Фейерверки в небе
Как распознать грозовое облако?
Гроза — захватывающий спектакль природы. Если наблюдать ее из укрытия, то сверкание молний и грохот грома не менее увлекательны, чем грандиозный фейерверк. Начинается гроза с воздушного столба, образующего высокое, быстро набухающее белое облако, похожее на кочан цветной капусты. Грозовые облака — великаны среди обычных кучевых, их толщина доходит до 10 км. Внизу грозовое облако плоское, оно все раздается вверх и в стороны. Когда верхняя его граница достигает стратосферы, облако как бы сплющивается и, вытягиваясь по направлению ветра, принимает форму наковальни. Поднимается ураганный ветер, сверкают молнии, гремит гром. Это сопровождается ливнем.
Грозы возникают обычно в высоких мощных кучевых облаках, верхняя часть которых часто под влиянием ветра сплющивается и вытягивается, принимая форму наковальни.
Что такое молния?
Молния — это электрический разряд большой мощности. Электрическое напряжение возникает в облаках в результате трения молекул, Подобное явление можно наблюдать, если расчесывать волосы эбонитовым гребнем. Волосы и гребень заряжаются электричеством, пока заряд не достигнет такой силы, что между ними начинают проскакивать искры и слышится потрескивание. Ветер внутри грозового облака перемещается вверх и вниз с большой скоростью. Капельки воды, пылевые частицы и кусочки льда трутся друг о друга, отталкиваясь или разбиваясь, при этом нарастает напряжение электрического поля. Когда его напряжение достигает определенной силы, то возникает цепная реакция — происходит разряд, сверкает молния.
Мы и сами можем смоделировать молнию, пусть миниатюрную. Опыт следует производить в темном помещении, иначе ничего не будет видно. Нам потребуется два продолговатых воздушных шарика. Надуем их и завяжем. Затем, следя, чтобы они не соприкасались, одновременно натрем их шерстяной тряпочкой. Воздух, наполняющий их, электризуется. Если шарики сблизить, оставив между ними минимальный зазор, то от одного к другому через тонкий слой воздуха начнут проскакивать искры, создавая световые вспышки. Одновременно мы услышим слабое потрескивание — миниатюрную копию грома при грозе.
Молнию и гром мы можем смоделировать сами. Если два надутых воздушных шарика потереть друг о друга и сблизить, то между ними проскочит искра и послышится легкое потрескивание.
Как возникает гром?
Температура молнии достигает 30 0000С. Она так сильно разогревает окружающий воздух, что он стремительно расширяется и с грохотом преодолевает звуковой барьер, подобно сверхзвуковому реактивному самолету. Грохот этот доходит до нас, и мы говорим: гремит гром.
Вспышка молнии распространяется в воздушной среде со скоростью света, так что мы видим ее практически в то же мгновение, когда происходит разряд, а грохот расширяющегося воздуха пролетает километр приблизительно за три секунды. Чтобы узнать, на каком расстоянии от нас ударила молния, надо сосчитать секунды между ее вспышкой и раскатом грома. Количество секунд поделить на три. Если, к примеру, гром мы услышали через шесть секунд после вспышки молнии, значит, молния ударила в двух километрах от нас.
Если вы попали в грозу, примите меры предосторожности. Помните — молния всегда бьет в самую высокую точку на местности, поэтому опасно оставаться на открытом пространстве и нельзя прятаться под одиноко стоящим деревом. Купаться во время грозы не рекомендуется. Лучше всего укрыться в здании, имеющем громоотвод, или в салоне автомобиля, шины которого изолируют нас от поверхности земли.
Картины на небе
Откуда берутся краски неба?
Солнечный свет не белый, он смешение различных цветов — красного, оранжевого, желтого, зеленого, голубого, синего и фиолетового. Это можно доказать, направив луч солнца на стеклянную призму. Цвета разложатся на составные части, мы получим спектр, Каждый отдельный цвет спектра имеет волну определенной длины. Наибольшая — у красного цвета, наименьшая — у фиолетового.
Молекулы воздуха, водяного пара и частички пыли, подобно призме, разлагают белый солнечный свет на цвета спектра.
Цвет безоблачного неба по большей части голубой. Почему не красный или не зеленый? Когда лучи солнца пронизывают воздушную оболочку Земли, то в ней, как в призме, они преломляются молекулами воздуха, водяного пара и частицами пыли, причем коротковолновые части спектра отклоняются наиболее сильно. Так что, когда небо голубое, до наших глаз прежде всего доходит коротковолновый свет. Небесная лазурь говорит о том, что воздух чист и сух и стоит хорошая погода.
При восходе и на закате солнца до нас доходит прежде всего длинноволновый свет: оранжевые, красные и пурпурные лучи.
При восходе и на закате солнца лучи его падают на воздушную оболочку Земли под острым углом. Они проделывают в атмосфере куда более долгий путь, чем в полдень, сталкиваясь со множеством молекул и частиц, цвета с короткой длиной волны почти полностью отражаются, и до нас доходят лишь длинноволновые. Этот свет обладает разными оттенками красного. На утренней заре мы называем его алым, на закате — пурпурным. Когда же эти цвета окрашивают заснеженные вершины гор, мы говорим о пылающих горах.
Краски восхода и заката отражаются на скалах и на снегу горных вершин.
Почему на небе иногда появляются радуги?
Если в небе раскидывается радужный полукруг, это значит, что капли дождя, как призма, разложили солнечный свет на составные части. Случается это обычно тогда, когда солнце светит сквозь еще падающий дождь. Однако красивую многоцветную ленту, большой дугой опоясывающую небо, мы видим только тогда, когда солнце у нас за спиной. С самолета радуга выглядит замкнутым кругом.
Радуга возникает благодаря преломлению солнечного света в дождевых каплях. В ней различаются цвета: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Последовательность цветов спектра легко усвоить, запомнив фразу, где первая буква каждого слова указывает на соответствующий цвет: Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан.
Тропические вихри
Что такое ураган?
К опаснейшим явлениям природы относятся тропические вихри, которые в Америке называют торнадо, в странах Тихого океана — тайфунами, в Бенгальском заливе — циклонами, а в Австралии — вилли — вилли.
Возникают они обычно в конце лета, когда море и воздух над ним наиболее прогреты. Жаркое солнце испаряет огромные массы воды. Влажный воздух быстро поднимается вверх. Притекающий на его место более прохладный воздух с периферии начинает вращаться, как вода, уходящая в водосток. Возникает вихрь, похожий на гигантскую воронку. В центре ее, в так называемом «глазе урагана» диаметром до 35 км, продолжается вертикальное восхождение согретого воздуха, но там совершенно безветренно, небо безоблачно. Вокруг же «глаза» с оглушительным ревом бушуют штормовые ветры, скорость которых доходит до 400 км/ч. Ширина полосы, захваченной ураганом, достигает 400–600 км. Достигнув берегов, ураган наносит колоссальный ущерб: с корнем вырывает деревья, разрушает дома, корежит и валит мачты электролиний, переворачивает и даже поднимает в воздух автомашины. Не обходится и без человеческих жертв. Через несколько дней такой ураган покидает районы, где уже нет той массы теплого влажного воздуха, необходимого ему, чтобы поддерживать свою мощь. На суше он обычно быстро «умирает». Ныне с помощью самолетов — наблюдателей, с помощью радаров и искусственных спутников отслеживается путь этих ураганов, чтобы своевременно предостеречь население регионов, которым он может угрожать.
При урагане над теплыми участками моря поднимается нагретый воздух. Перемещаясь возле поверхности Земли, он начинает вращаться. Возникает вихрь в форме большой вороний.
На фотографии вы видите ураган, бушующий над штатом Флорида в Соединенных Штатах Америки. Такие тропические ураганы возникают особенно часто в Центральной Америке. Скорость их достигает иногда 200 км/ч.
Что такое смерч?
Как и ураган, смерч — мощный вихрь, который особенно часто посещает южное побережье Северной Америки. Это стремительно вращающийся воздушный столб диаметром всего несколько сот метров.
При смерче не теплый воздух поднимается вверх, а холодный из высоких слоев атмосферы опускается вниз. Из грозового облака к земле вытягивается воронка, состоящая из водяного пара и воздуха, так называемый «хобот смерча». Со скоростью от 50 до 100 км в час он несется над сушей, втягивая в свое вращение и круша все, что попадается на пути. Иногда смерчи наблюдаются и над морем.
Смерч бушует от нескольких секунд до нескольких часов. В то время как путь урагана можно точно проследить, предсказать смерч сегодня практически невозможно.
Погода на планете
Что такое климатические зоны?
Погода в отдельных районах мира может меняться ежедневно. Другое дело — климат. Многие годы существуют сухие области пустынь, покрытые вечными льдами полярные регионы, тропические джунгли, плодородные пастбища и долины. Усредненные природные условия, наблюдаемые в определенной области за определенный период времени, например за месяц или год, называются климатом.
Землю опоясывают широкие области с приблизительно одинаковым климатом. Это климатические зоны. Можно поделить Землю на пять основных зон: две полярные, поблизости от Северного и Южного полюсов, две умеренные, в одной из которых находится большинство европейских стран, и тропическая по обе стороны экватора.
Во всех этих зонах от климата зависит растительный и животный мир. На рисунке климатические зоны схематически изображены как широкие, опоясывающие всю Землю полосы. В действительности в их границах находятся и суша, и море. Слева показаны основные растения, произрастающие в этих зонах, справа — животные, обитающие там.