Spis treści

1. Dedykacja

2. Wstęp

3. SŁOŃCE

4. Strona redakcyjna

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

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: rebis@rebis.com.pl

www.rebis.com.pl

Konwersję do wersji elektronicznej wykonano w systemie Zecer