Галина Шалаева - Кто есть кто в мире природы
Смерч вызывает катастрофические разрушения в полосе его прохождения шириной в несколько десятков или сотен метров, на небольшом удалении от которой может наблюдаться почти полное затишье. Известны случаи, когда смерчи срывали и скручивали 100-тонные мосты, поднимали и переносили на большие расстояния крыши домов, вырванные с корнем деревья, другие тяжелые предметы.
Смерчи могут возникать внезапно, и от этого они еще опасней.
Смерчи над сушей называют тромбами. В США чаще используется название торнадо. Торнадо возникают достаточно часто. Ежегодно в восточной части США наблюдается несколько сотен торнадо. Еще одно место, где часто возникают смерчи, – это среднеазиатские пустыни.
Возникновение смерчей связано с быстрым выделением энергии, накапливающейся при определенных условиях в нижних слоях атмосферы. Такие условия чаще бывают в жаркую погоду.
Что делается в эпицентре урагана?
Когда ветер дует со скоростью 120 км/ч, давление по оси воздушного столба падает очень быстро. Эта область низкого давления в центре называется эпицентром урагана. Иногда она носит название «глаз» урагана.
Эпицентр может быть от 15 до 30 километров в ширину. Низкое давление в эпицентре служит причиной того, что морская вода легко всасывается в эпицентр и поднимается вверх.
В районах низкого давления часто проходят сильные ливни. Самые сильные дожди проливаются из туч вокруг эпицентра урагана.
«Глаз» урагана можно представить как дыру в бублике. Ветры дуют вокруг эпицентра, а внутри него спокойно. Небо над ним может быть ясным, свободным от туч. Ветры там слабые, обычно менее 34 км/ч.
Если вас настигнет ураган и вы попадаете в его эпицентр, сначала вы почувствуете сильный ветер, потом вас насквозь промочит дождь. Эпицентр урагана промчится, и настанет период спокойного, ясного неба. Потом опять будет дождь и сильный ветер, но в этот раз дующий в противоположном направлении.
Почему давление быстро падает по оси воздушного столба, образуя эпицентр урагана? Как образуется сам эпицентр урагана – его «глаз»? Метеорологи, изучающие это явление, не имеют точного объяснения происходящего.
Почему дует от закрытого окна?
Часто дует от окна, которое закрыто совершенно плотно и не имеет ни малейшей щели. Это кажется странным. Между тем здесь нет ничего удивительного.
Воздух комнаты почти никогда не находится в покое; в нем существуют незаметные течения из-за нагревания и охлаждения воздуха. От нагревания воздух разрежается и, следовательно, становится легче; от охлаждения, напротив, уплотняется, становится тяжелее. Легкий нагретый воздух от батареи центрального отопления или теплой печи вытесняется холодным воздухом вверх, к потолку, а воздух охлажденный, тяжелый, возле окон или холодных стен, постепенно перемещается вниз, к полу.
Эти течения в комнате легко обнаружить с помощью обыкновенного воздушного шара, если подвязать к нему небольшой груз, чтобы шар не упирался в потолок, а свободно парил в воздухе. Выпущенный близ натопленной печки, такой шар путешествует по комнате, увлекаемый невидимыми воздушными течениями: от печки под потолком к окну, там опускается к полу и возвращается к печке, чтобы вновь путешествовать по комнате.
Вот почему зимой мы чувствуем, как дует от окна, особенно у ног, хотя рама так плотно закрыта, что наружный воздух не может проходить сквозь щели. Там циркулируют потоки холодного воздуха комнаты.
Что такое дым?
Дым – это результат неполного сгорания отдельных видов топлива. Это означает, что, если бы все топливо сгорало полностью, дыма не было бы вообще.
Топливо, в основном, состоит из углерода, водорода, кислорода, азота, небольшого количества серы и минеральной золы. Если бы все это сгорало полностью, продуктами отходов являлись бы соединение углерода и кислорода, водяные пары и азот. Это все безвредные вещества. При наличии в топливе серы, также остается незначительное количество соединения серы и кислорода. Когда она объединяется с воздухом и влагой, образуется кислота, подвергающая металл коррозии (ржавчине).
Для полного сгорания топлива необходимо достаточное количество кислорода. Этого сложно достичь, особенно с твердым топливом, и в результате появляется дым.
Такие виды топлива, как антрацит и кокс сгорают без дыма, так как не содержат никаких летучих веществ.
Битумные угли разлагаются при низких температурах, при этом выделяются газы и деготь. Соединяясь с пылью и золой, они образуют дым.
Воздух в любом городе полон взвешенных твердых частиц, но не все они являются дымом. В дыме могут содержаться пыль, частички растительности и другие вещества. Под влиянием сил гравитации они постепенно опускаются вниз. В небольших городах или пригородах от 70 до 90 тонн этих частичек оседает на каждом квадратном километре ежегодно. А в больших промышленных городах эта цифра может быть в 10 раз больше!
Дым может наделать много вреда. Он приносит ущерб здоровью, растительности. В больших городах дым препятствует прохождению солнечного света, особенно ультрафиолетовых лучей, которые в небольшом количестве очень важны для здоровья человека.
Если бы ветер не разгонял дым, туман стоял бы в городах целый день. Там, где часты дымные туманы, повышается количество смертей от заболеваний легких и сердца.
Особенно опасно влияние дыма на растительность. Он мешает «дыханию» растений и лишает их солнечного света. Зачастую кислоты, содержащиеся в дыме, практически убивают растения!
В настоящее время во многих городах стараются сократить количество дыма и его вредное воздействие.
Что такое смог?
В некоторых городах смесь различных промышленных газов, выпускаемых в атмосферу, образует туман, который называют «смог». При попадании в легкие он вызывает кашель. Если в смоге есть определенные газы и частицы, такой смог становится ядовитым.
Итак, пыль присутствует в воздухе постоянно. Пыль – это мельчайшие частицы, которые находятся в воздухе во взвешенном состоянии.
Пыль образуется при воздействии на почву дождя или снега, при извержении вулканов, от выхлопных газов и отходов промышленного производства. Последнее можно наблюдать, когда смотришь на дымящие фабричные трубы.
Трудно представить себе объем пыли, находящейся в воздухе. Полагают, что ежегодно над территорией США находится около 39 миллионов тонн пыли! 28 миллионов тонн из этой массы приходится на пыль из естественных источников, следовательно, около 11 миллионов тонн пыли – это результат деятельности человека!
Естественно, больше всего пыли в промышленных городах. В городе с наличием большого количества промышленных предприятий ежемесячно может выпадать до 180 тонн пыли.
Это очень серьезная проблема для здоровья человека, поэтому многие города проводят активные мероприятия по сокращению загрязнения воздуха. Производство, выделяющее много пыли, оборудуется пылеуловителями. Используются также вентиляционные системы.
В некоторых случаях используют влажное бурение и водяное опрыскивание. Однако проблема опасного загрязнения воздуха – проблема смога – еще не решена.
В Англии значительные усилия направлены на борьбу с дымом, особенно с тем, который идет из бытовых котельных и фабричных труб. В некоторых местностях угольные котельные запрещены.
Что такое шум?
Звук порождается механическими колебаниями. Однако для того, чтобы эти колебания стали слышны, они должны происходить в какой-нибудь среде: воздухе, жидкости или твердом теле. Благодаря среде звук может достичь уха слушателя.
Звуки отличаются друг от друга по громкости, высоте и тембру. Громкость звука зависит частью от удаления уха слушателя от звучащего объекта, и от амплитуды колебания последнего. Слово амплитуда означает расстояние, которое проходит тело от одной крайней точки до другой во время своих колебаний. Чем больше это расстояние, тем громче звук.
Высота звука зависит от быстроты или частоты колебаний тела. Чем больше колебаний совершает объект за одну секунду, тем выше производимый им звук.
Однако два звука, абсолютно совпадающие по громкости и высоте, могут отличаться друг от друга. Музыкальность звука зависит от числа и силы обертонов. Если заставить струну скрипки колебаться вдоль всей длины так, чтобы при этом не возникало никаких дополнительных колебаний, то будет слышен самый низкий тон, который она только способна произвести. Этот тон называется основным. Однако, если на ней возникнут дополнительные колебания отдельных частей, то появятся дополнительные более высокие ноты. Гармонируя с основным тоном, они создадут особенное звучание скрипки. Эти более высокие по сравнению с основным тоном ноты и называются обертонами. Они-то и определяют тембр того или иного звука.
