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.
Рис. 9.
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.).
Рис. 10.
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.
Наши предки, кроме примет о погоде, использовали для прогнозов и своеобразные «барометры». Древнейшим на Руси был еловый «барометр», который и в наше время широко используется.
Установлено, что можжевельник и ель очень чутки к изменениям погоды. Выпиленный из сухой ели или можжевельника стволик с длинной веточкой очищают от коры и прикрепляют к стенке так, чтобы веточка «ходила» в горизонтальном направлении. Напротив конца веточки прибивают пластинку с расчерченными линиями (рис. 10). Годичные слои и сучья ели и можжевельника по-разному впитывают в себя влагу: наружные слои вбирают ее больше, чем внутренние. Если влажность уменьшается, особенно перед сухой жаркой погодой, наружные слои быстро просыхают (поэтому сухие ветви ели поднимаются), сук заметно идет вверх к стволу — обязательно прояснится, будет хорошая погода; при увеличении влажности наружные слои набухают и сук опускается, заметно идет вниз к стволу: жди ненастной погоды с осадками. В зависимости от длины сука амплитуда колебания может достигать до 25 см.
Какая нас ожидает погода завтра, можно узнать, если внимательно присмотреться к Луне, звездам. Об этом нас «уведомит» и заходящее Солнце. Предсказывать погоду можно по облакам и ветру, по цвету зари, радуги и другим явлениям в атмосфере. Явления, происходящие в атмосфере, которые служат предвестниками изменения погоды, принято называть местными признаками погоды. Среди них есть такие, которые расскажут о дне завтрашнем, а есть и такие, по которым можно судить о погоде на более длительный срок.
Пытаясь предсказать погоду, помните: никогда не составляйте прогноз погоды по одному признаку, необходимо сделать несколько разнородных наблюдений и сравнить их. Если все признаки подтверждают друг друга, то прогноз приобретает большую вероятность; если различные признаки противоречат друг другу, то следует обратить внимание на то, какие из них выражены резче (обычно, это облака и ветер). Когда признаки не согласуются, вероятность правильного предсказания уменьшается.
Местные признаки позволяют дать прогноз погоды на несколько часов вперед (6… 12 часов), а иногда на сутки и более. Основную роль в правильном прогнозе играют внимательность наблюдателя, умение разобраться в признаках перехода погоды, научное понимание взаимной связи между различными явлениями погоды, а также практический опыт. Любой признак можно привести к ошибочному выводу, если его использовать изолированно от других, не учитывая общего хода изменения погоды.
Что же следует понимать под выражением «изменение погоды»?
Погода меняется непрерывно, и почти не бывает двух дней с совершенно одинаковой погодой, обязательно какие-нибудь значения ее элементов изменятся. Поэтому мы будем различать несколько основных типов погоды и считать их неизменными.
Первый тип — ясная, сухая, без осадков погода (летом теплая и жаркая, зимой морозная). Облака не затягивают всего неба и лишь днем временами закрывают солнце. Наблюдается такая погода обычно в антициклоне.
Второй тип — неустойчивая погода: то с прояснениями, то с сильными ливневыми дождями и грозами или снежными метелями. Она наблюдается в холодной воздушной массе, в тыловой части циклонов, но может наблюдаться и на периферии антициклонов.
Третий тип — пасмурная, без сильных осадков погода. Слоистые или слоисто-кучевые облака затягивают все небо, но без сильного дождя или снега, иногда с моросью или туманом.
Такая погода типична для теплой воздушной массы в теплом секторе циклона или в отрогах антициклонов, особенно зимой и в осеннее время года.
Четвертый тип — ненастная погода с обложным продолжительным дождем или снегом, приносимыми циклонами.
Дальше мы расскажем о местных признаках, указывающих на переход погоды от одного типа к другому.
Признаки ясной, сухой погоды
В зимние ночи небо ясное, но в понижениях рельефа возможен туман: днем он поднимается, рассеивается, небо остается безоблачным. Летом или ясно, или часам к 10 утра появляются небольшие, разбросанные по небу, как клочья ваты, кучевые облака «хорошей погоды» (табл. 1). К 15…16 ч количество их увеличивается, а к вечеру они бесследно исчезают.
Если кучевых облаков нет, небо остается весь день безоблачным, — это говорит о том, что будет устойчивая, сухая, очень теплая и даже жаркая погода.
Летом, в ясные ночи, воздух сильно охлаждается, возникают невысокие, стелющиеся по земле туманы, обычно над болотами, речками, лощинами, низинами. После восхода солнца ночной туман поднимается и иногда превращается в разорванную слоистую облачность. Утро кажется пасмурным, предвещающим ненастный день, но к 9…10 ч облачность рассеивается, снова сияет солнце. Ночной туман характерен для установившейся ясной погоды.
В ясную погоду хорошо выражен суточный ход температуры воздуха. Она повышается от восхода солнца до 14… 15 ч, а затем непрерывно понижается до утра следующего дня. Ночью в лесу и на холмах теплее, чем в поле и в низменностях. Зимой мы ощущаем, как к утру «крепчает» мороз.
