
      Этот фронт движется от холодного воздуха к теплому; теплый воздух отступает, а холодный растекается вслед за ним (рис. 23). Приход его вызывает похолодание, так как теплая воздушная масса заменяется холодной. На синоптической карте холодный фронт изображается линией с острыми зубцами или линией, проведенной синим карандашом.
      На наших картах за 11—12 ноября 1948 года (см. рис. 5 и 6) хорошо выраженный холодный фронт связан с циклоном, движущимся с Балтийского моря к Москве.
      Нижняя часть холодного фронта движется медленнее и отстает от верхней вследствие трения о земную поверхность. Поэтому наверху поверхность холодного фронта «выпячивается» вперед, и холодный воздух в «голове» холодного фронта обрушивается вниз: фронтальная поверхность принимает выпуклую форму катящегося вала.
      Этот вал движется быстрее отступающего теплого воздуха, нагоняет его и, подобно клину, загоняемому между теплой воздушной массой и земной поверхностью, приподнимает теплый воздух. Перед катящимся валом холодного воздуха образуется гряда клубящихся темных туч (кучево-дождевых облаков) с ливнем, грозой и градом (летом) или снежным шквалом и метелью (зимой).
      По своему внешнему виду эти облака очень сходны с теми кучево-дождевыми облаками, которые образуются в однородной воздушной массе в результате дальнейшего развития кучевой облачности (см. рис. 15). Только на холодном фронте эта облачность тянется сплошной полосой вдоль фронта на многие сотни километров, и поэтому гроза не может «пройти стороной», как это часто бывает с грозой внутри однородной воздушной массы.
      Самые сильные грозы и шквалы всегда бывают связаны с холодным фронтом. Именно поэтому возникло представление, что выпадение града вызывает похолодание. В действительности град только предшествует похолоданию за холодным фронтом, но само похолодание происходит не за счет таяния градин, а за счет притока холодного воздуха.
      По более пологой части поверхности холодного фронта теплый воздух поднимается не так бурно и более равномерно. Поэтому здесь иногда образуется слоисто-дождевая облачность, похожая на облачность теплого фронта: серая пелена с разорванными облаками под ней и с обложными осадками (рис. 19). Эта пелена по мере удаления от линии фронта и повышения фронтальной поверхности становится все тоньше, превращается в высокослоистую облачность (рис. 18), осадки прекращаются, начинает просвечивать солнце и, наконец, облачность совсем исчезает. Таким образом, все явления наблюдаются в обратном порядке по сравнению с их ходом на теплом фронте.
      Но так бывает не всегда. Когда холодный фронт движется особенно быстро, то на нем возникает только гряда кучево-дождевых облаков, а полоса слоисто-дождевой облачности с обложными осадками отсутствует. Такой быстро движущийся холодный фронт дает только кратковременные ливни и не приносит продолжительного ненастья.
      Таким образом, сходство погоды на теплом и на холодном фронтах заключается в том, что оба они сопровождаются резким изменением температуры и выпадением осадков. Однако на теплом фронте наблюдаются повышение температуры и обложные равномерные осадки, а на холодном — резкое похолодание и бурный шквалистый снегопад зимой или ливень с грозой и градом летом.
      Обычно впереди «головы» холодного фронта с грядой ливневых облаков движутся облака-«барашки», вынесенные вперед более сильными ветрами, дующими в верхних слоях атмосферы. Но в некоторых случаях этих предвестников нет, и на горизонте сразу появляется гряда серых или темносиних туч с низким темным основанием и белоснежными вершинами.
      Осадки холодного фронта редко можно предсказать по характеру облачности более чем за 3—5 часов, и подчас туча появляется настолько неожиданно и движется так быстро, что это можно сделать всего за 30—40 минут.
     
     
      ОСНОВНЫЕ ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЕНИЯ ПОГОДЫ
     
      Мы познакомились с различными типами погоды и установили, как они возникают. Теперь нам остается выяснить, почему погода изменяется: ясная погода сменяется ненастьем, за пасмурной погодой следуют прояснения и т. д.
      Наиболее важную роль в этих изменениях играют циклоны и антициклоны. Мы уже знаем, что в центральных частях антициклона воздух опускается, нагревается и здесь обычно стоит ясная погода.
      В циклоне условия совсем иные. Воздух в циклоне постепенно стекается к его центру, и здесь сходятся обычно теплые и холодные воздушные течения.
      На любой карте погоды (см. рис. 5 и 6) можно подметить одну характерную особенность: через центр циклона обязательно проходит линия фронта и, наоборот, через центры антициклонов фронты никогда не проходят. Фронтальные облака и осадки — главные носители ненастья: они связаны с центрами циклонов и именно поэтому погода в циклоне бывает ненастной или неустойчивой.
      Циклоны и антициклоны перемещаются; вместе с ними движутся области ясной и ненастной погоды, и это создает те резкие перемены погоды, которые мы наблюдаем.
      Расположение воздушных масс и фронтов относительно друг друга в циклоне непосредственно связано с «возрастом» циклона — с его зарождением, развитием, затуханием и исчезновением.
      Циклон впервые возникает на неподвижном (стационарном) или медленно движущемся фронте. Такой фронт находится обычно на краю антициклона, на краю какого-нибудь старого циклона или же в полосе пониженного давления между двумя антициклонами (рис. 24). Теплые и холодные течения скользят вдоль фронта, оставляя его неподвижным. Так как теплый воздух почти не натекает на холодный, то фронтальная облачность и осадки развиты слабо.
      Составив и обработав синоптическую карту следующего срока наблюдений, синоптик часто обнаруживает, что стационарный фронт изменил свою форму (рис. 25): он изогнулся и на одном своем участке принял форму пологой волны, обращенной гребнем к холодному воздуху. На карте такая волна имеет длину в несколько сантиметров, что соответствует нескольким сотням километров.
      Проводя изобары, синоптик убеждается, что давление у самой «вершины» волны меньше, чем в окружающих районах, и что здесь даже можно провести отдельную замкнутую изобару, очерчивающую небольшой самостоятельный циклон. Этого циклона не было на предыдущей карте, значит, он только что заново образовался. Так рождается новый циклон.
      По последующим картам погоды можно проследить за дальнейшим развитием молодого циклона. Волна вместе с циклоном движется вдоль фронта; ее движение похоже на бег волны вдоль привязанной за один конец и встряхнутой веревки. Поэтому циклон в первый период его существования называют «волновым циклоном».
      Циклон всегда движется таким образом, что теплый воздух оказывается справа, а холодный слева от его движения вдоль фронта. Теплые воздушные массы обычно лежат на юге, а холодные — на севере; именно этим объясняется то, почему большинство циклонов движется в общем с запада на восток, то есть на карте слева направо (см. стрелку на рис. 25).
      В передней части волны линия фронта движется от теплого воздуха к холодному — здесь мы имеем участок теплого фронта со всеми свойственными ему облаками и осадками. В тыловой части волны, наоборот, наступает холодный воздух — здесь образуется холодный фронт с его системой облачности и осадков.
      Уже в этой ранней стадии жизни циклона в нем начинают складываться благоприятные условия для развития облачности в теплой и в холодной воздушных массах, разделяемых фронтом. В теплой воздушной массе (особенно осенью и зимой) образуются слоистая облачность и туманы, выпадают слабые моросящие дожди. В холодной воздушной массе (особенно весной и летом) развивается кучевая и кучево-дождевая облачность с ливневыми осадками.
      Дальнейшие «превращения» циклона обнаружатся на последующих картах. Изгиб фронта в циклоне теряет форму волны и становится острым (рис. 26). Если до этого фронт делил циклон пополам, то теперь теплый воздух занимает в нем только небольшой сектор с вершиной в центре циклона: наступила стадия «молодого» циклона. К этому времени циклон успевает сильно развиться, вокруг его центра замыкается несколько изобар, и он продолжает быстро двигаться в прежнем направлении.
      Изменения погоды при прохождении «молодого» циклона в основном носят такой же характер, как и в более «юном» волновом циклоне. Разница заключается только в том, что теперь циклон более обширен, все явления погоды более ярко развиты и более продолжительны.
      В этой стадии циклон существует недолго — обычно не более полусуток, а потом переходит в последнюю стадию своей жизни — стадию окклюзии.
      Холодный фронт начинает нагонять теплый фронт, у вершины теплого сектора они начинают смыкаться, образуя особый сложный вид фронта — фронт окклюзии: циклон вступает в стадию окклюзии (рис. 27).
      Когда холодный фронт нагоняет движущийся впереди него теплый фронт, то находящийся за холодным фронтом холодный воздух внизу у земли сливается с холодным воздухом, находящимся впереди теплого фронта, а теплый воздух оказывается вытесненным от земной поверхности вверх. Но восходящее движение теплого воздуха по
      фронтальной поверхности продолжается и в верхних слоях; этим поддерживается существование фронтальной облачности и выпадение осадков, и поэтому прохождение нового фронта — фронта окклюзии характеризуется явлениями, очень сходными с явлениями на теплом и холодном фронтах. Основным отличительным признаком фронта окклюзии является то, что его прохождение через какую-либо местность не сопровождается столь сильным потеплением или похолоданием, какие мы наблюдаем на теплом или холодном фронте.
      По мере развития процесса окклюзии циклона теплый воздух вытесняется все выше от земли, а на карте линия фронта окклюзии удлиняется и теплый сектор все более отодвигается от центра циклона (точки C1, С2 и С3). На рис. 5 и 6 в этой стадии находится циклон, движущийся к Москве с Балтийского моря.
      Теперь циклон начинает быстро «стариться» и, наконец, «умирает»; это выражается в том, что давление в его центре повышается, на карте число замкнутых изобар вокруг центра циклона уменьшается, пока разность давления не сгладится окончательно и циклон вообще перестанет существовать.
      Погода в окклюдированном циклоне более однородна, обложные осадки выпадают в обширной зоне вокруг его центра, и переход от передней к тыловой части циклона происходит без существенных скачков температуры и других явлений, характерных для теплого и холодного фронтов. Такие циклоны двигаются медленно и часто перед своей «смертью» задерживаются на месте: именно они часто дают самые унылые, кажущиеся бесконечными осенние дожди.
      Одновременно с развитием и заполнением циклонов происходит также развитие и ослабление соседних антициклонов. Когда циклон развивается, то есть давление в его центре понижается, то это значит, что вес атмосферы над центром циклона уменьшается: воздух наверху «выкачивается» отсюда куда-то в другое место, обычно в области соседних антициклонов, которые начинают усиливаться. Однако связь между развитием циклонов и усилением антициклонов очень сложна, и не нужно думать, что каждый циклон имеет «спаренный» с ним антициклон.
      Обычно циклоны возникают сериями по 4—5 циклонов на одном фронте (рис. 28). Первый циклон успевает уже достаточно развиться, когда в его тылу возникает следующий циклон серии; через некоторое время появляется третий циклон и т. д. Каждый последующий циклон является более молодым по «возрасту». Циклоны движутся чаще всего (но далеко не всегда) не прямо с запада на восток, а скорее с юго-запада на северо-восток, причем чем «моложе» циклон, тем дальше к югу лежит его путь; самый последний циклон серии проходит южнее всех.
      Теплый воздух в теплых секторах циклонов проникает далеко на север, особенно с первыми циклонами серии. Одновременно холодный воздух в тылу каждого следующего циклона проникает все дальше на юг. Так осуществляется обмен воздушными массами между севером и югом.
      В холодном воздухе между циклонами давление несколько выше: здесь образуются быстро движущиеся «гребни» или «отроги» повышенного давления, а иногда и самостоятельные антициклоны. В тылу последнего циклона серии, где холодный воздух проникает дальше всего к югу, возникает и продвигается на юг самый мощный антициклон, замыкающий серию циклонов. В этом антициклоне проникнувший в теплые южные страны холодный воздух трансформируется в местную (для этих стран) воздушную массу и потом уже участвует в образовании следующей серии циклонов в качестве теплой, прогревшейся на юге воздушной массы.
      Антициклоны могут быть более холодными или менее холодными, в зависимости от возраста. Благодаря ясному небу условия в антициклоне особенно благоприятны для быстрого превращения теплой или холодной воздушной массы в местную воздушную массу.
      Летом безоблачное небо способствует сильному солнечному нагреву и быстрому прогреванию холодных воздушных масс над нашей территорией. Если мы вспомним, что летом наш континент теплее окружающих его морей и что поэтому приходящие к нам воздушные массы обычно приносят похолодание, то, станет вполне понятно, что именно в антициклоне эти массы скорее всего прогреваются и превращаются в местную массу.
      Зимой, наоборот, ясное небо в антициклоне благоприятно для беспрепятственного выхолаживания теплых воздушных масс, приходящих с более теплых, чем континент, морей, то есть опять-таки именно в антициклоне протекает процесс перерождения воздушных масс в местную воздушную массу. Даже воздух, поступающий зимой на материк из Арктики, в антициклоне продолжает охлаждаться и оказывается здесь более холодным, чем в очаге своего зарождения — Арктике.
      Движущийся циклон обычно определяет погоду в какой-нибудь местности в течение одного-двух дней. Несколько следующих друг за другом циклонов одной серии могут создать период ненастной и неустойчивой погоды продолжительностью около недели. Наконец, серии циклонов могут следовать почти непрерывно друг за другом, определяя характер погоды целого месяца или даже сезона. Вместе с тем периоды ясной и сухой погоды возникают там, где часто проходят или подолгу задерживаются антициклоны.
      Наша погода очень изменчива, продолжительные или короткие периоды ненастья и ясной погоды обычно все время сменяют друг друга. И именно поэтому имеет такое громадное значение предсказание погоды.
     
     
      КРАТКОСРОЧНОЕ ПРЕДСКАЗАНИЕ ПОГОДЫ
     
      До сих пор мы вкратце разобрали те основные атмосферные процессы, которые «делают» погоду, но мы, конечно, далеко не полностью нарисовали всю их сложность и запутанность. Вследствие сложности атмосферных процессов предсказание погоды является одной из самых трудных проблем науки.
      Какими же способами синоптик предсказывает погоду?
      Первая задача синоптика заключается в том, чтобы на основании всех имеющихся наблюдений составить ясную картину процессов, развивающихся в атмосфере. Для этого синоптик прежде всего должен обработать синоптическую карту — провести на ней линии фронтов и наметить расположение основных воздушных масс, провести изобары и получить тем самым картину распределения изобарических областей — циклонов и антициклонов.
      Научный анализ карты — задача далеко не простая. Атмосферные процессы так многообразны, что никогда не бывает двух одинаковых синоптических карт. Синоптику при анализе каждой карты по существу приходится проводить небольшое самостоятельное научное исследование. Работа синоптика в этом отношении больше всего напоминает работу врача, которому тоже приходится применять свои научные знания ко множеству различных людей с совершенно разными проявлениями болезней.
      Особенно сложной задачей является проведение на карте линий фронтов. Поясним на самом простом примере, какими соображениями руководствуется синоптик при анализе карты.
      Предположим, что синоптику нужно обработать синоптическую карту за 21 час 12 ноября 1948 года (см. рис. 6). Проведение изобар на карте не встретит особых трудностей, и синоптик обнаружит, что циклон, находившийся за сутки до этого1 (см. рис. 5) над Балтийским морем, сместился теперь в район Москвы. Очевидно, что с центром циклона должны были переместиться и связанные с ним фронты.
      1 Для упрощения изложения мы предполагаем, что у синоптика нет семи промежуточных синоптических карт за 0, 3, 6, и т. д. часов 12 ноября 1948 года.
      По предыдущей карте (см. рис. 5) можно установить, что с центром циклона был связан фронт окклюзии, характеризовавшийся резким «разрывом» в направлении ветра: к востоку от фронта дули южные и юго-восточные ветры, а к западу от него — западные и северо-западные ветры. Такое же положение мы находим и на карте 12 ноября (см. рис. 6), на которой линию фронта окклюзии можно провести между Москвой (западный ветер) и Горьким (юго-восточный ветер), между Воронежем (западный ветер) и Саратовом (почти южный ветер).
      Но где теперь кончается фронт окклюзии и начинается теплый и холодный фронты циклона?
      Мы уже знаем, что по мере развития циклона фронт окклюзии удлиняется и точка соединения теплого и холодного фронтов удаляется от центра циклона. Поэтому на карте 12 ноября фронт окклюзии должен быть не короче, чем он был 11 ноября, и холодный и теплый фронты циклона нужно теперь искать где-то южнее Воронежа.
      На теплом фронте 11 ноября наблюдалась существенная разница в температуре и ветре; в местной воздушной массе к востоку от фронта (см. рис. 5) температура была около 0° +1° при юго-западных ветрах, а в теплой массе к западу от фронта — температура +4° +6° при западных ветрах. 12 ноября (см. рис. 6) мы находим примерно такое же различие между Сталинградом (0°, южный ветер) и Ростовом (+5°, западный ветер). Здесь мы и можем провести линию теплого фронта.
      Линию холодного фронта можно найти на карте, исходя из следующих соображений. Холодная воздушная масса характеризовалась на предыдущей карте (см. рис. 5) прояснениями, северо-западными сильными (до 12 м/сек) ветрами и более низкой температурой, чем теплая воздушная масса. Поэтому Киев (см. рис. 6) должен находиться уже в холодном воздухе, но Харьков (юго-западный ветер, пасмурное небо, моросящий дождь) холодный фронт еще не проходил: значит, линия холодного фронта проходит между этими двумя пунктами.
      Таковы в самом общем и упрощенном виде те соображения, которые используются синоптиком при анализе карты. Но в действительности анализу подвергается гораздо более обширный материал и задача синоптика гораздо сложнее. Синоптик должен непрерывно проверять свои соображения не только сравнениями с прошлыми картами, но и сопоставлением синоптической карты с аэрологическими картами, отражающими состояние верхних слоев атмосферы и всей ее толщи до высоты 5 километров и более.
      На аэрологических картах представлены скорость и направление мощных воздушных течений, захватывающих слои атмосферы в несколько километров толщиной; на этих же картах особая система изолиний указывает те области, где атмосфера до уровня в 5 километров более тепла и где более холодна. При анализе приземной синоптической карты синоптик должен все время принимать во внимание данные о верхних слоях и тем самым исправлять положение линий фронтов на приземной синоптической карте.
      Когда анализ синоптической карты и всех других материалов закончен, то синоптик приступает к выполнению второй задачи — к расчету будущего синоптического положения.
      Сравнение текущей синоптической карты с предшествующими картами уже может дать некоторое представление о том, куда и с какой скоростью двигались циклоны, антициклоны и фронты за прошедший промежуток времени. Например, на карте 12 ноября (см. рис. 6) широкой стрелкой указан путь перемещения циклона за прошедшие 24 часа. Если этот циклон сохранит направление и скорость своего движения, то к 21 часу следующего дня (13 ноября) его центр должен быть в районе Куйбышева.
      Однако такой расчет слишком груб и не всегда применим: циклон постепенно меняет свою структуру, скорость и направление его движения тоже меняются. Вместе с тем даже небольшая ошибка в расчете будущего положения циклона повлечет за собой серьезную ошибку в предсказании погоды.
      Здесь большую помощь синоптику оказывают аэрологические карты. Установлено, что воздушные течения на высоте 3—5 километров над землей играют решающую роль для движения, усиления и ослабления приземных циклонов и антициклонов. По направлению и скорости верхнего «ведущего потока» над приземным циклоном или антициклоном синоптик может судить о направлении и скорости движения барической области в тот момент времени, к которому относятся данные синоптическая и аэрологическая карты.
      По этим данным уже гораздо легче сделать вывод, как будет двигаться барическая область в будущем.
      Но верхние течения дают возможность судить и о том, как будут изменяться барические области. Там, где верхние течения сближаются, как в русле суживающейся реки, — там внизу, у земли, следует ждать роста давления и, наоборот, под расходящимися верхними течениями, следует ожидать падения давления. Это уже непосредственно дает возможность рассчитать не только движение, но и будущие изменения барических систем.
      Когда синоптик закончит расчет будущей синоптической карты, то он может на основании этого расчета предсказать изменения погоды в различных районах.
      Например, если расчет по карте от 12 ноября (см. рис. 6) показывает, что циклон из района Москвы через сутки должен сместиться в район Куйбышева (приблизительно на 900—1000 километров), то из этого можно сделать вывод о предстоящих изменениях погоды в Москве. К району Москвы в течение предстоящих суток будет приближаться антициклон, центр которого 12 ноября располагался над Атлантическим океаном, к западу от Норвегии. К 21 часу 13 ноября Москва будет находиться приблизительно в той части барической системы, которая на рис. 6 располагается над входом в Финский залив.
      Следовательно, в Москве ветер должен измениться и перейти с западного направления на северное. Зона сплошного снегопада должна отойти от Москвы вместе с циклоном, и обложной снег в Москве должен прекратиться.
      В северном потоке холодной воздушной массы, в который попадет Москва, наблюдается резко меняющаяся облачность: одни станции (например, Ленинград) отмечают совершенно безоблачное небо, на других — небо лишь частично закрыто облаками, а на некоторых станциях (Смоленск) наблюдается шквалистый снегопад. Поэтому в Москве следует ожидать резко меняющуюся облачность с прояснениями, временами выпадение снега.
      В холодной воздушной массе температура на различных станциях колеблется от —1° до —9° (Кемь). Можно заметить, что ближе к морю и вообще на запад мороз в этой массе в общем ослабевает. Если бы к Москве была бы просто перенесена та температура, которая на рис. 6 отмечается над Финским заливом и средней частью Балтийского моря, то в Москве можно было бы ожидать понижение температуры приблизительно до —3°. Но, учитывая более континентальное положение Москвы, следует принять, что температура в Москве понизится более резко, до —4°, —6°.
      Такова в общих чертах та схема, по которой синоптик составляет предсказание погоды. Этим методом можно рассчитывать погоду не более чем на 2—3 дня вперед, пока все циклоны, антициклоны и воздушные массы еще не изменили полностью своих свойств. Поэтому такое предсказание погоды называется краткосрочным.
      Все мы могли заметить, что предсказания погоды, которые мы слышим по радио, в некоторых случаях не оправдываются или бывают не совсем точными. Отчего это происходит? Может быть, синоптик плохо работает? Или, может быть, он применяет неправильные методы при расчете будущей погоды?
      Ошибки в предсказании погоды происходят в основном от трех видов причин.
      Во-первых, как ни велико то количество наблюдений, которыми сейчас располагает синоптик, этих наблюдений все же недостаточно, чтобы полностью осветить атмосферные процессы.
      Сеть метеорологических станций распределена неравномерно — она гораздо гуще в обжитых районах, чем в областях, удаленных от жизненных центров страны. В пустынных местностях, в Арктике, на широчайших просторах Сибири расстояния между станциями остаются еще очень большими. На морях и океанах наблюдения ведутся на судах, которые плавают в основном вдоль постоянных морских путей; в остальных частях морей наблюдения производятся только на единичных кораблях.
      Советский Союз успешно справляется с трудной задачей расширения сети станций в малодоступных районах и в этом отношении идет далеко впереди других стран. Можно надеяться, что уже в ближайшие годы эта задача для нашей страны будет решена.
      Но даже если бы метеорологические станции густо и равномерно покрывали весь земной шар, то и тогда они освещали бы своими наблюдениями только тонкий приземный слой атмосферы, только «дно» глубокого воздушного океана, а не всю его толщу. Исследовать верхние слои воздуха могут только аэрологические станции, на которых проводится «зондирование» атмосферы при помощи радиозондов и специальных подъемов самолетов. Организация таких станций — дело гораздо более трудное и дорогое, чем устройство обычных метеорологических станций. Поэтому аэрологическая сеть в настоящее время во много раз меньше, чем метеорологическая.
      В этом вопросе наша страна имеет все преимущества для быстрого развития благодаря нашему социалистическому строю. Резкое увеличение количества наблюдений в верхних слоях атмосферы за последние годы позволяет думать, что очень скоро карты этих слоев будут играть еще большую роль в предсказаниях погоды, чем теперь.
      Вторая группа ошибок в предсказаниях зависит от недостаточности наших знаний о причинах и последовательности различных атмосферных явлений. Всего лишь 20—30 лет тому назад это было главной причиной ошибок. Для синоптика были неясны причины многих атмосферных явлений. Как распределяются облачность и осадки в циклоне? Что определяет направление и скорость движения циклонов и антициклонов? Почему вообще они возникают и исчезают и т. д.? Только с тех пор, как открыли атмосферные фронты и стали систематически составлять аэрологические карты, была получена основа для объяснения множества наблюдаемых явлений и анализ синоптической карты, ее обработка, истолкование и объяснение стали действительно научными. Теперь ошибки предсказаний погоды на 1—2 дня вперед уже реже проистекают оттого, что неизвестна причина атмосферных явлений.
      В-третьих, некоторая часть ошибок неизбежно связана с самим методом составления предсказаний погоды. Современный метод предсказания погоды по синоптическим картам неточен по самой своей природе, хотя основы его вполне научны. Его трудно сравнить, например, с большой точностью астрономических предсказаний. Астрономы задолго и с любой точностью скажут вам, когда будет затмение Солнца или Луны или каково будет положение других планет. Эти предсказания делаются на основе сложных математических выкладок, и ошибки сведены до минимума.
      Совсем иными методами предсказывает погоду синоптик: его работа основана почти исключительно на качественной оценке явлений и процессов. Синоптик анализирует карту, определяет положение циклонов, антициклонов, воздушных масс и фронтов, устанавливает приблизительно скорость их перемещения и на основе своих соображений об их свойствах решает, как будет изменяться в дальнейшем направление их движения, будет ли это движение замедляться или ускоряться. При таком методе, даже зная причины явлений и располагая всеми данными о погоде, мы не можем предсказать погоду абсолютно точно, а должны ограничиваться лишь примерной оценкой будущей погоды.
      Но возможно ли будет когда-нибудь предсказывать погоду таким же точным математическим методом, каким астроном предсказывает затмение? Долгое время на этот вопрос отвечали отрицательно, так как атмосферные процессы несравненно сложнее, чем движение планет.
      В последние годы в этом направлении были получены обнадеживающие результаты. Советский ученый лауреат Сталинской премии И. А. Кибель предложил рассматривать атмосферные процессы несколько упрощенно, и тогда, используя величины температуры и давления, взятые с синоптической карты, по сложным уравнениям гидродинамики и термодинамики можно вычислить распределение температуры и давления на будущей синоптической карте. Практическое применение этого метода оказалось сравнительно простым, несмотря на всю его сложную математическую теорию. Но все же и этот метод, к сожалению, пока еще не гарантирует от ошибок.
      Это и понятно, если вспомнить, как ограничен тот материал наблюдений, которым пользуется И. А. Кибель, и какие упрощающие предположения приходится ему делать для того, чтобы уложить все многообразие сложных атмосферных процессов в достаточно простые формулы.
     
     
      ПРЕДСКАЗАНИЕ ПОГОДЫ НА ДОЛГИЙ СРОК
     
      Мы рассказали читателю о тех атмосферных процессах, которые можно ежедневно видеть на синоптических картах. Прослеживая за перемещением циклонов и антициклонов, воздушных масс и фронтов, синоптик может предсказать погоду только на тот промежуток времени, пока эти циклоны, антициклоны, фронты и воздушные массы еще не прекратили своего существования. Это значит, что по обычным синоптическим картам погоду практически можно предсказать не более чем на 2—3 дня вперед — через 3—4 дня все наблюдаемые на сегодняшней карте циклоны и антициклоны исчезнут, на их месте образуются новые изобарические области, а воздушные массы изменят свои свойства (трансформируются).
      Но знать погоду на неделю, на месяц и на целый сезон вперед еще более важно, чем знать ее на несколько дней. Чем раньше мы будем знать характер предстоящей погоды, тем лучше сможем к ней подготовиться; это особенно важно для сельского хозяйства и для различных государственных мероприятий, требующих широкой заблаговременной подготовки.
      Практическая важность проблемы долгосрочного предсказания погоды толкала многих исследователей на изобретение самых различных путей для ее решения.
      Очень многие исследователи исходили из того, что общее количество воздуха на земном шаре остается все время одинаковым. Поэтому если в одном каком-либо районе количество воздуха уменьшается и давление понижается, то в другом месте давление должно соответственно увеличиться. Стали искать связи между изменениями температуры, давления и других элементов в отдаленных друг от друга точках земного шара. Для этого вычерчивали графики изменений температуры, давления и т. д. ото дня ко дню либо от месяца к месяцу. Сравнивая такие графики для различных мест, можно иногда подметить, что если, например, на одном графике кривая повышается, то одновременно на другом графике кривая понижается. Было найдено много таких связей между различными точками земного шара; эти связи были обработаны математически и выражены при помощи числовых величин. Однако практический результат этих исследований был невелик — метода предсказания погоды на долгий срок они все же не дали.
      Другие исследователи пытались изучить кривые изменений метеорологических элементов с целью найти периодичность, то есть повторяемость повышений и понижений давления или температуры через определенные промежутки времени. Но и этот путь завел в тупик: предсказывать погоду по таким кривым оказалось невозможным.
      Задача казалась неразрешимой, и многие ученые, особенно за рубежом, вообще высказывались о принципиальной невозможности когда-либо добиться предвидения погоды на долгий срок. Это убеждение так укоренилось, что когда в 1915 году русский ученый Б. П. Мультановский предложил свой метод долгосрочного предсказания погоды, то к его предложению многие отнеслись с большим сомнением. Б. П. Мультановский смог широко применить свой метод только после Великой Октябрьской социалистической революции. Первое в мире долгосрочное предсказание погоды для нужд народного хозяйства было дано в июне 1921 года, и с этого времени такие предсказания даются постоянно.
      Иначе обстояло дело за границей. Только в конце 30-х годов в Германии и затем в США начали разрабатываться методы предсказания погоды на 5—10 дней вперед. Предсказания на месяц и сезон и сейчас даются только в Советском Союзе. Таким образом, долгосрочное предсказание погоды является достижением советской науки.
      В чем же заключается советский метод долгосрочного предсказания погоды, разработанный ныне покойным Б. П. Мультановским и его последователями?
      Погода и определяющие ее-атмосферные процессы обладают одной особенностью, которая называется инерцией, то есть стремлением сохранить свой общий характер неизменным. Б. П. Мультановский установил, что общий характер атмосферных процессов обычно остается неизменным в течение 5—9 дней. Так, например, в течение такого периода времени погода может быть неустойчивой, с продолжительными осадками и кратковременными прояснениями, с резкими потеплениями и похолоданиями. Затем наступает перелом и может установиться период ясной и сухой погоды, который в свою очередь через 5—9 дней может смениться периодом погоды с осадками. Иногда же друг за другом следуют несколько однородных периодов.
      Мультановский решил исследовать, какие положения на синоптических картах соответствуют периодам неустойчивой погоды с осадками и периодам ясной погоды. Но как подойти к решению такого вопроса? Ведь за 5—9 дней на картах сменится множество самых различных положений, разовьется, переместится и исчезнет столько циклонов, антициклонов, воздушных масс! Как выделить во всем этом многообразии самое основное, самое главное?
      Мультановский, пользуясь ежедневными синоптическими картами, стал составлять особые карты, которые он
      назвал «сборными». На эти карты наносилось изо дня в день только положение центров циклонов и антициклонов: центры циклонов изображались на такой карте черными кружками (иногда с крестами), центры антициклонов — светлыми кружками (без крестов и с крестами). Один и тот же циклон или антициклон давал на сборной карте несколько кружков, отмечавших его положение на нескольких последовательных синоптических картах от момента его возникновения до момента исчезновения: рядом с кружком на сборной карте ставилась дата той синоптической карты, с которой он был снят.
      Казалось бы, на сборной карте должен получиться запутанный хаос черных и светлых кружков, разбросанных вперемежку друг с другом. Однако Мультановскому уда
      лось открыть одну очень важную и интересную особенность сборных карт. В пределах тех периодов времени в 5—9 дней, в течение которых общий характер погоды в отдельных районах остается приблизительно одинаковым, черные кружки циклонов группируются на карте синоптического периода с 27 января по 4 февраля 1935 года отдельно от светлых кружков антициклонов. Это и понятно, если вспомнить, что циклоны создают неустойчивую погоду с осадками, а антициклоны связаны с ясной устойчивой погодой.
      Когда такой период кончается, то кружки циклонов меняются местами с кружками антициклонов, черные кружки начинают наблюдаться в той области, которая была раньше занята одними светлыми кружками, а светлые кружки, наоборот, — в области черных.
      Продолжать наносить кружки центров на прежнюю сборную карту становится теперь неудобным и бесцельным — в результате получилась бы только путаница черных и светлых кружков. Поэтому Мультановский предложил для каждого периода (пока кружки циклонов группируются отдельно от кружков антициклонов) составлять отдельную сборную карту. Такой период он назвал «естественным синоптическим периодом».
      На рис. 29 и 30 даны примеры сборных карт для двух естественных синоптических периодов — с 20 по 26 января и с 27 января по 4 февраля 1935 года. Кривые линии на этих картах разграничивают области циклонов и антициклонов.
      В течение семи дней с 20 по 26 января погода сохраняла одинаковый характер на больших пространствах. Например, над Черным морем и Украиной господствовали антициклоны и наблюдалась ясная погода без осадков. 27 января произошла резкая перемена и начался новый период, который продолжался девять дней. В эти дни над Черным морем и Украиной проходили циклоны с неустойчивой погодой и осадками. В других частях карты антициклоны также сменились циклонами или, наоборот, циклоны сменились антициклонами.
      Заслугой Б. П. Мультановского было то, что он нашел метод изображения длительных атмосферных процессов на одной карте, который позволил ему решить главную задачу — разработку метода долгосрочного предсказания погоды. Сборные карты естественных синоптических периодов, составленные за большое число лет, и были теми «кирпичами», из которых было построено «здание» долгосрочного предсказания погоды.
      Предсказание погоды тем труднее, чем длиннее тот период, на который оно рассчитано. Поэтому Мультановский начал с предсказаний на естественный синоптический период, то есть примерно на неделю вперед.
      Для того, чтобы предсказать погоду на будущий естественный период, нужно знать, во-первых, сборную карту этого периода и, во-вторых, общий характер погоды в различных районах, который соответствует этой карте.
      Мультановский показал, что уже в самом начале естественного периода первые центры циклонов и антициклонов определяют те места, на которых они будут в дальнейшем группироваться. Значит, уже в начале периода можно наметить его будущую сборную карту. Этому помогает также архив сборных карт, составленных за много лет: среди них отыскиваются сходные карты, и сравнение с ними помогает уточнить характер будущей сборной карты.
      Остается установить характер будущей погоды.
      Первую приближенную характеристику погоды дает уже само распределение циклонов и антициклонов на «предсказанной» сборной карте. Но этого мало: нужно еще предсказать, будут ли наблюдаться в отдельных районах многие важные явления — штормы, оттепели или заморозки, гололед и т. д. Для этого служат опять-таки сходные карты за прежние годы; для них условия погоды известны, и эти данные используются для предсказания будущей погоды. Кроме того, для ряда явлений, например для штормов на Черном море, имеются специальные сборные карты, на которых собраны кружки циклонов и антициклонов не для одного, а для нескольких естественных периодов за прежние годы. Во все эти периоды наблюдались штормы на Черном море, и сравнение «предсказанной» карты с такой сборной картой штормов позволяет сразу решить, угрожает ли Черному морю шторм.
      Так дается предсказание погоды на естественный синоптический период, то есть не более чем на 10 дней. Задача предсказания погоды на месяц и на сезон вперед более сложна.
      Для решения этой задачи Мультановский использовал еще один метод — он стал составлять карты путей движения центров антициклонов. Если наносить на карту точки, в которых находился центр одного и того же антициклона на последовательных синоптических картах, и затем соединить эти точки линией, то мы получим изображение пути движения антициклонов. Таким же способом можно получить и пути движения циклонов, но они оказались более запутаны, чем пути антициклонов, а потому и менее пригодны для долгосрочного предсказания погоды.
      Пути антициклонов за многолетний период были нанесены на одну карту. Получилась внешне очень сложная картина: линии путей антициклонов разбегались по карте в разные стороны, пересекались и перепутывались между собой, покрывая всю карту своеобразной сеткой. Опять встал вопрос: как разобраться в такой путанице, выделить в ней самое главное и существенное?
      Мультановскому удалось вскрыть несколько важных особенностей путей движения антициклонов.
      Во-первых, оказалось, что антициклоны движутся вовсе не в любом направлении, а у них есть «излюбленные» пути. Эти пути можно подразделить на две группы. Одни антициклоны приходят на нашу территорию с запада, причем они зарождаются преимущественно над Атлантическим океаном в районе Азорских островов, по этому они называются антициклонами азорского происхождения. Другие антициклоны приходят к нам с севера; они зарождаются в различных районах Арктики и называются полярными.
      Во-вторых, линии путей полярных антициклонов не разбросаны беспорядочно по всей карте, а группируются в пучки. Можно найти среднюю линию, или «ось», для каждого пучка. На рис. 31 представлены эти оси путей полярных антициклонов.
      В-третьих, Мультановский обнаружил, что движение антициклонов по определенным осям сохраняется в течение продолжительного времени — порядка месяца и иногда даже сезона. Так была найдена основа для предсказания погоды на более длительный промежуток времени, чем естественный период.
      Затем Мультановский составил сборные карты для тех периодов, когда антициклоны двигались по определенным осям. Эти карты дали возможность установить, какой общий характер погоды наблюдается в различных районах при движении антициклонов по определенной оси.
      Таким образом, когда антициклоны только начинают поступать к нам по какой-либо оси, можно предсказать, что они некоторое время будут двигаться по этому пути, а зная погоду, которая возникает обычно при таком положении в большом районе, можно предсказать и общий ее характер на тот же период времени.
      Но этого было еще недостаточно, и Мультановский занялся исследованием того, при каких условиях антициклоны выбирают для своего движения ту или иную ось.
      Было обнаружено, что это зависит от распределения давления в тех районах, откуда оси берут свое начало. Мультановский назвал эти области «центрами действия атмосферы». Зная состояние центров действия атмосферы, можно предсказать, по каким осям будут двигаться антициклоны, а отсюда и сделать вывод, какова будет погода на нашей территории. Но в этом случае погода может быть предсказана уже на более долгий срок порядка целого сезона — на всю зиму, на всю весну и т. д.
      Мы уже могли убедиться, что чем длиннее тот период времени, на который дается предсказание погоды, тем труднее это предсказание составить.
      Поэтому ошибки в долгосрочных предсказаниях погоды случаются чаще, чем в краткосрочных. Большую роль в этом играет и то, что на обычных синоптических картах причины и последовательность явлений нам в основном известны, мы можем их научно объяснить. Долгосрочные предсказания пока еще в основном построены на изучении того, как обычно протекают крупные и длительные процессы, как они обычно сменяют друг друга. Однако в большинстве случаев наука еще не может дать ответа на вопрос, почему эти процессы именно так развиваются.
      Исследования по долгосрочным предсказаниям погоды широко развиваются в нашей стране и после смерти Б. П. Мультановского под руководством его учеников. Современные исследователи располагают для этого такими материалами, которые не были еще доступны Мультановскому.
      Так, например, применение аэрологических карт открыло новые пути не только для краткосрочных, но и для долгосрочных предсказаний погоды.
      Если раньше синоптические карты составлялись только для нашей территории и Западной Европы, то теперь применяются карты погоды, охватывающие все Северное полушарие. Вполне понятно, что такой материал дает гораздо более полное представление об атмосферных процессах.
      Все это дает уверенность, что упорная работа советских ученых приведет к окончательному разрешению сложной проблемы долгосрочного предсказания погоды.
     
     
      МЕСТНЫЕ ПРЕДСКАЗАНИЯ ПОГОДЫ
     
      Народные приметы о погоде
     
      Зависимость от погоды издавна породила в народе множество примет и поговорок, с ней связанных. Человек, веками наблюдая за изменениями погоды, подметил много верных признаков этих изменений. Но наряду с этими правильными признаками в народе накопилась масса примет, связывающих погоду с самыми разнообразными явлениями и событиями, не имеющими к ней никакого отношения. Эти приметы являются отголоском старых суеверий.
      Бури, грозы, весенние возвраты холодов, засухи и проливные дожди — все это порождало у отсталых людей, не видевших и не понимавших физических причин явлений, склонность приписывать их действию сверхъестественных сил. Во время засух это широко использовалось церковниками для устройства молебнов «о ниспослании дождя».
      Нужно признать, что погода иногда задавала сложные «загадки», которые легко могли получить суеверное истолкование.
      Например, 8 июня 1833 года вблизи Неаполя одна итальянка, сидевшая перед своим домом, увидела падающие с неба, словно крупный град, апельсины. «Апельсиновый град» продолжался всего несколько мгновений, но вызвал полное смятение суеверной женщины, уверенной., что она видит необычайное «божье знамение».
      Дело объяснялось действием образовавшегося недалеко, в Неаполитанском заливе, смерча, то есть крутящегося вихря, втягивающего вверх в виде движущегося столба воду или пыль, листья, сухую траву, а вместе с ними иногда и другие предметы. Этот смерч налетел на несколько корзин с апельсинами, стоявших на берегу, подхватил апельсины, унес их вверх и отнес на некоторое расстояние, где они и выпали на землю.
      Другой пример. У нас в средней полосе в лесных местах весной иногда наблюдается явление, которое называется «серным дождем». После такого дождя лужи покрываются желтой пленкой, напоминающей по цвету серу, и суеверные люди видели в «серном дожде» таинственное действие «адских» сил и «дьявольское знамение». «Серный дождь» наблюдается во время цветения сосны, когда из молодых шишек в воздух вылетает огромное количество мелких, как пыль, спор. Дождь прибивает эти споры к земле, а в лужах они всплывают на поверхность воды.
      Кажущаяся «необъяснимость» явлений погоды сыграла большую роль в распространении и укреплении суеверий и религиозных предрассудков. Это нашло свое отражение и в некоторых народных приметах о погоде.
      Например, очень часто день какого-нибудь «святого» народные поговорки связывают с определенной погодой: «Афанасий-Ломонос (31 января) — береги нос». «Василий-Капельник (13 марта) с крыш капает, за нос цапает». «Пришел Федул (18 апреля), теплом подул», «на Марка (8 мая) небо ярко, бабам в избе жарко», «пришел Пахом (28 мая) — запахло теплом», «на Прокла (25 июля) поле от росы промокло», «на Осию (30 октября) колесо прощается с осью», «трещит Варюха (17 декабря) — береги нос и ухо» и многие другие.
      Иногда по таким же приметам погода в день какого-нибудь религиозного праздника или в день «святого» должна определить будущую погоду другого дня или даже целого сезона: «какова погода на благовещение (25 марта), такова и на пасху», «на Григория (15 января) иней на полях — к мокрому году», «если на второй день пасхи ясная погода — лето будет дождливое», «какие святки, таков и весь год», «если на Николу (19 декабря) день холодный и ясный — к хлебородному году», «коли на Павла (28 января) ветер — будет год сырой», «коли на Мокрины (1 августа) дождь — в следующем году уродится рожь» и т. д.
      Все эти «календарные» приметы легко опровергаются наблюдениями, и никакого строгого «расписания» погоды, приуроченного к святцам, в действительности не существует.
      Если в какие-нибудь годы и наблюдалось случайное совпадение погоды на благовещение и на пасху, то не меньше было и таких лет, когда в эти дни погода была совершенно различной.
      В большинстве случаев эти приметы оправдываются только в той степени, в какой можно говорить, что зимой вообще холодно, а летом тепло, весной происходит постепенное потепление, а осенью — похолодание и т. д., то есть они отражают только обычные сезонные изменения погоды. Но в один и тот же день в разные годы погода может быть самой различной. Январь в среднем самый холодный месяц в году, но 31 января, на «Афанасия-Ломоноса», сильный мороз совершенно не обязателен, и в этот день часто бывает оттепель. Точно то же происходит и в другие, упоминавшиеся в приметах дни. Но приметы все же упорно передавались из поколения в поколение не потому, что они были проверены на опыте, а потому, что они складно сказаны, легко запоминаются и поддерживались духовенством для укрепления религиозных предрассудков.
      Попытки «привязать» погоду к календарю делались не раз. Так, в начале XVIII века в России был издан так называемый «Брюсов календарь», который переиздавался вплоть до Великой Октябрьской социалистической революции. В нем содержались подробнейшие предсказания погоды на каждый день на многие годы вперед. «Точность» этих предсказаний была такова, что не зря возникла поговорка: «все врут календари».
      Однако есть и такие календарные приметы, которые подмечают своеобразные особенности в ходе погоды, действительно наблюдаемые в некоторые отдельные годы.
      Вот, например, «на Самсона (10 июля) дождь — семь недель тож». Проверка по многолетним наблюдениям для средней полосы европейской части СССР показала, что в некоторые годы действительно наблюдались длительные периоды дождей, начинавшиеся в первых числах июля.
      Естественно, что они захватывали 10 июля и некоторое время после него. Однако полагаться на эту примету нельзя, так как продолжительность дождей и их начало весьма разнообразны и часто 10 июля может совпадать не с началом, а с концом такого периода.
      Многие календарные приметы подмечали нарушения в нормальном ходе погоды от зимы к лету и от лета к зиме — таковы приметы о возврате холодов весной и о «бабьем лете», то есть теплой безоблачной погоде в конце сентября и в начале октября.
      Народные приметы утверждают, что 12—14 мая наблюдается возврат холодов и нормальное весеннее повышение температуры ото дня ко дню нарушается. Проверка по многолетним наблюдениям за 33 года для Москвы показала, что возвраты холодов в мае бывают довольно часто, но приходятся на эти числа далеко не каждый год. Однако было обнаружено и другое обстоятельство: средняя температура за все 33 года для 6 мая оказалась равной 11,4 градуса тепла, а для 11 мая — только 10,9 градуса тепла. Значит, действительно, народная примета правильно подметила, что между этими числами часто наблюдается понижение температуры вместо ее обычного весеннего повышения.
      Проверка народной приметы о понижении температуры около середины февраля дала сходные результаты: средняя температура для 12 февраля оказалась равной 8,9 градуса мороза, а для 16 февраля — 11,7 градуса мороза. То же самое оказалось и в отношении середины марта: 13 марта — средняя температура 5,8 градуса мороза, а 16 марта — 7,2 градуса мороза.
      Примета о «бабьем лете» тоже подтверждается наблюдениями для многих лет, но, разумеется, она оправдывается не каждый год.
      Приведенные примеры показывают, что эти народные приметы возникли действительно на основе многовекового народного опыта, но их формулировка излишне категорична, нельзя рассчитывать, что они оправдываются каждый год, и, следовательно, нельзя на их основе давать прогноз погоды.
      Насколько осторожно нужно вообще относиться к народным приметам, лучше всего показывают те из них, которые вопреки простому здравому смыслу связывают будущую погоду с какими-нибудь действиями людей или
      событиями, не имеющими к ней даже самого отдаленного отношения.
      «Если убить лягушку — будет дождь», «во время града выкинь во двор помело — град пройдет», «утопленник — к стуже или к ненастью», «если бросить в колодец моху — дождь пойдет», «посеки крапиву — дождик пойдет» и так далее.
      Таких «примет» можно было бы привести множество. Их происхождение связано с пережитками религиозных суеверий и предрассудков.
      Среди народных примет о погоде имеется обширная группа примет, основанных на поведении животных. Использование этих примет также требует большой осторожности, так как часть из них вообще нелепа и бессмысленна, другие противоречат друг другу, а происхождение некоторых пока что не объяснено.
      Широко известна примета: «если красная корова идет с пастбища первой, то завтра день будет красный, а если черная — ненастный». Даже если предположить в черных коровах особую «резвость» от «предчувствия» дождя, то нельзя объяснить все случаи дождя в те дни, когда с пастбища впереди шли коровы другой масти. А проверка показала, что таких случаев бывает столько же, сколько и с возвращением впереди черных коров.
      «Кошка моется — к ведру (к сухой погоде)», но кошка очень чистоплотна, она моется постоянно, а дожди все же бывают. «Собака ест траву — к дождю»; однако известно, что собака ест траву очень часто, и если бы эта примета была правильна, дождь шел бы непрерывно.
      Нельзя отрицать того, что животные могут очень чутко реагировать на те изменения погоды, которые для человека подчас остаются незаметными. Многое в поведении животных можно объяснить причинами, связанными с погодой, и такие приметы мы можем использовать, все же полагаясь на них не целиком. Некоторые из этих примет прямо противоречат друг другу и отражают случайность их возникновения. Например: «петух не в пору поет — к ведру (сухой погоде)»; «петух ночью поет не во-время — к ненастью» или «куры копаются в песке — на бездождье»; «куры в пыли купаются — к скорому дождю»; «жуки жужжат — к ясной погоде»; «жуки жужжат — к непогоде»
      Эти противоречия заставляют нас с сомнением отнестись и к таким приметам: «грачи кричат — погода испортится», «ворона кричит летом к дождю, зимой — к метели», «воробьи расчирикались — перед дождем», «стадо к вечеру разревелось — к ненастью».
      Сплошь и рядом примета отражает не предчувствие животными будущей погоды, а только их непосредственную реакцию на настоящую, текущую погоду. Такие приметы для предсказания будущей погоды бесполезны. Например: «корова на земле лежит — к теплой погоде»; ясно, что корова лежит на земле тогда, когда ей уже тепло, и ее поведение ничего не предсказывает в будущем.
      «Собака спит калачиком — к холоду», «кошка в печурку — стужа на двор»; вполне понятно, что и собака и кошка ведут себя так не заблаговременно, за несколько часов до похолодания, а тогда, когда им становится холодно.
      Поведение большинства животных явно зависит от условий погоды: одни из них ищут укрытия от холода и дождя, другие, наоборот, прячутся от жары, ищут прохлады и т. д. Очень часто животные и насекомые чувствуют такие атмосферные изменения, которые остаются совсем незаметными для человека и могут быть отмечены только приборами.
      Однако судить по поведению животных о будущих изменениях погоды не так просто. Если вспомнить, какая масса предрассудков накопилась в вопросе о погоде, то приходится быть очень осторожным в оценке достоверности такого рода примет. Бесспорно, что многие животные и насекомые могут чувствовать падение атмосферного давления, ослабление солнечного света (от тонких прозрачных облаков — предвестников ненастья) или скопление воздушного электричества перед грозой. Ведь для таких насекомых, как муравьи, пчелы, пауки, неожиданное ненастье означает гибель, и в течение многих веков у них выработалась тонкая чувствительность ко всем предвестникам этого ненастья. Скорость передвижения муравьев, например, возрастает с температурой (конечно, в определенных пределах). Высота тона пения сверчков, зависящая от числа колебаний, которые их крылья производят в минуту, также определяется температурой: чем теплее, тем число колебаний больше, а следовательно, и высота тона пения сверчка выше, резче. Волоски, пух, крылья многих насекомых легко впитывают влагу, и если влажность воздуха повышается, они становятся тяжелее. Насекомые начинают летать ниже, а вместе с ними летают ниже также и те птицы, которые охотятся за ними. Но мы не всегда знаем, какие именно явления воздействуют на животное или насекомое, и поэтому должны быть очень осторожны при использовании таких примет. Но наиболее важно все-таки то, что поведение животных большей частью зависит вовсе не от будущих изменений погоды, а от ее теперешнего состояния.
      Что же в поведении животных и насекомых мы можем считать действительными признаками изменения погоды?
      Прежде всего сюда следует отнести приметы, основанные на поведении насекомых и охотящихся за ними птиц и животных, а также поведении лягушек, жаб и других пресмыкающихся. Многие народные приметы этого рода приведены дальше — в главе о научном предсказании погоды по местным признакам.
      Изменения атмосферного давления и влажности заметно сказываются также на ощущениях человека, особенно больного или старого. Если есть приборы, то они, конечно, гораздо лучше и точнее могут отразить эти изменения, но при их отсутствии ощущения ревматика или человека с больным сердцем могут служить признаком протекающих незаметно для глаза изменений погоды.
      Ряд примет связывают погоду с фазами Луны, например: «за три дня до рождения Луны всегда бывает перемена погоды», «в пятый день до новолуния всегда сильный ветер», «когда месяц родится в среду, бывает мокро и знойно, а зимой снежно». Две старинные морские поговорки времен парусного флота противоречат друг другу. Согласно одной из них: «месяц лежит (выпуклой частью обращен вниз к линии горизонта) — моряк стоит (то есть вызывается на «аврал» по смене парусов из-за бурной погоды), месяц стоит — моряк лежит» (то есть его не беспокоят между вахтами). Вторая морская примета, наоборот, говорит: «если на рог молодого месяца можно повесить ведро с водой, то долго будет хорошая погода, а если ведро не удержится и соскользнет, то будут дожди».
      Все приметы, связанные с фазами Луны и положением месяца, не имеют никакой реальной связи с условиями погоды. Влияние Луны сказывается на Земле только в том, что притяжение Луны вызывает приливы в океане на той стороне земного шара, которая обращена к Луне, и на противоположной стороне и отливы в остальных местах земного шара. Сходные приливо-отливные движения наблюдаются и в атмосфере, но их влияние на изменения погоды ничтожно мало по сравнению с ролью других атмосферных процессов. Кроме того, приливы и отливы никак не связаны с фазами Луны. Таким образом, все попытки предсказывать погоду по Луне заранее обречены на неудачу, и из всех поговорок на эту тему наиболее разумны две: «по луне не суди о погоде» и «если бы совсем не было луны, мы все-таки имели бы меняющуюся погоду».
      Имеется большая группа народных примет, пытающихся предсказывать погоду или урожай на целый сезон вперед по условиям погоды другого, предшествующего сезона.
      Так имеются поговорки: «лето дождливое — зима снежная», «лето жаркое — зима морозная», «лето бурное — зима с метелями». Все эти приметы одинаково часто употребляются и в другом виде, согласно поговорке «зима лето строит»: «зима снежная — лето дождливое» и так далее.
      Вполне понятно, что если бы все эти приметы были правильны, то задача сезонного предсказания решалась бы очень просто: нужно было бы только внимательно следить за погодой одного сезона, чтобы предсказать ее на другой сезон. К сожалению, многолетние наблюдения не обнаружили такой связи между погодой лета и зимы, и поэтому все эти приметы совершенно необоснованны.
      Имеются приметы, предсказывающие урожай, например: «снег глубок — и хлеб хорош». Эта примета правильно подмечает, что у нас питание растений влагой существенно зависит от весенних запасов воды в почве, образовавшихся от таяния снега. Чем больше было зимой снега, тем более обеспечено это питание. Но нужно помнить, что это только одна из очень многочисленных причин, определяющих урожай, а поговорка слишком упрощает этот сложный вопрос.
      Мы уже говорили, насколько нужно быть осторожным с приметами, основанными на поведении животных. Это в особенности относится к тем приметам, которые предполагают у животных необъяснимое «предчувствие» условий погоды будущего сезона, например: «ранний прилет жаворонков — к теплой весне»; «если мыши в копнах живут на низу — осень будет сухая»; «если птицы вьют гнезда на солнечной стороне домов — к холодному году, если на теневой — к теплому» и многие другие. Известно, что перелетные птицы обычно чувствуют текущую погоду и по ней «планируют» свои перелеты, но этот инстинкт часто их обманывает, и они массами гибнут при весенних возвратах холодов и ранних осенних заморозках и снегопадах. Тем более трудно полагаться на безошибочность их инстинкта на целый сезон вперед.
      Большое число народных примет указывает на те погодные явления, которые служат непосредственными признаками наступающих коренных изменений погоды. Большинство из этих примет можно обосновать научно, так как они правильно подмечают ход явлений. Они не открывают нам чего-то нового, неизвестного еще в науке, главная их ценность заключается не в этом. Эти приметы прочно вошли в быт и сознание людей, хорошо запоминаются, и именно потому их можно иногда с пользой применить для предсказания погоды. Народные приметы, использующие облака, ветер, световые явления и т. д., приведены дальше наряду с их научным обоснованием и с научными правилами местного предсказания погоды.
     
     
      Возможно ли самому предсказать погоду
     
      На такой вопрос различные люди отвечают по-разному. Одни отвечают отрицательно; для них смены погоды— только хаос каких-то стихийных, неожиданных, приятных и неприятных перемен. Другие считают, что предсказать погоду можно, они даже пытаются это делать и иногда с успехом.
      Известно много примеров, когда долголетняя зависимость от погоды вырабатывала у моряков, рыбаков и крестьян своеобразную способность «предугадывать» будущую погоду, казавшуюся на первый взгляд совершенно необъяснимой. В действительности такая способность не имеет в себе ничего таинственного и представляет результат долголетней практики, отложившей в памяти множество случаев различных смен погоды. Если бы к опыту этих людей добавить еще и понимание связи между наблюдаемыми явлениями, то польза от местного предсказания погоды была бы еще больше.
      Ежедневно по радио мы можем слышать предсказания погоды, выпускаемые местным бюро погоды или Центральным институтом прогнозов в Москве. Однако эти предсказания даются сразу для большой территории и на время не менее суток вперед, поэтому в них не содержится точно расписанного по часам указания времени предполагаемых изменений погоды или выпадения осадков для каждого города или села отдельно. Местное предсказание погоды может уточнить эту сводку погоды на ближайшие несколько часов для каждой местности в отдельности. Во многих случаях оказывается возможным и самостоятельно предсказывать на ближайшее время погоду по местным признакам.
      Кроме того, и в учении и в бою местное предсказание будущей погоды часто может принести большую пользу.
      Первое и самое главное условие для предсказания погоды по местным признакам — это внимательное наблюдение за текущими изменениями погоды и правильное их истолкование. Нужно помнить, что любая правильная примета может привести к ошибочному выводу, если ее использовать оторванно, изолированно от других, без ясного понимания общего хода изменений погоды. Полагаться можно только на несколько совпадающих признаков, дружно указывающих на одно и то же предстоящее изменение.
      Мы уже говорили, что погода обладает особенностью, которая носит название «инерции погоды». Погода как бы стремится сохранить свой характер, и если предсказывать на завтра общий характер погоды такой же, как был сегодня, то такое предсказание в среднем оправдалось бы в шести случаях из десяти. Признаком того, что эта инерция сохраняется, может служить отсутствие особых признаков (о которых будет говориться дальше), указывающих на предстоящее ее изменение.
      Прежде всего нужно условиться о том, что понимать под «изменением погоды». Ведь погода меняется непрерывно и почти не бывает двух дней с совершенно одинаковой погодой — обязательно какие-нибудь элементы у них будут различны. Поэтому мы наметим несколько основных «типов» одинакового общего характера погоды и будем считать, что пока погода принадлежит к одному и тому же типу, то ее можно считать более или менее неизменной.
      Первый тип погоды — это погода ясная, сухая, без осадков. При такой погоде если и есть облака, то они не затягивают всего неба и днем лишь ненадолго закрываю! от нас солнце. Наблюдается она обычно в антициклоне.
      Второй тип погоды — неустойчивая погода: то с прояснениями, то с сильными ливневыми дождями и грозами или снежными метелями. Эта погода наблюдается в холодной воздушной массе, особенно в циклоне, но летом может быть и в антициклоне в местной воздушной массе. Кроме того, неустойчивую погоду с кратковременными осадками может создавать и такой холодный фронт, который не несет продолжительного ненастья.
      Третий тип погоды — пасмурная погода без сильных осадков. Слоистые или слоисто-кучевые облака затягивают все небо и создают «серенький денек» без сильного дождя или снега, но иногда с легкой моросью и туманом. Такая погода типична для теплой воздушной массы в теплом секторе циклона или на окраине антициклона (особенно зимой или осенью).
      Наконец, четвертый тип — это ненастная погода с обложным продолжительным дождем или снегом, которые приносят нам фронты в циклонах.
      О признаках перехода погоды из одного типа в другой мы сейчас и расскажем.
      Однако мы должны предупредить читателя о возможности разочарования, если он рассчитывает научиться всегда точно предсказывать погоду и на слишком долгий срок вперед.
      Конечно, для того, чтобы научиться предсказывать погоду по местным признакам, необязательно наблюдать за погодой всю жизнь и только к старости освоить это сложное искусство; научное понимание взаимной связи между различными явлениями может заменить долголетний опыт. Но и для научного понимания явлений погоды нужен опыт, который вырабатывается только временем и внимательным наблюдением. Здесь мы даем читателю только самое первоначальное руководство, которое поможет ему разобраться в наиболее типичных и характерных изменениях погоды.
     
      Признаки сохранения ясной и сухой погоды
     
      Самое простое правило для предсказания устойчивости хорошей погоды можно выразить так: «если сегодня такая же погода, как была вчера, и нет никаких признаков будущего изменения, то завтра будет приблизительно такая же погода, как сегодня».
      Но это правило применить не так просто — для этого нужно знать те признаки, которые говорят нам о будущем ухудшении погоды, и нужно уметь отличать эти признаки от таких изменений погоды, которые только подтверждают устойчивость ясной погоды.
      Ясная погода без осадков, как мы знаем, характерна для антициклона. Поэтому прежде всего нужно установить те признаки, которые могут нам подтвердить, что в течение хотя бы ближайших суток мы будем еще находиться в области антициклона и что нет оснований ожидать приближения циклона.
      Признаки эти будут не всегда одинаковы. Представим себе, что ясная погода только что установилась, сменив ненастье; в этом случае самым надежным признаком сохранения ясной погоды будет резкое похолодание с сильным ветром. Такой характер погоды говорит нам, что вторжение холодной воздушной массы в тылу прошедшего циклона «заканчивает» серию циклонов и мы переходим на некоторое время в область антициклона.
      Если ясная погода установилась уже несколько дней тому назад, то признаки ее сохранения будут другими. Теперь важнее всего проследить, нет ли каких-нибудь малозаметных изменений погоды ото дня ко дню, которые указывали бы нам на приближение циклона. Если же типичный для антициклона характер погоды удерживается неизменным, то в течение ближайших суток можно рассчитывать на сохранение ясной погоды.
      Ниже мы перечисляем те признаки, которые говорят нам о сохранении ясной погоды. Нужно помнить, что все эти признаки следует использовать не изолированно, а только совместно друг с другом.
     
      1. Облачность и туманы. Зимой несколько дней подряд может сохраняться совершенно безоблачная, ясная погода, обычно при сильном морозе. Летом это случается гораздо реже, и облачность в антициклоне обычно имеет суточный ход. После ясной ночи в 9—11 часов утра начинает развиваться кучевая облачность. Эта облачность достигает наибольшего развития к 3—5 часам дня; в это время она иногда переходит в кучево-дождевую облачность и дает кратковременные ливни и грозы, то есть погода переходит в тип второй — неустойчивую погоду. Признаком, что этого не произойдет, может служить форма утренних кучевых облаков, плоских, растекающихся в стороны и не растущих вверх.
      Кроме того, если утром наблюдается свежий ветер, который наверху еще сильнее, чем внизу, то вершины кучевых облаков имеют рваную форму и кажутся наклоненными по ветру. Такие облака редко могут развиваться вверх, и поэтому послеполуденная гроза маловероятна.
      К вечеру эта облачность постепенно уменьшается и, наконец, совершенно исчезает. Днем иногда появляются и отдельные перистые облака, не увеличивающиеся по количеству и беспорядочно разбросанные по небу; такие облака вовсе не являются признаками предстоящего ненастья.
      Такой суточный ход облачности летом мы можем заметить почти всегда, независимо от того, насколько давно начался период хорошей погоды.
      В ясные ночи, когда воздух сильно охлаждается, иногда возникают невысокие, стелющиеся по земле и скопляющиеся в низинах туманы. Эти туманы — тоже характерное явление суточного хода, и поэтому народная примета говорит: «летний туман к ясной погоде» (летом туман в средней полосе наблюдается обычно только ночью и утром).
      Этот ночной туман иногда после восхода солнца поднимается и превращается в сплошную слоистую облачность. Утро кажется пасмурным, предвещающим ненастный день, но к 9—10 часам облачность разрывается, переходит в кучевую или совсем исчезает — снова сияет яркое солнце. Такое же обманчивое представление о предстоящем ухудшении погоды могут создать и облака-«барашки». Они часто появляются после восхода солнца, но потом быстро рассеиваются.
      Ночной туман характерен для установившейся ясной погоды, когда первый период вторжения холодного воздуха уже прошел.
     
      2. Температура воздуха. В первые дни после прекращения ненастья и установления ясной погоды температура обычно понижается — день ото дня становится все холоднее. Чем резче такое похолодание, тем увереннее можно рассчитывать на сохранение продолжительного периода ясной погоды.
      Летом похолодание продолжается не более 1—2 дней, затем начинается прогревание холодной воздушной массы, с каждым днем жара постепенно усиливается. Зимой похолодание при ясной погоде продолжается дольше и часто приводит к установлению суровых морозов.
      Очень характерен для ясной погоды суточный ход температуры. Суточный ход менее заметен зимой, но летом он очень резок.
      Суточный ход температуры выражается в том, что температура повышается от восхода солнца до 2—3 часов дня, а затем непрерывно понижается до утра следующего дня. Зимой мы ощущаем, как мороз «крепчает» к утру. Весной и осенью после теплого солнечного дня к утру трава часто одевается серебряным убором инея, а летней ночью выпадает роса. Выпадение росы объясняется той же причиной, которая заставляет «запотевать» гладкую поверхность холодного предмета, внесенного в теплую комнату: земля ночью охлаждается скорее, чем воздух, и соприкасающиеся с ней нижние слои воздуха конденсируют влагу, выделяющуюся в виде капель росы на листьях и траве.
      Так как ничем не нарушенный суточный ход явлений говорит о сохранении устойчивой ясной погоды, то вполне правильна народная примета: «ночная роса — к ясному дню».
      При спокойном состоянии атмосферы и слабом ветре воздух ночью в самых нижних слоях, прилегающих к земле, охлаждается особенно сильно. Этот нижний холодный и тяжелый воздух стекает с холмов в долины и с поверхности древесных крон в лесу на поляны. Поэтому в летний тихий вечер мы часто можем заметить, что в низинах холоднее, чем на возвышенностях, и на полянах холоднее, чем в лесу. Это тоже может служить признаком ничем не возмущенного суточного хода температуры.
     
      3. Ветер. В начале периода ясной погоды при первоначальном похолодании, следующем за ненастьем, обычно дует порывистый северный или северо-западный ветер, который постепенно ослабевает. Чем сильнее этот северный ветер, тем увереннее мы можем рассчитывать на сохранение ясной погоды. Затем по мере общего ослабления ветра начинает сказываться суточный ход ветра, типичный для антициклона.
      Ночью в антициклоне безветренно или наблюдается слабый ветер. Днем ветер усиливается, а к вечеру стихает.
      Об этом говорит народная примета: «обедник (дневной ветер) днем колышет, к вечеру оттишит (прекратится)».
      В периоды устойчивой ясной погоды направление ветра обычно не испытывает резких изменений. На берегу моря направление ветра в условиях ясной погоды имеет правильный суточный ход, а сами ветры называются бризами. Такое же явление наблюдается и вблизи гор, где ветры называются горно-долинными ветрами. Днем бризы дуют с воды на сушу, а горно-долинные ветры из долин в горы, ночью же наоборот — с суши на море и с гор в долины.
     
      4. Давление. Имея барометр-анероид, можно использовать для местного предсказания погоды важные признаки изменения атмосферного давления.
      Если стрелка барометра при постукивании по стеклу прибора отклоняется вправо, то это является очень надежным признаком сохранения ясной погоды. Однако если ясная погода стоит уже несколько дней, то этот признак не обязателен: давление может не меняться и стрелка в этом случае остается на месте — обычно в правой части циферблата.
     
      5. Световые явления. Внешний вид небесных светил, цвет неба и другие световые явления зависят от состояния атмосферы и потому тоже могут служить признаками для местного предсказания погоды.
      Так, например, правильно отражают ход явлений народные приметы: «ясная луна — к инею» и «белая (ясная) луна не дает ни дождя, ни снега», то есть если ночью луна не затуманена никакими высокими облаками, то весной и осенью к утру можно ожидать заморозков; по этой же причине нет оснований ожидать ухудшения погоды и осадков.
      Небо приобретает белесоватый оттенок в тех случаях, когда в атмосфере имеются капельки воды или кристаллы льда. Мы можем еще не видеть предвестников ненастья — перистых и перисто-слоистых облаков, но белесоватость неба уже может сигнализировать нам о приближении циклона. Чистый голубой цвет неба, при котором оно кажется глубоким, может служить одним из признаков сохранения ясной погоды.
      Окраска вечерних и утренних зорь зависит от количества водяного пара и пыли, содержащихся в атмосфере: чем больше водяного пара, тем больше красного цвета в заре. Расчеты показали, что солнечные лучи при заре, когда солнце находится за горизонтом, проходят вдоль земной поверхности расстояние в атмосфере до тысячи километров. Следовательно, окраска зари зависит от состояния атмосферы не только вблизи наблюдателя, но и на очень значительном расстоянии от него. Погода в основном движется с запада на восток, и именно поэтому для нас наиболее интересны вечерние зори, когда солнце заходит за западный край горизонта.
      Лучшими признаками сохранения ясной погоды является чистый закат солнца, переходящий из желтого цвета (у горизонта) в зеленый или от оранжевого в желтый и затем зеленый. Об этом говорят и народные приметы: «чистый закат солнца — к ведру (сухой погоде)», «если увидишь зеленый луч — ожидай назавтра хорошего дня». Такой закат особенно характерен для свежего вторжения холодного воздуха, за которым следует период ясной погоды.
      Однако другие цвета зари не являются признаками обязательного изменения погоды — в устойчивые периоды ясной погоды могут наблюдаться и мутные красные зори (особенно в местной воздушной массе). Народные приметы в этом отношении противоречат друг другу и не отражают реального значения явления: «если солнце закатывается красным, то на следующий день будет хорошая погода», «если закат солнца красный — будет дождь».
     
      6. Электрические явления. Радиопомехи (треск в радиоприемнике) тесно связаны с состоянием атмосферы. Мы уже знаем, что когда нижние слои атмосферы сильно перегреваются или наверху наблюдается приток холодного воздуха, то возникают восходящие и нисходящие токи. Эти условия наиболее благоприятны для возникновения в атмосфере различных электрических зарядов, что иногда приводит к грозе. Чем сильнее восходящие движения, тем сильнее радиопомехи; при свежем вторжении холодной воздушной массы радиопомехи особенно сильны, и в этом случае они могут служить признаком начала периода ясной погоды. Летом радиопомехи имеют свой суточный ход — они усиливаются днем и ослабевают ночью, что также может служить признаком сохранения ясной погоды.
     
      Признаки перехода ясной и сухой погоды в погоду неустойчивую
     
      Неустойчивая погода со сменяющимися прояснениями и кратковременными осадками наблюдается у нас особенно часто летом, преимущественно днем. Иногда такая погода возникает, если проходит холодный фронт, который сопровождается только кратковременным ливнем, и с ним не приходит продолжительного ненастья. Но летом неустойчивая погода чаще всего связана с дневным солнечным нагреванием. Мы можем находиться в одной и той же воздушной массе, в которой накануне днем не было никаких осадков, а на следующий день после полудня наблюдаются грозы и ливни. Предсказать эти ливни бывает особенно трудно, потому что они выпадают «пятнами», имеющими часто всего несколько километров в диаметре. Так, например, 13 июля 1949 года в одной части Москвы наблюдался исключительной силы ливень, который даже вызвал кратковременное затопление некоторых улиц. В то же время в других частях города дождя вообще не было.
      Однако некоторые признаки для предсказания таких дневных осадков все же существуют; для этого необходимо внимательно следить за развитием кучевых облаков после их появления на небе утром.
      Неустойчивую погоду, связанную с приходом холодного фронта, приходится предсказывать уже совсем по другим признакам. Эти признаки обычно совпадают с признаками наступающего ненастья, и часто бывает невозможно установить, предстоит ли кратковременный ливень или продолжительное ненастье.
      Поэтому здесь мы приводим только те признаки, по которым летним утром можно предсказать дневной ливень или грозу.
     
      1. Облачность. Кучевые облака появляются летом обычно в 9—11 часов, но задержка в их образовании до 12 часов еще не означает, что дождя не будет. Гораздо важнее форма этих облаков.
      Когда облака больше растекаются в стороны, чем растут в высоту, и их верхушки кажутся как бы приплюснутыми сверху на одной высоте, то дождь маловероятен. Но если облака быстро растут вверх и нагромождаются в виде башен различной высоты, то вероятность дождя велика. Поэтому народная примета говорит: «утром облака в виде гор — к вечеру жди дождя».
      Однако вертикальное развитие кучевых облаков само по себе еще не всегда может служить признаком предстоящего дождя. Иногда эти облака достигают большой мощности, их основания приобретают темный свинцовый или синий оттенок, но дождя они все же не дают. Здесь нужно сказать, что цвет облаков, который может создавать впечатление «хмурости» погоды, зависит не только от толщины облаков, но и от характера их освещения солнечными лучами: облака кажутся особенно темными на противоположной от солнца стороне горизонта. Цвет облаков может создать обманчивое представление о неминуемой близости дождя.
      Облако начинает давать дождь обычно после того, как оно превратится из кучевого в кучево-дождевое облако (соавните рис. 15,6 и 15,в). Когда вершина кучевого облака начинает затуманиваться и теряет четкость очертании своей обычной формы цветной капусты, то из такого облака уже выпадают осадки, хотя они могут вначале и не достигать земли. Когда вершина облака начинает растекаться, принимать форму наковальни и из нее во все стороны веером начинают расходиться перистые облака, то такое облако несет с собой ливень, а иногда грозу и град, зимой же — шквалистый снегопад. Здесь нужно помнить, что такие осадки могут пройти стороной, поэтому важно учесть направление движения облака.
      На вероятность послеполуденного ливня с грозой указывают малозаметные, довольно высокие облака в виде зубцов или башен, появляющиеся утром вскоре после восхода солнца (см. рис. 32). Эти облака служат признаком неустойчивого состояния атмосферы в верхних слоях. Дневное нагревание земной поверхности приводит к возникновению восходящих токов в нижних слоях атмосферы, и при неустойчивости верхних слоев эти токи могут свободно развиваться вверх, образуя кучево-дождевые облака.
     
      2. Влажность воздуха. Чем больше влажность, тем, вообще говоря, вероятнее гроза, так как условия для развития облачности более благоприятны. Высокая влажность в теплом воздухе создает ощущение духоты, в воздухе «парит». Этим объясняется возникновение народной приметы: «духота без грозы не обойдется». Однако этот признак можно использовать только как дополнительный, когда имеются и другие признаки, говорящие о возможности грозы; далеко не редкость, если при очень высокой влажности гроза все же не возникает. Ведь для развития восходящих токов воздуха требуется и другое условие: нужно, чтобы нижние слои воздуха очень сильно перегрелись по сравнению с верхними. Хотя оба эти условия совпадают довольно часто, но все же не всегда.
     
      3. Световые явления. Именно с летними дневными дождями чаще всего бывает связано красивое явление радуги. Она возникает тогда, когда на горизонте видна стена дождя и одновременно светит солнце.
      Радугу можно видеть в тех случаях, когда солнце и видимые полосы дождя находятся на противоположных сторонах горизонта, причем солнце стоит довольно низко. Летние послеполуденные дожди выпадают тогда, когда солнце склоняется к западу, значит, полосы дождя с радугой должны быть к востоку от наблюдателя — в стороне противоположной от солнца. Ветры чаще всего дуют у нас с запада и несут облака с запада на восток, поэтому облако с дождем и радугой должно обычно удаляться от наблюдателя, а не приближаться к нему.
      Так и возникла народная примета, связывающая радугу с уже прошедшим, а не с наступающим дождем. Легко себе представить, насколько ненадежна такая примета, если ею пользоваться чисто формально, не понимая ее физического смысла: ведь при восточном ветре вечером дождь с радугой будет приближаться к наблюдателю, а утром, когда солнце находится на востоке, радуга в большинстве случаев даже будет признаком предстоящего дождя.
     
      4. Электрические явления. Радиопомехи в день грозы резко усиливаются уже с самого утра, иногда даже до начала образования кучевых облаков.
     
      Признаки наступления ненастья
     
      Всякий коренной перелом погоды, начало продолжительных дождей или снегопада связаны с приходом фронтов и циклонов, сменяющих антициклоны. Непосредственно следить за перемещением фронтов и циклонов можно только по синоптической карте, и поэтому для местного предсказания можно использовать лишь некоторые признаки их приближения. Эти признаки бывают двух родов: во-первых, нарушение нормального суточного хода погоды, свойственного данной воздушной массе при устойчивой хорошей погоде, и, во-вторых, непосредственные признаки приближения циклона. Сюда же можно отнести некоторые признаки поведения животных, световые и электрические явления, указывающие на изменения в атмосфере, еще непосредственно нами не видимые.
     
      1. Облачность. Тонкие облака, почти не заметные для глаза, рассеивающие свет солнца, луны и звезд,— самые важные предвестники ненастья, особенно когда они находятся на западе, откуда обычно движутся фронты и циклоны.
      Местное предсказание приближающегося ненастья значительно облегчается тем, что при ясной погоде наблюдателю открывается очень широкий горизонт и он может увидеть перистые облака на расстоянии 200—300 километров, особенно когда они становятся заметными при заходе за них вечером солнца. Эти облака не следует путать с гораздо более близкими и низкими облаками, образовавшимися от растекания дневной кучевой облачности, — такие облака вполне «безвредные» и к ночи рассеиваются
      При появлении высоких облаков важнее всего решить, являются ли они фронтальными, предвещающими ненастье, или «безвредными» облаками однородной воздушной массы. Решающими являются два признака фронтальных облаков: их уплотнение с одной стороны горизонта и положение этой части горизонта влево (а не вправо) от наблюдателя, ставшего спиной к ветру.
      Иногда надвижение перистых и перисто-слоистых облаков происходит ночью в темноте, и утром они могут покрывать уже все небо. В этом случае их можно не заметить и спутать с белесоватостью неба, которая обычна в теплых воздушных массах. С другой стороны, вечером перистые облака могут возникнуть при растекании дневных кучево-дождевых облаков, и тогда они уже не предвещают никакого ненастья. Характерное надвижение перистых облаков с уплотнением к определенному краю горизонта наблюдается далеко не всегда, и нужен некоторый опыт, чтобы суметь разобраться в менее ярко выраженных предвестниках ненастья.
      Ненастье может иногда прийти и при совсем других признаках, особенно летом, когда теплые фронты выражены слабо и основное ненастье часто приходит только с холодным фронтом. В таких случаях кучевая облачность начинает уплотняться и затягивает все небо. Сплошной низкий облачный покров скрывает от нас все высокие облака, и дождь начинается без своих характерных предшественников.
     
      2. Температура. В передней части циклона расположен теплый фронт, или фронт окклюзии. Приближение такого фронта означает появление наверху все увеличивающегося слоя теплого воздуха. Этот воздух сам излучает тепло и, подобно стеклам оранжереи, задерживает то тепло, которое излучается нижними слоями атмосферы. Зимой это вызывает ослабление мороза задолго до прихода фронта. Летом это нарушает суточный ход температуры, и ночь перед ухудшением погоды всегда будет необычайно теплой.
      В такие необычайно теплые и ветреные ночи росы не бывает, и народная примета говорит: «если утром трава суха, к ночи ожидай дождя».
      Благодаря нарушению суточного хода вечером и ночью прекращается стекание холодного воздуха в низины и на поляны. Теперь нельзя заметить разницы в температуре воздуха в низине и на холме, в лесу и на поляне.
     
      3. Ветер. Важным признаком приближения циклона служит нарушение обычного суточного хода ветра: ветер усиливается независимо от времени суток, нарушается нормальная смена морского и берегового ветров на берегу моря и горно-долинных ветров вблизи гор. Это отмечают и народные приметы: «ночной ветер днем воду делает»; «если стояло долгое затишье и подул ветер — будет дождь»; «зашумела дубравушка к погодушке»; «если зимой шумит лес — к оттепели» (то есть к приближению и прохождению теплого фронта).
      Большое значение имеет и направление ветра Циклоны движутся обычно с запада и с юго-запада, поэтому в их передней части дуют юго-восточные, южные и иногда (если циклон идет почти с юга) восточные ветры. Переход ветра на эти направления при его одновременном усилении также может служить признаком предстоящего ухудшения погоды. Народные приметы говорят: «если ветер дул с одной стороны, а потом вдруг переменился и стал дуть с другой стороны — скоро будет дождь»; «если ветер дует с юга — летом к ненастью, зимой — к теплу»; «гнилой юго-западный ветер надует дожди» (если циклон идет с северо-запада); «юго-восточный ветер — плаксун, плачет, дождь приносит»; «когда дым идет на запад (восточный ветер) — хорошая погода кончилась».
     
      4. Давление. Если стрелка барометра-анероида при постукивании по стеклу прибора заметно поворачивается влево, то это является очень важным признаком приближения циклона.
     
      5. Влажность воздуха. Имеются народные приметы, основанные на увеличении влажности перед дождем, например: «соль волгнет (сыреет)—к ненастью», «волосы на голове делаются мягкими — будет дождь». К этой же категории примет относится и примета о том, что ласточки перед дождем летают низко; они охотятся за насекомыми, у которых при высокой влажности волоски, пушок, крылышки впитывают влагу, тяжелеют и заставляют насекомых летать ниже обычного. Однако приметы по влажности очень ненадежны: ведь влажность может быть высокой не только вблизи фронтальных осадков, но и далеко от фронтов в однородной теплой и влажной воздушной массе. Кроме того, увеличение влажности обычно становится заметным непосредственно перед выпадением дождя, когда его приближение и без того очевидно по характеру облачности.
     
      6. Световые явления. По цвету зари мы можем судить о состоянии атмосферы на расстоянии до тысячи километров от нас, притом в особенно важном для нас направлении на запад, откуда обычно «идет» погода. Одним из признаков приближающегося ненастья является красный цвет зари. Конечно, красный цвет зари может объясняться высокой влажностью той воздушной массы, в которой в данный момент находится наблюдатель. Ясно, что в этом случае красный цвет зари не предвещает никакой перемены погоды. Но если накануне вечерняя заря была оранжевой или розовой, а на следующий день приобрела багровую окраску, то здесь уже причиной может быть приближение более влажной воздушной массы с запада и можно ожидать осадков.
      Тонкие облака рассеивают солнечный свет и делают краски заката мутными, «нечистыми». Поэтому народные приметы указывают на бледный закат как на признак предстоящего ненастья: «если солнце ложится спать бледным, то завтра будет дождь», «бледная луна дает дождь».
      Не менее важными признаками являются некоторые другие световые явления в атмосфере, особенно тогда, когда все другие предвестники ненастья еще невидимы.
      Круги вокруг солнца и луны (см. рис. 17) представляют собой обычно два светлых довольно больших кольца, входящих одно в другое, с внутренним красным краем. Кроме этих двух кругов, часто бывают дополнительные круги. Все они возникают при прохождении света через ледяные кристаллы в верхних слоях атмосферы. Из таких кристаллов состоят перистые и перисто-слоистые облака теплого и иногда холодного фронта. В некоторых случаях эти облака еще незаметны, и тогда только по кругам вокруг солнца и луны можно судить о приближении ненастья. Вот почему народная примета говорит: «Луна с кругом несет воду в своем роге».
      «Венцы» вокруг солнца и луны — небольшие, почти вплотную к ним прилегающие световые кольца с наружным красным краем — возникают благодаря преломлению света в водяных каплях более низких облаков. Эти облака
      всегда видны днем, но ночью могут быть незаметны, и тогда венец вокруг луны явится важным самостоятельным признаком приближения фронта.
      Ночью, когда высокие тонкие облака не видны, об их появлении можно судить по звездам. Народные приметы говорят: «когда звезды начинают прятаться — скоро будет дождь»; «когда звезды собираются в кучи, земля скоро покроется лужами». Последняя примета совершенно правильна, несмотря на свою удивительную формулировку. При появлении тонких облаков мелкие звезды исчезают из поля зрения, а крупные как бы «расплываются», увеличиваясь в размерах. Поэтому наблюдателю кажется, что мелкие звезды «собрались в кучи» вокруг крупных.
     
      7. Электрические явления. Радиопомехи, как мы уже знаем, имеют свой суточный ход — они усиливаются днем и ослабевают ночью. В случае приближения циклона этот суточный ход нарушается, но это нарушение может быть двух совершенно различных видов.
      Если приближается теплый фронт, то радиопомехи резко ослабевают благодаря увеличению устойчивости атмосферы (теплый воздух наверху). Если же основное ненастье приходит с холодным фронтом, то его приближение создает резкое усиление радиопомех.
      Таким образом, и резкое ослабление, и резкое усиление радиопомех в период ясной погоды независимо от времени суток может служить признаком предстоящего ухудшения погоды.
      Ночью о приближении холодного фронта с грозой нам могут сигнализировать зарницы — отдаленные молнии.
     
      * * *
     
      Решая вопрос о том, какая будет погода, нужно всегда использовать все признаки вместе и никогда не полагаться только на один из них. Если все признаки — и нарушение суточного хода, и световые явления, и облака, и ветер — говорят о предстоящем ненастье, то в их правильности можно быть уверенным. Если же они противоречат друг Другу, то нужно руководствоваться самыми яркими и самыми верными из них (обычно это облака и ветер). Если же признаки согласовать друг с другом никак нельзя, то погода скорее всего не изменится вовсе.
      Следующие примеры могут показать, насколько важно всегда сопоставлять различные признаки друг с другом.
      31 мая 1948 года днем в районе Москвы в северной части горизонта появились перистые и перисто-слоистые облака, переходившие у самого горизонта в более плотные высоко-кучевые облака. Характер облачности сам по себе мог создать впечатление о приближающемся с севера циклоне или фронте. Однако ветер весь день дул с востока; это значит, что наблюдатель, ставший спиной к ветру и лицом на запад, имел бы облачность справа, а не слева от себя, как это должно быть при ухудшении погоды. Поэтому ожидать ухудшения погоды в этом случае не было оснований, и действительно, весь следующий день, 1 июня 1948 года, удерживалась ясная погода. Появившаяся 31 мая облачность образовалась внутри однородной воздушной массы и никак не была связана с фронтами.
      Другой пример. 11 июня 1949 года в районе Москвы стояла солнечная погода с обычным развитием дневной кучевой облачности и усилением ветра к полудню. К вечеру облачность стала рассеиваться, но сила ветра вопреки обычному суточному ходу к вечеру не только не ослабела, но стала возрастать. Свежий ветер дул всю ночь, и такое нарушение суточного хода ветра при юго-восточном его направлении, очень обычном для передней части циклона, могло создать впечатление о надвигающемся ненастье. Но никаких облаков на небе не появлялось, а одного признака для местного предсказания недостаточно И действительно, на следующий день ветер стих, и весь день стояла ясная погода.
      Наблюдавшееся усиление ветра было связано с циклоном, центр которого проходил значительно южнее Москвы и не дал никакого увеличения облачности.
     
      Признаки сохранения ненастной погоды
     
      Если наступил период плохой погоды, то без синоптической карты очень трудно предсказать, когда он кончится. Почти все местные признаки заметны только при хорошей погоде. Суточный ход явлений при плохой! погоде даже летом очень слаб. Видимый небосвод при низкой облачности настолько ограничен, что облака на самом горизонте находятся всего в нескольких километрах от наблюдателя и по ним можно судить о погоде только за самое короткое время. Животные забиваются в норы, и по их поведению тоже ничего сказать нельзя. Световых явлений никаких нет — небо затянуто плотной темной пеленой облаков.
      Для того, чтобы установить, что ненастье затянется или во всяком случае не прекратится в ближайшие часы, мы можем использовать следующие немногочисленные и не всегда надежные признаки.
     
      1. Облачность и осадки. Сплошная низкая облачность имеет однородный серый цвет без резко выделяющихся «клубов» или «обрывков» облаков. Дождь или снег выпадает ровно, без заметных усилений или ослаблений.
     
      2. Температура. Неизменная температура без заметного суточного хода является признаком затяжного ненастья. Резкое потепление при осадках может означать, что прошел теплый фронт, и тогда осадки могут на некоторое время прекратиться. Но коренного улучшения погоды при этом ждать нельзя — ведь еще должен пройти холодный фронт.
     
      3. Ветер. Если ветер не меняет своего направления, то это свидетельствует об устойчивости ненастной погоды, особенно если ветер дует с юго-востока, с востока или с северо-востока. Однако и переход ветра на южное и юго-западное направления не означает коренного улучшения погоды, хотя и может сопровождаться временным прекращением осадков и даже прояснениями.
     
      4. Давление. Если стрелка барометра при постукивании продолжает отклоняться влево, то рассчитывать на улучшение погоды в ближайшие часы не приходится.
      Но даже и в том случае, если стрелка остается неподвижной, это не является признаком окончания ненастья, и можно ожидать только временного прекращения осадков.
     
      5. Электрические явления. Ослабленные радиопомехи являются признаком затяжного ненастья.
     
      Признаки улучшения погоды
     
      Особые признаки коренного улучшения погоды основаны на том, что длительное ненастье приходит всегда с циклонами. Поэтому на улучшение погоды можно рассчитывать только тогда, когда мы попадем в заднюю, «тыловую» часть циклона, после которого приходит антициклон с хорошей погодой.
     
      1. Облачность и осадки. О приходе «тыловой» части циклона мы можем судить по приходу холодного фронта. При пасмурной погоде мы не можем увидеть его приближения заранее — высокие облака скрыты от нас низкой сплошной облачностью. Момент прохождения холодного фронта мы можем установить по изменению цвета облачности — серая пелена облаков становится темной и мрачной, на ее фоне иногда появляются отдельные облачные «клубы». Осадки усиливаются — дождь переходит в ливень, снегопад становится бурным, шквалистым.
     
      2. Температура. Похолодание при ненастье является очень верным признаком скорого прекращения осадков. Чем сильнее похолодание, тем надежнее этот признак.
     
      3. Ветер. Чем быстрее движется циклон, тем скорее мы попадаем в его тыловую часть. Скорость движения циклона тесно связана с силой ветра, и отсюда возникла народная примета: «сильный ветер во время дождя предвещает хорошую погоду».
      Резкий переход ветра на западное или северо-западное направление означает приход «тыловой» части циклона. В этом случае ветер обычно неровный, порывистый, и в момент прохождения холодного фронта он достигает наибольшей силы.
     
      4. Давление. Признаком коренного улучшения погоды может быть только резкое отклонение стрелки барометра при постукивании вправо.
     
      5. Электрические явления. Резкое усиление радиопомех во время продолжительного ненастья служит признаком приближения холодного фронта и последующего улучшения погоды.
     
     
      ЗАКЛЮЧЕНИЕ
     
      В этой книжке мы разобрали основные причины возникновения явлений погоды и познакомились с теми методами, при помощи которых предсказывают погоду. Предсказания погоды совершенно необходимы в народном хозяйстве, а также всем родам войск Советской Армии. В годы Великой Отечественной войны они оказали большую помощь нашей Советской Армии и Военно-Морскому Флоту.
      После войны работа синоптиков развернулась еще шире. Разрешая задачи, поставленные партией и правительством, советские синоптики добились больших успехов. Прогнозы погоды прочно входят в нашу жизнь.
      Может возникнуть вполне естественный вопрос: а нельзя ли активно вмешаться в атмосферные процессы и «управлять» погодой по своему желанию?
      Идея «управления» погодой настолько заманчива, что в США и в Западной Европе время от времени появляются шарлатаны — «делатели» дождя. В США такие проходимцы выманивают при помощи широкой рекламы деньги у легковерных фермеров. Большинство этих «опытов» ближе к уголовному кодексу, чем к науке.
      В действительности проблема «управления» погодой чрезвычайно сложна и наука еще далека от ее решения. В различных странах делалось много попыток вызвать искусственный дождь из уже образовавшихся естественных облаков путем сбрасывания с самолетов наэлектризованного песка, искусственного льда и т. д. Опыты по получению искусственного дождя или снега проводились пока только в ограниченных масштабах и стоили сравнительно дорого, но возможность такого воздействия на погоду доказана, и поэтому в ближайшие годы можно ожидать реальных результатов, имеющих практическое значение для сельского хозяйства.
      Более реальное значение имеют опыты с рассеиванием туманов на аэродромах при помощи нагревания воздуха (нефтяными горелками и другими средствами). Практическая ценность таких опытов, несмотря на их очень ограниченное местное действие и дороговизну, определяется их назначением — обеспечить безопасность полетов; в этих случаях большие расходы имеют второстепенное значение.
      Одной из основных причин, затрудняющих «управление» погодой, является то, что погода в одном каком-нибудь месте очень тесно связана с погодой во всех окружающих районах. Поэтому, чтобы существенно изменить погоду, нужно воздействовать на нее сразу на очень большом пространстве, охватывающем подчас большие части земного шара. Для эффективного и быстрого воздействия на погоду на таких громадных пространствах требуется затрата громадного количества энергии. Возможно, что использование атомной энергии откроет в этом отношении совершенно новые перспективы.
      Великой заслугой советских ученых является все растущее использование атомной энергии как в интересах ограждения безопасности нашей Родины, так и в мирных промышленных целях.
      В советском обществе наука впервые в истории человечества поставлена на службу народу, строящему коммунизм. В СССР все достижения науки являются общенародным достоянием, их широкое внедрение в народное хозяйство обеспечивает неуклонный технический и экономический прогресс, дает возможность Советскому государству успешно разрешать крупнейшие народнохозяйственные проблемы.
      Основная задача, над которой работает наша наука,— использование ядерной энергии в мирных целях на благо народа.
      Выдающийся английский ученый и известный прогрессивный деятель Джон Бернал говорит, что «в капиталистических странах судьба науки находится в руках тех, чья цель состоит в том, чтобы уничтожать и мучить людей во имя увеличения и сохранения своих собственных прибылей».
      Только в нашей, социалистической стране, где основным экономическим законом является обеспечение максимального удовлетворения постоянно растущих материальных и культурных потребностей трудящихся, созданы все условия, позволяющие широко использовать атомную энергию для технического прогресса и увеличения общественного богатства.
      Широкие мероприятия по развитию наблюдений, упорная работа советских ученых-метеорологов и, главное, то внимание, которое Коммунистическая партия и Советское правительство уделяют метеорологической службе, служат залогом успешного разрешения проблемы точного предсказания погоды.
      Несомненно, что не в столь отдаленном будущем и сложный вопрос «управления» атмосферными процессами будет разрешен советской наукой.