ГЛАВА II.
Прежде чем приступить к изучению этого связанного атмосферного механизма и исследованию конкретного океана, из которого возвращаются наши реки, возможно, стоит взглянуть на форму, в которой они, по-видимому, возвращаются, чтобы у нас было ясное понимание терминов.
Они, кажется, возвращаются в виде облаков, штормов и ливней, хотя на самом деле они возвращаются в виде регулярных, равномерных, обычно невидимых потоков, а штормы и ливни — это лишь конденсация в частях этих потоков и разрядка из них, чему способствует местная влага испарения.
Термин «штормы» (storms), по-видимому, используется европейскими метеорологами для обозначения того, что мы называем грозовыми ливнями или шквалами и торнадо; в то время как то, что мы называем штормами, ими именуется регулярными дождями. Поскольку эти термины широко используются в нашей стране, мы должны придерживаться того значения, которое придается им здесь, а не там.
Итак, штормы у нас — это регулярные дожди продолжительностью от шести до сорока восьми и более часов: обычно без молний, грома или шквалов, и, как правило, с ветром той или иной силы, дующим с какого-либо восточного направления. Их называют северо-восточными штормами или юго-восточными штормами, в зависимости от того, с какой стороны дуют приземные ветры. На практике мы обнаружим, что это различие имеет некоторое значение, поскольку северо-восточные штормы — самые продолжительные, длящиеся обычно двадцать четыре часа и более, в то время как юго-восточные редко, если вообще когда-либо, продолжаются так долго.
Эти штормы охватывают значительную поверхность, редко менее ста миль в том или ином направлении, а иногда тысячу пятьсот и более. Отдельные ливни покрывают лишь небольшую поверхность, иногда не более сорока — ста стержней, как в случае с торнадо, и редко более десяти миль. Пояса ливней, каждый новый из которых формируется немного южнее, часто летом проходят через всю страну, следуя друг за другом; и эти пояса могут быть значительной ширины, скажем, от тридцати до ста пятидесяти миль.
Облака, составляющие штормы и ливни, различаются по внешнему виду и характеру как в активном, так и в формирующемся состоянии. Облака имеют четкие характеристики, по существу одинаковые везде при схожих обстоятельствах; и доктор Говард из Лондона применил к ним четкую номенклатуру. Он отмечает три вида первичных облаков, а именно: перистые (cirrus), слоистые (stratus) и кучевые (cumulus); и поскольку граница между ними не очень четкая, существуют определенные соединения этих трех, а именно: перисто-слоистые (cirro-stratus), перисто-кучевые (cirro-cumulus) и кучево-слоистые (cumulo-stratus). Эта номенклатура принята повсеместно, и ее части имеют большое практическое значение.
Три основных описания облаков, а именно: перистые, слоистые и кучевые, у нас во многом такие же, как в Европе, и, несомненно, такие же, как они существуют везде за пределами тропиков. Дождевые облака (nimbus), еще один тип облаков, описанный им, не отличаются от кучевых или слоистых. Изолированный, ограниченный грозовой ливень в чистом небе представляет собой вид дождевого облака, как показано на рисунках, но его основа — кучевое облако, и оно отличается от обычного кучевого облака хорошей погоды лишь темным и бахромчатым видом дождя, падающего с его нижней поверхности, а иногда наличием слоистого облака выше и в связи с ним. Похожую форму часто принимают своеобразные облака северо-западных ветров в марте или ноябре, когда они принимают форму шквалов и роняют снежные хлопья. Таким образом, дождевое облако — это не отдельный тип облаков, а вид, который кучевые, слоистые или перисто-слоистые облака принимают в штормовом или дождливом состоянии, и оно не заслуживает отдельного названия. Это лишь кучевое, слоистое или перисто-слоистое облако, растворяющееся в снеге или дожде. Важно, чтобы этот термин был оставлен. Он ведет к путанице и мешает ясному пониманию различий в характере облаков, в отношении которых точность одновременно трудна и желательна.
Рисунки на страницах 27 и 29 показывают различные виды облаков, как их обозначил Говард. Они скопированы с гравюр в шестом издании «Руководства по мореплаванию» Мори.
Рис. 5.
Larger Image
Рис. 6.
Larger Image
Figure 5. The cirrus is indicated by 1 bird. The cirro-cumulus by 2 " The cirro-stratus by 3 " The cumulo-stratus by 4 " Figure 6. The cirrus by 1 " The cumulus by 2 " The stratus by 3 " The nimbus by 4 " Насколько эти изображения соответствуют реальному виду различных составных форм в Англии, я сказать не могу. Но хотя они дают общее представление, они недостаточно точны для практической иллюстрации или наблюдения здесь. Действительно, сам Говард исключил из своего последнего издания таблицу облаков, объясняя это тем, что «настоящий исследователь приобретет свои знания более основательным образом путем наблюдения за природой, без помощи рисунков, а более поверхностные люди могут быть введены ими в заблуждение». Коллекция форм на рисунках не содержит некоторых очень важных, а содержит некоторые, которые не являются четкими формами; но они могут немного помочь нам в этом исследовании, и поэтому я скопировал их. Читателю также полезно иметь перед глазами общепринятое описание.
Но для целей практической иллюстрации в дальнейшем и большей точности я буду придерживаться несколько иного порядка при их описании и введу две формы низких разорванных облаков (скэд), практически столь же важных, как и любые другие.
Итак, во-первых, начиная с земли, мы имеем то, что можно правильно назвать туманом или низким туманом. Он образуется в тихую ясную погоду в долинах и над поверхностью рек и других водоемов в течение ночи, чаще всего в ее второй половине, и достигает своего пика на восходе солнца или вскоре после него, ограничивая видимость по горизонтали и вертикали и рассеиваясь в течение первой половины дня. Он редко поднимается выше двух-четырехсот футов у своей верхней поверхности, а часто и того меньше, и состоит из везикулярного конденсированного пара, иногда достаточно плотного, чтобы выпадать в виде дымки, и, несомненно, по составу по существу является тем же, что и облака в других слоях атмосферы, как мы наблюдаем или через что проходят аэронавты. Я никогда не видел, чтобы он поднимался на значительную высоту в другие слои какими-либо предполагаемыми восходящими потоками для формирования постоянных облаков, и у меня будет повод упомянуть об этом факте в другой связи. Обычно он исчезает до полудня и, будучи сформированным таким образом, не имеет связи с какими-либо облаками, которые приносят дождь.
Этому доктор Говард первоначально дал название «слоистые» (stratus), и так оно представлено на рисунке; но последний термин может быть с большей точностью применен к гладкому однородному облаку в верхних слоях, из которого, как известно, выпадает дождь или снег, и я сохраню и буду применять его именно так.
Следующим в порядке возрастания является высокий туман. Его нижняя поверхность обычно находится на высоте от одной до двух тысяч футов. Он образуется, как и низкий туман, в ночное время и в тихую погоду; и редко, если вообще когда-либо, связан с облаками, которые приносят дождь. Он рассеивается и исчезает между десятью и двенадцатью часами утра, обычно уходя на восток. Этот туман чаще всего наблюдается летом и осенью, особенно в последнюю, и если его не отличать от облаков, он введет наблюдателя за погодой в заблуждение. Его легко отличить. Хотя он часто бывает очень плотным, заслоняя свет солнца так же совершенно, как облака северо-восточного шторма, он отличается от них. Он образуется в тихую ясную погоду, присутствует только утром, совершенно однороден и до начала своего рассеивания не имеет разрывов, света и тени или видимого движения, и не сопровождается низкими разорванными облаками или приземным ветром. Штормовые облака никогда не бывают полностью однородными или без пятен света и тени, по которым можно распознать их природу, и редко, когда они так же плотны, как высокий туман, обходятся без низких разорванных облаков, бегущих под ними, и приземных ветров.
Существует еще один туман, связанный со штормами, но он не часто предшествует им; он встречается во все времена года, но чаще всего в связи с теплыми юго-восточными оттепелями и дождями зимой и весной; и обычно наступает после того, как дождь начался и продолжался некоторое время, а восточный ветер стих; занимая, вероятно, все пространство от земли до нижней поверхности дождевых облаков или слоистых облаков. Практически это не требует дальнейшего внимания. Это сопутствующее явление шторма. Когда он сформирован, он остается, пока остаются штормовые облака, и уходит вместе с ними. Иногда он бывает чрезвычайно плотным в феврале и марте, когда сопровождает оттепель, и если есть значительный слой снега, ему приписывают существенную помощь в его таянии.
Смешавшись с лондонским дымом, он вызвал там памятный темный день 24 февраля 1832 года, а в разное другое время вызывал и другие подобные явления. (См. «Климат Лондона» Говарда, том III, стр. 36, 207, 303.) Эти туманы были там настолько плотными, что любой вид передвижения был опасен даже с фонарями в полдень.
Следующими в порядке возрастания являются штормовые низкие разорванные облака (скэд), которые плывут в северо-восточном или восточном, юго-восточном или южном ветре до и во время штормов.
Они, как читатель увидит далее, практически являются очень важными формами облачной конденсации, хотя они не нашли места ни в одном практическом или научном описании облаков и их нет на рисунках. Это клочья туманно выглядящих облаков всех размеров, более или менее соединенных между собой тонкими частями подобной конденсации, часто проходящие на запад, юго-запад, северо-запад или север с большой скоростью. Их средняя высота составляет около полумили, но часто они проходят гораздо ниже. Обычно они имеют «пепельно-серый» цвет. Прилагаемый рисунок показывает одну из их фаз, выбранную из многих, сделанных с помощью дагеротипии. Стрелки, указывающие на запад, показывают низкие разорванные облака, отличающиеся от гладкого частично сформированного слоистого облака выше. Этот вид был снят за несколько часов до начала сильного юго-восточного дождевого шторма. Это вид на север.
Рис. 7.
Примерно на той же высоте, но в другом состоянии атмосферы, плывут своеобразные облака хорошей погоды северо-западного ветра. Обычно они формируются в ясном небе и проходят с довольно большой скоростью на юго-восток. Иногда они довольно большие, приближаясь по форме к кучевым, и белые, с темными нижними поверхностями, а в другое время, особенно в ноябре, они совершенно темные и принимают характер шквалов и роняют снежные хлопья; и тогда они напоминают дождевые облака Говарда. В разное время и в разные сезоны они принимают разные формы, подобные формам низких разорванных облаков, кучевых или слоистых.
Рис. 8.
Они формируются и плывут в своеобразном северо-западном потоке, который обычно является ветром хорошей погоды, и никогда не связаны со штормами. В мягкую погоду они обычно белые, а в холодную иногда очень черные, и во все времена отличаются по цвету от пепельно-серых низких разорванных облаков шторма. Эта разновидность не представлена на общих рисунках. Прилагаемая диаграмма показывает одну из их фаз, но их легко наблюдать во все времена года, когда преобладает северо-западный ветер; они различаются по внешнему виду в зависимости от сезона. Пусть читатель внимательно наблюдает и изучает их, как и штормовые низкие разорванные облака, и пусть не упустит возможности ознакомиться с их видом. Достаточно беглого взгляда при каждом повторении восточного или северо-западного ветра.
ЛЕТНИЕ КУЧЕВЫЕ ОБЛАКА.
Кучевые облака появляются в виде изолированных облаков любого размера или в виде огромных облаков, состоящих из агрегированных масс, как своеобразное облако грозового ливня. Они формируются так же низко, как низкие разорванные облака или облака хорошей погоды северо-западного ветра, которые для удобства я буду называть северо-западными низкими разорванными облаками; и часто при сильных ливнях, и особенно при градовых штормах, они простираются вверх настолько, насколько плотность атмосферы позволяет им формироваться. Профессор Эспи считает, что измерил их вершины на высоте десяти миль. Другие оценивали их высоту при наиболее полном развитии в двенадцать миль; но очень сомнительно, может ли атмосфера содержать влагу, необходимую для формирования столь плотного облака на такой высоте. Однако именно их огромная высота, будь то шесть, восемь или десять миль, вместе с внезапным и сильным электрическим воздействием, внезапно конденсирующим всю влагу, содержащуюся в атмосфере в пространстве, занимаемом облаком, вызывает такие внезапные и сильные дожди или град. Поскольку капли дождя или град, сформированные на такой высоте, при падении через частично конденсированный пар облака должны неизбежно увеличиваться путем аккреции из частиц, с которыми они вступают в контакт, и, вероятно, также путем притяжения, их размер, когда они достигают земли, хотя часто и весьма значительный, не является предметом удивления. Кучевое облако представлено на общей таблице с достаточной точностью, чтобы показать его своеобразный характер.
Летом, когда воздух спокоен, погода теплая и шторм не приближается, в дневное время всегда есть тенденция к образованию кучевых облаков. Эта тенденция проявляется около десяти часов утра, и они постепенно формируются и увеличиваются до двух часов дня; а после этого, если они не продолжают увеличиваться и формировать ливни, они тают и исчезают до наступления темноты. Иногда в июле и августе атмосфера в полдень бывает усеяна ими, плывущими на высоте около трех четвертей мили от земли (в равнинной местности), мягко и медленно уходящими на восток. Порой может показаться, что они должны слиться и образовать ливни, но часто этого не происходит, и они постепенно тают, как было сказано ранее.
Кучевое облако — это основное облако тропиков, и у нас оно не часто встречается, за исключением лета или когда наша погода носит тропический характер.
Гравюра на предыдущей странице показывает фазу этих летних кучевых облаков хорошей погоды.
Последними в порядке очереди, занимающими (вместе со своими соединениями) верхние части атмосферы, являются перистые и слоистые облака. Перистое облако часто является скелетом другого и предшествует ему в формировании.
Это настоящие облака шторма в нашем понимании этого термина. Однако, пока перистое облако остается перистым, оно не дает дождя. Когда оно расширяется и увеличивается, а его нити расширяются и сливаются в перисто-слоистые и слоистые облака, или оно вызывает слой слоистых облаков под собой, формируется дождь.
Ниже приводится описание перистых облаков доктором Говардом: «Параллельные, гибкие или расходящиеся волокна, расширяющиеся при увеличении в любом или во всех направлениях. Облака в этой модификации, по-видимому, имеют наименьшую плотность, наибольшую высоту и наибольшее разнообразие протяженности и направления. Они являются самым ранним появлением после безмятежной погоды. Они впервые обозначаются несколькими нитями, как бы начертанными на небе. Они увеличиваются в длину, и тем временем к ним добавляются новые. Часто первые сформированные нити служат стеблями для поддержки многочисленных ветвей, которые, в свою очередь, дают начало другим».
Иллюстрации на общем рисунке несовершенны и не передают тонкие волокна облака, так как это трудное для дагеротипирования или гравировки облако, но изображение достаточно точное, чтобы дать читателю общее представление о различных разновидностях и позволить ему легко обнаружить их путем наблюдения. Это самые высокие формы, всегда светлого цвета и часто освещенные около заката лучами солнца, светящими на их нижнюю поверхность; солнце, однако, часто освещает подобным образом плотные формы перисто-слоистых облаков, и последние, из-за их большей плотности, способны к более яркому и живому освещению.
Слоистое облако — это гладкое, однородное облако, истинное дождевое облако шторма; часто формируется без большого количества перистых облаков выше или в связи с ними. Его можно увидеть в частично сформированном состоянии в виде полосы на западе, с наступлением темноты, или в круге вокруг луны ночью. Когда оно становится достаточно конденсированным, из него всегда выпадает дождь, но умеренно. Если под ним бегут большие массы низких разорванных облаков, через которые должны падать его капли (особенно, как это иногда бывает, в двух или более потоках), дождь может быть очень сильным. Но об этом позже.
Рис. 10.
Прилагаемый рисунок показывает формирующееся слоистое облако, светлое и тонкое, проходящее на восток, как показывают короткие стрелки прямо перед штормом, в то время как низкие разорванные облака внизу бегут на запад.
Он был скопирован с дагеротипа, снятого в северном направлении.
Промежуточными между волокнистыми, пучковатыми перистыми облаками и гладкими однородными слоистыми облаками существует разнообразие форм, в большей или меньшей степени разделяющих характер тех или других, и называемых перисто-слоистыми. Никакое единое правильное изображение перисто-слоистого облака как отдельного облака не может быть дано, но несколько разновидностей будут упомянуты далее в разделе о прогнозах. Несколько модификаций представлены с приемлемой точностью на рисунках.
Перисто-кучевое облако — это скопление в виде пятен очень маленьких отдельных кучек белых облаков; их называют «овечьими» облаками из-за их сходства со скоплением овечьих рун, и они несовершенно представлены на общем рисунке. Они появляются нечасто и обычно являются облаками хорошей погоды.
Эта форма не имеет характеристик кучевого облака и не появляется в том же слое. Вероятно, оно было названо кучевым, потому что его маленькие массы отдельны, как и массы обычного кучевого облака. Оно встречается в том же слое, что и перисто-слоистое облако, и правильно относится к этой модификации. Я сохраняю название, поскольку облако имеет некоторое практическое значение.
Кучево-слоистое облако редко встречается в нашем климате в том виде, в каком оно представлено на рисунке. Слоистая конденсация выше и в связи с кучевой конденсацией не является редкостью, но эта точная форма встречается редко.