Каждый месяц мы выбираем интересный научный подкаст и пересказываем один из его самых популярных выпусков. Первый герой — подкаст «Ologies» и его гостья, нефолог и доктор облачных наук Рэйчел Сторер. Она расскажет о тучах в форме НЛО, алмазных дождях на других планетах и о том, зачем изучать облака.
Подкаст «Ologies» ведет научная журналистка и обладательница премии «Эмми» Эли Уорд. Она разговаривает с разными учеными, чтобы в простой и увлекательной форме рассказать о том, чем они занимаются. Каждый выпуск посвящен одной сфере науки: от привычных вроде палеонтологии и сексологии до необычных вроде науки о поцелуях (филематология), инопланетянах (астробиология) и даже пиве (зимология).
Рэйчел Сторер, доктор нефологии и любительница облаков
«Само название нефология произошло от греческого nephos, что в переводе означает «облако». Эта наука помогает улучшить прогнозы погоды, отслеживать и предсказывать движение ураганов, она нужна даже для экологии: мы прогнозируем, как глобальное потепление скажется на количестве облаков и уровне солнечной радиации, от которой они защищают.
Моя специализация — штормы и грозовые облака. Больше всего мне нравится преследовать бурю: это когда ты едешь на машине за грозой, а в идеале — за торнадо. Нужно занять правильную позицию так, чтобы ураган прошел мимо. В это время я должна следить за множеством показателей: определять, сколько воды передвигается по небу во время бури, следить за атмосферными потоками и пытаться понять, как на движение туч влияет окружающая среда. Люди часто не понимают, насколько много математики и физики нужно для метеорологии. Поэтому если вы хотите заняться изучением облаков, стоит подтянуть алгебру и геометрию».
В выпуске доктор Сторер много говорит о разных видах облаков и их различиях. Вот самые интересные примеры с объяснениями того, как они формируются:
Это облака в форме сахарной ваты и те самые мультяшные облака из «Симпсонов». Образуются они довольно просто: если воздух с микрокаплями влаги теплее окружающего, он начинает выделять пузырьки (как горячая вода), поэтому у кучевых облаков такая пушистая форма.
Эти редкие облака чаще всего можно увидеть рядом с горными вершинами. Они образуются на гребнях воздушных волн, когда те поднимаются вверх (например, чтобы обойти гору) и опускаются вниз. Лентикулярные облака имеют тарелкообразную форму и не двигаются от порывов ветра, поэтому их часто путают с НЛО.
Это те облака, которые можно увидеть в пасмурную погоду. Они формируются довольно медленно и для их образования нужна однородная влажная поверхность — например, океан или почва после дождя. Испарения постепенно поднимаются в воздух и формируют низкие слоистые облака.
Как объясняет доктор Сторер, дождевое облако не может подниматься вверх до бесконечности — рано или поздно оно «ударяется» о границу тропосферы (это нижняя часть атмосферы, в которой находятся облака) и не может двигаться дальше. Тогда оно растекается вширь и становится приплюснутым сверху. За внешнее сходство такие облака называют наковальнями.
Их можно увидеть при извержении вулкана или лесном пожаре. Жар и высокая температура от земли провоцируют испарение, теплый влажный воздух поднимается вверх и образует облако. На его место приходит холодный воздух, нагревается, поднимается и делает облако больше. Так продолжается до тех пор, пока земля не остынет.
Вот как это объясняет Рэйчел Сторер: «Между 0°C и -40°C вода в воздухе может существовать во всех трех состояниях. Для образования воды и льда есть определенные температуры, но по факту в промежуточных атмосферных условиях намного легче формируется лед, а вода становится паром. Так вот, если в облаке происходит что-то, что нарушает его покой, например, пролетает самолет, это дает толчок к образованию льда. Ну а так как лед тяжелый, он падает на землю, а на его месте остается дыра».
Вымеобразные облака обычно образуются внизу грозовой наковальни. Под весом тучи воздух стекает вниз и образует карманы, которые заполняет просевшее облако. Доктор Сторер признается, что это ее любимый вид облаков.
— Как формируются облака? Для образования облака нужны два фактора: влага и восходящее движение воздуха. Теплый влажный воздух поднимается вверх, давление падает и воздушный поток охлаждается. Из-за этого водяной пар конденсируется и становится облаком.
— Почему облака белые? Проходя через капли, из которых состоит облако, солнечный свет преломляется и рассеивается во всех направлениях. Поэтому для человеческого глаза облака выглядят белыми. Когда же микрокапель становится много, часть света поглощается и белое облако становится черной тучей.
— Сколько весит облако? В среднем около тысячи тонн.
— С какой скоростью двигаются облака? Облака перемещаются в воздушных потоках, поэтому скорость может быть разной. Например, существуют реактивные потоки — это мощные ветры со скоростью до 300 км/ч.
— Что происходит, когда разгоняют облака? Чаще всего облака разгоняют, вызывая дождь. Для этого в атмосферу нужно закинуть что-то, вокруг чего смогут конденсироваться микрокапли. Например, для этого используют хлорид кальция, сухой лед, йодид серебра или поваренную соль.
— Почему облака вызывают турбулентность? Облака возникают из-за движения воздушных потоков. Поэтому вокруг них постоянно меняются направление и скорость ветра, давление, температура, влажность. Из-за такой неоднородности атмосферы и возникает тряска в пролетающем мимо самолете.
— Как предсказать погоду по облакам? Есть такое высказывание: «Красные паруса ночью — радость для моряка, красные паруса утром — будь настороже». То есть если вечером был алый закат, на следующее утро будет хорошая погода, но если был алый рассвет, будет буря. Это связано с формированием облаков. Дело в том, что атмосферные фронты обычно перемещаются с запада на восток. То есть когда солнце садится (на западе) оно окрашивает в алый уходящие облака, а когда встает (на востоке) — приближающиеся.
— Есть ли облака на других планетах? Конечно! Самое интересно, что из-за разных условий они не обязательно состоят из воды. Например, на Сатурне есть метановые облака (соединение углерода и водорода — Прим. Ред.), поэтому там идут алмазные дожди (то есть углеродные — Прим. Ред.). В год может выпадать до 100 тонн таких осадков.
Послушать выпуск целиком: на сайте, Подкасты Apple, Spotify