Почти всем предметам и явлениям, существующим в природе, соответствует какая-либо наука, изучающая их. Океанография — это комплекс всех наук, связанных с изучением океана, что помогает человеку узнать, как появился океан, какие в нем происходят процессы. Как вы понимаете, это требует серьезного исследования! Давайте посмотрим, что сюда входит. Можно начать с береговой линии. Берег моря (или граница между сушей и морем) постоянно изменяется из-за приливов, ветров, ежедневного воздействия моря на берег и перемещений суши вверх и вниз. Изучаются также температура и содержание соли в океанах. И, как ни странно, человек до сих пор не имеет удовлетворительного объяснения тому, почему океан соленый.
А приливы? Приливы — это регулярные перемещения воды, связанные с притяжением Солнца и Луны. Они тоже постоянно изучаются океанографами. Теперь перейдем к течениям. Океанские течения напоминают реки, протекающие по океану. Они теплее или холоднее, чем те воды, через которые они проходят. Поскольку течения имеют большое значение для человека, они постоянно изучаются. Как мы знаем, в океане живут растения и живые организмы бесчисленных видов. Океанографы и этой области уделяют много внимания. Какова глубина океана в различных местах? Это тоже очень важно для человека, и есть ученые, которые занимаются лишь измерениями океанских глубин. Человека интересует даже то, что происходит на дне океана.
Мы знаем, что до глубины 3657 метров дно океана покрыто мягкой, илистой грязью. Она состоит из известковых скелетов крошечных морских организмов. Животная и растительная жизнь океанского дна изучается по взятым оттуда пробам ила. В общем, океан, который большинству из нас кажется просто огромной массой воды, на самом деле представляет из себя огромный и сложный организм, о котором человек хочет узнать как можно больше. А океанографы увеличивают наше знание об океане, постоянно изучая все, из чего он состоит и что в нем содержится.
Почему приливы не везде одинаковы?
Вы когда-нибудь бывали на берегу, где при низкой приливной волне вам приходится пройти довольно большое расстояние в сторону моря, чтобы хотя бы войти в воду по колени? И все же есть места, где вы с трудом сможете отличить высокий прилив от низкого. Причина этого не имеет никакого отношения к влиянию Луны. Приливы происходят из-за гравитации. Точно так же, как Земля притягивает Луну, Луна притягивает и Землю, но с гораздо меньшей силой. За счет воздействия Луны на Землю воды океана притягиваются в сторону Луны и образуют выпуклость или волну. Вследствие этого возникает высокий прилив.
Вода на противоположной стороне Земли притягивается Луной в гораздо меньшей степени, поскольку Луна находится дальше, и поэтому здесь тоже образуется выпуклость. Поэтому высокий прилив наблюдается и со стороны, обращенной к Луне, и с противоположной стороны Земли. По мере того, как Луна проходит вокруг Земли, эти два водяных «горба» и пониженные уровни воды продолжают оставаться примерно в том же положении относительно Луны. И если бы поверхность Земли была бы полностью покрыта водой, то чередование высоких и низких приливов было очень регулярным.
Но этому мешают многие другие факторы. Один из них — огромные массивы континентов. Они являются причиной приливных течений, которые огибают береговые линии и скапливаются в определенных местах, например в заливах. На пологих побережьях с прямой береговой линией надвигающийся прилив имеет достаточное пространство, чтобы распространяться, и не поднимается очень высоко.
Но там, где прилив встречается с узкой бухтой или каналом, он не может растекаться вширь, и поэтому вода может достигать большой высоты. Например, в бухте Фанди разница между приливом и отливом может составлять больше 21 метра. В то же время во время прилива на Средиземном море вода не поднимается выше, чем на 0,5 м.
Что такое водяной смерч?
Водяной смерч и торнадо очень похожи. В принципе водяной смерч можно называть «торнадо на море». Поэтому давайте сначала посмотрим, что такое торнадо. Торнадо — это, настоящий круговой шторм. Он появляется в виде черной воронкообразной тучи на обширной грозовой территории. Причина возникновения облачной воронки — конденсация влаги за счет охлаждения воздуха по мере его распространения вширь и ввысь. Торнадо может вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки. Ширина торнадо в той части, где он соприкасается с землей, в среднем составляет 275–365 метров, и проходит он обычно небольшое расстояние, составляющее от нескольких до 50 миль (80 километров). Считается, что внутри торнадо (вихря) скорость вращающихся потоков воздуха составляет 500 миль (800 километров) в час! Там, где торнадо соприкасается с поверхностью земли, могут происходить страшные разрушения. Например, дома могут быть стерты с лица земли, разломаны на куски или перенесены на сотни метров.
Торнадо (известные также под названиями «смерч» или «циклон») могут появляться в любое время года, хотя весной и летом они появляются в пять раз чаще. Чаще они имеют место днем, а не ночью. В некоторых случаях водяной смерч может быть просто обычным торнадо, зародившимся на суше и переместившимся на море. Но водяные смерчи более распространенного типа появляются над морями и озерами в тропиках или в средних широтах в теплое время года. Они возникают прямо над водой, а воронкообразные облака образуются из дождевых или кучевых облаков. Нижняя часть воронки, приближаясь к водной поверхности, поначалу раскручивает или перемешивает верхний слой воды в облако водной пыли.
Воронкообразное облако сначала погружается в эту водную пыль, а затем вытягивает вверх водяной смерч. Но вода, составляющая основную часть смерча, всегда остается свежей, потому что в основном состоит из дождевой воды. Водяной смерч продолжается обычно всего лишь несколько минут и оказывает воздействие лишь на ограниченном участке. Большинство водяных смерчей возникают над холодными водами там, где высока температура воздуха и часто бывают грозы.
Почему градины имеют разные размеры?
В некоторых местах, где грозы происходят довольно часто, одна гроза из восьмисот сопровождается градом размером с грецкий орех, а одна гроза на пять тысяч несет с собой град размером в теннисный мяч. И вы, наверное, знаете из собственного опыта, что градины могут иметь и другие размеры. Град обычно выпадает в теплую погоду и сопровождается, как правило, громом, молнией и дождем.
Град образуется, когда дождевые капли по пути к земле проходят через слой холодного воздуха и замерзают. Из отдельных дождевых капель получаются очень маленькие градинки. Градины побольше появляются так же, но когда маленькие градины падают и встречают по пути сильные восходящие воздушные потоки, они могут подниматься до того уровня, где образуются дождевые капли. К градине пристают новые капли, и когда она вновь пролетает через холодные слои, вода обволакивает ее и замерзает, увеличивая таким образом размер градины.
Поднимание и опускание градины может происходить неоднократно до тех пор, пока на ней не нарастет количество слоев, увеличивающее ее вес настолько, что она оказывается в состоянии преодолеть силу восходящих воздушных потоков и падает на землю. Таким образом появляются градины диаметром в 8-10 сантиметров и весом до 0,5 кг. Снег тоже намерзает вокруг градин, когда они заносятся в зоны, где он образуется. Поэтому град часто состоит из слоев снега и льда.
Ежегодно град наносит огромный ущерб. Он уничтожает посевы таких культур, как рожь, пшеница, хлопок и табак. Он может сбить листья с деревьев, разбить стекла в окнах и даже поранить домашнюю птицу и животных!
Перемещаются ли ураганы в определенных направлениях?
Шторм или ураган выглядит настолько диким и неукротимым явлением природы, что трудно поверить в возможность его перемещения по определенному маршруту. Тем не менее, насколько нам известно, с наступлением сезона ураганов они получают имена, и их маршруты часто довольно точно предсказываются.
В большинстве районов мира основная часть ураганов двигается в определенных направлениях. В Соединенных Штатах, например, большинство больших ураганов представляют собой обширные массы циркулирующего против часовой стрелки воздуха, вращающегося вокруг центральной точки низкого атмосферного давления. Причина того, что в Штатах они вращаются против часовой стрелки, состоит в том, что когда ветры дуют в направлении центра низкого давления, то вращение Земли отклоняет их вправо (в Северном полушарии).
Вернемся к ураганам. Прежде всего, знаете ли вы, что ураганы, циклоны и тайфуны — практически одно и то же? В Соединенных Штатах они называются циклонами, в Юго-Восточной Азии и в Южно-Китайском море — тайфунами, а в Вест-Индии и в Мексиканском заливе — ураганами. К северу от экватора тайфуны и ураганы обычно начинаются поздним летом или осенью над теплыми тропическими водами. Они перемещаются к западу или северо-западу через зону пассатов по маршруту, отклоняющемуся вправо.
