Атмосферное давление
Атмосферное давление
Список климатических факторов не исчерпывается освещенностью, температурой и влажностью. Сюда относят и некоторые другие экологические факторы, хотя традиционно считают их второстепенными, хотя возможно, что такая их оценка несколько поспешна. Примером таких факторов могут послужить, например, ионизация атмосферы, уровень ультрафиолетового облучения или электрические поля. Но особенно детально я бы хотел остановиться на значении в жизни живых организмов атмосферного давления и воздушных потоков.
Говоря об относительной влажности, я говорил, что эта величина зависит не только от абсолютной влажности и от температуры воздуха, но и от атмосферного давления. Чем давление ниже, тем больше воды может удерживаться в воздухе в парообразном состоянии и, соответственно, тем выше температура точки росы. Казалось бы, понижение давления должно было бы приводить к исчезновению облаков. Но на практике оказывается, что именно понижение атмосферного давления часто сопровождается появлением облаков и выпадением осадков (напомню, что области пониженного давления, вообще говоря, называются циклонами). Происходит это вот почему. Воздушные массы, устремляющиеся в область низкого давления из окружающих областей с более высоким давлением, поступают в итоге в ее центр, откуда вытесняются всё новыми и новыми массами воздуха уже вверх. В верхних слоях атмосферы воздух охлаждается, что и способствует конденсации содержащегося в нем водяного пара в виде тумана, то есть облаков. Наоборот, для антициклонов, или областей повышенного давления, характерны нисходящие и центробежные потоки воздуха. Опускаясь, воздух нагревается и, наоборот, его температура удаляется от точки росы, поэтому для антициклонов характерна ясная погода без облаков и осадков. Таким образом, атмосферное давление опосредованно влияет на гидротермические условия.
Непосредственное действие атмосферного давления на живые организмы пока изучено слабо. Хотя то, что оно значимо, сомнений не вызывает. Хотя бы потому, что, во-первых, живые организмы всегда вынуждены выравнивать внутреннее гидростатическое давление с внешним атмосферным. На примере человека можно видеть, что в случае сбоя в физиологических механизмов, ответственных за этот процесс, возникают достаточно широко распространенные патологические состояния, такие, как гипертония (повышенное кровяное давление) и гипотония (пониженное). С другой стороны, от атмосферного давления зависит абсолютное количество кислорода, содержащееся в одном и том же объеме воздуха. Совокупность этих двух действий атмосферного давления лежит, в частности, в основе так называемой горной болезни, развивающейся у людей, без подготовки попадающих из равнинно местности, низко расположено над уровнем моря, в условия высокогорья, где, как известно, атмосфера с подъемом вверх оказывается всё более и более разреженной.
Естественно, живые организмы могут отвечать на длительное изменение атмосферного давления адаптивными физиологическими перестройками организма. Показательны в этом отношении результаты исследовании приспособлений живых организмов к обитанию в горах. Так, в 1937 г. Н.И. Калабухов поставил следующий эксперимент. Он перевез представителей нескольких видов мышевидных грызунов с равнин в горы и через некоторое время сравнил количество эритроцитов в их крови с исходным. Результаты оказались разными для разных видов. У лесной мыши число эритроцитов в крови возросло в несколько раз. Этот вид мыши прекрасно акклиматизируется и хорошо себя чувствует в горах, несмотря на разреженную атмосферу воздуха. Напротив, у полевой мыши число эритроцитов в крови этого вида возрастает в такой ничтожной степени, что совершенно не обеспечивает снабжение тканей кислородом. Этот вид не выдерживает подъема на большие высоты и быстро отмирает.
Перемещение потоков воздуха в атмосфере, то есть ветер, вызывается именно благодаря разнице между атмосферным давлением на разных территориях: воздушные массы устремляются из областей с более высоким давлением в области с более низким. Ветер также играет значительную роль в жизни живых организмов. Очевидна его роль в перераспределении облаков, что влияет на условия освещенности и количество выпадающих осадков. Ветер действует и непосредственно на живые организмы. Например, он может угнетать рост растений. Под влиянием сильных ветров, дующих преимущественно в одном и том же направлении, у деревьев образуются так называемые "флаговые" кроны. Сильные ветры могут влиять на летную активность насекомых. Известно, например, что сильный ветер значительно снижает активность комаров. С другой стороны, ветер широко используется живыми организмами как своеобразное транспортное средство. Совокупность взвешенных в воздухе растительных и животных организмов принято называть аэропланктоном. Если говорить о микроорганизмах и растениях, то очень велика роль ветра в распространении спор, пыльцы и семян. Анализы воздуха, производимые многократно над хвойными лесами с самолетов, показали, что на высоте 500 м над пологом крон и даже выше (до 3000 м) можно постоянно встретить пыльцевые зерна многих хвойных деревьев, в частности сосны. Споры грибов находили над океаном на расстоянии 1000 км, а пыльцу – в 2500 км от возможного ближайшего источника. Морские бактерии обнаружены в пробах воздуха более чем в 100 км от побережья. Споры плесневых грибов находили в атмосфере на высоте более 11 км. Таким образом, споры и пыльцевые зерна являются одним из компонентов атмосферных аэрозолей. Иногда, в период массового цветения ветроопыляемых, или анемофильных, растений, содержание пыльцевых зерен в атмосфере бывает очень высоким. Широко известно явление т. н. «серных дождей», периодически наблюдаемое и в нашем городе, когда с атмосферными осадками выпадает тонкий желтый порошок, похожий на серу и являющийся обычно пыльцой сосны. Ветром переносятся также семена и плоды многих растений. Это явление называется анемохорией и, как и анемофилия, встречается в самых разных группах высших растений.
Кроме спор, пыльцы и семян, в состав аэропланктона входят и мелкие животные, прежде всего членистоногие, пассивно разносимые ветром. Часть из них, конечно, попадает в его состав случайно, но не все. Дрейфующих насекомых находили на высоте 1- 2 км. Активно использует ветер для расселения свежеотродившиеся из яиц паучки многих видов, которые используют при этом паутину, это явление характерно для начала осени. Ветер оказывает влияние на пути миграции и более крупных организмов. Так, стаи пустынной саранчи, несмотря на то, что они, вообще говоря, пользуются активным полетом, уже при силе ветра 7 км в час летят по направлению ветра, причем отдельные особи продолжают держаться друг друга. Поскольку ветер дует из областей с высоким атмосферным давлением в области с более низким, такая стратегия поведения приводит саранчу в области, где более вероятно выпадение осадков и, тем самым, достигаются более благоприятные условия для ее размножения. Если говорить о еще более крупных животных, то установлено, что в зависимости от силы и направления ветра птицы во время миграции меняют высоту, на которой летят. При сильном ветре они могут и приостанавливать миграцию. Существуют и данные, свидетельствующие, что и пути пролета некоторых птиц, в частности, белого аиста, также в определенной мере определяются господствующими ветрами.
