9. Облака в «стерильной» атмосфере
Воздух практически полностью состоит из двух основных газов: азота (78%) и кислорода (20%). Оставшаяся пара процентов приходится на все остальные компоненты: водяной пар, аргон, углекислый газ, разнообразную органику, а также аэрозоли — микроскопические твердые частицы или капельки жидкостей естественного и антропогенного происхождения. С точки зрения комфортной жизни человека нет ничего хорошего, когда концентрация этих примесных компонентов становится аномально высокой: дышать задымленным воздухом опасно, да и про кислотные дожди наслышаны, наверное, все.
Давайте представим себе фантастическую ситуацию, когда у человечества вдруг появился полный контроль над составом атмосферы. Стоит ли тогда стремиться к тому, чтобы полностью очистить атмосферу вообще от всех этих примесей? Комфортно ли нам было бы жить в такой стерильной атмосфере?
Оказывается, полная «стерилизация» атмосферы привела бы к разнообразным и зачастую неочевидным изменениям, которые полностью нарушили бы привычный уклад жизни. Мы рассмотрим в этой задаче только один пример: влияние состава атмосферы на облака и дожди.
Представим себе атмосферу, состоящую исключительно из азота, кислорода и водяного пара ровно в тех пропорциях, в которых они реально присутствуют в атмосфере. От водяного пара никуда не деться, поскольку при слишком сухом воздухе тут же усилится испарение с поверхности океана и прочих водоемов. В длительной перспективе такая атмосфера, конечно, будет губительна для нынешней биосферы, как из-за отсутствия углерода, так и за счет неизбежных суровых климатических изменений. Но нас в этой задаче будет интересовать только конкретный сиюминутный погодный отклик — что при этом произойдет с облаками и с осадками. Для простоты будем говорить про «теплую» атмосферу, то есть мы считаем, что температура достаточно высока для того, чтобы препятствовать образованию ледяных кристалликов и снега.
Задача
Опишите, как изменится «жизнь» дождевых облаков в такой стерильной атмосфере. Будут ли они возникать чаще или реже? Удлинится или сократится их типичное время жизни? Изменится ли при этом вероятность и интенсивность осадков, и если да, то как?
