Чтение онлайн

Дейв Ричардс (Кембридж, Великобритания)

Длинные «прутья» — это оптический обман. На самом деле крупные капли сплющиваются под воздействием силы сопротивления воздуха. На языке африкаанс (и, по-моему, по-валлийски) такие капли называют «старухи с дубинками»: круг воды, образующийся при ударе капли о землю, напоминает широкую юбку, а отскакивающая от его центра капля — дубинку. Определяющим фактором при образовании того или иного типа дождя является размер капель, который, в свою очередь, зависит от условий, сложившихся в период их формирования: влажности и температуры воздуха, а также находящихся в нем ядер конденсации и, в частности, частичек пыли. Например, умеренное количество ядер конденсации в насыщенных влагой восходящих потоках способствует укрупнению капель, потому что вокруг много воды, а сами ядра не могут упасть, не достигнув размера, при котором они приобретают заметную скорость падения. Скапливаясь, ядра соревнуются друг с другом: каждое стремится впитать в себя как можно больше водяных паров и в результате образуют крошечные капельки, которые испаряются прежде, чем успевают достигнуть земли. В неподвижном воздухе большие капли падают стремительно и грузно. Капли диаметром около 1 см развивают скорость до 30 км/ч и разбиваются на более мелкие под воздействием создаваемой ими струи, если только они частично не заморожены. Поэтому дождевые капли не могут достигать больших размеров. Но большое количество падающих капель может создать нисходящий поток, в котором капли обретают способность падать с еще более высокой скоростью и при этом не разбиваться. Из-за сильных ветров, дующих в горизонтальном направлении, скорость соударения капель увеличивается более чем вдвое. А кинетическая энергия, как известно, возрастает пропорционально квадрату скорости.

Джон Ричфилд (Сомерсет-Уэст, ЮАР)

Интенсивность выпадения дождя зависит от мощности облака и от силы восходящих потоков. Быстро поднимающийся воздух способствует быстрой конденсации водяных паров в капли и образованию больших масс дождя — главным образом в тех случаях, когда облако простирается достаточно высоко, так что из переохлажденных капель воды не успевают сформироваться кристаллы льда. В облаках небольшой толщины со слабыми восходящими потоками формируется только мелкий дождь, скорость выпадения которого редко превышает 3 м/с. Конечная скорость крупных дождевых капель — около 10 м/с. Чем больше размер капель, тем выше скорость их падения. Но, достигая 6 мм в диаметре, капли подвергаются воздействию ветрового сопротивления: их основание сплющивается и увеличивается сила торможения, что препятствует дальнейшему ускорению. Однако, если капли попадают в зону нисходящего ветра, где атмосферный столб понижается со скоростью более 20 м/с, они ложатся на землю более тяжеловесно. Нисходящие порывы часто ассоциируются с кучево-дождевыми облаками, для которых характерны почти вертикальные воздушные потоки. Перенасыщение облака осадками может вызвать их выпадение. Выпадение дождя из глубоких горизонтальных слоев облака обычно вызвано медленным подъемом воздуха по диагонали вдоль наклонной фронтальной поверхности. Такой дождь, как правило, бывает затяжным, но редко сильным. Ситуация может измениться, если в результате длительного подъема воздуха слой становится нестабильным. Тогда из него поднимаются вверх мощные атмосферные столбы, содержащие восходящие потоки, и дождь средней интенсивности может смениться сильным ливнем.

Том Брэдбери (Страуд, Великобритания)

Почти столетие назад был основан ежемесячный журнал «Country Queries and Notes». В первом же номере был поднят вопрос о молниях, вызвавший огромный интерес у читателей. Их отклики и спустя год продолжали поступать в редакцию журнала. Ответы на этот вопрос были почерпнуты из разных источников и в совокупности представили следующие данные о случаях поражения деревьев ударами молнии: дуб — 484 случая, тополь — 284, ива — 87, вяз — 66, сосна — 54, тис — 50, бук — 39, ясень — 33, груша — 30, ореховое дерево — 22, липа — 16, вишня — 12, каштан — 11, лиственница — 11, клен — 11, береза — 9, яблоня — 7, ольха — 6, рябина — 2, боярышник — 1. Только с подсказки редактора один из читателей признался, что как-то видел разбитый молнией платан. А вот случаев поражения молнией падубов зарегистрировано не было. В отсутствие сведений о видовом составе лесов эта информация не позволяет сделать сколь-либо значимых выводов, но, по-видимому, определяющим фактором является высота дерева, а не его вид. Высказывались самые разные суждения, но в конце концов многие оппоненты сошлись в том, что молнии чаще поражают деревья с шершавой (и, соответственно, более влажной) корой, а не гладкой. Но все-таки следует признать то, что всем совершенно очевидно: молния может ударить куда угодно.

Джеймс О'Хейган (Эдинбург, Великобритания)

Согласно недавнему отчету Комиссии по лесному хозяйству, наиболее часто страдают от молний дуб, тополь и сосна; наименее подвержен ударам молнии бук. Однако в основу отчета легли данные двух исследований, в каждом из которых зарегистрировано относительно мало случаев. Первое проводилось в 1932—1935 годах, второе — в 1967—1985 годах, причем между данными двух исследований отмечались некоторые несоответствия — отчасти потому, что в более раннем исследовании рассматривались только разбитые молнией деревья, а во втором — деревья, даже незначительно пострадавшие от удара молнии. Последнее наблюдается довольно часто, и порой нанесенные молнией повреждения едва различимы. В североамериканских публикациях тоже указывается, что бук, березу и каштан молнии тревожат реже, чем дуб, сосну и ель. В Северной Америке молнии — более частое явление, чем в Великобритании, поэтому там принято ставить молниеотводы на деревья наиболее ценных пород. В Великобритании, насколько мне известно, только на одно дерево когда-то поставили молниеотвод. Это был очень большой кедр, который, как полагали, был в особой степени подвержен опасности удара молнии.

Существует множество теорий, объясняющих, почему в некоторые виды деревьев молнии попадают чаще. В частности, высказывается предположение что отдельные виды деревьев лучше проводят электричество потому, что в их грубой коре задерживается больше влаги. В этом случае понятно, почему бук, имеющий гладкую кору, менее подвержен ударам молний.

Саймон Прайс (Уорминстер, Великобритания)

Это так называемый процесс гуттации («выпотевания» листьев). На поверхности листьев есть устьица или поры, через которые испаряется вода. Ночью устьица закрыты, поэтому транспирация заметно снижается. Капли воды выдавливаются из листьев через специальные устьица — гидатоды, которые находятся на краях и кончиках листьев. Считается, что гуттация вызвана высоким корневым давлением. Травы часто выделяют воду из кончиков листьев, что и подметил ваш зоркий корреспондент, любящий ночевать на лоне природы. Гуттацию также часто можно наблюдать на кромках листьев картофеля, томата и земляники.

Фрэнсис Тобин (Мэнли, Австралия)

Капли воды на траве — это результат процесса гуттации. Корни растения вытягивают из почвы ионы неорганических веществ и переносят их в ксилему, из которой те уже не могут вновь просочиться в землю. Вода поступает в растение в процессе осмоса, в результате которого в ксилеме создается избыточное давление. Оно-то и является причиной того, что сок ксилемы вытекает из пор (гидатод) на кончиках травинок (или непосредственно из срезов по краям листьев). Увеличиваясь в размерах, капли падают, и на их месте образуются другие. Гуттация обычно происходит в ночное время, потому что днем вода из листьев испаряется достаточно интенсивно, за счет чего в ксилеме поддерживается отрицательное давление. Условия, благоприятствующие гуттации, благоприятствуют и ночлегу в палатках: чистое небо, легкий ветерок, нагретая за день земля, охлаждающийся за ночь воздух (и, соответственно, повышающаяся влажность), относительно сырая земля, поэтому колышки для палатки вбить нетрудно. Возможно, ионы некоторых полезных веществ возвращаются растению через гидатоды, а некоторые ионы в ксилеме корня повторно транспортируются флоэмой. В ходе процесса, аналогичного гуттации, развивающиеся плоды получают кальций. Временное прекращение данного процесса чревато печальными последствиями. Например, если в теплице ночью воздух сухой, в ксилеме не создастся избыточное давление. В результате в созревающих плодах может образоваться вершинная гниль, что является признаком недостатка кальция.

Джон Талетт (Эдинбург, Великобритания)

Гуттация наблюдается более чем у 330 видов 115 семейств растений и вызвана условиями, которые способствуют поглощению влаги корнями, но замедляют транспирацию. Как следствие, гуттация чаще происходит в ночное время и наиболее типична для растений влажных тропических зон, где более высокая температура почвы способствует поглощению влаги корнями, а влажная атмосфера замедляет транспирацию. Гуттация свойственна и растениям умеренного пояса, в частности бальзамину и многим видам трав, в том числе хлебным злакам. У тропического растения колоказии (Соlосаsiа antiquorum) всего лишь один лист за сутки может выделить 200 мл воды.

Джон Томлинсон (Стратфорд-он-Эйвон, Великобритания)

Один из факторов охлаждения ветром — это, как правило, турбулентный поток, обычно воздействующий на оголенную кожу человека, которая теряет тепло за счет испарения и конвекции. При воздействии ламинарного потока на гладкую сухую металлическую поверхность, каковой является поверхность самолета, теплоотдача гораздо менее эффективна. На высоте 9000 м плотность воздуха в три раза меньше, чем на уровне моря: самолет будто летит в термосе. При скорости свыше 500 км/ч внешняя поверхность самолета сильно нагревается за счет трения. Температура некоторых частей модели самолета «Concorde» во время полета повышается на 200°C, а обшивка возвращающегося на землю космического корабля раскаляется докрасна. В салоне самолета с большим количеством пассажиров плотность энерговыделения человеческих тел в ваттах на кубометр в сотни раз выше аналогичного показателя в условиях маленького домика, а отношение площади поверхности к объему у гладкого цилиндра гораздо меньше, чем у домика неправильной формы. В герметичном салоне поддерживается определенная температура и осуществляется циркуляция воздуха. В полете двигатели самолета вырабатывают несколько мегаватт избыточного тепла, за счет которого и поддерживается комфортная температура воздуха в салоне. Изнутри салон обычно обшивают пластиком, чтобы пассажиры не касались холодного металла, а полость между внутренней и внешней обшивками заполняют обыкновенной изоляционной пеной или фиброй, по своим свойствам сходными с материалами, из которых сооружаются стены домов. Несмотря на тепло в пассажирском салоне, некоторые части самолета сильно охлаждаются, а хвостовой обтекатель и багажное отделение в хвостовой части самолета во время длительного полета даже замерзают. Следует отметить, что в самолете, который находится на земле с выключенными двигателями, так же холодно, как и в неотапливаемом фургоне.