Как определить, что солнце село?
«Оно исчезло за горизонтом» – ответ неверный.
Солнце уже считается севшим, когда его нижний край только коснулся горизонта.
По мере того как заходящее солнце опускается все ниже, его свет пронизывает атмосферу под все более пологим углом и искривляется тем больше, чем больше то количество воздуха, через которое ему приходится продираться. Под конец поток света оказывается искривлен до такой степени, что, хотя физически солнце уже скрылось за горизонтом, мы все еще продолжаем видеть его. Так уж совпало, что угол искривления практически равен ширине солнечного диска, и когда мы видим, как нижний край его обода целует горизонт, то на самом деле солнце уже полностью ушло с небосклона.
Мираж – вот то, на что мы с вами смотрим. Помимо прочего, искривление траектории света вызывает эффект уменьшения видимого расстояния между макушкой и низом диска светила. Из-за этого солнце может представляться овальным.
Когда солнечный свет проходит сквозь атмосферу, зеленый участок спектра искривляется несколько больше красного – так же, как при прохождении через призму. Значит, верх заходящего солнца имеет тонкий зеленый ободок – слишком тонкий, чтобы различить невооруженным глазом. В подходящих атмосферных условиях ободок этот можно искусственно увеличить – вот тогда он светится секунду-другую, прежде чем солнце полностью исчезнет из виду. Такое явление называют «зеленой вспышкой», у моряков она считается хорошей приметой.
Еще один весьма распространенный мираж – тот, что можно увидеть летом на автомобильной дороге. Горячий гудрон нагревает над собой воздух, вызывая резкое изменение его плотности, что, в свою очередь, заставляет свет искривляться. Вы думаете, что видите воду, а это всего лишь отражение неба. Мозг сообщает, что перед вами вода, поскольку вода так же отражает небо.
По сути, то же самое – мираж в пустыне: страдающий от жажды путник всегда только «видит» воду.
Любые другие образы, относящиеся к миражам в кино и мультфильмах (пальмы, тележки с мороженым, танцующие красавицы и т. п.), – всего лишь плод замутненного жарой воображения.
СТИВЕН: Свет от заходящего солнца проходит сквозь атмосферу под пологим углом. Постепенно он искривляется – по мере того, как растет плотность воздуха, т. е. давление. Так же выглядят ваши ноги, если смотреть на них, сидя в воде. Мозг отказывается воспринимать искривление света. В результате он как бы искусственно поднимает солнце в последние минуты захода сквозь толщу атмосферы под этим пологим углом. И так уж совпало, что по величине искривление это практически равно диаметру солнца, и получается, что оно как бы все еще там, хотя на самом деле его уже нет.
ФИЛЛ ДЖУПИТУС[32]: Терпеть не могу эту программу.
Как называются самые высокие облака?
«Все знают», что перистые облака – самые высокие, но это не так.
Ясные летние вечера открывают нам одно из самых прекрасных и наименее понятных явлений сумеречного неба – мезосферные (или ночные светящиеся) облака. Эти серебристо-голубые (отсюда еще одно название – «серебристые облака») полоски образуются в атмосфере так высоко, что улавливают солнечный свет даже в ночное время. Формируясь на высоте более 80 км, они в семь раз выше самых высоких перистых облаков.
В переводе с греческого само слово «атмосфера» означает «шар пара». Атмосфера Земли представляет собой оболочку толщиной около 100 км (если считать от нас до космоса), состоящую из нескольких слоев газа. Мы живем в тропосфере (tropos по-гречески «изменение»), теплой и влажной, и именно в ней образуются все облака, за исключением серебристых. На высоте 11 км от поверхности Земли начинается стратосфера (stratum в переводе с латыни – «покрывало»), здесь располагается защитный озоновый слой. Самый верхний слой – мезосфера, которую порой, несколько сбивая нас с толку, именуют «средней сферой», ссылаясь на то, что она располагается между другими, внутренними, слоями и космосом. Мезосфера начинается на высоте около 5 км и имеет толщину 32 км. Она слишком высока для самолетов и аэростатов и слишком низка для космических кораблей, а потому прозвана «игноросферой» – поскольку мы так мало о ней знаем.
Так вот, серебристые облака образуются ровно на границе мезосферы и космоса. Для формирования облакам необходимы водяной пар и частички пыли, однако в мезосфере так сухо и холодно (-123 °C), что поначалу даже предполагалось, что серебристые облака состоят не из водяного пара, а из чего-то еще. Теперь нам известно, что образуются они из крошечных кристалликов льда – толщиной в пятидесятую часть человеческого волоса, – хотя как они формируются, нам по-прежнему непонятно.
Еще одно, чего мы не знаем о серебристых облаках, – это существовали они всегда или же появились не так давно. Никто не сообщал о том, что видел их, вплоть до 1885 г., когда Отто Иессе, немецкий метеоролог-энтузиаст, впервые назвал их «ночными светящимися». К тому моменту со дня извержения Кракатау прошло всего года два, а индустриальная эра находилась на самом пике расцвета. Похоже, именно тогда пыль впервые поднялась так высоко, чтобы в мезосфере образовались облака.
В наши дни мезосфера все продолжает остывать – итог увеличения выбросов в атмосферу двуокиси углерода (СO2). В то же время углекислый газ, как это ни странно звучит, усердно нагревает тропосферу Земли.
СO2 – природный поглотитель тепла. В разреженном воздухе мезосферы он попросту всасывает тепло в себя. Но в тропосфере, ближе к поверхности Земли, где газы упакованы намного плотнее, СO2 беспрерывно сталкивается с другими веществами (такими, к примеру, как водяной пар). В результате выделяется тепло, что вызывает повышение мировых температур, известное как «парниковый эффект».
За последние тридцать лет количество серебристых облаков как минимум удвоилось, из-за чего некоторые ученые сегодня сравнивают их с шахтерскими канарейками: зловещая красота как предупреждение об угрозе надвигающегося изменения климата.
Сколько весит облако?
Много.
Расхожей единицей измерения веса облака, судя по всему, считается слон. Согласно Национальному центру атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, среднее кучевое облако весит примерно как 100 слонов, тогда как грозовая туча перетянет чашу весов, на которой находится 200 000 слонов.
Однако все это мелочи в сравнении с ураганом. Если бы можно было извлечь воду из кубометра ураганной тучи, взвесить ее, а затем умножить на общий объем такой тучи, то оказалось бы, что один-единственный ураган весит 40 миллионов слонов. Это в двадцать шесть раз больше общего числа слонов, живущих на нашей планете.
Отсюда вопрос: как может что-то, что весит пусть даже как всего один слон, плавать в небе? Ответ: вес приходится на невероятно огромное число крошечных капель воды и кристалликов льда, пространственно распределенных в огромном объеме. Самые крупные из них имеют всего 0,2 мм в поперечнике: чтобы наполнить чайную ложку, понадобится два миллиарда подобных капелек. Облака образуются над восходящими потоками воздуха. Поднимающийся воздух сильнее направленного вниз давления капель воды, поэтому облака плывут. Когда воздух охлаждается – и проседает, – начинается дождь.
Для того чтобы дождь пошел, воде в облаке, прежде чем упасть, требуется замерзнуть. Если температура воздуха достаточно низкая, вода выпадет как снег или град; если нет, замерзшие капли воды тают по пути. Остается загадкой, почему в температурных климатических зонах вроде Британии – где облака редко охлаждаются настолько, чтобы чистая вода в них замерзла, – так много дождей. Катализаторы вроде сажи и пыли способствуют замерзанию – служат ядрами конденсации, вокруг которых формируется лед. И все же загрязнителей подобного рода для такого объема осадков недостаточно.
Возможный ответ – микробы, находящиеся в воздухе. Определенные виды бактерий являются отличными «ледогенераторами» – они обладают магическим свойством прямо-таки замораживать воду. При добавлении к воде, к примеру, Pseudomonas syringae та замерзает почти мгновенно, даже при сравнительно высоких температурах в 5–6 °C.
«Посеянный» микробами дождь несет их к земле, где они направляют свои ледопроизводящие способности уже на растительные клетки, включая множество зерновых культур, и ими кормятся. Позже воздушными потоками бактерии возвращаются назад в атмосферу, вызывая еще больше дождей.
Если эта гипотеза подтвердится, последствия могут оказаться потрясающими: достаточно выращивать те виды зерновых, что так по вкусу ледопроизводящим бактериям, – и с засухами будет покончено.
Как много Луны видно с Земли?
Не половину.
