Сам себе синоптик

Кучево-дождевые, ливневые или грозовые облака — быстро растущие до больших высот мощные облачные массы в виде горы или огромной башни, верхняя часть которой оледеневает, то есть капли воды преобразуются в кристаллики. Пик облака обычно выравнивается и приобретает форму наковальни или огромного пера. Высота основания — в пределах от 0,4 до 1,0 км. В умеренной зоне верхняя граница облаков достигает 11…12, иногда 14 км, в тропической — 16…18 км, а в тайфунах даже 18…21 км. Этим облакам сопутствуют проливные дожди или штормы, поэтому их часто называют грозовыми тучами.

Ознакомиться с видами и формами облаков можно по специальному Атласу облаков [8]. Однако для правильного определения высоты и формы облачности необходима многолетняя практика наблюдений.

Наблюдая за облачностью, важно на глаз определить по десятибалльной шкале степень покрытия неба. Чистое небо — 0 баллов. Ясно, на небе нет облаков. Если закрыто облаками не более трети небесного свода — 3 балла, малооблачно. Облачно с прояснением — 4 балла. Это значит, что облака покрывают половину небесного свода, но временами их количество уменьшается до «ясно». Когда небо закрыто наполовину, облачность 5 баллов. Если говорят «небо с просветами», имеют в виду, что облачность не менее 5, но и не более 9 баллов. Пасмурно — небо полностью покрыто облаками, без единого голубого просвета, облачность 10 баллов. Высота облаков нижнего яруса (до 2500 метров) определяется визуально или с помощью приборов (прожектор, шар-пилот).

При глазомерной оценке высоты облаков выбирают на нижней поверхности облачного покрова хорошо заметный на общем фоне участок, расположенный по возможности выше 45° над горизонтом и определяют его высоту над землей. Рекомендуется при этом переводить взгляд с наблюдаемого участка облака на предметы, расстояния до которых известны, и определить высоту облака путем сравнения ее с этими расстояниями. Более точными являются глазомерные определения, когда вблизи пункта наблюдения имеются подходящие высотные ориентиры, возвышенности, вышки, радиомачты и т. д. По закрытию верхней части этих предметов можно легко и правильно определить высоту нижней границы облаков.

Надо уметь «читать небо», разбираться в облаках, различать те из них, с которыми связаны длительные и значительные перемены в погоде, и те, которые несут кратковременные изменения или, наоборот, не предвещают перемен в погоде.

В основе многих примет погоды лежат изменения атмосферного давления.

Что же такое атмосферное давление?

Как ни легок воздух, но он, как и всякое другое вещество, имеет массу. Оказывается, масса 1 м³ сухого воздуха составляет 1 кг 300 г. Воздух в 770 раз легче воды. Значит, воздух, содержащийся в литровой бутылке, имеет примерно такую же массу, как наперсток воды.

Хотя масса воздуха и невелика, но сила, с которой вся толща атмосферы давит на земную поверхность, огромна. Столб воздуха от поверхности Земли до верхней границы атмосферы давит на каждый квадратный сантиметр с силой 1 кг. Таким образом, на человеческую ладонь, площадь которой примерно 150 см ², воздух давит с силой, равной массе Двух взрослых мужчин. Наш организм приспособлен к такому давлению, потому что тело человека тоже содержит воздух, который уравновешивает давление извне.

Установлено, что на уровне океана при температуре воздуха 0° C ртуть в трубке поднимается на 760 мм рт. ст. (101,3 кПа). Давление при таких условиях называется нормальным атмосферным давлением.

В соответствии с Конвенцией об обязательном применении стандартов СЭВ у нас в стране Госстандарт СССР принял постановление о введении с 1 января 1980 г. стандарта СЭВ 1052-78 «Метеорология». Единицей измерения давления, в том числе и атмосферного, в этом стандарте является паскаль (Па) — ньютон на метр квадратный (ньютон — единица силы в системе СИ). Привычная нам величина атмосферного давления в 760 миллиметров ртутного столба соответствует 101300 Па = 1013 гПа = 101,3 кПа (паскалей). Но передавать по радио или публиковать данные, выраженные шестизначными цифрами, неудобно. Поэтому сведения об атмосферном давлении передаются в гектопаскалях — единицах, в сто раз больших. Тогда 750 миллиметров ртутного столба будут соответствовать 1000 паскалей.

Изменение давления тесно связано с изменением температуры воздуха. Воздух при нагревании расширяется. Теплый воздух легче холодного. Поэтому 1 м³ теплого воздуха на одной и той же высоте весит меньше, чем 1 м³ холодного. Следовательно, и давление теплого воздуха будет меньше, чем холодного.

Изменяется давление при подъеме вверх. Это происходит потому, что с высотой воздух становится менее плотным — разреженным. При поднятии на 10 м атмосферное давление понижается приблизительно на 1 мм. Если, например, от уровня океана подняться на высоту 1000 м, то давление будет 660 мм ртутного столба.

Понижение атмосферного давления позволяет определять с помощью барометра высоту места над уровнем моря. Есть несколько видов барометров, но чаще всего используют ртутный или металлический (анероид).

Однако ртутный барометр неудобен для пользования в походах и экспедициях. Для этих целей гораздо удобнее анероид (рис. 9). Он имеет металлическую коробочку, круг со шкалой и две стрелки — латунную, которую можно передвигать (поворачивая головку), и черную, которая движется по кругу в зависимости от давления. На круге есть шкала с цифрами от 71 до 81, возрастающими слева направо. Эти цифры показывают величину давления в миллиметрах. На шкале барометра имеются надписи: «буря», «дождь», «переменно», «ясно», «засуха».

Главная часть барометра — металлическая коробочка, из которой выкачан воздух. От сплющивания атмосферным давлением она предохраняется сильной пружиной. Колебание атмосферного давления действует на дно и крышку коробочки. Когда давление воздуха увеличивается, крышка коробки немного вдавливается (прогибается) и черная стрелка, которая при помощи рычажков соединена с крышкой, движется вправо, в сторону больших чисел; когда давление падает, то крышка выпрямляется (выгибается) 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. Изменение давления говорит о том, что погода начинает меняться. Если барометр «падает» (то есть давление воздуха понижается), это значит, что над нами в верхних слоях атмосферы проходят теплые массы воздуха. Теплый воздух содержит в себе много влаги. Появятся облака, а потом возможны и осадки.

Если нет барометра, то его можно сделать самому. Для этого в бутылку наливают две трети воды, горлышко закрывают пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка (конец ее должен погрузиться в воду). Затем запечатывают трубку сургучом. Барометр готов. На ясную погоду вода в трубке будет опускаться, на ненастную — подниматься. Чтобы барометр работал правильно, нужно залить горлышко бутылки сургучом в такой день, когда анероид показывает нормальное давление — 101300 Па (760 мм. рт. ст.).

Для этой цели можно также использовать перегоревшую электрическую лампочку. Достаточно просверлить в ее цоколе отверстие диаметром 2–3 мм и до половины заполнить стеклянный баллончик водой. Самодельный барометр следует повесить между оконными рамами (лучше на северной стороне). Этот несложный прибор очень чутко реагирует на изменения погоды. Если внутренние стенки лампочки покрылись плотным туманом — завтра будет облачно, без осадков. Если же на стенках появились полосы мелкой росы — это признак переменной облачности. В случае, если сверху образовались крупные капли росы, ожидайте грозового дождя. О таком простом по устройству барометре рассказал (см. газету «Правда Украины» от 12 сентября 1975 г.) инженер из Хабаровска П. Строкач. Он сообщил, что такой барометр уже служит пятнадцать лет и ни разу не ошибся в прогнозах.