Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас

Автор: Претор-Пинни ГэвинЖанр: Физика  Научно-образовательная  Научпоп  Документальная литература  2012 год
Скачать бесплатно книгу Претор-Пинни Гэвин - Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас в формате fb2, epub, html, txt или читать онлайн
Закладки
Читать
Cкачать
A   A+   A++
Размер шрифта
Занимательное волноведение. Волненя и колебания вокруг нас -  Претор-Пинни Гэвин

Посвящается Флоре

НАБЛЮДЕНИЕ ЗА ВОЛНАМИ: ВВОДНЫЙ КУРС ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ

Однажды прохладным февральским днем мы с моей трехлетней дочкой Флорой праздно шатались, гуляя вдоль скалистого корнуоллского берега. Обычно такое время года как нельзя лучше подходит для наблюдений за облаками. Но в тот раз совсем некстати распогодилось — на небе ни единого облачка. Мы забрались под скальный выступ. Сидя у самого края — впереди расстилался лишь нагоняющий тоску горизонт Атлантики, — мы невольно принялись разглядывать рябь на воде. По крайней мере, я; Флору рябь не интересовала — она увлеченно карабкалась по скользким валунам.

В тот день я не заметил ничего примечательного: рябь совсем не походила на волны-«бочки», которые мчатся на большой скорости и ударяются о крутой мыс, разлетаясь тучей брызг. Не походила и на классические, мерно набегающие волны, гребни которых один за другим накатывают на берег, соблюдая строгий армейский порядок.

Потому как ни малейшей системы в движении волновой ряби не наблюдалось. Гребешки, подобно пассажирам на оживленной станции в час пик, устремлялись в разных направлениях, сталкиваясь. Но, в отличие от пассажиров, проходили сквозь или поверх друг друга, сливались и разделялись, появлялись и исчезали…

«Ах, боже мой! Я опаздываю».

Всматриваясь в их беспорядочное движение, я понял, что не в состоянии уследить за отдельным гребешком дольше секунды. Едва я выбирал себе объект наблюдения, как несносный гребешок сливался с другим, шедшим в ином направлении. Ну а я неизбежно отвлекался на третий, который накатывал через два предыдущих.

Все то время, пока мы с дочкой о чем-то говорили, мою голову одолевали вопросы: «Как появляются волны?», «Откуда берутся?», «Почему разлетаются брызгами?». Такие несерьезные вопросы скорее возникнут у маленького почемучки, однако задавался ими я, а не Флора.

Хотя интерес к волнам во мне пробудило, как ни странно, безоблачное синее небо, сейчас-то я понимаю — от облаков до волн один шаг. Невозможно долго смотреть на облака и не заметить, что своим внешним видом они обязаны волнам. Но не тем, которые перекатываются по водной глади океана, а тем, которые образуются в бескрайней небесной вышине, среди воздушных потоков. Ведь атмосфера — не что иное, как тот же самый океан. Только не водный, а воздушный.

Океаны над и под горизонтом связаны самыми тесными узами. В Бытии говорится: сотворяя все сущее, Господь перво-наперво привел в движение моря:

Вначале сотворил Бог небо и землю. Земля же была безвидна и пуста, и тьма над бездною, и Дух Божий носился над водою. {1}

На следующий день:

И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от воды, которая над твердью. {2}

Иными словами, Господь отделил океаны внизу от облаков наверху воздушным пространством.

Тут прослеживается если и не общность происхождения неба и моря, то уж точно их близкородственная связь — рядовой наблюдатель за облаками, сам того не подозревая, является также и наблюдателем за волнами, поскольку облака зачастую рождаются под влиянием воздушных волн.

Воздушные волны принимают форму взмывающих и ныряющих ветров, которые сами по себе невидимы, но проявляются благодаря облакам. Причем облакам самых разных форм. К примеру, разновидность undulatus [1] представляет собой либо протяженный облачный слой с волнистой поверхностью, либо параллельные полосы с просветами. Такие облака зарождаются в области сдвига ветра, которая возникает между воздушными потоками разных направлений или скорости. Волнистые облака, хотя и не могут похвастать эффектностью, прекрасно демонстрируют волны в воздушной атмосфере.

ВОЛНИСТОЕ ОБЛАКО КЕЛЬВИНА-ГЕЛЬМГОЛЬЦА Любители облаков и любители волн вместе любуются красотой волнистого облака Кельвина-Гельмгольца

А вот наиболее впечатляющий пример волн в небе — редкое и быстротечное волнистое облако Кельвина-Гельмгольца. Выглядит оно, это облачное образование с витиеватой фамилией, как длинная последовательность гребней волны или, как их называют серфингисты, «бочек», ну а если выражаться точнее, завихрений. Облака Кельвина-Гельмгольца — самые яркие представители волнистых облаков; они образуются при движении двух воздушных слоев с разной скоростью и в противоположных направлениях — облачные волны перехлестывают через самих себя.

Быстротечное облачное образование держится всего минуту-другую, после чего рассеивается. И хотя процессы образования этого облака имеют мало общего с процессами, в результате которых океаническая волна разбивается о берег, совершенно очевидно, что оно попадает прямехонько в центр пересекающихся кругов Эйлера, обозначающих области интересов наблюдателя за облаками и наблюдателя за волнами.

* * *

Волнистое да и, если на то пошло, любое другое облако представляет собой скопление взвешенных частиц воды; что же такое океаническая волна? Наверняка ответ покажется вам очевидным: это движущийся «холм» воды. Если вы и впрямь так считаете, советую вам присмотреться. В неверности такого предположения легче всего убедиться, понаблюдав за тем, что происходит при столкновении волн с плавающим на поверхности воды предметом. Да вот хотя бы с пучком водорослей.

Я приметил один такой пучок, когда мы с Флорой уже собирались уходить — он вздымался и опускался, кружился в танце, увлекаемый неспокойной водой у поверхности. При этом он походил не на торопливого пассажира, а на боксера в полулегком весе. Гребни волн под пучком устремлялись в разных направлениях, поэтому он колыхался, однако оставался на месте — волной его не относило.

Взобравшись на вершину скалы, мы увидели пассажирский корабль — он покачивался на волнах. Сверху волны виделись совсем иначе. Беспорядочное мельтешение гребней образовывало на поверхности воды рябь, в которой отражалась поблескивающая дорожка солнечных лучей. Под искрящейся рябью небольших волн можно было разглядеть гораздо более мощное, упорядоченное волнение, накатывавшее из атлантических глубин. Одна плавная волна следовала за другой в спокойном, умиротворяющем темпе; по моим предположениям, расстояние между двумя волнами равнялось 15-18 м. Этот караван солидных гребней разительно отличался от гребешков, беспокойно снующих по поверхности. Но и кроткие великаны прошли под пучком водорослей, не смыв его. Более того, на месте остался и рыболовный траулер, возвращавшийся с уловом, хотя, казалось бы, волны должны были увлечь его к берегу — именно так на их месте поступили бы водные течения. Очевидно, что масса воды, на которой покачивался траулер, после прохождения волны осталась на месте.

Читать книгуСкачать книгу