Simon:
Dla mojej żony, Emmy, za nieustające wsparcie, oraz naszych dzieci –
Noaha i Nell
Clare:
Dla Sienny, mojej najlepszej recenzentki pogodowej, i dla mojego
cudownego męża, Chrisa
WSTĘP
Wszyscy jesteśmy meteorologami i znamy się na pogodzie.
Codziennie, a nawet co godzina, większość z nas ocenia stan pogody.
Zostaliśmy tak zaprogramowani już w naszej prehistorii – obserwowanie i rozumienie zmieniającego się nieba to niezatarty ślad pozostały po
naszych przodkach.
Świat opiera się na równowadze pomiędzy różnymi elementami pogody a naszą zdolnością, by sobie z nimi poradzić. Spoglądanie w niebo to dla
nas naturalna czynność, dzięki której się dowiadujemy, co się stanie za
chwilę. Odcienie nieba, sygnały, jakie nam daje, zawirowania i kształty
kłębiące się na horyzoncie to wskazówki mówiące nam, jak się poczujemy,
gdy wyjdziemy z domu. Od czasu, gdy po raz pierwszy wyszliśmy na ląd,
przez tysiące lat aż do dziś, wpływ klimatu na gospodarkę i środowisko
bardzo się zmienił, a pogoda stała się nieodłączną częścią naszego
życia. Chodzi jednak o coś więcej niż o nasze relacje z pogodą i przystosowanie się do nowych warunków, z pobożnymi życzeniami śniegu na
Gwiazdkę i słońca w weekendy włącznie. Gdy przyjrzymy się bliżej temu
zamętowi i zaczniemy zastanawiać, skąd się wziął, możemy dojść do
wniosku, że takie dociekania są niezmiernie satysfakcjonujące i stanowią
dobry powód, by poświęcić się meteorologii zawodowo. Ta książka jest dla
takich jak my, wciąż głodnych wiedzy o zjawiskach zachodzących w atmosferze.
Od dawna interesujemy się meteorologią i poświęciliśmy jej wiele lat
życia. Simon zafascynował się zjawiskami pogodowymi, gdy miał siedem
lat. Wówczas to, w 1987 roku, wielka burza zaatakowała południową część
Wielkiej Brytanii, wywołując chaos i zniszczenia. W wypadku Clare
zrozumienie matematycznych i fizycznych mechanizmów rządzących atmosferą
i oceanami było długą podróżą związaną z niesamowitymi odkryciami, które
ją zainteresowały, gdy była jeszcze bardzo młoda.
Oboje jesteśmy wykwalifikowanymi meteorologami, odbyliśmy staż w Met
Office, państwowej służbie meteorologicznej Wielkiej Brytanii, i bardzo
dużo rozmawiamy o pogodzie. Odpowiadamy również na wiele pytań, które
jej dotyczą!
Ta książka to wspaniały dodatek do każdej rozmowy o pogodzie.
Znajdziecie w niej fascynujące fakty i dane na temat meteorologii oraz
odpowiedzi na najczęściej zadawane pytania. Rozwiewamy tu różne
wątpliwości i wyjaśniamy trudne do zrozumienia i zaskakujące zagadki
związane z pogodą i klimatem.
A więc udajmy się razem w tę podróż. Zanurzcie się razem z nami w ten
skomplikowany, przepiękny i wzbudzający respekt świat pogody.
Simon King i Clare Nasir
wrzesień 2019
SŁOŃCE
DLACZEGO NIEBO JEST NIEBIESKIE?
Codziennie (a przynajmniej wtedy, gdy nie ma chmur) widzimy, że niebo
jest niebieskie. Akceptujemy to, ale nie zdajemy sobie sprawy, że
powietrze wcale nie jest niebieskie. Upraszczając, światło Słońca
przechodzi przez atmosferę ziemską, sprawiając, że w naszych oczach
wydaje się niebieska. Aby to zrozumieć, musimy przyjrzeć się temu, jak
światło przemierza powietrze. Słońce wydaje się żółtą/pomarańczową
tarczą na niebie, a tymczasem jego światło tak naprawdę jest białe.
Białe światło składa się z całego spektrum kolorów: czerwonego,
pomarańczowego, żółtego, zielonego, niebieskiego, indygo i fioletowego.
Każdy z tych kolorów związany jest z jedną z widzialnych części
promieniowania elektromagnetycznego różniących się nieco długością fali.
Gdy białe światło słońca wpada w atmosferę, lód, krople wody i cząsteczki gazu rozpraszają je, nadając im wymienione barwy. Zjawisko
rozpraszania na cząsteczkach gazu, zwane rozpraszaniem Rayleigha, opisał
w dziewiętnastym wieku brytyjski fizyk John William Strutt, lord
Rayleigh. Światło niebieskie rozpraszane jest najsilniej, dlatego jest
bardziej widoczne dla naszych oczu, lepiej dostrojonych do krótszych fal
elektromagnetycznych, do których należy niebieski.
W jasny, słoneczny dzień kolor niebieski będzie bardziej jaskrawy, gdy
spojrzymy prosto w słońce niż w stronę horyzontu. Dzieje się tak
dlatego, że światło niebieskie docierające do naszych oczu bezpośrednio
od strony słońca przebywa najkrótszą drogę przez atmosferę, która
pochłania promieniowanie z tego zakresu widma, nie jest więc tak rozmyte
jak światło dobiegające od horyzontu.
JAK SŁOŃCE WPŁYWA NA POGODĘ I KLIMAT NA ZIEMI?
Słońce to gwiazda, dzięki której istnieje Ziemia i reszta Układu
Słonecznego. Mamy mnóstwo fundamentalnych dowodów na to, że wpływa ono
na pogodę i klimat naszej planety: jest przecież źródłem światła,
ciepła, a jego niewiarygodna siła grawitacji utrzymuje planety na ich
orbitach. Powierzchnia Słońca to istny kocioł buzujących rozognionych
gazów emitujących ogromne ilości energii do otaczającej ją przestrzeni.
Ta energia zalewa czasem ziemską atmosferę. Zanim odkryjemy magię,
dzięki której energia słoneczna dociera do Ziemi, zapoznajmy się z podstawowymi informacjami dotyczącymi naszej gwiazdy. Promień Słońca
wynosi 695 510 kilometrów, a Ziemi 6371. Patrząc z perspektywy tych
liczb, oznacza to, że w Słońcu pomieściłoby się 1,3 miliarda obiektów
wielkości Ziemi. Zakłada się, że Słońce uformowało się 4,6 miliarda lat
temu, jest więc trochę starsze od Ziemi, która powstała 4,5 miliarda lat
temu. Słońce w 92% składa się z wodoru, 8% stanowi hel, a reszta to
pierwiastki śladowe: tlen, węgiel i azot, które łącznie – w połączeniu z olbrzymim ciśnieniem i wysoką temperaturą – działają jak gigantyczny
reaktor termojądrowy. Chociaż Słońce jest napędzaną energią jądrową kulą
gazu, ma też strukturę wewnętrzną i atmosferyczną. W jądrze temperatura
dochodzi do około 15 milionów stopni Celsjusza, a poza nim spada do 2
milionów stopni.
Struktura Słońca
Jądro. Siła grawitacji w jądrze powoduje olbrzymie ciśnienie i temperaturę sięgającą 15 milionów stopni Celsjusza. W wyniku fuzji
jądrowej atomy wodoru łączą się w hel, który przedostaje się z jądra do
innych warstw Słońca, a w końcu ulatuje w przestrzeń kosmiczną.
Strefa promienista. Wewnętrzna część Słońca, do której należy
również jądro. Transport energii zachodzi w niej niemal wyłącznie przez
promieniowanie. Uwalniane w reakcji fuzji jądrowej wysokoenergetyczne
fotony, absorbowane i ponownie emitowane przez plazmę słoneczną,
potrzebują setek tysięcy lat, by się z niej wydostać. Strefa promienista
rozciąga się na około 45% długości promienia Słońca i oziębia wraz ze
wzrostem odległości od jądra. W strefie tej panuje temperatura od 7 do 2
milionów stopni Celsjusza, zbliżając się do temperatury strefy
konwektywnej.
Strefa konwektywna. W tej zewnętrznej strefie Słońca panuje
temperatura około 2 milionów stopni Celsjusza. Energia ze strefy
promienistej przedostaje się na powierzchnię Słońca dzięki konwekcji
(ruchowi materii wymuszonemu przez różnice temperatury). Możemy to
zaobserwować na powierzchni Słońca w postaci plam – ciemnych (mniejsze
natężenie promieniowania) i jaśniejszych (większe natężenie
promieniowania). Gdy fotony docierają do powierzchni Słońca, pojawia się
światło, które widzimy z Ziemi.
Warstwy Słońca
Czy Słońce ma atmosferę?
Słońce, tak jak i Ziemię, otacza atmosfera, którą zwykło się dzielić na
następujące warstwy:
Fotosfera
– najgłębsza, gruba zaledwie na 500 kilometrów część jego
atmosfery, emitująca światło o temperaturze około 5500 stopni Celsjusza.
Gołym okiem postrzegamy ją jako kulę plazmy o wyraźnie zaznaczonym
brzegu usianą ciemnymi plamami słonecznymi.
Chromosfera
– gorętsza niż fotosfera; można ją dostrzec tylko
podczas zaćmienia Słońca. Temperatura chromosfery wynosi 4300 stopni
Celsjusza w najgłębszej jej części i wzrasta stopniowo aż do 25 000
stopni przy granicy ze strefą przejściową dzielącą ją od korony.
Korona
– najgorętsza część słonecznej atmosfery. Panuje tu
temperatura trzysta razy większa niż w fotosferze, znacznie
przekraczająca milion stopni Celsjusza. Choć korona zazwyczaj nie jest
widoczna z Ziemi, czasem można ją dostrzec podczas całkowitego zaćmienia
Słońca, gdy wysnuwają się z niej białe pasma zjonizowanego gazu. Kiedy
gaz ten się ochładza i rozprasza, powstaje wiatr słoneczny. Naukowcy
spierają się, dlaczego ta zewnętrzna warstwa jest najgorętsza. Niektórzy
uważają, że to skutek wybuchów na powierzchni korony, podczas których
wyzwalają się ogromne ilości energii. Pojedynczy wybuch można porównać z eksplozją dziesięciomegatonowej bomby wodorowej, a w każdej sekundzie
dochodzi do milionów takich wybuchów.
Czy Słońce się obraca, wiruje, orbituje, pulsuje?
Pulsuje, ale tylko w niewielkiej mierze wskutek delikatnego wpływu sił
grawitacyjnych planet, które je obiegają. Słońce również obraca się
wokół własnej osi, ale nie w taki sposób, jaki znamy. Ziemia wiruje jako
ciało stałe, więc jej kształt pozostaje zawsze taki sam, lecz Słońce
jest kulą gazu i wirując, nie zachowuje się tak jak ciało stałe. Jego
części wirują z różną prędkością kątową. Słońce wraz z Układem
Słonecznym obiega naszą galaktykę, czyli Drogę Mleczną – Układ Słoneczny
tworzy jedno z jej ramion. Z kolei Droga Mleczna zbliża się do Galaktyki
Andromedy.
Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki
Tytuł oryginału: What Does Rain Smell Like?
Text copyright © Simon King and Clare Nasir, 2019
Originally published in the English language in the UK by 535, an imprint of Bonnier Books UK Limited.
Simon King and Clare Nasir have asserted their moral right to be identified as the authors of this Work in accordance with the Copyright, Designs and Patents Act 1988.
Copyright © for the Polish e-book edition by REBIS Publishing House Ltd., Poznań 2019
Informacja o zabezpieczeniach
W celu ochrony autorskich praw majątkowych przed prawnie niedozwolonym utrwalaniem, zwielokrotnianiem i rozpowszechnianiem każdy egzemplarz książki został cyfrowo zabezpieczony. Usuwanie lub zmiana zabezpieczeń stanowi naruszenie prawa.
Redaktor: Grzegorz Dziamski
Redaktor merytoryczny: dr hab. Tomasz Hornowski
Projekt okładki: Emily Rough
Ilustracje na okładce © Shutterstock
Projekt i opracowanie graficzne polskiej wersji okładki: Urszula Gireń
Wydanie I e-book (opracowane na podstawie wydania książkowego: Jak pachnie deszcz, wyd. I, Poznań 2020)
ISBN 978-83-8188-782-3
Dom Wydawniczy REBIS Sp. z o.o.
ul. Żmigrodzka 41/49, 60-171 Poznań
tel.: 61 867 81 40, 61 867 47 08
fax: 61 867 37 74
e-mail: [email protected]
www.rebis.com.pl
Konwersję do wersji elektronicznej wykonano w systemie Zecer
