Занимательное облаковедение. Учебник любителя облаков - Гэвин Претор-Пинней

***

Прохладным осенним вечером в конце сентября именно ровное покрывало высоко-слоистых облаков укутало все небо над дельтой северной реки Печоры, впадающей в Баренцево море. Облака нарядились как на вечеринку — приближается зима, и солнце наконец начинает опускаться к линии горизонта.

В этих далеких краях не так уж много обитателей, которые с удовольствием лакомятся морошкой, однако ягода не пропадет. Оля, как и многие тысячи ее родственников, ежегодно посещающих эти места, наедается ягод про запас. Пятнадцать летних сезонов подряд она проводила в дельте реки, под багряными высоко-слоистыми облаками, поедая морошку так, будто от этого зависит ее жизнь. Что очень похоже на правду.

Оля — лебедь, точнее, малый тундровый лебедь; она кормится морошкой, а также другими ягодами и мхами, которых в тундре хватает, и все это с одной целью. Сегодня вечером она со своим партнером и двумя маленькими лебедятами отправится в перелет длиной 2 000 миль[79] к дельте реки Северн, графство Глостершир, Великобритания. Вместе с остановками на отдых путешествие займет у них пару недель. Дорога изнурительная, и тем более трогательно, что Оля проделывает весь этот путь для того, чтобы продемонстрировать нам один закон оптики.

Волнистые — одна из наиболее интересных разновидностей высоко-слоистых облаков, даже если они и не расцвечены лучами низкого солнца.

Дело в том, что Оля покажет нам, почему лучи солнца, расположенного низко над горизонтом, расцвечивают облака вроде высоко-слоистых великолепными, пламенеющими красками. Она отправляется в такую даль для того, чтобы мы поняли, почему солнечный свет, проходя через атмосферу под малым углом, меняется в цвете.

Да-да, знаю: орнитологи возразят мне, что, мол, у малого тундрового лебедя имеются и другие причины для того, чтобы покинуть полярную тундру в сентябре. Понижение температуры в это время года предвещает начало суровой северной зимы: весь край окажется скован холодом, и от морошки, равно как и от остальной дающей птицам пищу растительности, останутся одни воспоминания. Малые тундровые лебеди отличаются постоянством, скажут нам орнитологи, эти птицы учат своих птенцов запоминать маршрут к любимым зимовьям в болотистых местностях Северо-Западной Европы. Раз найдя подходящее место, они каждый год снова устремляются туда, даже если приходится лететь 2 000 миль.

Все это так, но Оля — лебедь необычный. У нее есть цель. И она продемонстрирует оптический закон, когда достигнет места назначения, находящегося среди камышовых зарослей дельты Северна, где морошки днем с огнем не сыскать.

***

Как и остальные лебеди, улетающие из тундры, Оля и ее партнер подходят к выбору вечера отлета со всей тщательностью. Весь день со стороны Карского моря, мимо архипелага Новая Земля дул северо-восточный ветер — попутный в их перелете вдоль побережья на запад. К тому же высоко-слоистые облака этим вечером располагаются достаточно высоко, и слой их довольно тонкий, а значит, видимость во время ночного перелета будет хорошая. В течение всего перелета лебеди будут часто останавливаться у озер и болот, чтобы передохнуть и подкрепиться. Они полетят в юго-западном направлении, над Белым морем и через Карелию к Финскому заливу, их маршрут захватит побережье Балтики, а в конце они после пересечения Северного моря со стороны Нидерландов достигнут побережья Британии.

Хотя на взлете лебеди — даже малые тундровые, которые меньше остальных, — не могут похвастаться грациозностью, приземляются они гораздо изящнее. Вот и хорошо; значит, по прибытии в Глостершир Оля сможет выполнить свою задачу, показав себя во всей красе, как и ожидается от лебедя, пусть далее уставшего после такого невероятно долгого перелета и значительно потерявшего в весе.

Вот, наконец, лебеди подлетают к поросшим камышом болотам в дельте Северна. Спутник Оли, у которого сил побольше, летит впереди. Они прибывают в середине октября, утром на рассвете. Спутника Оли не интересуют законы физики, поэтому он опускается на воду далеко от камышей. А вот для Оли наступает звездный час — она со всей ответственностью подходит к выбору места посадки.

Расставив перед собой перепончатые лапы, она проносится со свистом и изящно опускается на водную гладь рядом с островком камышей. Широкая волна накатывает на камыши, которые в данном случае играют роль небольшого препятствия на пути воды, распространяющейся дальше.

Точно так же и микроскопические частички, из которых состоит наша атмосфера, — все эти молекулы кислорода и азота, частички пыли, соли и сажи, — выступают в качестве преград для световых волн, идущих от Солнца к Земле.

Однако то, ради чего Оля проделала путешествие в 2 000 миль, еще не закончилось: мы увидели лишь первую часть. Волна, поднявшаяся после того, как свежим октябрьским утром Оля опустилась на поверхность водоема, была в промежутках от гребня до гребня значительно шире, чем маленькие камышовые преграды на ее пути. Так что волна прошла через камыши практически беспрепятственно и появилась с другой стороны островка растительности.

Из всех видимых световых волн, которые достигают Земли с Солнца, те волны, которые кажутся нам красными, имеют наибольшее расстояние между гребнями — это волны самой большой длины. Как и волна, образовавшаяся в результате посадки Оли на воду, эти длинные волны света, когда проходят через атмосферу, почти не рассеиваются, встречаясь со всевозможными крошечными молекулами и частицами.

Оля объясняет, почему на восходе и на закате облака окрашиваются в красные и оранжевые тона.

Для Оли настало время перейти ко второй части опыта. Она еще не успела устроиться на новом месте, ей хочется есть, но она все равно завершит то, что должна. Быстро убедившись, что оба юных отпрыска тоже опустились на воду Оля, едва заметно перебирая лапками, плывет мимо все того же островка камышей, и от груди ее при этом расходится небольшая рябь.

В отличие от больших волн эти маленькие, достигая камышей, имеют длину волны (от гребня до гребня), почти равную толщине камышового стебля. «Вы только посмотрите, как разошлись волны среди камышей!» — сказала бы Оля, если бы могла; и в самом деле, рябь, достигнув камышей, исчезла.

Часть видимых солнечных лучей, кажущихся голубыми и фиолетовыми, обладает длиной волны, сравнимой по размерам с молекулами и частицами, составляющими атмосферу. Как и та рябь, что расходится от плывущей Оли, эти волны в момент прохождения через атмосферу в значительной степени рассеиваются.