Рекорды по очень сильным кратковременным ливням держит Северная Америка. В США в штате Монтана в июле 1956 года за минуту выпал 31 миллиметр дождя. Если бы он час продолжался с такой же интенсивностью, то осадков выпало бы почти два метра. В этих же местах отмечен рекорд интенсивности дождя сравнительно большой продолжительности — за 42 минуты выпало 305 миллиметров. Южной Америке принадлежат рекорды по самой большой продолжительности дождей — на юге континента в среднем 325 дней в году непрерывно идет дождь и только 40 дней стоит относительно сухая погода.
После перечисления всех этих водных рекордов даже страшно приводить цифры, характеризующие осадки в пустынных районах.
В аридных районах за год выпадает 100–200 миллиметров осадков (за год!), а в экстрааридных, то есть в самых засушливых пустынях, — 20–30 миллиметров, а то и еще меньше. Эти цифры можно считать первым важным дополнением к нашему ответу на вопрос «Что такое пустыня?»… И к этим трагическим цифрам, как говорится, ничего уж ни добавить, ни убавить. Конечно, 200 миллиметров осадков для северных районов не столь трагичная цифра. Но для жарких стран это вообще ничто…
Теперь посмотрим на составленную метеорологами таблицу распределения осадков в зависимости от географической широты. Чтобы не загромождать страницы цифрами, мы не будем воспроизводить всю таблицу целиком, а рассмотрим ее предельно упрощенный вариант. Представьте себе, что вы двигаетесь от Северного полюса к Южному и через каждые 10 градусов северной или южной широты, то есть примерно через каждые 1100 километров, определяете среднее количество осадков для пройденного района, ограниченного двумя параллелями.
Итак, мы стартуем на Северном полюсе и движемся на юг, записывая в таблицу количество осадков в миллиметрах:
190―260―470―720―780―770―700―1170―1920 — сейчас мы пересекаем экватор, переходим в южное полушарие и продолжаем двигаться на юг — 1470―1290―850―920―1020―970―670―250―110. Стоп! Мы на Южном полюсе, экспедиция завершена.
В этой таблице зашифрован секрет образования пустынь, и не нужно больших усилий, чтобы открыть его. По мере движения от полюса к экватору как со стороны Северного полюса, так и со стороны Южного количество выпадающих осадков увеличивается. И это легко объяснить — чем ближе к экватору, тем интенсивнее идут процессы испарения и тем больше влаги возвращается на землю. Но вот в нашем продвижении к экватору наступает момент, когда количество осадков вместо того чтобы расти, начинает падать. Так, по мере движения от Северного полюса на юг после района, где выпадает 780 миллиметров влаги, идет область, где выпадает уже 770 миллиметров, затем 700 миллиметров и лишь после этого уровень осадков опять увеличивается до 1170 миллиметров. Примерно то же самое происходит и в южном полушарии. Двигаясь от Южного полюса к экватору, вы после области с уровнем осадков 1020 миллиметров попадаете в область, где выпадает 920, затем 850 и лишь после этого 1290 миллиметров влаги. Именно в этих областях, расположившихся несколько южнее и севернее экватора, из-за сравнительно невысокого уровня осадков и появились пустыни. Появились, конечно, они не сразу и не в один прием. И не только низкий уровень осадков определил ход процесса, но и такие факторы, как рельеф местности, ее геологическая структура, наличие мощных водных потоков с гор или из озер, близость океана и другие. Именно из-за влияния всех этих факторов пустыни не получились в виде ровных непрерывных полос, они имеют сложную форму, разорваны горными массивами или плодородными землями. Но все же везде, где это только было возможно, шел главный процесс, приводивший к опустыниванию: уменьшался уровень осадков в обширных районах к северу и югу от экватора. И такое уменьшение осадков было вызвано именно тем, что в процессе своего круговорота влага движется не только вверх-вниз, но и вправо-влево.
В районе экватора, где солнце особенно сильно нагревает океаны и сушу, происходит очень активное испарение влаги. И нагретые водяные пары интенсивно движутся вертикально вверх. Горизонтальные перемещения приземных слоев атмосферы в экваториальной области минимальны, образуется область штилей и непостоянных слабых ветров, с легкостью меняющих свое направление. Теплый влажный воздух, поднявшийся вверх в районе экватора, несколько охлаждается на значительных высотах и часть влаги, сконденсировавшись, выпадает на землю в виде тропических ливней. В то же время огромные массы влажного воздуха, нагретого в районе экватора, начинают в верхних слоях атмосферы смещаться к северу и к югу. А затем в верхних слоях возникают антипассаты — воздушные потоки, направленные «вверх» и «вниз» от экватора.
Правда, антипассаты недолго следуют прямым курсом на север и на юг, в более прохладные края. В их судьбу вмешивается еще одна и, надо сказать, тоже достаточно могучая сила: вращение Земли. Земля, вы, конечно, помните, если смотреть на нее со стороны Северного полюса, вращается против часовой стрелки. Из-за вращения Земли антипассаты будут постепенно отклоняться от своего начального курса и постепенно поворачивать, направляясь вдоль параллелей. То есть, увлекаемые движением Земли, они будут смещаться параллельно экватору. Но поскольку сам антипассат имеет свою собственную начальную силу, то его так сразу с пути не свернешь — окончательный поворот вдоль параллелей происходит на расстоянии 3–4 тысячи километров от экватора (примерно в районе 30–40-х градусов северной и южной широт), то есть в районе субтропиков. Движение антипассатов можно сравнить со спортсменами, которые выходят из подземного помещения и, поднявшись по лестнице на поверхность спортивного поля, движутся двумя колоннами в разные стороны. Затем на некотором удалении от центра колонны начинают медленно поворачивать и в итоге идут параллельным курсом в одну и ту же сторону, но уже на значительном расстоянии от центра поля. Повернув на курс, параллельный экватору, воздушные массы, переносимые антипассатами, в районе субтропиков постепенно опускаются, еще больше нагреваются и еще дальше отходят от того состояния, когда пары конденсируются и выпадают в виде осадков.
В субтропиках в течение всего года наблюдается повышенное атмосферное давление, а в районе экватора, наоборот, пониженное. И поэтому у поверхности Земли, в нижнем слое атмосферы толщиной около двух километров возникает постоянное движение воздушных масс от субтропиков к экватору. Это пассаты. Они также постепенно отклоняются вращением Земли от своего первоначального направления и поэтому в северном полушарии дуют не южные, а юго-западные ветры, в южном полушарии не северные, а северо-восточные. Пассаты в субтропиках и тропиках создают такое устойчивое состояние атмосферы, при котором не происходит образования облаков и выпадения осадков. Облачность в этих поясах незначительна, воздух горячий и сухой.
Несколько северней, где-то между 30-м и 45-м градусами северной и южной широты, нагрев почвы и атмосферы уменьшается, что несколько способствует увеличению количества осадков. Однако в некоторых районах вмешиваются горные хребты: они препятствуют перемещению влажных массивов воздуха и оставляют многие районы без дождей. Так появляются пустыни за пределами субтропических и тропических зон. В некоторых случаях горные хребты создают такой плотный заслон перед потоками влажного воздуха, что он не доходит даже до средних широт, куда влага обычно доставляется в достаточном количестве, а кое-где и в избытке.
Правда, отобранная горными вершинами влага, казалось бы, все равно попадает в районы, куда не дошли дожди, — ее приносят туда могучие реки, сбегающие с вершин. Но, как показывают простые расчеты, замена не эквивалентна ни качественно, ни количественно. Если даже весь сток Амударьи распределить по Каракумам, то это увеличило бы осадки всего на 150 миллиметров в год. Но распределить по большой территории собранную в русло реки воду чрезвычайно трудно: требуется строительство дорогостоящих каналов и других сооружений. При этом значительная часть воды потеряется по пути.
Итак, главный виновник известен — сложные и, к сожалению, стабильные перемещения сухого и влажного воздуха, из-за которых обширные территории земного шара, получая очень мало осадков, превратились в пустыни. И еще важны температурные условия, они в разных районах различны и от них, как и от количества влаги, тоже зависит, как смогут приспособиться к данной, территории растения и животные. Давайте снова заглянем в свой бортовой справочник и по этим двум показателям — аридность и температурный режим — оценим некоторые пустыни, над которыми пролетали.
Все пустыни Австралии находятся примерно в равных условиях — осадков здесь выпадает мало, в среднем 130–160 миллиметров, температура круглый год плюсовая — в январе около 30 градусов, в июле не менее 10 градусов. Весь год тепло и в пустынях Африки, чтобы не сказать жарко. Зимние температуры для разных районов северных пустынь колеблются от плюс 10 до плюс 25 градусов, а летние от 30 до 37 градусов. Не забудьте, что это средние температуры. Во многих районах северной Сахары жара добирается до 50 градусов, а то и до 55, а это не так далеко от мирового рекорда. А вот с осадками совсем плохо. В Сахаре немало районов, где выпадает 20 миллиметров, или 10 миллиметров, или даже один миллиметр. То есть немало районов, где в отдельные годы осадков не выпадает вообще. Несколько лучше в южных африканских пустынях. Климат там значительно ровней — летом в среднем не жарче, чем 25 градусов, зимой в среднем не холоднее, чем плюс 10 градусов. И осадков выпадает чуть больше, чем в Сахаре, от 150 до 250 миллиметров. Только в пустыне Намиб выпадает 40–60, а кое-где 15–17 миллиметров влаги.
