Польза или вред от ветра

Наш природный волшебник без рук, без ног ворота отворяет, силен, могуч, гоняет стаи туч. И это только «цветочки»! Потоку воздуха, который постоянно движется параллельно земной поверхности, под силу всё и даже больше. Очень важно, что он представляет собой неиссякаемый источник энергии. Как человек использует ветер? Все уже наверняка догадались, что речь идет именно о нем.

Приносит то прохладу, то тепло

Человек ценит силу ветра с незапамятных времен. Еще до наступления нашей эры природный помощник «гнал» по рекам и морям лодки, качал воду для орошения полей, перемалывал зерна. В итоге совершались географические открытия, колосились угодья, наполнялись мукой закрома.

Однажды человек разумный придумал, как превратить ветер в электрическую энергию, кардинально изменив условия своего существования. Ниже мы подробно поговорим о том, как человек использует ветер, но для начала отдадим должные почести самому «летучему голландцу».

Не будь движения воздуха, жаркие страны превратились бы в адскую сковороду, холодные – заледенели окончательно и бесповоротно. Но наш славный помощник «разбавляет» крайности, принося прохладу и тепло туда, где о них мечтают, как о манне небесной. Ветер, как непослушных барашков, гоняет по небу вечные облака. Так по земному шару распределяются осадки – дождь, снег.

Двусторонняя связь

Как возникает ветер? Земной шар окружает атмосфера – мощный живительный газовый слой (воздух), который имеет вес и давит на поверхность планеты и на все предметы на ней. Это давление распределяется неравномерно, в зависимости от степени прогрева земли солнечными лучами.

«Батарея» литосферы чем-то напоминает квартирную (поймет почти каждый: вверху горячая, внизу холодная, в середине – «так себе»). В глобальном варианте все гораздо сложнее: важен угол наклона потоков тепла от светила (падают ли они прямо или касаются земной поверхности вскользь), а также характер подстилающей поверхности (суша, море, лес, поле, равнина, горы).

Под влиянием двусторонней взаимосвязи «давление-нагрев» воздух обретает знакомые людям черты непостоянства: теплый движется вверх, холодный – вниз. Одновременно «летучий чертенок» шарахается вправо и влево (из области повышенного давления в область пониженного, чем больше разница, тем сильнее ветер). Обсудим, как человек использует ветер, движение воздуха.

Скачок в развитии цивилизации

Говоря научным языком, на Земле непрерывно идут процессы вертикального и горизонтального перемещения воздушных масс. Муссоны, пассаты, бризы (виды ветров) таят много возможностей. Человек понял: грех ими не воспользоваться. И приступил к обузданию непокорного подарка природы — изобрел парус.

Вот пример того, как человек использует ветер, точнее использовал. Древние египтяне вели активную торговлю с соседними государствами. Нил бороздили парусные суда, загруженные товарами и трофеями, к числу которых относились рабы. Можно представить тоскливые взгляды невольников, устремленные в небо. Наполненные ветром огромные плотные куски светлой ткани на мачте казались им черными.

Пользовались парусом жители восточного побережья Средиземного моря финикийцы. «С ветерком» добравшись до места впадения Нила в межматериковую водную жемчужину, они открыли для себя «египетский рынок сбыта» товаров, нашли, что купить у партнеров. Позже могучий «гоняльщик туч» помог представителям Финикии обогнуть Африку. Так постепенно расширялись горизонты развития цивилизации.

Все перемелется

Моря и океаны – главные просторы обитания ветра: «гуляке» есть где разогнаться, куда свернуть. На суше ему тесновато. Но человека разумного этим не напугать: за тысячелетия до наступления новой эры существовали ветряные колеса (главная деталь мельницы). На земном шаре найдутся аэродинамические механизмы для измельчения зерна возрастом в 3000 лет (Александрия).

О том, как люди используют силу ветра, рассказывает богатая мукомольная история человечества. За две сотни лет до н. э. в Персии работали ветряные мельницы с вертикальной осью вращения (в Китае они появились еще раньше). Мы привыкли к изображениям мельницы с крыльями в виде огромного осевого вентилятора. Движение вертикальных лопастей напоминало кружение юлы.

Их делали из камыша, который закрепляли на раме. Мельницу обносили стеной: атмосферный «бродяга» ударялся об нее и «отскакивал» в нужном направлении. При помощи ветряных колес вавилоняне осушали болота (откачивали воду). История хранит сведения о существовании маслобоен, лесопилен, бумагоделен, работающих при помощи ветра. При изучении фактов, как человек использует ветер (движение воздуха), мельница оказывается далеко не «одинокой».

На большом воздушном шаре

Мы уже упоминали, что нагретый воздух устремляется вверх. Осознав это, люди решили использовать это свойство в своих целях: из плотной ткани сшили огромный воздушный шар с отверстием внизу, через которое наполнили его горячим воздухом.

Экспериментаторы братья Монгольфье проделали это в 1783 году. В привязанную к шару корзину посадили домашнюю живность. Первые «шаронавты» – уточка, петушок-золотой гребешок и барашек, некоторое время парили в небесной синеве, после чего благополучно приземлились. Вскоре на шаре стали поднимать в воздух человека. Говоря о том, как человек использует ветер (движение воздуха), воздушный шар обойти вниманием невозможно.

В помощь наблюдателям

Необычные летательные аппараты послужили людям во многих отраслях деятельности. Благодаря им они смогли осматривать окружающие территории с высоты птичьего полета (в военных целях это особенно важно), составлять планы местности. Появились первые воздушные путешественники.

В августе 1887 года русский ученый-химик Дмитрий Менделеев, занимавшийся изучением свойств газов и жидкостей, а также верхних слоев атмосферы, на аэростате, наполненном водородом, поднялся вверх, чтобы наблюдать за солнечным затмением. Дело было в 18 верстах от Клина. Полет шара вызвал огромный интерес у современников.

Летал 53-летний светила науки один. Шар не смог подняться на нужную высоту, но почти на 4 километра (3,8) взмывал. Облака заслоняли солнце, однако Менделеев умудрился частично изучить солнечную корону.

Можно ли управлять ветром?

Воздушный шар управлению человеком не подчиняется, зато полностью послушен ветру. Ученые согласиться с таким положением дел не могли. Они изобрели рычаги управления (руль и гребной винт). Так появились аэростаты. Только воздух свои позиции сдает неохотно. Вот и Менделеева через 100 километров атмосферный «шалун» приземлил там, где Дмитрий Иванович «сесть» и не гадал: в имении писателя Салтыкова–Щедрина, между Калязином и Переславлем-Залесским.

В ходе изучения вопроса, как человек использует ветер (движение воздуха), вентилятор упоминается в таком контексте: будет ли двигаться лодка, если парус наполнить мощным искусственным воздушным потоком? Одни высказывают такое предположение: если вентилятор установлен внизу (т. е. наполняет парус снизу), импульс потока воздуха направляется под углом к горизонту и, отражаясь от паруса, тоже горизонтален, то поплывет. Другие говорят: для однозначного ответа на вопрос нужен эксперимент в идеальных условиях.

Природному «братцу» идеальные условия ни к чему. Он живет себе на просторе, служит людям, время от времени проявляя свой непокорный нрав. Полемизируя на тему «Как человек использует ветер?», люди все чаще говорят о том, что этот дар природы используется недостаточно широко, спектр применения будет расширяться.

ПОЛЬЗА И ВРЕД ВЕТРА

Какую роль играет ветер в жизни деревьев? Приносит пользу или причиняет вред? На эти вопросы не так легко ответить. Роль ветра в жизни деревьев многообразна и в разных случаях проявляется по-разному.

Начнем хотя бы с опыления. Как известно, многие наши лиственные деревья опыляются с помощью ветра. Именно потоки воздуха переносят мельчайшие пылинки от мужских цветков к женским. Это дает возможность созреть семенам, способствует размножению. Среди деревьев, которые опыляются ветром, можно назвать березу, осину, ольху, дуб. Пыльца этих деревьев очень легкая, сухая, далеко разносится по воздуху. Ее обычно образуется много. Особенно обильна пыльца у березы. В то время, когда пылит это дерево, тонкий желтый порошок хорошо заметен на листьях трав, на крышах домов, на земле.

Хвойные деревья (сосна, ель и др.) тоже опыляются ветром. Но у них пыльца образуется не в цветках, а в мужских колосках. В остальном же есть много сходства с лиственными деревьями. Пыльца тоже очень обильна, такая же легкая и сухая, отдельные пылинки чрезвычайно малы. Правда, пылинки сосны и ели отличаются по внешнему виду от пылинок лиственных деревьев: по бокам каждой из них имеются два вздутия, заполненные воздухом. Но эти подробности видны только тогда, когда мы рассматриваем пылинки под микроскопом. Если же смотреть невооруженным глазом, никаких отличий не увидим. Пыльца нам кажется тонким желтым порошком, а отдельные пылинки совершенно неразличимы.

Итак, ветер играет важную роль в опылении деревьев – как лиственных, так и хвойных. Роль его в данном случае безусловно положительная.

То же самое можно сказать и в отношении распространения семян и плодов. Именно ветер разносит их, причем нередко на довольно большое расстояние от материнского дерева. И это тоже хорошо. Особенно далеко улетают семена-пушинки осины, тополя, ив. Несколько ближе – мельчайшие плоды-чешуйки березы. Крылатые семена хвойных деревьев тоже подхватывает ветер, но они далеко не распространяются. Порывы ветра уносят от материнского дерева крылатые плоды клена, ясеня, вяза, ильма. Словом, многие наши древесные породы пользуются услугами ветра при рассеивании своих плодов и семян. Ветер помогает деревьям расселяться, захватывать новые территории.

Теперь о том, как ветер вредит деревьям. Здесь тоже есть о чем рассказать. Особенно велик вред, который причиняет ураган. Это – настоящее бедствие для леса. Одни деревья ураган валит, другие ломает. Наверное, многие видели крупные ели, поваленные сильным ветром. Ствол лежит на земле в несколько наклонном положении, а корни вместе с прилипшей землей напоминают гигантскую плоскую шляпку гриба. Нередко можно видеть такие же поваленные березы. Ветровалу особенно подвержены те деревья, толстые корни которых распространяются во все стороны близ поверхности почвы и не проникают в глубину. Это бывает обычно тогда, когда почва переувлажнена.

Сосну, осину ураган чаще всего ломает. Страдает от поломки даже дуб с его крепкой древесиной. Когда пройдет особенно сильный ураган, оказываются сломанными старые толстые дубы. Правда, такое явление можно наблюдать только на небольшой площади, на узкой полосе, вдоль которой прошла буря. Ветровал и бурелом – самые обычные явления в жизни леса. Особенно страдают от них ельники.

Неблагоприятное влияние ветра проявляется и в другом. Раскачивая дерево из стороны в сторону, ветер препятствует нормальному прохождению по стволу растворов питательных веществ. Когда дерево наклоняется в одну и другую стороны, становятся более узкими те микроскопические канальцы, по которым проходят растворы. Пропускная способность их резко уменьшается. Вследствие этого дерево растет медленнее, хуже.

Влияние ветра на деревья этим не ограничивается. Сильный ветер, который постоянно дует в одном направлении, изменяет внешний облик дерева. Крона его становится похожей на флаг, так как все ветви растут только в одну сторону. С противоположной стороны ветвей нет. Так получается потому, что почки на наветренной стороне погибают от иссушения и не могут распуститься. Деревья с флагообразной кроной можно видеть на вершинах гребней гор. Именно здесь ветер дует почти все время в одном направлении.