Глава 3. Барометры на суше, в воде и в воздухе

Какая будет погода завтра!

Едва ли найдется человек, который не интересуется прогнозами погоды. Многие несколько раз в день слушают сводку погоды по радио, хотя и знают, что синоптики часто ошибаются. Краткосрочные прогнозы оправдываются в лучшем случае на 80 процентов. И это уже хорошо, ведь доходы от правильно сделанных прогнозов перекрывают сумму, затраченную на метеослужбу, а более долгосрочные прогнозы, например за месяц вперед, дают экономический эффект, в 20 раз превышающий расходы на строительство метеостанций, приобретение приборов и организацию всей работы метеорологов. Однако месячные прогнозы сбываются в меньшей степени, чем краткосрочные, в лучшем случае на 65-70 процентов. Только на территории СССР наблюдение за погодой ведут более 4000 наземных метеостанций и приблизительно 8000 постов, но и это далеко не все. Метеостанции расположены на специально оборудованных кораблях, на научных судах и, наконец, на спутниках и пилотируемых космических станциях.

Метеорологи много внимания уделяют развитию и совершенствованию приборов и аппаратов, работающих на принципах физики и механики, они широко используют ЭВМ, применяют на спутниках разнообразную оптическую аппаратуру. И хотя по радио и телевидению мы часто слышим "прогноз погоды", на самом деле это скорее расчет или вычисление погоды. А ведь на Земле есть животные и растения, которые, используя свою интуицию, прогнозируют погоду без всяких расчетов.

Ученые насчитывают сейчас около 600 видов животных и 400 видов растений, которые могут выполнять роль барометров, индикаторов влажности и температуры, предсказателей штормов, бурь и самой хорошей безоблачной погоды, а это только незначительная часть из 1,5 миллиона известных нам видов животных и 0,5 миллиона видов растений. И список биоиндикаторов погоды пополняется новыми представителями, реагирующими на изменения погоды не хуже уже известных видов.

А какие из известных нам видов животных лучше предсказывают погоду - высшие или низшие? Давайте посмотрим, кто на что способен.

Начнем с одноклеточных организмов. Пока что накоплено не так уж много сведений о том, как ведут себя одноклеточные организмы перед изменением погоды. Например, известно, что бактерии реагируют на солнечную активность: чем активнее солнце, тем быстрее размножаются бактерии.

Перед сменой погоды, особенно перед грозой, отмечаются изменения электромагнитных колебаний в атмосфере либо увеличивается электрический потенциал. На эти изменения реагируют некоторые простейшие организмы, например хламидомонады, которые занимают промежуточное положение между растениями и животными. У них есть хлорофилл и ряд биологов относит их к водорослям, в то же время они могут питаться органическими веществами через поверхность клетки, как это делают животные. Ботаники и зоологи не решили спора между собой, к какому царству отнести хламидомонад, однако это не умаляет их способности реагировать на радиоволны и изменение электромагнитных колебаний в атмосфере. Перед приближением грозы, видимо еще улавливая и радиоволны от электрических разрядов, хламидомонады ориентируются перпендикулярно к идущим волнам. Так что, посмотрев на них в микроскоп, можно не только узнать о приближении грозы, но и примерно определить, откуда движутся грозовые тучи, хотя небо еще может быть чистым.

Интересно понаблюдать за поведением хламидомонад. В ясную солнечную погоду хламидомонады заполняют всю толщу воды, в которой они культивируются, а за два дня до наступления ненастья могут осесть на дно колбы. Правда, на другой день, несмотря на то что ненастье продолжается, они снова поднимаются со дна. Может быть, эти микроскопические жгутиконосцы "регистрируют" повышение электрических потенциалов в атмосфере?..

Поднимаясь по эволюционной лестнице, мы столкнемся еще с одним примитивным, но уже многоклеточным организмом - медузой, представляющей собой половую особь морских сцифоидных полипов. Тело медузы имеет вид колокола или зонта. По краям зонтика - щупальца, вокруг рта на нижней стороне колокола - выросты-лопасти (рис. 4). На краю колокола расположены примитивные глаза и органы равновесия, слуховые колбочки величиной с булавочную головку. Это и есть "ухо" медузы. Однако слышит оно не просто звуковые колебания, доступные нашему уху, а инфразвуки частотой 8-13 герц. Сильные звуки с такой частотой вызывают у человека страх и нервное напряжение.

Рис. 4. Медуза - приемник инфразвуковых сигналов

Перед штормом усиливающийся ветер срывает гребни волн и захлестывает их. Каждое захлопывание воды на гребне волны порождает акустический удар. При этом создается инфразвук, который и улавливает своим куполом медуза. Инфразвук как рупором усиливается колоколом медузы и передается на "слуховые колбочки". Шторм разыгрывается еще за сотни километров от берега, а медузы уже слышат его. Эти слабые инфразвуки, как правило, не воспринимаются человеком. Медузы прогнозируют начало шторма, приближение огромных водяных валов, готовых разбить их студенистое тело о камни, примерно за 20 часов. Нужно отдать должное бионикам, которые создали электронный автоматический аппарат - предсказатель бурь, работа которого основана на принципе "инфрауха" медузы. Этот прибор за 15 часов до шторма может предупредить капитана корабля о приближающейся буре и даже показать, откуда она надвигается (обычный морской барометр предупреждает о шторме всего лишь за 2 часа). Людям, конечно, не победить шторма, но, вовремя узнав о его приближении, его можно обойти стороной либо переждать в ближайшем порту.

Кольчатые черви устроены сложнее, чем медузы. Они также могут оказать неоценимую помощь как животные-синоптики. Известно, что за несколько часов до бури морские черви в прибрежной зоне глубже закапываются в песок.

Лучше изучено поведение дождевых червей перед ненастьем. Если в сухой теплый вечер из земли выползают дождевые черви, то это сигнал к резкому изменению погоды - скорее всего, она будет дождливой, возможно, с грозами.

Пиявки, относящиеся к кольчатым червям, тоже могут служить чуткими барометрами. Понаблюдайте за медицинской пиявкой. Хорошая погода - она на дне стеклянной банки. Перед дождем пиявки присасываются к стеклу ближе к поверхности, а иногда даже немного высовываются из воды. Перед грозой или бурей пиявки неспокойны, много плавают, а уж если присасываются к стенкам, то стараются вылезти из воды. Ряд биологов высказывает предположение, что кольчатые черви очень чувствительны к изменению атмосферного электричества, поэтому они и способны дать прогноз погоды.

Где бы мы ни находились: в лесу, в поле, у моря или на берегу озера - везде есть живые барометры. Например, членистоногие: ракообразные, пауки и насекомые.

В пресных водоемах перед дождем раки выползают на берег. Сходную картину можно увидеть и в море: перед штормом маленькие крабики или передвигающие по мелководью свои домики-раковины раки-отшельники, а также бокоплавы уходят на берег.

Сухопутными раками можно назвать мокриц, относящихся к отряду равноногих. Мокрицы нуждаются во влажной окружающей среде, и поэтому они постоянно контролируют содержание в ней паров воды. Более ста датчиков влажности находится на их теле. Каждый датчик - это бугорок с тонкой хитиновой оболочкой, к которому подходят нервные окончания. Влага без труда проникает через хитиновую пленку и доходит до нервных окончаний, а дальше, как обычно, сигналы поступают в нервную систему, где они анализируются, и животное решает, передвигаться ли ему в сторону повышенной влажности или же оставаться на месте. Лучшего "гигрометра", чем мокрицы, не найдешь: там, где они держатся, влажность всегда близка к абсолютной.

Среди многочисленного мира насекомых можно найти также разнообразных чувствительных синоптиков. Мухи, бабочки, осы и пчелы могут предупредить нас о приближающемся ненастье и дожде. Мухи и осы перед дождем стремятся укрыться и залетают в закрытые помещения и в окна домов. Еще при ясном небе муравьи начинают закрывать все входы в муравейник. Пчелы перестают летать за нектаром, они сидят в улье и гудят. Стараются укрыться перед грозой и бабочки-крапивницы: если их не видно над цветами или на лугах, значит, возможно, через несколько часов начнется дождь.

Многое о состоянии природы может сказать полет стрекоз. Вот, например, высоко над кустами, плавно перелетая или останавливаясь на месте, движется стрекоза. Можно быть спокойным - погода будет хорошая. Сравним показание на барометре: стрелка показывает "ясно". Если летают не одиночные стрекозы, а небольшие стайки, летают нервно, скачками и значительно ниже, то и стрелка прибора остановится у надписи "переменно". Если же небо почти чистое, а стайки стрекоз увеличились, при полете у них сильно шуршат крылья и летают они совсем низко, то даже смотреть на барометр не надо - скорее всего, через час-два будет дождь. Стрекозы могут предупредить и об урагане: они собираются большими стаями и, как перепуганные, мечутся во все стороны. Пастухи в некоторых странах Южной Америки знают эту примету и, завидев мечущуюся стаю, стараются как можно быстрее угнать скот с пастбищ.

О хорошей погоде на следующий день могут сообщить кузнечики: если они вечером сильно стрекочут, утро будет солнечное. О том, что ненастные дни сменятся хорошей погодой, можно узнать по поведению комаров-толкунцов: перед ясной погодой они вьются в воздухе столбами, за это и прозваны толкунцами.

Но самые интересные ближайшие прогнозы, особенно относительно ливней и наводнений, могут дать общественные насекомые: муравьи и термиты. Известный этнограф Хосе Мария Лима, изучающий жизнь индейских племен в джунглях Бразилии, обратил внимание на то, что перед наводнением индейцы бросают свои поселения. Каким же образом они узнают о будущем наводнении? Оказывается, индейцы внимательно наблюдают за поведением черных муравьев. Перед наводнением муравьи приходят в сильное возбуждение, начинают бегать вверх и вниз по стволам деревьев, а затем все вместе снимаются с обжитого места и, захватив с собой запасы продовольствия и куколок, свое будущее потомство, движутся в то место, куда вода не дойдет. Местное население тоже передвигается за лесными синоптиками.

Прогнозировать наводнение могут и термиты, которые перед его началом покидают свои причудливые башни-дома и направляются к ближайшим деревьям, поднимаясь на высоту ожидаемого паводка, и пережидают, когда схлынут ревущие мутные потоки, несущиеся под ними с такой силой, что деревья падают под их напором. Но вот загадка из загадок - термиты никогда не располагаются на том дереве, которое будет снесено бурными потоками разлившейся реки.

Бионики могут моделировать принцип работы органов чувств животных, основанных на физических законах, например "инфраухо" медузы, но построить модель, прогнозирующую наводнение, как это делают муравьи и термиты, едва ли когда-либо удастся, ибо эта модель не должна отличаться от истинного организма. Да и нужно ли моделировать? Не проще ли для предсказания грозного явления природы использовать "живой прибор" как он есть. Мы еще вернемся к загадочной и непонятной нам способности живых существ прогнозировать приближение того или иного явления.

Пауки не хуже насекомых чувствуют приближение дождя или наступление сухой погоды. При сухой погоде или же перед ее наступлением они начинают плести паутину. Тонкое наблюдение сделал Л. Н. Толстой о прогнозирующем поведении пауков: "Паук делает паутину по погоде, какая есть и какая будет. Глядя на паутину, можно узнать, какая будет погода; если паук сидит, забившись в середину паутины, и не выходит - это к дождю. Если он выходит из гнезда и делает новые паутины, то это к погоде.

Как может паук знать вперед, какая будет погода? Чувства у паука так тонки, что когда в воздухе начинает собираться только сырость, и мы этой сырости не слышим, и для нас погода еще ясная,- для паука уже идет дождь". Сейчас мы знаем, что паук не только реагирует на повышение влажности перед дождем, но несколько ранее этого он ощущает изменение давления атмосферы и увеличение электростатического атмосферного электричества перед грозой. А может быть, паутина принимает грозовые разряды и сеть паука заменяет антенну грозоотметчика?

Оставим царство беспозвоночных животных - оно безгранично, и синоптиков в нем более чем достаточно. Перейдем к рыбам, ведь эти "живые приборы" можно держать в аквариумах и наблюдать за ними даже в домашних условиях. И в природе их поведение может служить надежным предвестником изменения погоды. Плещется рыба в водоемах - к дождю. Причина, видимо, в том, что насекомые перед ненастьем летают ниже, ведь в воздухе повышается влажность и пар конденсируется на крыльях насекомых, они снижают высоту полета над водой, и рыбы начинают выпрыгивать за ними из воды и хватать их.

Перед дождем или непогодой сомы тоже поднимаются на поверхность воды. Известный знаток рыб средней полосы Л. П. Сабанеев писал: "Особенное беспокойство сом выказывает во время грозы и перед ее началом. В это время он уже не может лежать спокойно на дне, а держится верхних слоев, совершенно бесцельно плавая взад и вперед по своей яме; в ночную грозу он плавает всю ночь и в такую пору поднимаются со дна омута даже самые древние его обитатели, самые крупные великаны сомовьего царства, олицетворяющие водяных. Действительно, они поднимают такую возню, что трудно приписать ее рыбе".

А в аквариуме голец выполнит службу не хуже любого барометра. При хорошей погоде он лежит спокойно на дне, не шелохнется. Но если он, лентообразно извиваясь, начал плавать вдоль стенок аквариума, через некоторое время облака затянут небо. Перед самым дождем он мечется вниз и вверх по аквариуму. Голец редко ошибается, его прогноз может быть неверным только в 3 процентах случаев. Вспомним, что "железные приборы" ошибаются значительно чаще - в 20-30 процентах случаев.

Безошибочно определяют наступление шторма несколько видов рыбок, обитающих у берегов Японии. Их беспокойное поведение в аквариуме лучше барометра и раньше его предскажет капитану большого лайнера надвигающуюся бурю, поэтому он чаще предпочитает смотреть не на барометр, а на аквариум с маленькими рыбками.

Очень чувствительны к перемене погоды лягушки. Кто не встречал их в лесу в сырое время. Это травяные лягушки. Однако эти животные не только реагируют на сырую погоду, но и предсказывают ее. На суше они появляются значительно раньше, чем пойдет дождь. А уж кваканьем своим могут сказать многое. Если вечером от небольшого болота или прудика несется громкое кваканье, самый настоящий лягушачий концерт,- на следующий день будет хорошая погода. К непогоде лягушки тоже квакают, но не заливистой трелью, а глухо. Если же лягушки сначала громко квакали, а потом вдруг замолчали, то надо ждать холодной погоды. Некоторые ученые отмечали, что у лягушек даже цвет кожи меняется согласно надвигающейся погодной ситуации: перед дождем они приобретают сероватый оттенок, а перед тем как установиться вёдру, они немного желтеют. Вполне объяснимая примета - лягушки заранее готовятся к непогоде или солнечным дням, и соответственно будущему световому спектру в клетках кожи появляются необходимые пигментные зерна. Как они узнают об изменении погоды за несколько часов вперед, тоже пока остается загадкой. Возможно, на теле лягушки есть электрочувствительные точки, которыми они улавливают изменения зарядов атмосферного электричества. В дальнейшем мы еще вернемся к этим интересным животным, обладающим загадочными и необъяснимыми чувствами.

Поведение многих птиц также часто резко меняется перед ухудшением погоды, становятся другими характер их пения, высота полета.

Мы очень увлеклись животным миром и совсем забыли, что растения не уступают животным в точности прогноза. Краткосрочные прогнозы, можно сказать, "специальность" некоторых наших зеленых друзей. У знаменитого систематика живого мира К. Линнея были живые часы. Он хорошо знал свойство цветков некоторых видов растений раскрываться и складывать лепестки в строго определенное время. Создав клумбу-циферблат из раскрывающихся в определенный час цветов, он всегда мог сказать, который час. Но часы давали сбои - при ненастье они часто "не работали". Еще больше удивился исследователь, когда при чистом голубом небе часы вдруг "выключались", цветы складывали свои лепестки в неположенный им час. Через некоторое время на небе появлялись маленькие облачка, затем возникали тучи и лил дождь. Вот и получился "живой прибор" "барометр с часами".

Но барометром могут служить и просто посаженные перед домом ноготки и мальвы. Они плотно складывают свои лепестки перед дождем.

Сходным образом ведут себя различные сорные растения, например чистотел, мокричник и луговой сердечник. Многие видели в затененных местах среди елей "заячью капусту". Так вот цветы "заячьей капусты" могут подсказать, какая погода ожидается завтра. Обычно на ночь красноватые цветы заячьей капусты закрываются. Но перед дождем они распускаются и ночью. Каждый может сделать себе "живой барометр". Для этого достаточно посадить заячью капусту в горшок и держать ее на тенистых окнах. Если цветы с наступлением ночи распущены, утром будет дождь. Живой синоптик-цветок почти никогда не ошибается.

Все, о чем мы говорили, относится к краткосрочному прогнозу погоды. Тончайшие "приборы" животных и растений улавливают незначительные изменения давления, влажности, температуры, атмосферного электричества и даже звуковых волн, которые недоступны нашим органам чувств, и сигнализируют о предстоящем изменении погоды. Все это можно использовать наряду с приборным прогнозированием погоды. Но живые существа способны и к долгосрочному прогнозу, который так необходим народному хозяйству.