Водяные смерчи
Водяные смерчи выглядят как торнадо, только над водой. Однако все не так просто: хотя водяные смерчи имеют некоторые признаки торнадо, самый частый их тип – то, что мы называем «смерчем при ясной погоде». Так или иначе, горизонт водной глади, плотное облако над ним и угрожающе вращающийся столб воздуха, соединяющий их вертикально, выглядят очень впечатляюще. Поскольку водяные смерчи образуются над водой, они обычно не наносят особого ущерба; даже если вы в это время плывете на лодке или корабле, вам надо очень постараться, чтобы встать у них на пути, поскольку обычно водяные смерчи довольно невелики. Иногда водяной смерч начинает свой путь над водой, но затем выбирается на сушу. В таком случае его начинают называть смерчем или торнадо в зависимости от особенностей формирования.
Наиболее распространенный тип водяного смерча – это водяной смерч при хорошей погоде, или смерч неторнадного типа, который называется так, потому что, в отличие от торнадо, образуется не из тяжелых грозовых облаков. Эти водяные смерчи обычно довольно тонкие и длинные, скорость ветра в них не превышает 27 м/с, а живут они не более 15 минут. Этот тип водяного смерча во многом похож на пылевой, снежный или огненный вихрь: все они берут начало у поверхности, а затем закручиваются вверх в воронке воздуха, которая в данном случае содержит воду – точнее, водяной пар. Водяные смерчи при хорошей погоде чаще всего возникают в тропиках и субтропиках с августа по октябрь, когда температура морской воды наибольшая. Для их образования требуется очень высокая влажность атмосферы, а чаще всего – еще и перистые облака. Если холодный воздух проходит по поверхности теплой воды, сразу над которой располагается слой теплого воздуха, появляется нестабильность, образуются восходящие потоки воздуха и вращение местных ветров. На поверхности воды появляется темное пятно, из которого со временем образуется каскад. Брызги морской воды начинают подниматься с поверхности и закручиваться вокруг темного пятна. Если условия останутся благоприятными, то в небо вознесется столб вращающегося воздуха и встретится с облаком. Воронка выглядит полой, она покрыта оболочкой водяного пара и может, поднимаясь вверх от воды к облакам, производить весьма внушительное впечатление. Учитывая ее внешний вид, многие считают, что водяной смерч состоит из морской воды, закручивающейся в вихрь. Однако на самом деле это не морская вода, а конденсированная атмосферная, то есть облако. Через некоторое время приток теплой воды прекращается, воронка и каскад исчезают. Хотя водяные смерчи при хорошей погоде обычно довольно слабые, некоторые могут доходить до крупных размеров и представлять опасность для судов или авиации, если этой технике не повезет находиться неподалеку.
Как подсказывает название, эти водяные смерчи более крупные и суровые и образуются так же, как и сухопутный торнадо: большое грозовое облако или система сверхъячейки создает в нижней части облака необходимое для формирования воронки вращение. Как и при образовании обычного торнадо, воронка может спуститься вниз и увеличиться в размере, что сопровождается очень сильными ветрами.
Со временем воронка опускается к водному зеркалу и становится торнадным водяным смерчем с отчетливым каскадом. Хотя на пути любого водяного смерча лучше не оказываться, этот их тип особенно опасен. Они обычно больше, сопровождаются сильными ветрами вплоть до 67 м/с и могут легко повредить лодки и другие плавсредства, которым не повезло попасть под их удар. Но еще более опасными становятся торнадные водяные смерчи, добравшиеся до суши. В этот момент они становятся обычными торнадо и могут нанести существенный ущерб людям и сооружениям.
Крупные водяные смерчи могут быть достаточно мощными, чтобы засосать рыб и лягушек из моря или озера. Если это происходит, и водяной смерч следует дальше на сушу, то его окончание может ознаменоваться дождем из рыб. Описано несколько случаев, когда в городах и селах на улицы внезапно с неба начинала сыпаться рыба. Если водяной смерч достаточно силен, то может поднимать рыбу, лягушек и другие живые организмы вертикально – прямо в облако. Здесь бедные животные рискуют попасть на восходящие потоки воздуха и остаться в облаке надолго. Когда облако доходит до берега, а то и продвигается на много километров вглубь, сила притяжения берет верх, и «осадки» из рыб и лягушек «выпадают» на землю.
Брокенский призрак
Атмосферные и оптические явления часто приводят к поразительным и прекрасным эффектам, но иногда получается нечто более зловещее. Название «брокенский призрак» впервые употребил в 1780 году немецкий естествоиспытатель, который часто бродил по горам Гарц в Германии. Когда он достиг их самой высокой вершины – Брокена – то заметил в тумане фигуру, напоминавшую привидение. Она возвышалась на некотором расстоянии, вокруг нее были яркие цветные кольца, похожие на радужные. Эту фигуру ученый назвал «призраком Брокена». Но, конечно, это был вовсе не призрак, а тень самого наблюдателя, отбрасываемая на облако или туман на вершине хребта, которые увеличили эту тень в несколько раз. Для достижения такого эффекта Солнце должно находиться позади наблюдателя, так, чтобы образовалась не только тень, но и сияние, и цветные кольца – так называемая глория. Глория – это еще один вид отражения солнечного света на каплях воды в тумане или облаке. Точное физическое объяснение образования глории довольно запутанное, а перегружать вас подробностями мы не хотим. Достаточно знать следующее: солнечный свет (как вы помните, он белый) из-за вашей спины достигает водяных капелек. После этого он отражается и рассеивается в капельке и видится вашему глазу в виде отчетливых колец голубого, зеленого, красного и пурпурного цветов. Глорию можно также увидеть, если вы летите на самолете у окна и смотрите вниз на облака. Если вы и Солнце находитесь по разные стороны самолета, и под вами висят облака, то тень самолета на облаке сопровождается глорией.
Восходы и закаты
Эффектные картины погоды – важная часть наших прогнозов, в особенности те фотографии, которыми мы ежедневно иллюстрируем наши телепередачи. При ВВС существует клуб «наблюдателей за погодой», которые ежедневно присылают прекрасные снимки. Самые популярные – виды восхода или заката, когда небо светится глубокими розовыми, красными и оранжевыми красками.
Чтобы понять, как получается красивый восход или закат, поговорим сперва именно об этих ярких красках. Свет, идущий от Солнца, содержит полный спектр цветов, которые в сочетании дают белый. Когда белый свет проходит через нашу атмосферу, капельки воды, льдинки и молекулы газа расщепляют его на разные цвета, каждый из которых имеет слегка иную длину волны. У голубого цвета длина волны невелика, и он рассеивается сильнее, чем цвета с большими длинами волн. Это значит, что белый свет Солнца рассеивается по всему небу так, что человеческому глазу оно кажется голубым. Во время восхода или заката солнечный свет должен пройти больший путь по атмосфере, и только потом он достигает наших глаз. Это значит, что он проходит через большее количество молекул газа, льдинок и водяных капелек, а стало быть, и рассеивается сильнее. Голубая часть спектра рассеивается настолько сильно, что нам остаются лишь длинные волны красного, оранжевого, желтого и розового цветов – они и достигают нашего глаза. Поэтому восход и закат кажутся красными.
Одна предпосылка кажется совершенно очевидной: это погодные условия. Если на небе очень облачно, идет дождь или снег, так что Солнца попросту не видно, то с хорошим восходом или закатом придется подождать. Важно, чтобы вашему взгляду ничто не мешало упасть на восток (в случае восхода) или на запад (в случае заката). Часто лучшие восходы и закаты случаются на побережье, где хорошо виден горизонт вплоть до того момента, как Солнце окончательно встанет или сядет. Кроме того, в море отражаются все эти яркие краски, что делает общую картину еще более впечатляющей. Свободный вид на горизонт может обеспечить и гористая местность.
Конечно, едва ли вам хотелось бы, чтобы облака полностью заслонили Солнце, но небольшая облачность в небе точно не повредит прекрасному восходу или закату, особенно если облака перистые или высококучевые. Эти типы облаков состоят главным образом из кристаллов льда, которые хорошо отражают красный и оранжевый цвет, так что небо кажется полностью объятым пламенем.
Изречение «Ночью небо красно – пастуху прекрасно. Утром небо красно – пастуху опасно» восходит к Библии.[22] Оно было призвано помочь людям определить, каких погодных условий следует ожидать. Какой-то смысл в этом есть, поскольку в Великобританию погода обычно приходит с запада. Таким образом, поскольку Солнце встает с востока, и его свет достигает облаков на западе, на рассвете получаются яркие красные тона, предупреждающие нас о приходе с запада новой погодной системы. Если же небо красное вечером, то садящееся Солнце на западе светит в сторону облаков, удаляющихся на восток, так что на следующий день можно ожидать хорошей сухой погоды.
Чтобы понять, ждать ли впечатляющий восход или закат, можно в определенной степени воспользоваться этой поговоркой. Например, если мы знаем, что подступает новый погодный фронт, то можно ожидать красивого восхода. То же самое можно сказать и в случае наличия в небе перистых или высококучевых облаков: они повышают вероятность увидеть впечатляющий восход или закат.
Загрязнение атмосферы иногда только усиливает общее впечатление от восхода или заката. Однако многое зависит от типа загрязнения. Если частицы достаточно крупные, они будут поглощать больше света, и цвета окажутся слишком мутными и размытыми: вы не увидите какого-то одного или двух четких цветов, например, розового или красного, а четкость красок часто считается основным критерием хорошего восхода или заката. То же, собственно говоря, верно и в течение дня. Если загрязнение слишком сильное, то небо кажется мглистым, белесым, а не ярко-голубым, которое мы привыкли видеть, если воздух чист.
Пыль ведет себя примерно так же, ведь ее частицы нередко достаточно крупные и не рассеивают солнечный свет так, как водяной пар или ледяные кристаллы. Однако пыль сама по себе может окрашивать небо красновато-желтым. В октябре 2017 года ураган «Офелия» проходил по западу Великобритании и Ирландии и принес с собой множество пыли из Сахары и пепла лесных пожаров, бушевавших тогда в Португалии и Испании. Более плотные частицы рассеяли большую часть голубого цвета, оставив в небе только красное и оранжевое. Казалось, что рассвет или закат наступили прямо посреди дня. Красное солнце над Великобританией привлекло внимание многих, вызвав даже апокалиптические настроения.
В цифровую эпоху все больше погодных явлений попадает на фотографиии затем в социальные сети. Нас очаровывают странные, необычные виды неба – загадочные облака и оптические иллюзии. Нам, метеорологам, нравится, когда люди фиксируют странные и редкие явления, порой даже не сознавая этого: у нас есть возможность погрузиться в длительные объяснения и разделить с другими наше восхищение. Интерес к небу и погоде известен с самых древних времен: атмосферные явления объяснялись пророчествами, фиксировались приметы, связанные с погодой. Сегодня мы гораздо лучше понимаем научные основы всех этих явлений, что не мешает нам восхищаться необычными и прекрасными феноменами.
Погода, космос и влияние планет