Вопросы о погоде

19.10. Существует ли опасность радиационного облучения людей на борту самолета?

На самолетах обычного типа, летающих в нижнем слое атмосферы, опасности радиационного облучения не существует вообще. Для сверхзвуковых транспортных самолетов, летающих в нижней стратосфере, такая опасность, хотя и меньшая, чем для ИСЗ, может возникнуть только в периоды интенсивных солнечных вспышек. Международная система оповещения о таких случаях и постоянный контроль Службы Солнца за состоянием солнечной активности обеспечивают радиационную безопасность полетов самолетов в нижней стратосфере, как и ИСЗ в околоземном пространстве.

19.11. Обязательна ли герметичность теплиц для выращивания в них овощей?

Теплицы нуждаются в хорошей термоизоляции, но для достижения последней совсем не обязательна герметичность. Даже наоборот, полная герметичность теплиц, если бы она была достигнута, оказалась бы губительной для растений, которые нуждаются в обмене воздуха теплиц с наружным воздухом. Дело в том, что поглощая в процессе фотосинтеза углекислый газ из воздуха теплицы, растения за 2-3 ч полностью израсходуют весь запас газа в замкнутом пространстве теплицы и, лишившись питания, окажутся без строительного материала, необходимого им для формирования урожая. Подсчитано, что для выращивания 7 – 8 кг томатов или огурцов требуется 1 кг углекислого газа.

19.12. В чем различия климата, искусственно создаваемого в оранжереях и в теплицах?

Принципиально искусственный климат оранжерей и теплиц один и тот же. Создается он на основе использования оптических свойств стекла или полиэтиленовой пленки, обладающих способностью сохранять тепло у поверхности земли, предотвращая выхолаживание приземного слоя воздуха холодным ветром, а также пропускать солнечное излучение лучше, чем обратное тепловое излучение поверхности почвы (парниковый эффект). Однако для поддержания оптимальной для развития растений температуры, кроме естественного солнечного обогрева, необходим и искусственный обогрев (воздушный, электрический, водяной, паровой или боровой – обогрев за счет выделения тепла в процессе гниения внесенной под почву смеси навоза с ботвой или листьями). Помимо обогрева, искусственный климат формируется дополнительным искусственным освещением, увлажнением воздуха и поливом почвы. В зависимости от выращиваемых культур оранжереи имеют различный температурный режим и делятся на холодные (с температурой от 1 до 8°C), умеренные (от 8 до 15°C) и теплые (от 15 до 26°C). Умеренные и теплые оранжереи называют теплицами, в отличие от холодных, которые называются только оранжереями.

19.13. Можно ли земной климат рассматривать как «оранжерейный», формируемый под защитой атмосферы, играющей роль стеклянного или пленочного покрытия?

Да, вполне можно. Аналогия здесь полная, различия только в масштабах. Лучистый перенос тепла в атмосфере осуществляется видимым и инфракрасным излучением, которое практически не поглощается молекулами основных газов атмосферы – азота, кислорода, аргона. Непостоянные составляющие воздуха – водяной пар, углекислый газ, озон, капельки воды и кристаллики льда, – наоборот, способны активно поглощать длинноволновое излучение Земли и сравнительно свободно пропускать коротковолновое солнечное излучение. Атмосферные газы, поглощающие длинноволновое излучение, создают противоизлучение атмосферы, направленное вниз, к земле. Этим уменьшаются теплопотери земной поверхности. Эффективное излучение земной поверхности – излучение, не идущее на нагревание атмосферы, то есть не поглощенное газами, входящими в состав атмосферного воздуха, а уходящее в мировое пространство, – в среднем составляет всего около 20% излучения Земли. Оранжерейный эффект атмосферы в целом для Земли весьма значителен: он повышает температуру земной поверхности примерно на 33°C. Если бы на Земле не было атмосферы, как, например, на Луне, то средняя температура ее поверхности была бы не 15°C, а всего -18°C! (Раньше, когда не было спутниковых измерений, энергетический бюджет Земли определялся с некоторым занижением и расчетная температура земной поверхности при отсутствии атмосферы получалась еще более низкой: всего -23°C.)

19.14. Способна ли человеческая деятельность повлиять на механизм оранжерейного эффекта атмосферы?

Естественная оранжерея, создаваемая атмосферой на поверхности Земли, теоретически подвержена влиянию многих факторов, способных регулировать эффективность всей системы обмена теплом между Землей и ее атмосферой. В частности, велико значение содержания углекислого газа в атмосферном воздухе, которое имеет тенденцию постоянно увеличиваться, создавая тем самым угрозу потепления. Рост концентрации других газов, поглощающих инфракрасную или ультрафиолетовую радиацию, также способен изменять температурный режим на Земле: аммиак, фреоны, окислы азота, так же как различные аэрозоли, в последние годы поступают в атмосферу во все возрастающих количествах и требуют к себе внимания. Воздействие некоторых загрязняющих воздух веществ на озон также создает проблемы. Оценить точно возможные последствия влияния всех этих факторов пока нельзя. Поэтому реализация теоретической возможности воздействия на механизм оранжерейного эффекта в настоящее время практически неосуществима.

19.15. Каков климат жилых помещений полярников в Арктике и Антарктике?

У зимовщиков в помещениях условия далеко не стандартные. Сейчас в Арктике много поселков с домами, отапливаемыми обычными печами. Внутри домов режим температуры такой же, как внутри домов зимой в средней полосе. На научных станциях, расположенных на дрейфующих льдинах или в Антарктике, – условия иные. Можно назвать три основных вида жилья в полярных экспедициях: временные выносные «точки» летнего сезона – утепленные палатки с двойными стенками и водонепроницаемым днищем, фанерно-деревянные передвижные домики на санях, так называемые балки, с печью на жидком топливе и, наконец, стационарные домики, обогреваемые теплым воздухом от жидко-топливных печей или же электричеством.

Искусственный климат внутри палаток не обеспечивает сохранение зоны комфорта. В палатке, пока горит печка, наверху тепло, а у пола – холодно. В балках хотя и тепло, но трудно обеспечить нормальный воздухообмен и потому внутри них повышенное содержание углекислого газа. В стационарных домиках условия наиболее благоприятные, в них вполне достижим режим комфорта, но в таких домах постоянно ощущается излишняя сухость воздуха, поскольку наружный воздух в силу низких температур отличается очень незначительной абсолютной влажностью. Это становится заметным уже в первые часы пребывания внутри такого стационарного домика: отпадает необходимость пользоваться полотенцем – после умывания лицо и руки мгновенно становятся сухими. Это наиболее характерная черта искусственного климата в помещениях полярников. Вторая черта – недостаток дневного света даже летом, во время полярного дня, и его полное отсутствие зимой, во время полярной ночи.

19.16. Как в Антарктиде зимовщики строят свои жилища, оберегая их от снежных заносов?

В зависимости от места расположения станции ее жилые домики строят под снегом или, наоборот, поднимают над ним на своего рода сваях из труб, с тем чтобы снег, переносимый ветром, не заносил дома.