Я познаю мир. Естествознание

Одним из самых важных свойств воздуха является влажность. Даже над пустыней воздух не бывает совсем сухим. Вода испаряется с поверхностей морей, океанов, рек и озер. Это приводит к тому, что в воздухе постоянно содержится около 4% воды.

Вода не может испаряться все время. Воздух на определенном этапе перестает принимать в себя водяные пары. Такая предельная влажность воздуха считается 100%. Если говорят, что относительная влажность воздуха 75%, это значит, что воздух на три четверти (75%) исчерпал свои возможности по насыщению водой.

От влажности часто зависит состояние людей. Если воздух сухой, испарение воздуха через выдыхание идет быстрее, чем во влажном воздухе. При таких условиях человек замерзает быстрее. Чем быстрее испарение, тем больше охлаждается тело. Для того чтобы человек чувствовал себя хорошо, нужно чтобы воздух был насыщен влагой на 40–60% от возможного, то есть его относительная влажность должна быть 40–60%. Однако зимой в наших домах, школах и других помещениях влажность редко бывает выше 20%. Такие условия не прибавляют здоровья людям.

В ясную, холодную ночь листья, трава и другие предметы охлаждаются так сильно, что воздух, который соприкасается с ними, уже не может удерживать содержащийся в нем пар, и часть его выпадает в виде капель воды, которые мы называем росой. Если температура совсем низкая, то замерзшая роса называется инеем.

Как солнце влияет на погоду?

Погода во всем мире постоянно меняется, и в этих изменениях участвуют солнечное излучение, влага и воздух. Солнце вызывает изменения во влажности воздуха и различия в атмосферном давлении в разных точках Земли. Поэтому возникают ветры, которые переносят над сушей водяной пар, образовавшийся над поверхностью океана или озера.

Схема циркуляции атмосферы

Если бы Земля не вращалась вокруг своей оси, большая часть теплого воздуха поднималась бы в районе экватора, в самой жаркой части Земли. Причиной подъема более теплого воздуха, как мы уже знаем, служит его расширение при нагревании. Холодный воздух спускался бы к поверхности, в основном около полюсов.

Вращение планеты вызывает смещение поднявшегося над экватором воздуха, и через некоторое время он движется уже не на север, а почти точно на восток. В этих районах образуются области высокого давления, потому что там происходит накопление воздуха. Отсюда воздух начинает двигаться к северу, и это служит причиной возникновения западных ветров. А там воздух, который возвращается к экваторам, становится северо–восточным и юго–восточным пассатом. Эти два знаменитых ветра сталкиваются в районе экватора и вызывают штиль.

Воздух вблизи экватора нагревается в основном потому, что соприкасается с теплой водой. Это делает его очень влажным. По мере того как влажный воздух поднимается вверх, он расширяется и охлаждается, поэтому высоко в воздухе как бы выпадает роса. Образовавшиеся маленькие капельки воды мы видим как облака. Если воды накапливается слишком много, она проливается на землю в виде дождя. Часто в области экватора обрушиваются колоссальные ливни.

Вода из пара не может превратиться в капельки просто в воздухе. Для того чтобы это произошло, необходимо присутствие в воздухе маленьких частиц, например пыли. В качестве таких тел, вокруг которых формируются капельки росы, могут выступать бактерии, споры и пыльца растений или кристаллики соли.

Вода в облаках остается водой, даже если температура опускается до минус 50°С. Это странно, ведь вода замерзает при нуле. Вода не превращается в лед до тех пор, пока не появится какой–нибудь предмет, например самолет. Мгновенно эти переохлажденные капельки превращаются в лед и, накопившись в большом количестве, могут вызвать обледенение самолета, и он станет слишком тяжелым.

Воздух вблизи экватора нагревается в основном потому, что соприкасается с теплой водой

Обычно все же капельки воды превращаются в ледяные кристаллы при температуре около минус 30°С. Из таких кристаллов льда состоят перистые облака, которые, как правило, находятся на большой высоте. Если эти кристаллы падают вниз, они проходят сквозь слои с переохлажденными капельками воды. Это вызывает рост кристаллов льда, и они превращаются в шестилучевые снежинки.

Но этот рост происходит по–разному, поэтому, несмотря на огромное количество снега, в нем нет двух одинаковых снежинок.

В том случае, когда падающий дождь проходит через холодный слой воздуха, капли его замерзают и покрывают льдом дома, провода, растения, почву.

Часто в теплое время года можно попасть в грозу, которая бывает в жаркие, душные, влажные дни лета. Летом нагревающийся влажный воздух поднимается вверх, и в результате образуются высокие кучевые облака, которые могут принимать форму грибов, хлопьев или волн. В верхней части облака капельки воды превращаются в снежинки и облака превращаются в грозовые. Движущийся вниз поток увлекает снежинки, которые превращаются в дождь. Если эти капельки снова поднимаются вверх, они могут там замерзнуть и превратиться в град.

Как возникают бури?

Иногда воздух оказывается слоеным – в нем на разной высоте чередуются слои теплого и холодного воздуха. В таких условиях теплый воздух может подниматься с огромной скоростью и начать вращаться. Образуется облако, имеющее форму воронки. Такой шквал называется торнадо или смерч.

Так как торнадо вращается с огромной скоростью, в центре воронки давление сильно падает. Если центр торнадо пройдет над домом, в котором окна и двери закрыты, то строение словно взрывается. Несмотря на страшную силу, торнадо обычно существуют очень недолго и проходят по небольшой площади. Поэтому шанс пострадать от торнадо очень невелик.

Торнадо

В тихих солнечных местах океана рождаются ураганы. Влажность воздуха в таких местах очень высока, а испарение с поверхности океана огромно. Ураганы, рождающиеся в Тихом океане, обычно называют тайфунами.

Часть тропического воздуха нагревается быстрее, поднимается вверх, начиная вращаться и затягивать соседний воздух. Вихрь продолжает усиливаться и разгоняться вокруг центра, где совсем тихо. Ураганный ветер может дуть на полосе шириной от 50 до 150 километров и более, а сам ураган двигается со скоростью около 15 километров в час.

Много ураганов рождается в августе, сентябре и октябре в Карибском море, но большинство из них не достигает суши. Ураган, который достиг берега, начинает ослабевать. Во время урагана идут сильные ливни. Когда подходит центр шторма, ветер может совершенно стихнуть, может появиться солнце. Многие думают, что шторм прекратился. Но вслед за этим шторм приходит с противоположной стороны.

О приближении урагана можно узнать по облакам особой формы или по особым волнам, которые идут на расстоянии 700–1500 километров впереди урагана.