Работа ветра
Работа ветра играет огромную роль в жизни Земли и в хозяйственной деятельности человека.
Причина образования ветра
В результате неравномерного нагревания воздух в одном месте теплее, в другом - холоднее, более нагретый воздух, расширяясь, поднимается вверх, а более холодный и плотный устремляется на его место. Так совершается движение воздуха, перемещение различно нагретых воздушных масс, что и является причиной образования ветра.
Бризы
Хорошим примером постоянных ветров могут служить так называемые бризы в приморских странах: днем они дуют с моря на берег, а ночью - наоборот. Объясняется это тем, что суша нагревается сильнее воды, нагретый ею воздух, как более легкий, поднимается в атмосферу, а на его место устремляются с моря более холодные воздушные массы.
Ночью, наоборот, суша охлаждается сильнее воды, так как вода значительно дольше сохраняет тепло, полученное от нагревания. Воздушные массы над морем становятся, ночью более теплыми, чем над сушей, и ветер начинает дуть в обратном направлении, т. е. с берега на море.
Вот почему рыбаки уходят поздно вечером в море, а рано утром с богатым уловом возвращаются к своим берегам - и туда, и назад с попутным ветром.
Муссоны
Муссоны тропических стран вполне могут быть сравнимы с бризам, с той разницей, что они дуют в одном и том же направлении с моря на сушу или, наоборот, с суши на море не в течение суток, а более продолжительный срок - летом и зимой, почему и носят название летних и зимних муссонов. Летние муссоны дуют с океана, а зимние - с суши.
Сила ветра
Сила ветра бывает различна. Он может переносить не только тонкую пыль и песок, но даже передвигать гальку величиной в несколько сантиметров. В южной части черноземной полосы нашей страны весной, когда пашня еще не покрыта зелеными всходами, а дожди выпадают сравнительно редко, ветер иногда переходит в пылевые бури. Багровый диск солнца бывает еле виден через пылевую завесу.
Мельчайшая пыль залепляет глаза и затрудняет дыхание. От нее некуда деться: даже в дома она проникает через закрытые окна и двери.
Довольно часты пылевые бури в Северном Китае, Южной Монголии и США.
Самумы
Более грозное явление природы представляют песчаные бури африканских пустынь - самумы. От них часто погибают в пути караваны. Ветер выносит из центральных частей пустыни к ее окраинам массу пыли и песчаного мелкозема. Из более крупного материала накопляются барханные пески, а пыль высоко поднимается в атмосферу и переносится за тысячи километров, окутывая желтой пеленой все на своем пути.
Накопление мелкозема
Ветры пустынь, встречаясь с ветрами других направлений, ослабевают и осаждают мелкозем. Накоплению мелкозема способствует более влажный климат и дожди. Обычно после дождя воздух становится чистым и прозрачным именно потому, что освобождается от пыли, хотя и незаметной для глаз, но все же значительно уменьшающей видимость отдаленных предметов.
Из мелкоземистого материала - желтозема, или лесса, в Китае сложены мощные пласты, местами до 100 метров. Лесс занимает огромные площади и, несмотря на недостаток перегноя, отличается удивительным плодородием, так как содержит минеральные вещества, необходимые для жизни растений.
В жизни Китая лесс, как основа земледелия, имеет огромное хозяйственное значение, отсюда желтый цвет - любимый цвет китайского народа. Лесс в основном образован мельчайшими частицами кварца, полевого шпата, глины, известняка и слюды. В сухое время года лесс сильно пылит на дорогах, а после дождей превращается в липкую грязь.
Происхождение лесса связано с деятельностью ветра, почему такие породы и называются эоловыми, иначе - ветровыми образованиями.
Образование дюн и барханов
По берегам некоторых рек и морей ветер из песка образует высокие дюны, возвышающиеся наподобие холмов иногда до 100 метров высоты. В пустынях ветер навевает барханы, отличающиеся от дюн характерной серповидной или полулунной формой. Обычная их высота 15-20 метров.
Как дюны, так и барханы перемещаются, вернее пересыпают по направлению ветра. На своем пути они засыпают не только пашни, но также и постройки. Скорость движения дюн зависит от силы ветра. Маленькие дюны при сильном ветре передвигаются на 2-3 метра за день. Большие дюны передвигаются значительно медленнее - до 20 метров в год.
В целях предупреждения движения дюнных песков их закрепляют сначала травянистой растительностью, особенно посевом таких злаков, как колосняк и овсец песчаный, а затем уже используют для посадки древесные породы, главным образом сосну, которая прекрасно уживается на песчаных почвах.
Барханы тоже причиняют много ущерба хозяйственной деятельности человека: они засыпают пашни в оазисах, заносят колодцы, засыпают арыки (оросительные каналы), по которым направляется вода на бесплодные участки пустыни. История знает немало фактов, когда некоторые города, цветущие и многолюдные, заносились песком, и только археологические раскопки позволили восстановить картину прошлой жизни по многочисленным находкам и хорошо сохранившимся постройкам.
Работа ветра над камнем
Работа ветра выражается не только в том, что он переносит продукты выветривания, но также в непосредственном воздействии на те препятствия, которые он встречает на своем пути, особенно в пустыне, где ветры дуют постоянно. Безветренные дни в пустыне бывают крайне редко. Часто ветры переходят в песчаные ураганы огромной силы.
Ветер устремляет потоки твердых кварцевых песчинок, которые режут, сверлят, вытачивают и шлифуют камень непрерывно, на протяжении не только столетий, но даже многих тысяч лет. Поэтому и результаты работы ветра бывают весьма велики.
Наглядную выразительность работа ветра получает в создании таких причудливых форм выветривания, как «эоловые грибы» или «эоловые столы». Верхняя часть их обычно сложена породами, труднее поддающимися обработке ветра по сравнению с более податливой «ножкой». В рыхлых породах часто встречаются плотные скопления, иначе - конкреции, в виде шаров, линз или иных образований.
Постепенно выдувая рыхлый материал, ветер обнажает их. Значительные скопления шаров различной величины, а также шары пока еще на ножках встречаются в пустыне на полуострове Мангышлак (на восточном берегу Каспийского моря). Хорошо иллюстрирует работу ветра и стирание камня, его шлифование и полировка. Ветры пустыни постепенно обтачивают утесы, щебень и гальку.
В пустынях часто встречаются камни, отчетливо ограненные песком с двух, трех и даже четырех сторон в зависимости от направления господствующих ветров.
Практическое использование работы ветра
Человек практически использует работу ветра в особых пескоструйных аппаратах. Эти аппараты применяются в технике и строительстве для очистки поверхности металла и камня посредством струи песка, направляемой сильным током воздуха под давлением в несколько атмосфер.
С металлических изделий таким образом удаляются ржавчина, старая краска, эмаль и т. п., а с каменных зданий, особенно облицованных мягкими породами, как например известняком, - зашлакованность, прочно въедающиеся в камень.
Роль ветра в жизни Земли
Роль ветра в жизни Земли не ограничивается разрушением горных пород, их обтачиванием и шлифованием, переносом самого измельченного материала и отложением его в других местах земной поверхности. Под влиянием нагревания солнцем происходит испарение воды океанов, морей, рек и различных водоемов. Помимо того, испарение воды совершается растениями, (подробнее: Транспирация у растений) и почвой.
Вода превращается в пар, который растворяется в воздухе. Ветер, перемещая воздушные массы влажного воздуха, еще более содействует ходу испарения. Водяные пары, поднятые в атмосферу восходящим током воздуха, сгущаются в облака и тучи, которые затем проливаются дождями над водоемами и материками.
Атмосферные осадки частично попадают в реки и через них опять возвращаются в моря и океаны, частично через почву просачиваются в грунтовые воды, которые местами снова выходят на поверхность, в виде артезианских источников. Почвой и растениями вода опять испаряется в атмосферу.
Таким образом, ветер обусловливает круговорот воды и расширяет ее деятельность.
Работу ветра можно постоянно наблюдать не только над сушей, но также и над водными просторами. Приводя в движение поверхностные слои воды, ветер порождает волнение, достигающее часто значительной величины и силы, что приводит к разрушительной работе воды. Устремляясь на берег, волны подмывают и разрушают его. Наряду с другими причинами ветер обусловливает также и морские течения.
Из экваториальных областей идут теплые морские течения, из полярных - холодные. Примером мощного теплого течения может служить Гольфстрим (в переводе с английского - заливное течение), направляющее теплые воды Карибского моря (залива) на северо-запад к берегам Европы. По выходе из Мексиканского залива оно называется Северо-Атлантическим.
Это течение оказывает громадное влияние на климат Европы. Исключительно благодаря теплому течению доступны для земледелия в Европе такие районы, которые на соответствующих широтах в Северной Америке даже слабо обитаемы по причине крайней суровости климата, как, например, земля Баффина и северная часть полуострова Лабрадор. Эти окраины Северной Америки находятся, наоборот, под влиянием холодных течений - Гренландского и Лабрадорского.
Энергия ветра
Энергию ветра человек использует с незапамятных времен. Незамысловатый парус облегчал передвижение по воде. На парусах отважные мореплаватели сделали много замечательных открытий и кругосветных путешествий. Не менее велика роль ветра и в хозяйственной деятельности человека.
Энергию ветра очень давно, с седой старины, научился использовать человек вначале на нехитрых ветряных мельницах для помола зерна, а затем, по мере овладения техникой, и на специальных ветросиловых установках, широко применяемых для водоснабжения, орошения, (подробнее: Водяное колесо), и все чаще в последнее время, на электрических станциях.