Конденсация — это процесс, противоположный испарению. При испарении жидкость превращает­ся в газ или пар, а при конденсации — наоборот: газ или пар переходят в жидкое или твердое со­стояние. Конденсация протекает, когда объем газа или пара сжимается или охлаждается.

При конденсации происходят весьма любопыт­ные вещи. Во-первых, переход из газообразного состояния в жидкое приводит к резкому уменьше­нию объема, занимаемого тем же количеством ве­щества. Во-вторых, при этом высвобождается теп­ловая энергия в окружающую среду, называемая теплотой конденсации. Например, при конденса­ции каждого грамма водяного пара выделяется 540 калорий.

Конденсация занимает важное место в ряду процессов, протекающих в окружающем нас ми­ре. Вода, испаряясь из рек, озер, морей и океа­нов, остывая в атмосфере, вновь конденсируется, в результате чего образуются облака. Роса на траве и листьях появляется, когда насыщенный влагой воздух соприкасается с их охлажденной поверхностью.

Конденсация может протекать прямо у вас на глазах, если вы вынесете на воздух в жаркий лет­ний день стакан с ледяной водой. Наверняка в та­ких случаях вы замечали, что стенки стакана «за­потевают». Это происходит из-за того, что водя­ной пар, содержащийся в воздухе, соприкасаясь с холодным стеклом, конденсируется на нем.

Иногда вещество может переходить из газооб­разного состояния прямо в твердое. Это происхо­дит, когда температура окружающей среды или поверхности, на которой конденсируется пар, ни­же температуры замерзания. Именно этим явле­нием объясняется тот забавный факт, что у неко­торых людей, прогуливающихся в морозный день по улице, на бороде и усах появляются малень­кие сосульки или иней. Водяной пар, содержа­щийся в воздухе, выдыхаемым человеком, кон­денсируясь на волосках бороды, становится льдом!

Многие люди испуганно вздрагивают, заслы­шав раскаты грома во время грозы. Однако опа­саться грома нет ни малейших оснований. К тому времени, когда его звук достигает вас, электриче­ский разряд молнии, которая собственно и вызвала гром, уже давно погаснет. То, что разрыв во времени между ними может достигать нескольких десятков секунд, объясняется значительно боль­шей скоростью распространения света по сравне­нию со скоростью звука.

Стоит ли опасаться молний? В общем да, ибо известны случаи, когда молнии не только наноси­ли какой-либо ущерб, но даже и убивали людей. Впрочем, если правильно вести себя во время грозы (например, не бегать по полю и не пря­таться под одиноко стоящим деревом), то шанс оказаться пораженным молнией крайне мал.

Причина опасности в молний, как уже было сказано, в том, что они представляют собой мощ­ные электрические разряды. Когда на небе во время ночной грозы сверкнет особенно сильная молния, на мгновение вокруг становится светло, как днем. Обычно молнии вспыхивают в проме­жутке между двумя тучами. Иногда молния бьет из тучи в землю или в какой-нибудь предмет на ее поверхности, а изредка бывает, что случается и наоборот!

Молнии появляются так: когда во время грозы пространство между землей и облаками электри­зуется, и в нем начинают накапливаться положи­тельные и отрицательные электрические заряды. Когда разность между ними станет достаточно ве­лика, то между ними проскакивает разряд. Это и есть молния.

Во время разряда молнии в воздухе мгновенно возникают области сжатия (повышенного давле­ния) и расширения (пониженного). Они с силой «сталкиваются», производя грохот, который мы называем громом.

Наверняка вам часто приходилось слышать слово «циклон», хотя, возможно, вы не вполне понимали его значения. Циклон — это просто од­на из разновидностей бури.

Буря поднимается, когда теплый, влажный воздух из какого-нибудь региона, лежащего по­близости от экватора, поднимается в более северные широты и встречается, скажем, где-нибудь над Европой с массой холодного, сухого воздуха из Арктики.

При встречи не происходит перемешивания, наоборот, между двумя воздушными массами обозначается резкая граница, называемая фрон­том. По мере продолжения своего движения мас­са более теплого воздуха как бы взбирается на плечи встречного холодного потока. В результате теплый воздух остывает, и скопившаяся в нем влага конденсируется, образуя облака.

В то время, как все это происходит в середине надвигающейся бури, давление начинает падать. Обрадуются ветры, как бы обдувающие по кругу в направлении против часовой стрелки эту об­ласть низкого давления. Таким образом, масса влажного, теплого воздуха движется к северу вдоль восточной границы, а холодного — вдоль западной к югу.

Область низкого давления носит название цик­лон. В зависимости от различных обстоятельств она может иметь размер в диаметре от 500 до 1500 км. Следует отметить, что циклон представ­ляет собой гораздо менее опасное явление, чем такие виды бурь, как смерч или ураган.

Слово «муссон» происходит от арабского сло­ва, означающего в переводе «сезон (дождей)». Оно употребляется в отношении тех климатиче­ских зон, где в теплое время года ветра дуют с моря на сушу, а в холодное — наоборот. В этих регионах во время теплого сезона обычно идут обильные дожди, а во время прохладного царит засуха.

Что же приводит к таким сезонным переменам погоды? Все дело в том, что суша нагревается и остывает быстрее, чем морская вода. Например, в Центральной и Южной Азии весна наступает быс­трей, чем на прилегающих к ней морях. Летом на континенте гораздо теплей, чем в водах Индий­ского океана на юге и Тихого на востоке.

Более высокая температура создает над конти­нентом область низкого давления, в которую уст­ремляются воздушные массы с океанских просто­ров, несущие с собой большое количество осад­ков. Эти ветры называются летними муссонами.

Осенью воздух быстрее остывает над азиат­ским континентом, что приводит к появлению над ним области высокого давления. В результате ве­тер начинает дуть из засушливых регионов Цент­ральной Азии в сторону морей. Такие ветры но­сят название зимних муссонов.

Климат в районах Центральной и Южной Азии носит ярко выраженный муссонный харак­тер ввиду огромного размера этого континента.

Раньше, когда люди на плавали парусных су­дах, они умело использовали зимние и летние муссоны. Именно поэтому моряки обычно плыли из Индии в Африку зимой, а возвращались назад летом.

Существуют различные виды бурь, однако все они едины в одном: в основе своей они представ­ляют быстрое перемещение воздуха из одного ме­ста в другое.

Буря, во время которой идет дождь, грохочет гром и сверкают молнии, называется грозой, или грозовой бурей. Если ветер по дороге поднимает большое количество пыли, то такая буря носит название пыльной. Буря на море — это шторм. Наиболее опасными и разрушительными видами бурь являются ураган и смерч.

Ураганы — это бури, которые начинаются в тропических широтах. Например, в Северной Америке они чаще всего проходят в Мексикан­ском заливе, прокатываясь затем вдоль всего вос­точного побережья континента. Точно такие же бури обрушиваются на. острова и побережья на Дальнем Востоке и в Китайском море, однако там они называются тайфунами. Общим же названи­ем для обоих видов является тропическая буря.

Как правило, ураган охватывает территорию диаметром от 150 до 600 км, а скорость ветра при этом достигает от 120 до 200 км/ч. Отличитель­ной особенностью ураганов является спокойное пятно в самом его центре, называемое глазом урагана. Его размер составляет от 5 до 20 км в диаметре. Когда человек попадает в эту зону, то ему начинает казаться, что ураган кончился. Од­нако, стоит «глазу» урагана пройти дальше, как ветер поднимается с не меньшей силой, хотя дует при этом в направлении, противоположном преж­нему. Это происходит потому, что ураган — это кольцевая буря. Другими словами, ветры дуют по кругу по мере того, как ураган продвигается впе­ред.

Другим видом кольцевой бури является смерч. Он отличается от урагана прежде всего своими масштабами, поскольку никогда не превышает в диаметре 2,5 км. Обычно смерчи начинаются на территории, где уже идет гроза, а тучи темные и воронкообразные. Смерч может пройти по пло­щади всего в несколько километров длиной и не­сколько сотен метров шириной. Но зато он раз­рушает на своем пути практически все подряд.

Чуть ли не каждому приходилось попадать в обычную бурю с громом и сильными порывами ветра. Бывают, однако, бури, которые одновре­менно охватывают территорию в тысячи квадрат­ных километров. Один из видов таких бурь назы­вается циклоном. Во время циклона ветры дуют отовсюду в сторону центра бури, где находится область низкого давления. Любопытно, что эти ветры образуют гигантскую воздушную спираль, которая в южном полушарии Земли «закручива­ется» по часовой стрелке, а в северном — против.

Смерч (торнадо) — это просто особая разно­видность циклона. Его вызывают те же причины, что и обычные бури, но только проявляющиеся с необычной силой. Вначале, в силу каких-либо об­стоятельств, появляется мощная вертикальная тя­га воздуха. Он начинает быстро подниматься, что приводит к возникновению горизонтальных пото­ков воздуха — ветров, дующих в противополож­ных направлениях вокруг вертикального потока. В результате появляется вихрь — узкий столб воздуха, закручивающегося по спирали вверх, стремительно перемещающийся вдоль поверхно­сти земли. Когда это случается, центробежная си­ла отбрасывает воздух к внешним «стенкам» вих­ря, в центре которого возникает область низкого давления.

Перепад давления оказывается настолько большим, что эта область начинает все больше походить на вакуумный насос. В этом заключает­ся одна из главных опасностей смерчей. Он с та­кой силой вырывает стены домов, засасывая их в небо, что те рушатся точно сделанные из картона.

Не менее разрушительной силой обладают и вет­ры, образующие вихрь. Иногда они достигают скорости почти в 500 км/ч, и ничто не может ус­тоять перед ними.

Иногда мы выходим на улицу, чтобы насла­диться спокойной и ясной погодой. Однако, не успели мы пройти и нескольких шагов, как вдруг поднимается ветер. Хотя мы и не видим его, зато прекрасно чувствуем на руках и лице, не имея ни малейшего представления, откуда он взялся.

Ветер — это передвижение воздушных масс над землей. Что заставляет воздух перемещаться? Ответ на этот вопрос всегда один и тот же — из­менения температуры. При нагревании воздух расширяется, становится легче и поднимается вверх. На его место устремляется поток более тя­желого холодного воздуха. Это и есть ветер!

Существует два типа ветров: относящиеся к общемировой системе ветров и местные ветра. Общемировая система ветров начинается от эква­тора, где солнце греет наиболее сильно.

Там теплый воздух, поднимаясь на большие высоты, выталкивается в направлении к Северно­му и Южному полюсам. Пройдя примерно треть пути от экватора до полюса, он остывает и начи­нает вновь опускаться к поверхности земли. Часть воздушных масс продолжает движение к полю­сам, а остальные возвращаются к экватору.

Те ветры, которые, как правило, дуют в дан­ном регионе в одном и том же направлении круг­лый год, называются превалирующими. Однако, нередко в том или другом месте ветер дует совер­шенно в другую сторону. Это вызывается вмеша­тельством местных ветров.

Местные ветры поднимаются в результате при­хода холодных масс воздуха с высоким давлением или теплых масс с низким. Как правило, это длится несколько часов или дней, после чего на­чинают дуть превалирующие ветры.

Другой причиной местных ветров является су­точный перепад температур. Особенно это хоро­шо заметно на морском берегу. Днем холодный воздух со стороны моря перемещается в сторону суши, а ночью все происходит наоборот.

Для начала давайте попытаемся определить, что такое погода. Несмотря на то, что каждый че­ловек употребляет это слово постоянно, у многих подобный вопрос вызовет затруднение.

Погода — это состояние атмосферы в том или ином регионе Земли. Она может быть холодной или жаркой, сухой или дождливой, ветреной или спокойной. Любая комбинация различных коли­честв влаги, тепла и движения в атмосфере — это погода. И она находится в процессе постоянных изменений час от часу, день ото дня, месяц от месяца, год от года.

Дневные изменения вызываются различными процессами в атмосфере. Сезонные изменения (от зимы к весне, от весны к лету и т.д.) происходят вследствие вращения Земли вокруг Солнца. Причины изменения погоды с течением лет до конца не установлены, хотя в последнее время одной из них, и к тому же играющей весьма существенную роль, является производственная деятельность че­ловека.

Наиболее важное обстоятельство, определяю­щее погоду,— нагревание или охлаждение возду­ха. Разница степени нагрева в различных точках атмосферы приводит к появлению ветров и влия­ет на количество испаряемой с поверхности земли влаги.

Влажность — количество воды в воздухе — на­ряду с температурой оказывает существенное вли­яние на погоду. Она определяет в значительной степени вероятность скопления облаков и выпаде­ния осадков.

Метеорологи — люди, занимающиеся изучени­ем погоды,— предсказывают, какой она будет, глядя на существующие фронты погоды. Фронт — это границы, пролегающие между мас­сами теплого и холодного воздуха или, например, между скоплениями облаков и чистым небом. Как правило, изменения погоды, в том числе такие неприятные явления, как грозы, снегопады и про­чие, связаны с перемещениями этих фронтов.

Прежде всего следует сказать, что не все обла­ка плывут по небу. Некоторые из них находятся у самой поверхности земли! Ведь то, что мы на­зываем туманом, как раз и представляет собою такое облако.

В воздухе всегда содержится какое-то количе­ство водяного пара. Когда теплый, влажный воз­дух остывает, этот пар начинает конденсировать­ся. Конденсация — это процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое, обратный процессу испарения. В результате в воздухе на­капливается большое количество мелких капелек воды, скопление которых образует облака.

Воздушные течения, поднимающиеся вверх от земли, поддерживают облака на небе. Однако, ес­ли воздух продолжает охлаждаться, то в облаке скапливается все больше воды. Постепенно мел­кие капли приобретают все большие размеры, по­ка, наконец, не становятся настолько тяжелыми, что падают на землю в виде дождя. Если им при­ходится проходить через слой воздуха, в котором температура ниже температуры замерзания, то — в виде снега или града.

Облака образуются на различной высоте над поверхностью земли. В соответствии с этим они подразделяются на несколько видов: высокие, средневысокие, низкие и те, которые могут суще­ствовать на всех уровнях.

С тех пор как человек появился на Земле, Лу­на представляла для него загадку. В древние времена люди поклонялись Луне, считая ее богиней ночи. Сегодня, однако, мы знаем гораздо больше о том, что она представляет собой на самом деле. Мы даже можем увидеть «обратную», или, как ее еще называют, «темную», сторону Луны на фото­графиях, полученных советскими и американски­ми учеными. Почему же мы не в состоянии взглянуть на обратную сторону Луны с Земли?

Дело в том, что Луна — это естественный спутник Земли, то есть небесное тело меньших . размеров, чем наша планета, вращающаяся вок­руг нее. Один полный виток Луны на орбите вок­руг Земли составляет примерно 29,5 суток. Заме­чательно, что Луна совершает оборот вокруг своей оси за то же самое время. Именно поэтому с Земли нам видна лишь одна ее сторона.

Чтобы лучше понять, как это происходит, по­пробуйте поставить следующий эксперимент. Возьмите яблоко или апельсин и проведите на нем линию, разделяющую его на две половины. Представьте себе, что это Луна. Затем вытяните перед собой сжатый кулак, который должен изо­бражать Землю. Теперь поверните «Луну» одной стороной к «Земле». Продолжая держать «Луну» обращенной к «Земле» одной и той же стороной, сделайте ее полный оборот вокруг «Земли». Вы увидите, что «Луна» при этом обернется вокруг своей оси, а с «Земли» будет по-прежнему видна только одна ее сторона.

Сила тяжести или явление гравитации наблю­дается возле каждого сколь угодно маленького объекта во вселенной. Оно заключается в наличие силы притяжения между различными телами.

Однако величина этой силы зависит от двух вещей: от, массы этих тел и расстояния между ни­ми. Например, сила притяжения действует между вашим телом и Землей.

Поскольку Земля намного больше по размеру, то практически именно она притягивает вас, а не наоборот. Сила притяжения равна вашему весу, когда вы находитесь на поверхности земли. Одна­ко, стоит вам удвоить расстояние между собой и центром нашей планеты (то есть подняться над поверхностью земли на 6500 км), как ваш вес уменьшится в 4 раза.

Луна достаточно крупное космическое тело, однако она все же существенно меньше Земли. Ее масса меньше земной в 80 раз. Поэтому и сила тяжести (гравитации) на ней значительно уступа­ет силе земного притяжения. Если б вы попали на Луну, то вес вашего тела уменьшился бы в 6 раз. Другими словами, если б вы захотели заняться прыжками в высоту на поверхности Луны, то вам бы удалось прыгнуть в 6 раз выше, чем на Земле!

В древности люди считали Луну богиней — покровительницей ночи. С тех пор человек узнал многое о ее подлинной природе и даже побывал на ней. Науке удалось решить множество загадок, связанных с этим единственным естественным спутником земли.

Одной из этих загадок, давно переставшей быть легендой, является лунный свет. Луна, в от­личие от звезд, в том числе и Солнца, не излуча­ет постоянного света, однако может отражать чу­жой. Поэтому лунный свет — это всего лишь сол­нечные лучи, отраженные от поверхности Луны.

Возможно, вам приходилось слышать выраже­ние темная сторона луны. Оно вовсе не означа­ет, что какая-то часть лунной поверхности не мо­жет отражать свет. Просто луна вертится вокруг своей оси с той же скоростью, с какой совершает полный оборот вокруг Земли, и поэтому все вре­мя обращена к ней одной и той же стороной. Впрочем, теперь изображения обратной стороны Луны, полученные со спутников, видели на экра­нах своих телевизоров люди во многих странах.

Вокруг Луны нет слоя атмосферы, и это при­водит к весьма любопытным явлениям. Так, тем­пература лунной поверхности, освещаемой в тече­ние 14 дней Солнцем, поднимается выше точки кипения воды. Следующие 14 суток она резко па­дает, так как при отсутствии нагрева за счет сол­нечных лучей и атмосферы, способной удержи­вать тепло возле поверхности, последняя очень быстро охлаждается. Земля освещает Луну отра­женным светом Солнца, однако это не помогает хоть немного увеличить температуру «лунной но­чи», равную примерно -200 °С.