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.
