Биофаза атмосферы земли

Самоочищение воздуха — сложный процесс, точнее совокупность процессов. Оно происходит различными путями: при взаимодействии воздуха с водоемами и дождевыми каплями, растительным покровом, живыми организмами, земной поверхностью. Пожалуй, менее всего изучена та роль, которую играют в очищении воздуха земная поверхность и земные недра. Поэтому интересны исследования, про веденные в Кунгурском стационаре Уральского отделения АН. С помощью специальных приборов (счетчиков аэрозольных частиц) сотрудники стационара совместно с учеными Института химической кинетики Сибирского отделения АН (Новосибирск) наблюдали за изменениями загрязненности воздуха в городе Кунгуре и в Кунгурской ледяной пещере. Выводы оказались довольно неожиданными. В холодное время года городской воздух сильно загрязнен. Содержание в нем аэрозольных частиц, главным образом сажи, выходит далеко за пределы существующих норм. Причина известна: в городе множество котельных и индивидуальных отопительных печей.

В пещере в это же время года содержание аэрозолей в несколько раз меньше, чем в городе. По составу пещерный аэрозоль аналогичен поверхностному. Это говорит о том, что холодный плотный воздух всасывается через входы, трещины и пустоты, пещера действует как приемник воздушного «мусора». Отфильтрованный и прогретый воздух потом выходит наружу.

Летом воздух над городом в десять раз чище зимнего. Пещерный воздух в это время года прохладнее и плотнее наружного. Поэтому летом пещера не засасывает воздух, а сама «дует». За сутки пещерный воздух обновляется много раз. Воздух, выходящий наружу, очень чист, чище байкальского, приближается к эталону чистоты, поскольку зимний аэрозоль давно осел на поверхности пещерных стен, сводов, органных труб, суммарная площадь которых огромна.

Предварительные расчеты показывают, что в карстовых областях, где имеются подземные пустоты (на Урале это многие миллиарды кубических метров), в результате взаимодействия атмосферы и земных недр, участвующих в круговороте, воздух многократно очищается от примесей. За счет сезонного «дыхания» карстовые массивы поглощают и аккумулируют огромные массы веществ, содержащихся в атмосферном воздухе. Своеобразными кондиционерами служат также и крупнообломочные осыпи, которыми обильно покрыты склоны многих уральских хребтов. Как и в случае с подземными пустотами, за счет разницы температур наружного воздуха и воздуха внутри осыпи возникает его движение, при котором осыпь, как фильтр, поглощает механические примеси и даже химические соединения. Обломков множество, поверхность огромная, поэтому они способны аккумулировать значительные количества воздушных взвесей.

Конечно, в наш век полагаться лишь на самоочищение воздуха нельзя. Целенаправленные действия по снижению выбросов необходимы. Однако в борьбе за чистоту и свежесть воздуха приходится использовать все методы и подходы, в том числе опирающиеся на естественную способность воздуха к самоочищению. И если мы забиваем мусором, землей щели и трещины в скалах, заваливаем входы-выходы пещер, засыпаем карстовые воронки, то этим самым закупориваем подземные легкие своего дома.

Понимаю, что от всего этого может закружиться голова, но все-таки нужно назвать еще один важный фактор, влияющий на движение океанских вод. Это сила вращения Земли или — по имени ученого, открывшего ее влияние,— сила Кориолиса. Именно эта сила отклоняет вправо течение в северном полушарии и влево — в полушарии южном.

Таковы причины — не все, конечно,— вызывающие океанские течения. Движение вод характеризуют еще такие явления, как турбулентность, конвергенция и дивергенция, адвекция и диффузия, но углубляться в механизм их действия мы не будем. Для этого мало журнальной статьи, надо писать книгу, а она уже написана. Это «Океан в движении» Д. Толмазина. Книга популярная, правда, все же лишь для тех, кто хотя бы элементарно владеет языком физики и математики. Иначе о сем предмете говорить невозможно, ибо океан в движении — это гидродинамика.

Все причины движений воздействуют на океан одновременно, описать это воздействие можно только очень сложными уравнениями, но при этом надо бы и регистрировать все факторы одновременно. Такое пока недостижимо. Океанологи мечтают измерять хотя бы одну из характеристик в достаточном количестве точек. А сколько точек можно признать достаточным, если речь идет о Мировом океане?!

Несмотря на такую сложность, многие свойства океанских вод и течений обнаружены, измерены, описаны. При этом экспериментальные работы в океане, инструментальные наблюдения с каждым годом совершенствуются. А то, что неподвластно эксперименту, выходит за его рамки, пытается объяснить теория. Делается это главным образом с помощью математического моделирования.

Любопытен метод, которым пользуются ученые: любое исследование начинается с простейшей модели, которую затем усложняют. Вот, например, как американский исследователь П. Вейль, автор «Популярной океанографии», описывает общую циркуляцию океана. Сначала берется гипотетическая модель круговоротов, потом схема распределения соли в гипотетическом океане, потом схема распределения температуры. Теперь попробуйте мысленно совместить все три схемы, затем наложите границы океанов, затем направления господствующих ветров и т. д.