Nauka o pogodzie : (meteorologia)

#

WYDAWNICTWO POPULARNE

Nauka o Popizie

F e l i k s P i o t r o w s k i

W YDAWNICTWO POPULARNE

Naika o Popizie

F e l i k s P i o t r o w s k i

J y

i

3o>M

^oaBoaeiio I^eHBypoH).

B apm aB a, 15 MapTa 1 8 9 5 ro,3,a,

D ru k R u b ie w se w sk ie g o i W r o tu o w s k ie g o ,

1. Przestrzeń świata.

W którąkolwiek stronę nieba zwrócimy oczy, wszędzie moglibyśmy iść i iść bez koń­ ca. Wszędzie, naokoło nas je s t niezmierzona ilość miejsca. J e s t to przestrzeń świata. Ni­ gdzie nie możemy wyobrazić sobie końca prze­ strzeni, skąd już nie możnaby iść dalej naprzód. P rzestrzeń św iata niem a końca, — je s t nie­

skończoną.

W przestrzeni znajduje się słońce, ziemia i tysiące rozm aitych gwiazd. Przypatrzm y się słońcu i ziemi. Są to dosyć k ształtn e kule.

K ys. 1. S ło ń c e i z ie m ia w p r z e s tr z e n i. N a u k a o p o g o d z ie . 1

— 2

Słońce i ziemia w przestrzeni nie są na ni- czem zawieszone, ani niczem nie podparte. B ujają swobodnie. Mogłyby lecieć ja k naj­ szybciej w tę łub inną stronę przez 100, przez 1000 lat, dłużej, a wszystko to znaczyłoby tyle, coby stały w miejscu. Z każdej strony m ają nieskończoną ilość miejsca, — nieprze­ b y tą przestrzeń. Nigdzie niema końca. Ach, ja k zdum iew ającą je s t nieskończoność prze­ strzeni !

2. Słońce i ziemia.

W ymierzyli ludzie, że od ziemi do słońca je s t 20 miljonów mil. Zrobili to w podobny sposób, ja k geom etra mierzy pola. Nie idzie on tam, gdzieś het daleko, do jakiegoś drze­ wa lub budynku, tylko wyceluje w tę stronę instrum ent — i już może obliczyć, ja k to da­ leko je s t do owego miejsca. W łaśnie przy po­ mocy podobnego instrum entu wymierzyli lu­ dzie odległość ziemi od słońca, chociaż nikt nie chodził do słońca z miarą.

Lecz jakże to wiele je s t 20 miljonów? Dwa­ dzieścia miljonów ziarn pszenicy, to będzie ze 6 lub 7 korcy. Do słońca więc je st tyle mil, ile je s t ziarn w takiej masie pszenicy, — albo

też ile je s t liter w 200 takich, ja k ta, książ­ kach. Cóż to za kaw ał drogi, a jednak słońce tak mocno nam grzeje. Musi więc słońce być bardzo gorące i od gorąca je s t aż jasne, po­ dobnie ja k bardzo rozgrzane żelazo. Słońce musi być bardzo wielkie, daleko większe, niż ziemia, tylko dlatego, że je s t bardzo daleko, wydaje się nam ta k małem. Ziemia przy słoń­ cu zapewne wygląda tak, ja k ziarnko maku przy jabłku. Bo to przecież 20 miljonów mil dzieli nas od słońca. W tej książeczce zaś ziemia przedstawiona je s t większą dlatego, że­ by rysunki były wyraźniejsze.

Ciepło słońca rozchodzi się w przestrzeń na wszystkie strony, podobnie ja k ciepło z ogniska. Część ciepła słonecznego pada na ziemię, i tak ciepło na ziemi mamy od gorą­ cego słońca.

Ziemia je s t otoczona powietrzem dookoła (rys. 2). Pow ietrze stanowi jak b y powłokę ziemską, - je s t wierzchnią w arstw ą ziemi. W rozm aity sposób obliczali ludzie grubość w arstw y powietrza, i rozmaite liczby wypa­ dły im z tych obliczeń: to kilka, to kilkana­ ście, kilkadziesiąt, a naw et tysiące mil. J a k

4

więc daleko w górę znajduje się powie­ trze, — nie wiemy. W każdym razie po­ w ietrze musi się gdzieś' kończyć, ponieważ im wyżej, tern powietrze je s t rzadsze, je s t go coraz mniej. Ludzie, którzy wchodzą, na wysokie góry, lub wznoszą się w górę balona­ mi, oddychają tam z trudnością, omdlewają, a naw et duszą się z braku powietrza. Tam,

gdzie już niema poAvietrza, je s t pusta prze­ strzeń — próżnia. Żyjemy więc na powierz­ chni ziemi, jak b y na dnie bardzo głębokiego morza, wypełnionego powietrzem. Ciepło sło­ neczne, ażeby dojść do nas, do powierzchni ziemi, musi przechodzić przez powietrze. Lecz chociaż ciepło słoneczne przechodzi przez po­ wietrze, jednak tylko przy powierzchni ziemi

— 5

mamy ciepło; w górze zaś — w powietrzu je s t zimno, i to tem większe, im wyżej się podno­ simy. Wiemy o tem od ludzi, którzy wchodzili na wysokie góry, i od tych, co wznosili się w powietrze balonami. W 1862 roku 5-go września w Anglii wznieśli się ludzie balonem aż 10 w iorst wysoko. Na wysokości 8 wiorst było już 19 stopni zimna, chociaż przy po­ wierzchni ziemi było w tedy 15 stopni ciepła. Zimno to w górze pochodzi z tej przyczyny, że powietrze rozgrzew a się bardzo mało w prost od słońca. W powietrzu pozostaje ty l­ ko trochę ciepła słonecznego; reszta zaś, wię­ ksza część tego ciepła dochodzi do ziemi, zie­ mia się rozgrzewa, a od ziemi dopiero, jakby od wielkiego pieca rozgrzew a się powietrze. Tym sposobem im bliżej ziemi, tem cieplej. Słońce je s t niby piecem dla ziemi, a ziemia znów — niby piecem dla powietrza. Słońce ogrzewa ziemię, a ziemia dopiero ogrzewa po­ wietrze.

3. Termometr.

Do oznaczenia stopnia ciepła na ziemi, czyli

temperatury mamy przyrząd, zwany z gre­

— 6

wa się zwykle rtęci. R tęć je s t to metal i po­ dobnie ja k żelazo, miedź, ołów znajduje się

w ziemi. Tem jednak rtęć różni się od innych metali, ? że je s t rzadką, płynną, ja k ołów roztopiony. Rtęć na­ zywamy też żywem srebrem. Termometr, na którym je s t litera C, pokazuje więcej cie­ pła i więcej zimna, niż te r­ mometr z literą R . Jeżeli na- przykład term om etr pierw ­ szy pokazuje 5 stopni, to term om etr drugi pokazuje tylko 4 sto p n ie; jeżeli pierw­ szy pokaże 10 stopni, to drugi 8 ; jeżeli pierwszy 20, to drugi 16 i t. d. Zawsze term om etr z literą Cpokazu- je o czw artą część więcej _ stopni, niż term om etr z lite­

rą R . Tylko 0 oba termome­ try pokazuj ą przy tem samem Eys. 3. cieple.

— 7 —

dzają, w jak i sposób ludzie doszli do oznaczenia owych stopni, które nie na każdym termome­ trze są jednakowe, ten znajdzie to opisane w jakiejkolwiek książce pod tytułem „Fizy­ k a “. Tutaj powiemy tylko, że w rurce term o­ m etru nad rtęcią jest próżnia. Umyślnie tak term om etr je st urządzony, aby w nim nie by­ ło powietrza. W przeciwnym bowiem razie rtęć nie mogłaby się swobodnie wznosić do góry od ciepła. Tak to już je st, że na jednem miejscu dwa przedmioty nie mogą się pomie­ ścić: jeden musi wypchnąć drugi. W ypycha­ ją się też ludzie wzajemnie z kaw ałka ziemi, gdy im je s t na ziemi za ciasno, a stąd mamy kłótnie i wojny...

Ażeby term om etr rzetelnie pokazywał cie­ pło pow ietrza, powinien być umieszczony nie na słońcu, lecz w miejscu zacienionem. T e r­ mometr bowiem powinien rozgrzew ać się od ciepła powietrza, nie zaś w prost od ciepła sło­ necznego. Nadto term om etr powinien być umieszczony tak, żeby go deszcz nie moczył, i nie powinien być bardzo blisko ściany, od której mógłby się rozgrzewać.

— 8 —

4. W powietrzu znajduje się woda. Wiadomo, że, gdy woda znajduje się w na­ czyniu nieprzykrytem, wtedy jej z naczynia ubywa. Pochodzi to z tej przyczyny, że woda paruje, t. j. zamienia się w parę, k tó ra unosi się w powietrze. Woda przytem paruje w szę­ dzie, gdziekolwiek tylko na powierzchni zie­ mi znajduje się. Paruje nietylko z gruntu, z rzek, stawów, jezior i t. d., lecz także z cia­ ła zw ierząt i ludzi, skąd w ydostaje się na po­ wierzchnię ciała w postaci potu przez maleń­ kie otworki, znajdujące się w skórze. Paruje też woda z roślin, z których w ydostaje się przez otworki, znajdujące się w liściach. Tyl­ ko gdy woda znajduje się w naczyniu, przez które nie przesiąka wcale, naprzykład we flaszce, — i gdy je s t zatkana dotartym dobrze szklanym korkiem, wtedy parować nie może. Z resztą woda paruje wszędzie i zawsze, na­ w et w zimie, gdy je s t zmarznięta i ma postać lodu. Jeżeli w zimie, podczas mrozów odłoży­ my sobie kaw ałek lodu w miejsce zacienione, w tedy zdarzyć się może, iż lodu tego będzie coraz mniej i po pewnym czasie wcale go nie będzie, chociaż nie było odwilży. Lód wszy­

— 9 —

stek w yparuje. W ten sposób możemy się przekonać, że i lód naw et na mrozie paruje. Ubywanie śniegu na polach naw et podczas stałych mrozów pochodzi właśnie z powodu wyparowania śniegu.

Parow ania wody zwykle nie widzimy, za­ tem p ara je s t niewidzialną,, nie ma żadnego koloru, podobnie ja k powietrze i ja k wiele ga­ zów śmierdzących i pachnących. O tern zaś, że w powietrzu znajduje się para, wnosimy na zasadzie pewnych zjawisk. Możemy naprzy- kład przekonać się o tern w następujący spo­ sób. Trzeba wziąć trochę błota, naprzykład z kw artę, mocno je wysuszyć na ogniu, przy jakim mogłaby gotować się w oda,— od ta ­ kiego bowiem gorąca w szystka woda z błota wyparuje. Potem trzeba błoto zważyć do­ kładnie, ażeby w aga stała równo, i ta k na w a­ dze pozostawić. Najwyżej po godzinie waga ju ż nie będzie stała równo, lecz błoto będzie przeważało. Wciągnęło ono właśnie w siebie trochę pary z powietrza, t. j. do błota przy­ była woda, i dlatego błoto stało się cięższem, niż było zaraz po wysuszeniu. Jeżeliby błoto to powtórnie wysuszyć przy ogniu, to para znów z błota uleci w powietrze, i błoto

bę-— l o ­

dzie wtedy ważyło tyle, co po pierwszem wy­ suszeniu.

T ak to więc w powietrzu znajduje się za­ wsze para, t. j. woda w stanie niewidzialnym. Im pow ietrzejest cieplejsze, tern więcej bywa w niem pary wodnej. W lecie bywa w powie­ trzu 3 - 4 razy więcej pary, niż w zimie. P rz e ­ konano się o tem w ten sposób, że pewną oznaczoną objętość pow ietrza przepuszczano za pomocą przyrządów, umys'lnie do tego ce­ lu urządzonych, przez taką rzecz, k tó ra parę wodną chciwie wciąga w siebie. Taką naprzy- kład rzeczą je s t proszek zwany chlorkiem

wapna. Proszek ten zważono dokładnie raz

przed doświadczeniem, drugi raz po doświad­ czeniu. Ile za drugim razem, t. j. po przepu­ szczeniu już pow ietrza chlorek wapna ważył więcej, tyle oczywiście ważyła para, którą wciągnął w siebie. Im ważył więcej, tem wię­ cej pary wodnej było w powietrzu.

5. Co wynika z parowania wody J

i Grdy zmoczymy rękę wodą, chociażby na­ w et ciepłą, to czujemy chłód, dopóki ręk a nie wyschnie. Chłodno je s t nam w tedy w rękę dlatego, że woda, parując, zużywa trochę cie­

— 11 —

pła z ręki. Podobnie, ja k ręka nasza, ochła­ dzają się wszystkie przedmioty, z których wo­ da paruje. Dlatego to zwykle po deszczu by­ wa chłodniej, bo woda deszczowa paruje, i zie­ mia tym sposobem ochładza się. W miastach po polaniu ulic wodą bywa też chłodniej z tej samej przyczyny. Parow anie więc wody ochładza ziemię. P a ra unosi ze sobą trochę ciepła do góry.

(ł. Dlaczego słońce nie zawsze grzeje nam jednakowo?

Wiadomo, że w południe słońce grzeje mo­ cno, rano zas' i wieczór grzeje słab o ; w ogóle słońce tem mocniej nam grzeje, im je s t wyżej na niebie. Zastanówmy się, dlaczego ta k jest? J a k a tego przyczyna ?

Jeżeli wiązkę jakich patyczków, naprzykład zapałek ustawimy na stole prosto, ja k to przedstawione na rysunku 4, to wiązka ta zaj­ mie w tedy tyle miejsca, ja k sama je s t g rubą; przypuśćmy więc, że zajmie miejsca tyle mia­ nowicie, ja k pokazane na tym rysunku. Jeżeli zaś wiązkę tę ustawimy pochyło, jak to poka­ zuje rysunek 5, to wtedy zapałki poprzesuwa- ją się, i wiązka zajmie więcej miejsca, niż po­

— 12

przednio. Ta sama ilość zapałek rozeszła się tera z na większy kaw ał stołu, i taki okrągły kaw ałek, ja k i zajmowała wiązka wtedy, gdy sta ła prosto, je s t zajęty teraz przez mniejszą ilość zapałek, ja k to zresztą widać z rysunku.

Oczywista rzecz, iż kierunek, w jakim są ustawione owe zapałki na rysunku 4, je st kie­ runkiem, w jakim ciepło słoneczne pada na ziemię w południe; kierunek zaś, w jakim są zapałki ustawione na rysunku 5, je s t znów kierunkiem, w jakim ciepło słoneczne pada rano lub wieczór. W yobraźmy więc sobie te ­ raz, że wiązka ta zapałek je s t pewną ilością ciepła słonecznego, to łatwo będzie można zro­ zumieć, dlaczego słońce, gdy świeci z góry, grzeje mocniej, niż wtedy, gdy świeci z boku.

• f • •

— 13

-Kiedy bowiem słońce je s t wysoko na niebie, gdy świeci nam z góry, naprzykład w połu­ dnie, to na nasz kraj pada więcej ciepła, niż wtedy, gdy słońce świeci nam z boku, naprzy­ kład wieczór. Ta sama ilość ciepła, co w po­ łudnie ogrzewa mały kaw ałek ziemi, — rano i wieczów rozpościera się na znacznie większy kawał ziemi, i pewien oznaczony kaw ałek zie­ mi, naprzykład nasz kraj otrzymuje tym spo­ sobem mniej ciepła.

R y s. 6. R y s . 7.

Dlaczego słońce grzeje słabo rano i wie­ czór, można jeszcze zmiarkować z następują­ cego doświadczenia. Zróbmy dziurę naprzy- kład w ścianie stodoły z tej strony, z której słońce świeci, i w ew nątrz stodoły, naprzeciw­ ko dziury trzym ajm y ja k ą deseczkę w ten sposób, żeby światło padało prosto na dese­ czkę, ja k to właśnie pokazuje rysunek'6. W te­

_ 1 4 —

dy na deseczce zobaczymy kółko jasne tak wielkie, ja k dziura. Jeżeli zaś deseczkę trz y ­ mać będziemy tak, ja k pokazuje rysunek 7, t. j. tak, iż światło pada na nią. ukośnie, to wtedy znacznie większy kaw ał deseczki bę­ dzie oświetlony, ale też i znacznie słabiej. Bowiem ta sama ilość św iatła, co wpada przez dziurę, pierwszym razem oświetlała mały k a­ wałek deseczki, teraz zaś rozeszła się na wię­ kszy kaw ał, i dlatego deseczka musi być sła­ biej oświetlona. Podobnie właśnie rzecz się ma i z ciepłem słonecznem: rano i wieczór ciepło słoneczne rozchodzi się na większy k a­ wał ziemi, i dlatego grzeje nam słabiej, niż w południe.

Oprócz tego je s t jeszcze inna przyczyna, że słońce grzeje nam raz ta k słabo, innym zaś razem mocniej.

Przypuśćmy, że mieszkamy w miejscu A na powierzchni ziemi (rys. 8). Rano ciepło sło­ neczne dochodzi do nas ukośnie, — z boku, w południe zaś — więcej z góry. Widocznem jest, że rano, gdy słońce je s t nisko na niebie, wtedy ciepło słoneczne odbywa dłuższą dro­ gę przez powietrze, aniżeli w południe, gdy słońce je s t wysoko. W idać to z rysunku, bo

— 15 —

odległość od A do C, t. j. od powierzchni zie­ mi do granicy w arstw y powietrznej jest wię­ kszą, niż od A do B . Ponieważ zaś powietrze, ja k wiemy, zatrzym uje w sobie trochę ciepła słonecznego, — to naturalnie zatrzym a go tern więcej, im dłuższą drogę ciepło będzie przez powietrze odbywało. Dlatego właśnie rano

i wieczór słońce grzeje nam słabo, że wtedy dużo ciepła zostaje w powietrzu, i do ziemi dochodzi ciepła mniej, niż w południe. Przy- tem ciepło słoneczne jest zatrzym ywane głó­ wnie nie przez samo powietrze, lecz przez p a ­ rę wodną, która znajduje się w powietrzu. P a ra wodna głównie zabiera ciepło słone­

czne — pochłania je. Gdyby w powietrzu nie było pary, ziemia rozgrzew ałaby sie lepiej.

7. Dzień i noc.

Nie zawsze słońce nam przygrzew a: mie­ wamy dzień i noc. Zobaczmy, od czego to po­

chodzi.

Ziemia, ja k wiemy, ma k sz ta łt kuli. Nie stoi ona nieruchomo w przestrzeni, lecz obraca się podobnie, ja k zabaw ka dziecięca — bąk, za­ kręcony w palcach i puszczony na stół lub ziemię, — albo też ja k pieniądz, gdy go pal­ cem jednej ręki przytrzym am y tak, żeby stał, naprzykład na stole, palcem zaś drugiej ręki trącim y go z brzegu tak, żeby się obracał. Pieniądz bowiem, jeżeli się szybko w ten spo­ sób obraca, to wydaje się, jakoby był kulą.

Gdy puścimy tak pieniądz, to widzimy na nim dwa miejsca, w których obraca się tak pomału, że prawie nie znać tego obrotu. J e ­ dno z tych miejsc je s t na samym dole, gdzie pieniądz dotyka do stołu, drugie zaś — ze stro ­ ny przeciwnej — u samej góry. Z tego powo­ du pieniądz wygląda, jakby obsadzony na osi, idącej między owemi dwoma miejscami. Po- właśnie obraca się ziemia, tylko że nie

— 17 —

opiera się na niczem, ja k pieniądz, lecz, jak wiemy, swobodnie boja w przestrzeni, ja k ba­ lon w powietrzu. Ziemia więc obraca się tak, jakby miała oś w środku, i dlatego naw et obrót ten jej nazywamy obrotem naokoło osi; dwa zaś miejsca, przez które jakoby przecho­ dzi owa oś, — nazywamy biegunami ziemi.

Zrozumiałem jest, że z powodu tego ciągłe­ go obrotu ziemi co raz to inna część jej po­ wierzchni je s t oświetlona od słońca, podobnie

ja k mięso, obracane na rożnie przy ogniu, co raz to z innej strony się przypieka. W edług zaś tego, czy to miejsce ziemi, wT którem my mieszkamy, je s t oświetlone, czy nie, — czy zaczyna dopiero być oświetlane, czy też oświetlanem być już przestaje, — mamy dzień i noc, rano i wieczór. Tak naprzykład, jeżeli koło większe na rysunku 9 wyobrazi nam słoń­ ce, a koło mniejsze — ziemię, ustawioną tak, iż w środku, gdzie kropka, je s t jeden bie-

N a u k a o p o g o d zie. 2

— 1 8 —

gun ziemi, ze strony zaś przeciwnej, którą owa ziemia niby dotyka do kartki, je s t biegun drugi; jeżeli przytem ziemia obracać się bę­ dzie w tę stronę, ja k pokazuje strzałka, to w tern miejscu ziemi, gdzie stoi człowiek, bę­ dzie wschód słońca. Łatwro to każd.y zmiar­ kuje, jeżeli tylko pomyśli sobie, że ziemia obraca się, ja k pokazuje ta strzałka. Człowiek ten ma słońce z boku, ja k to bywa właśnie r a ­ no. W miarę zaś tego, ja k ziemia wykręcać się będzie we wskazanym kierunku, człowiek, aby zobaczyć słońce, będzie musiał co raz b a r­

dziej podnosić głowę, aż po pewnym czasie będzie miał słońce nad głową., ja k pokazuje rysunek 10. W tedy właśnie w tem miejscu zie­ mi, gdzie stoi człowiek, będzie południe.

O czy w ista rzecz, iż p ołu dn ie b ęd zie n ie tylko w t e m m iejscu, g d z ie stoi c z ło w ie k (rys. lo ) , lecz w każdem m iejscu, p rzez które p rzech od zi lin ij­ ka z kreseczek. B ow iem w każdem m iejscu na tej linijce tak d łu go trzeba czek ać na za c h ó d

sło ń ca , ile cz a su u p ły n ę ło ju ż od w sc h o d u , a tem w ła śn ie o d zn a cza się p ołu dn ie. C ały sz ereg tych m iejsc, m ających p o łu d n ie o jed nym cza sie, n a ­ z y w a m y p o łu d n ik ie m .

N ie w każdem w sz a k ż e m iejscu p ołudnika, m ają lu d zie w p ołu dn ie sło ń c e nad g ło w a m i, lecz tylko w tem m iejscu, g d z ie n a rysunku 10 je s t czło w iek . W innem z a ś m iejscu południka lu d zie b ęd ą m ieli sło ń c e w p ołu d n ie tem niżej na n ieb ie, im bliżej b ę d z ie do b ieguna. K ażd y to zm iarkuje, jeż e li tylko p om yśli so b ie , że koło z n a ­ pisem ziem ia p rzed staw ia kulę ziem sk ą. W ido- czn iejsze m to jed n a k b ęd zie dla k a żd eg o , jeż e li przed staw im y so b ie ziem ię w takiem p oło żen iu , ja k n a rysunku u . B iegun b o d p o w ia d a tu kropce n a rysunku t o , c z ło w ie k z a ś, sto ją cy

w m iejscu r (rys. n ) , je st to ó w c z ło w ie k z ry­ su n k u 1 o . O czy w ista rzecz, iż c a ły sz ereg m iejsc, tw o rzą cy linję b P r, sta n o w i jed en p o ­ łu d n ik , i p rzy takiem p o ło żen iu ziem i je st tam w te d y p o łu d n ie. W y o b ra źm y b ow iem so b ie , że ziem ia obraca się w tym kierunku, ja k

— 2 0 —

je strzałk a. Jednak z p o w o d u k rzy w o ści ziem i tylko c z ło w ie k , z n a jd u ją c y się w m iejscu r , j e ­ d n a k o w o od ległem od ob u b ie g u n ó w , ma sło ń ce nad g ło w ą . L u d zie z a ś , zn a jd u ją cy się w in n ych m iejscach połu dn ik a, m ają sło ń c e tern bardziej z bok u , im zn a jd u ją się bliżej b ieg u n ó w ziem i. W id oczn em to b ęd zie dla k a żd eg o , je ż e li w y ­ obrazi so b ie lu d zi p om ięd zy m iejscem r, a b ie­ gunam i sto ją cy ch , ja k w m iejscu r. M y m ie­ sz k a m y mniej w ięcej w m iejscu P , dlatego też w p ołu dn ie n ie m am y n ig d y sło ń c a akurat nad g ło w ą , lecz trochę n iżej.

E y s . 12.

Gdy ziemia jeszcze bardziej się wykręci i będzie w położeniu takiem, ja k pokazuje ry ­ sunek 12, wtedy człowiek będzie miał znów słońce z boku, lecz z przeciwnej strony. Słoń­ ce będzie już w jego stronach zachodziło, i przy dalszym obrocie ziemi człowiek nie bę­ dzie ju ż widział słońca, będzie miał noc. Gdy zas' ziemia obróci się tak, iż będzie w takiem położeniu, ja k na rysunku 13, to w miejscu

— 21

gdzie je s t człowiek będzie północ, t. j. czło­ wiek będzie musiał ta k długo czekać na wschód słońca, ile czasu upłynęło już od za­ chodu.

R y s. 13.

W skutek nieustającego obrotu ziemia znaj­ dzie się znów w takiem położeniu, ja k na ry ­ sunku 9, i dla człowieka naszego zacznie się nowy wschód słońca — nowy dzień i t. d. Tak to więc dzień i noc mamy dlatego, że ziemia

obraca się naokoło swej osi. Jeden całkowity

taki obrót ziemi stanowi dobę. 8. Zima i lato.

Ziemia, obracając się naokoło osi, nie znaj­ duje się ciągle w jednem miejscu, ja k naprzy- kład kula gliniana na kółku garnczarskiem, lecz jednocześnie obraca się naokoło słońca. Podwójny ten obrót ziemi podobny je s t do obracania się tańcujących ludzi, którzy, obie­ gając izbę dokoła, niedaleko ścian, obracają

__ 2 2 __

się też sami. Jeżeli przytem na s'rodku izby będzie się znajdowała lampa zapalona, to ta ­ niec w takich warunkach wyobrazi nam ruch ziemi naokoło słońca. Mianowicie lampa, pa­ ląca się, będzie tu niby słońcem, a ludzie tań ­ czący — niby ziemią wT podwójnym swym ru ­ chu. Jeden całkowity obrót ziemi naokoło słońca stanowi jeden rok.

Lecz dlaczego słońce bywa raz krótko i ni­ sko na niebie, innym znów razem — długo

B iegu n .

R y s. 14.

i wysoko ? Dlaczego miewamy dni i noce nie jednakowe, — słowem dlaczego miewamy zi­ mę i lato ? Ażeby to zrozumieć, trzeba wpierw przyjrzeć się ziemi, trzeba wiedzieć, ja k zie­ mia położona jest w podróży swej naokoło

Jeżeli odległość między biegunami na po­ wierzchni ziemi rozdzielimy na połowę, to otrzymamy miejsce jednakowo odległe od obu biegunów. Oczywista rzecz, że takie miejsca, jednakowo odległe od biegunów, znajdują się naokoło ziemi, cały zaś szereg tych miejsc n a­ zywamy równikiem (rys. 14). Widocznem jest, że równik dzieli kulę ziemską na 2 równe pół­ kule: A i B. W każdej z tych półkul znajduje się jeden biegun ziemski, i każda stanowi ja k ­ by oddzielną całość. My mieszkamy na półku­ li -4, mniej więcej w miejscu P. Biegun, nale­ żący do tej półkuli, znajduje się w stronie pół­ nocnej od nas, biegun zaś, należący do półkuli

B, znajduje się w stronie południowej. To też

półkulę A nazywamy północną, półkulę zaś

B — południową.

Ziemia, ja k już wiemy, obraca się ta k na­ około słońca, ja k ludzie w tańcu. Gdyby zie­ mia w przestrzeni mogła zostawić po sobie ślad. jak i pozostawiliby ludzie, tańczący na- przykład po śniegu, to ślad ten byłby tak i mniej więcej, ja k na rysunku 15. Ziemia, obracając się naokoło słońca, robi tak ą właśnie figurę. F igura ta nazywa się elipsą.

_ 2 4 —

Gdyby do tego śladu drogi ziemskiej na­ około słońca przyłożyć liaprzykład deskę, m a­ jącą powierzchnię równą, płaską, czyli p ła ­

szczyznę, to s'lad ten przystałby zupełnie do

owej deski podobnie, ja k wierzch beczki lub konewki przystaje do płaskiego denka, czyli

R y s. 15.

pokrywy. Ruch ziemi około słońca odbywa się więc w pewnej płaszczyźnie, — je s t podo­ bny do tańca ludzi po zupełnie równej podło­ dze, nie zaś po pogórkach i wybojach. Zima i lato zależą zaś od tego, jak ą ziemia ma po­ staw ę względem tej płaszczyzny, w której się obraca naokoło słońca. Na tej właśnie wiado­ mości opiera się całe wyjaśnienie zimy i lata. Zastanówmy się więc nad tern.

W yobraźmy sobie, że k a rtk a książki jest ową płaszczyzną, w której odbywa się ruch

— 2 5

-ziemi naokoło słońca. Gdyby -ziemia miała po­ stawę względem tej płaszczyzny taką, jak na rysunku 16, t. j. gdyby oś ziemi miała taki kierunek względem tej płaszczyzny, ja k lu­ dzie, stojący prosto na równej podłodze, czyli kierunek prostopadły; gdyby więc równik zle­ wał się z tą płaszczyzną tak, iż półkula

pół-R y s. 16.

nocna wypadłaby z jednej strony owej pła­ szczyzny, półkula zas' południowa — ze stro­ ny drugiej, na naszym 16 rysunku niby z prze­ ciwnej strony k artk i, to oczywista rzecz, iż wtedy byłaby oświetlona od słońca zawsze ak u rat połowa każdej półkuli, z którejkolw iek strony słońca znajdowałaby się ziemia. W i­ dać to z rysunku. Że zaś ziemia obraca się

26

naolcoło osi z jednakow ą szybkością, t. j. ró­ wnomiernie, ta k ja k koło u woza, toczącego

się ciągle jednakowo, to w każdem miejscu drogi ziemskiej naokoło słońca trzebaby od zachodu słońca zawsze tak długo czekać na wschód, ja k dużo już czasu upłynęło od po­ przedniego wschodu, t. j. dni i noce byłyby zawsze jednakowe. Przytem w pewnem ja- kiemś miejscu ziemi, naprzykład w miejscu P,

w którem mniej więcej my mieszkamy, w po­ łudnie słońce znajdowałoby się na niebie przez cały rok zawsze na jednej wysokości, miano­ wicie ta k wysoko, ja k znajduje się teraz przy końcu Marca i W rześnia. Widoczniejszem to wszakże będzie, jeżeli na ziemię patrzeć bę­ dziemy nie od strony bieguna, ja k to przed­ stawione je s t na rysunku 16, lecz od strony równika, ja k przedstaw ia rysunek 17. Tak

bowiem z tej strony przedstaw iłaby się nam ziemia zawsze, gdyby względem płaszczyzny swego obrotu naokoło słońca znajdow ała się w położeniu takiem, jakieśm y przypuścili. W miejscu, gdzie stoi człowiek, t. j. mniej w ię­ cej w miejscu, w którem leży nasz k raj, jest właśnie południe. Zrozumiałem to będzie dla każdego, jeżeli dobrze zastanowi się nad tym rysunkiem. Środek nieba, czyli zenit, który ma­ my zawsze nad głowami, je s t w kierunku linii

z kreseczek nad głową człowieka, słońce zaś je s t niżej, bliżej powierzchni ziemi, — bliżej

poziomu, który możemy sobie oznaczyć linją

z kreseczek, idącą pod nogami człowieka. Tak zaś zawsze wysoko na niebie mielibyśmy słoń­ ce w południe, z którejkolw iek strony słońca znajdowałaby się ziemia. Nie mielibyśmy więc w tedy ani zimy, ani lata, lecz słońce grzałoby nam przez cały rok jednakowo, tak mianowi­ cie, ja k grzeje przy końcu M arca i W rześnia, kiedy dni i noce są równe.

Ziemia jednak względem płaszczyzny swo­ jej drogi naokoło słońca położona je s t tak po­ chyło, ja k na rysunku 18. Oś ziemi i płaszczy­ zna drogi ziemskiej naokoło słońca nie s ta ­ nowią takiego prostego winkla, jakiego

sto-E y g . 1 8 . — 2 8 — 3 1

— 2 9 —

larze i ślusarze przy robotach używają,, t. j„ oś ziemi względem tej płaszczyzny nie ma ta ­ kiego kierunku, ja k człowiek, stojący na ró­ wnej zupełnie podłodze; równik też nie zle­ wa się z płaszczyzną drogi ziemskiej, lecz oś je s t trochę pochylona, a równik jakby pod­

niesiony. Jeżeli w wierzch stołu wsadzimy drut tak pochyło, ja k na rysunku 19, i na drut ten nadziejemy

kartofel lub jabłko, to będziemy mieli wyo­ brażenie, ja k ziemia położona je s t względem

płaszczyzny o b r o t u p ys. 19. swego naokoło słońca,

którą tu na rysunku wyobrażać nam będzie stół. Jabłko tu będzie niby ziemią, a drut — osią ziemską.

Z powodu takiego nachylenia osi ziemskiej nie zawsze ak u rat połowa półkuli północnej i południowej je s t oświetlona od słońca. J e ­ żeli naprzykład ziemia je s t w miejscu 1 (rysu­ nek 18), to w tedy trochę mniej, niż połowa pół­ kuli północnej, na której my mieszkamy, je s t oświetlona od słońca. Widoczniejszem to bę­ dzie, jeżeli przedstawim y sobie ziemię tak,

jakbyśm y patrzeli na nią od strony równika, ja k to właśnie przed­

stawione je s t na rys. 20 ze strony 1. Że zaś ziemia obraca się nao­ koło osi równomiernie, to w tedy od wschodu do zachodu słońca kró­ cej czekamy, niż od zachodu do następne­ go wschodu, t. j. dzień wtedy mamy krótszy, niż n o c. Zrozumial- szem to będzie dla każdego, jeżeli przy­ puścimy, że dzień i noc mamy nie dlatego, że ziemia obraca się na­

około osi, lecz że my sami obchodzimy ziemię dokoła w tym kierun­ ku, w jakim się ziemia obraca, — ciągle w j e ­ dnej odległości od

ró-— 31 —

wnika, t. j . po linii z kreseczek (rys. 20 str. 1). W tedy bowiem, jeżelibyśmy szli ciągle z je ­ dnakową szybkością, ja k to właśnie obraca się ziemia naokoło osi, to oczywista rzecz, iż przez niewielki kaw ałek ziemi, oświetlony od słońca, szlibyśmy krócej, niż przez daleko większy nieoświetlony kaw ał, t. j. krócej szli- byśmy przy świetle słonecznem, niż pociem- ku, zatem dzień mielibyśmy krótszy, niż noc.

Grdy ziemia znaj duje się w miej scu 3 (rys. 18), to wtedy znów więcej, niż połowa naszej pół­ kuli północnej je s t oświetlona od słońca. W i­ doczniejszem to także będzie, jeżeli spojrzy­ my na ziemię od strony rów nika, ja k to znów przedstawione je s t na rysunku 20 ze stro ­ ny 2. W tym wypadku dłużej musielibyśmy iść przy świetle słonecznem, niżpociemku, jeżeli­ byśmy sami obchodzili ziemię, jakto ju ż raz przypuszczaliśmy. Zatem dzień w tym razie będziemy mieli dłuższy, niż noc. Prócz tego przy takiem położeniu ziemi, jakie je s t przed­ stawione na stronie 2 rysunku 20, w południe będziemy mieli słońce znacznie wyżej na nie­ bie, niż przy położeniu takiem, ja k na str. 1. Widać to z rysunku. W tedy więc, gdy zie­ mia je s t w położeniu takiem, ja k na str. 1

(ry-simek 20), mamy dzień krótki i słońce nisko na niebie, t. j. mamy zimę; jeżeli zaś ziemia je s t w położeniu, ja k na str. 2, to przeciwnie ma­ my dzień długi i słońce wysoko na niebie, ma­ my więc w tedy lato.

Jed n ak zima w wypadku pierwszym i lato w wypadku drugim będzie tylko na półkuli pół­ nocnej. Na półkuli zaś południowej rzecz bę­ dzie się miała całkiem przeciwnie. Gdy ziemia je s t w położeniu, przedstawionem na str. 1 (rysunek 20), to słońce oświecanie całą połowę półkuli północnej, lecz więcej, niż połowę pół­ kuli południowej. Na półkuli więc północnej dzień w tedy będzie krótszy, niż noc, i słońce w południe będzie nisko na niebie; na półkuli zaś południowej dzień będzie dłuższy, niż noc, i słońce w południe będzie wysoko na niebie. Słowem na półkuli północnej będzie wtedy zi­ ma, na półkuli zaś południowej — lato. Gdy znów ziemia znajdzie się w położeniu, przed­ stawionem na stronie 2, to w tedy przeciwnie na półkuli południowej będzie zima, podczas gdy na naszej północnej półkuli będzie lato. Łatwo to każdy zmiarkuje. Tak naprzy- kład bywa w Brazylii, k tó ra leży mniej więcej w miejscu B , dokąd przed paru laty wędrowali

— 33

tak ludzie. Kiedy u nas zima, to tam lato, gdy zaś u nas lato, to tam zima.

Jeżeli ziemia znajduje się w miejscu 2 i 4 (rys. 18), to gdy spojrzymy na ziemię od stro ­ ny równika, w tedy ziemia przedstaw i nam się tak, ja k pokazuje rysunek 17. W tedy aku rat połowa półkuli północnej i południowej jest oświetlona od słońca. Dzień i noc są wtedy równe na całej ziemi. Oprócz tego słońce w tern miejscu, gdzie my mieszkamy, nie by­ wa w południe ta k wysoko, ja k przy położe­ niu ziemi takiem, ja k na str. 2 rysunku 20, ani też tak nisko, ja k na str. 1 tego samego rysunku, lecz średnio, ja k to widać na rysun­ ku 17. Miewamy też wtedy albo jesień, albo wiosnę, zależnie od tego, czy dni zmniejszają się nam, czy też powiększają.

Tak to skutkiem obrotu ziemi naokoło słoń­ ca miewamy zimę i lato, jesień i wiosnę. Lecz dzieje się to dlatego tylko, że oś ziemska nie je s t prostopadłą do płaszczyzny obrotu ziemi naokoło słońca, a równik nie zlewa się z tą płaszczyzną. Gdyby nie takie położenie ziemi, nie mielibyśmy ani zimy, ani lata, ja k to już poprzednio je s t wyjaśnione, lecz przez cały

- 3 4 —

rok mielibyśmy jedną niezmienną porę; słoń­ ce grzałoby nam zawsze tak, ja k grzeje na wiosnę lub na jesieni.

9. Słońce ziem ię grzeje, a przestrzeń świa­ towa ją ziębi.

W górze, ja k wiemy, je s t zimniej, niż na powierzchni ziemi. Że zaś zimno to zwiększa się ciągle w miarę tego, ja k się w górę wzno­ simy, dlatego przypuszczamy, że przestrzeń św iata je s t bardzo zimną. Uczeni ludzie przy­ puszczają, że przestrzeń świata ma przynaj­ mniej 240 stopni zimna. Ziemia więc bu­ ja w ta k zimnej przestrzeni. Słońce ziemię

grzeję, a przestrzeń światowa ją ziębi; ciepło, które ziemia otrzym ała od słońca, ulata w prze­ s trz e ń — ziemia stygnie. Zależnie zaś od te ­ go, czy to miejsce ziemi, w którem my mie­ szkamy, ogrzew a się więcej, niż stygnie, czy też więcej stygnie, aniżeli się ogrzewa, t. j. czy więcej ciepła nam przybywa, czy też uby­ wa, — w edług tego mamy ciepło lub zimno. T ak naprzykład rano, ja k tylko słońce wzej­ dzie, zaczyna nam ciepła przybywać. To cie­ pło, co przybędzie najpierw, nie zdąży jeszcze ubyć, t. j. ziemia nie zdąży jeszcze ostygnąć

0 tyle, o ile się rozgrzała, a już nowe ciepło przybywa. Tym sposobem ciepło powiększa się coraz bardziej, aż koło godziny 2—3-ciej po południu je s t zwykle największe. Jakkol­ wiek zaraz po południu przybywa nam mniej ciepła, niż w samo południe, jednak jeszcze ze dwie godziny przybywa go więcej, niż ubywa, 1 dlatego naw et po południu ciepło zwykle wzmaga się, aż koło godziny 2-ej staje się naj- większem. Od chwili tej zaczyna ciepła uby­ wać więcej, niż przybywa, ziemia więcej już stygnie, niżeli się ogrzewa, i dlatego mamy coraz chłodniej. Po zachodzie słońca ciepła wcale już nie przybywa, tylko wciąż uby­ wa, — ziemia stygnie aż do następnego wscho­ du słońca. P rzed samym wschodem słońca mamy też zwykle najchłodniej.

Tak zmienia się ciepło na ziemi w ciągu do­ by ; podobnie też zmienia się wciągu roku. Im mamy dzień dłuższy, tern więcej nam ciepła w ciągu dnia przybywa. Gdy dni powiększają się, ciepła coraz więcej przybywa. Ciepło, co przybyło jednego dnia, nie zdąży jeszcze ubyć, t. j. ujść w zimną przestrzeń światową, a już następnego dnia nowe ciepło przybywa. Tym sposobem mamy zwykle coraz cieplej, aż po

— 3 6 —

dniach n ajdłuższych— najcieplej. Potem, gdy dni skrócają się nam, ziemia w stronach na­ szych znów mniej się rozgrzewa, niż stygnie. Ilość ciepła, jaką, otrzymujemy od słońca w ciągu jednego dnia, staje się mniejszą od ilości, k tó rą tracim y w ciągu tego samego dnia, dlatego ciepła wciąż nam ubywa, — ma­ my coraz chłodniej, aż po dniach najkró t­ szych — najchłodniej i t. d.

Tak to, chociaż ciepło słoneczne ciągle do ziemi dochodzi, jednak na ziemi ciepło nie wzmaga się, bo jednocześnie ziemia stygnie. Ciepło, co przybyło od słońca, znowu w prze­ strzeń ulata.

10. Nie cała powierzchnia ziem i rozgrzewa się jednakowo.

Z rysunku 17 widać, że na równiku słońce bywa wysoko na niebie, na biegunach zaś by­ wa zupełnie nisko. Chociaż, gdy ziemia je s t w takiem położeniu, ja k na rysunku 20, słoń­ ce na równiku nie bywa u samej góry nieba,— nie bywa w samym zenicie, to jednak i w tedy bywa jeszcze słońce wysoko. W prawdzie na jednym biegunie słońce bywa w tedy trochę wyżej, niż w położeniu ziemi takiem, ja k na

ry-— 3 7 —

•sunku 17, lecz za to na biegunie drugim wca­ le słońca w tedy niema. Na równiku więc pa­ da ciepła słonecznego dużo, na biegunach zaś •— mało, lub wcale ciepło słoneczne tam nie dochodzi. Z tego właśnie powodu ziemia najmocniej rozgrzew a się na równiku, najsła­ biej zaś — na biegunach. Im bliżej równika, tern ziemia rozgrzew a się mocniej, im zaś bli­ żej biegunów — tern słabiej. Między biegunem a równikiem, gdzie stoi człowiek (rys. 17 i 20), w miejscu, w którem leży nasz k raj, słońce nie grzeje tak mocno, ja k na równiku, ani też tak słabo, ja k na biegunach, lecz grzeje nam średnio, — mamy umiarkowane ciepło. Ponie­ waż równik znajduje się w stronie południo­ wej od nas, w stronie zaś północnej znajduje się biegun, dlatego też zwykliśmy mówić, że na północy je s t chłodniej, na południu zaś — cieplej, niż u nas.

Z początku lata, gdy słońce już dobrze grzeje, i mamy gorąco, woda w rzekach dłu­ go jeszcze je s t chłodną. Dopiero, gdy upały potrw ają dłuższy czas, woda się lepiej ogrze­ wa. Wieczorem znów i w nocy, gdy mamy

— 3 8 —

znacznie chłodniej, niż w dzień, woda w rze ­ ce nie przestaje jakoś być ciepłą i je s t praw ie taką, ja k ą była w dzień. Pochodzi zaś to z tej przyczyny, że woda ogrzewa się i stygnie po­ mału, t. j . wolniej niż ziem ia; dłużej musi się grzać, ażeby być ciepłą, i dłużej musi stygnąć, ażeby się ochłodzić tak, ja k ziemia. Ponieważ zaś powierzchnia ziemi składa się z mórz i lą­ dów, to dlatego nie rozgrzew a się cała jedna­ kowo. Morza rozgrzew ają się słabo i pomału stygną, lądy zaś przeciwnie rozgrzew ają się mocniej i prędzej stygną. Morze nie zdąży j e ­ szcze dobrze ostygnąć w ciągu zimy, a już zaczyna się la t o ; w ciągu zaś lata nie zdąży się jeszcze ogrzać tak, ja k ziemia, a już za­ czyna się zima. Na morzu je s t cieplej w zimie, a chłodniej w lecie, niż na lądzie.

Ta właśnie okoliczność, że na równiku słoń­ ce grzeje mocno, na biegunach zaś słabo, — i ta, że ląd potrzebuje mniej ciepła do ogrza­ nia się, niż morze, — są to dwie główne przy­ czyny niejednakowego rozgrzew ania się po­ wierzchni ziemi, a więc i powietrza. Oprócz tycli dwóch głównych przyczyn są jeszcze in­ ne mniej ważne, lub mniej stałe przyczyny. Nie każdy naprzykład rodzaj gruntu rozgrze­

— 3 9 —

wa się jednakowo. Jedne bowiem skały, z któ­ rych się grunta składają, rozgrzew ają się prę­ dzej, inne znów wolniej. G runt jasny rozgrze­ wa się słabiej, niż grunt ciemny. T ak to już jest, że kolor czarny lepiej ciepło przyjmuje, najwięcej ciepła pochłania, i dlatego przed- f , mioty ciemne mocniej się rozgrzewają.

Nagie skały rozgrzew ają się też lepiej, niż rola, ziemia zaś, pokryta jakąkolw iek roślinno­ ścią — trudniej, niż goła ziemia. Ciepło bo­ wiem, dochodzące do ziemi zarośniętej, roz­ chodzi się w znacznej części na parowanie wody z roślin i na powstrzymanie ich wzrostu, t. j. życia. Ciepło zaś, dochodzące do gołej ziemi, rozchodzi się tylko na ogrzanie ziemi. Na łąkach w czasie upałów mamy też zwykle chłodniej, niż na polach piaszczystych.

Ziemia rozgrzew a się i stygnie tak, jak k a­ żdy przedmiot. Jeżeli więc ziemia zostanie czemś przykryta, to będzie się słabo rozgrze­ wała i słabo stygła.

N aturalnem i pokrywami, które utrudniają ziemi rozgrzewać się i chronią ją od stygnię­ cia, są chmury i śnieg. Im dzień je s t

pogo-— 4 0 —

dniejszy, tem je s t cieplejszy, bo chmury nie przeszkadzają, słońcu grzać ziemi; im znów noc je s t pogodniejszą, tem je s t chłodniejszą, bo ziemia bez przeszkody może stygnąć. Po bardzo pogodnych nocach mamy też zwykle ranki bardzo chłodne. W Afryce, na pustyni Sahara, gdzie słońce bardzo mocno grzeje, i w dzień bywa ta k gorąco, że ludzie z gorą­ ca mdleją, w czasie nocy pogodnych ziemia znów tak ostyga, że woda na niej marznie. Nasze mroźne ranki pochodzą właśnie z przy­ czyny ostygnięcia ziemi w czasie pogodnej no­ cy. Jeżeliby więc nie dać ziemi stygnąć, to możnaby się uchronić od nocnego przymrozku. Przykryw ają też czasami ogrodnicy słomą za­ sadzone pola, lub zapalają stosy chrustu tak, ażeby dym unosił się nad polami, które trzeba uchronić od przymrozku. Dym ten nie służy do ogrzania pola, lecz przeszkadza ziemi sty ­ gnąć — tak właśnie, ja k chmury.

W lecie, gdy dni są długie, pogodne niebo przyczynia się do większego gorąca, dlatego że ziemia bez przeszkody chmur rozgrzewa się doskonale w ciągu długiego dnia, stygnie zaś bez tej samej przeszkody w ciągu k ró t­ kiej nocy. W zimie, gdy dni są krótkie, rzecz

— 41 —

się ma przeciwnie, — pogodne niebo przyczy­ nia się do większego jeszcze mrozu, bo ziemia rozgrzewać się może tylko krótko, stygnąć zaś może bez przeszkody w ciągu długiej no­ cy. W czasie pochmurnym znów — w lecie mamy chłodniej, bo ziemia, osłonięta chmura­ mi, nie może się dobrze rozgrzewać, — w zi­ mie zaś mamy cieplej przy pochmurnym nie­ bie, bo chmury nie pozwalają ziemi stygnąć. Zachmurzenie więc je s t przyczyną jednostaj- niejszego ciepła na ziemi: w lecie zachmurze­ nie chroni nas od upału, w zimie zaś — od mrozu. Noce w czasie pochmurnym i w lecie, i w zimie są cieplejsze, niż w czasie pogo- dnym.

Śnieg, pokrywający w zimie ziemię, chociaż chroni ją od marznięcia, jednak nie pozwala też rozgrzewać się ziemi. Ponieważ zaś po­ w ietrze rozgrzew a się głównie od ziemi, dla­ tego też, gdy ziemia pokryta je s t śniegiem, to powietrze nie rozgrzew a się w tedy do­ brze, i mamy zimno. Im więcej śniegu leży na polach, tem później zaczyna się wiosna. Cie­ pło słoneczne rozchodzi się wtedy na stopie­ nie śniegu, a ziemi nie rozgrzew a. Duże śnie­

— 4 2 —

gi tym sposobem mogą, być przyczyną późnej wiosny.

Chmury nad ziemią i s'nieg na powierzchni ziemi ta k chronią ją od rozgrzew ania się i od stygnięcia, ja k ubranie chroni nas w czasie upałów od słonecznego spieku, a w czasie mro­ zów — od zziębnięcia.

11. Co stąd wynika, że powierzchnia ziemi rozgrzewa się niejednakowo?

Jeżeli otworzymy drzwi od dobrze ogrza­ nej izby do chłodnej sieni i we drzwiach trzy­ mać będziemy zapaloną świecę, to płomień jej u góry drzwi nachyli się w stronę sieni, u do­ łu zaś — w stronę izby. Widocznie więc drzwiamy przepływa powietrze, t. j. wieje w nich w iatr: u góry wieje z izby, a u do­ łu — ze sieni i płomień świecy za sobą po­ ciąga.

Jeżeli zaś świecę trzym ać będziemy we drzwiach do innej izby, w której je s t równie ciepło, ja k w izbie pierwszej, to płomień wca­ le się nie nachyli. Będzie to naturalnie dowo­ dem, że w tych drzwiach powietrze nie poru­ sza się, — niema w nich w iatru. Ponieważ więc nie mamy w iatru we drzwiach do izby

— 4 3 —

ogrzanej, to oczywista rzecz, iż w iatr we drzwiach do sieni pochodzi z tej przyczyny, że w izbie je s t ciepło, a w sieni chłodno.

Rys. 21.

Podobnie, ja k w tych drzwiach, tak powsta­ ją w iatry wszędzie na ziemi, gdzie tylko po­ w ietrze rozgrzew a się bardziej, niż w sąsie- dniem miejscu. Tym sposobem mamy w iatry

4 4

dlatego, że powietrze na ziemi nie je s t jedn a­ kowo ciepłe. Że zas' przyczyną rozmaitego ciepła powietrza je s t głównie niejednakowe rozgrzewanie się powierzchni ziemi, to może­ my powiedzieć, że włas'nie z powodu tego nie­ jednakowego rozgrzewania się powierzchni

ziemy mamy w iatry.

12. Jakie znaczenie mają wiatry! Gdyśmy już otworzyli drzwi od izby- do sie­ ni, to po pewnym czasie w izbie je st chłodniej, w sieni zaś cieplej, niż było przedtem. Pocho­ dzi to naturalnie z tej przyczyny, że w iatr, co wiał ze sieni, sprowadził do izby chłód, — w iatr znów, co wiał z izby, sprowadził z niej do sieni ciepło. Podobnie też dzieje się wszę­ dzie na ziemi: w iatr, wiejący ze stron ciepłych, sprowadza ciepło, w iatr zaś, wiejący ze stron zimnych, sprowadza chłód. Powierzchnia zie­ mi rozgrzew a się z rozmaitych przyczyn nie­ jednakowo, a w iatry rów nają wciąż ciepło na ziemi. Gdyby nie było wiatrów, to w każdem miejscu ziemi byłoby tak ciepło, ja k rozgrze­ wa się tam powietrze. W niektórych więc miejscach mielibyśmy bardzo gorąco, w in­ nych znów m iejscach— bardzo zimno. W ia­ try jed n ak przenoszą wciąż ciepło z miej­

— 4 5 —

sca na miejsce i tym sposobem ciepło na zie­ mi czynią równiej szem. Gdyby w iatrów nie by­ ło, mielibyśmy zawsze cieplej wtedy, gdy zie­ mia lepiej się ogrzew a, — chłodniej zaś w te­ dy, gdy ziemia więcej stygnie. Mianowicie i*ano mielibyśmy zawsze chłodniej, niż w po­ łudnie, — w południe zaś — cieplej, niż wie­ czór. W Styczniu byłoby zawsze chłodniej, niż w Lutym, a w Lutym — chłodniej, niż w Marcu i t. d .; w Lipcu znów byłoby cieplej, niż w Sierpniu, a w Sierpniu cieplej, niż we W rześniu i t. d. Niekiedy jednak przed po­ łudniem miewamy cieplej, niż w samo połu­ dnie, wieczór zaś i w nocy — cieplej, niżeli w dzień; we W rześniu bywa też często cie­ plej, niż w Czerwcu, w Maju zaś bywają zimna, a naw et przymrozki, chociaż już w Kwietniu były gorąca. Otóż wszystkie te szczególne zmiany w cieple pow ietrza pocho­ dzą od wiatrów. D latego też stopień ciepła powietrza w pewnej jakiejś miejscowości, na- przykład w naszym k raju zależy nie tylko od tego, ja k słońce nam grzeje, lecz także od na­ tury wiatrów, które u nas wieją. W iatry cie­ płe przynoszą nam ciepło, w iatry zimne przy­ noszą nam chłód.

4 6 —

Tak to więc w iatry równaj a ciepło na zie­ mi i sprawiają, av różnych okolicach pewne zmiany w pogodzie.

13. Jak się wiatry tworzą?

Pow ietrze od ciepła rozszerza się i staje się lżejszem, od zimna zaś kurczy się i staje się cięższem. Znaczy to, że pewna objętość na- przykład k w arta powietrza ciepłego waży mniej, niż k w arta pow ietrza zimnego. Każda zaś rzecz lżejsza układa się wyżej, niżeli rzecz cięższa. Tak naprzykład oliwa spływa na wierzch cięższej od siebie wody; plewy układają się na wierzchu, ziarna zaś na dnie naczynia, gdy odpowiednio naczyniem w strzą­ samy i t. d. Otóż i powietrze ciepłe układa się zawsze wyżej, niż powietrze chłodne.

Gdzie tylko więc powietrze rozgrzeje się z jakiegokolw iek powodu bardziej, niż gdzie­ indziej i tym sposobem stanie się lżejszem od powietrza w miejscach sąsiednich, to zaraz wznosi się do góry. Na jego miejsce przypły­ wa dołem z okolic powietrze chłodniejsze, t.j. cięższe, ogrzewa się tu, staje się lżejszem i tak samo wznosi się do góry. Tymczasem napływa nowe ciężkie powietrze, z którem

4 7

dzieje się to samo, i tak wciąż, dopóki w owem miejscu ziemi powietrze może się ogrzewać bardziej, niż gdzieindziej. Tym sposobem po­ wietrze pędzi tam bezustannie do góry pro­ sto, a pęd ten pow ietrza nazywam y prąciem

R ys. 22.

ustępującym . W okolicach zaś powietrze pły­

nie wciąż w kierunku owego miejsca, czyli że w okolicach wieje w iatr. W samym zaś środ­ ku prądu wstępującego, t. j. w miejscu O na

— 4 8 —

rysunku 22 w iatru nie będzie: 'pow ietrze pę­ dzi tam tylko do góry, ja k dym w kominie, t. j. m a ru c h 'pionowy, a w iatrem je s t ruch pow ietrza taki, jak i ma woda, płynąca w rzece, t. j. ruch poziomy. Pow ietrze, które w p rą­ dzie wstępującym unosi się do góry, ochładza się tam, rozchodzi się na wszystkie strony, jak to przedstawione na rysunku, i gdzieś, daleko opada znów na ziemię, jako cięższe. Tym sposobem w górze prąd wstępujący za­ mienia się w w iatr, który wieje tam w prze­ ciwną stronę, niż na powierzchni ziemi. Nie­ kiedy też widzimy, ja k chmury pędzą w inną stronę, niż w iatr wieje u nas na dole.

Tak to tw orzą się w iatry z powodu prądu wstępującego. W ia tr na ziemi wieje do środ­ ka prądu wstępującego, przechodzi tu w ów prąd, unosi się do góry, a tam znów zamienia się w w iatr g órny, wiejący od środka prądu. Taki porządek w iatrów nazywamy cyklonem.

Gdziekolwiek znów powietrze ochłodzi się i stanie się cięższem, niż powietrze w okolicy, to zaraz opada na dół i rozpływ a się po po­ wierzchni ziemi na wszystkie strony, ja k roz­

— 4 9 —

lana woda. Na jego miejsce napływa naty ch ­ miast z wierzchu świeże lżejsze powietrze, z którem dzieje się to samo, i ta k cięgle, do­ póki powietrze w owem miejscu ziemi będzie mogło być cięższem, niż w okolicy. To

bezu-K y s. 23.

stanne opadanie powietrza cięższego nazyw a­ my prądem zstępującym, albo opadającym.

7i powodu tego prądu tworzy się na ziemi

w iatr, wiejący od środka prądu (rys. 2 3 );

— 5 0 —

w górze zaś tworzy się w iatr w kierunku prze­ ciwnym. Przy tym więc prądzie w iatry mają wprost przeciwny kierunek, niż przy prądzie wstępującym. To też tak i porządek wiatrów nazywamy anty cyklonem, t. j. przeciwcyklo-

nem.

Cyklony i antycyklony w ytw arzają wszy­ stkie w iatry na ziemi. Każdy w iatr należy do jakiegoś cyklonu, lub anty cyklonu, a raczej

C y k lo n . R y s. 2 4. A n ty c y k lo n .

należy do jednego i do drugiego. Cyklony bo­ wiem łączą się przez w iatr na powierzchni zie­ mi z anty cyklonami, ja k to przedstawione na rysunku 24 i tym sposobem wzajemnie sobie pomagają. Cyklon jakby odciąga powietrze, opadające w anty cyklonie; antycyklon zaś

- 51

-jakby popycha powietrze, unoszące się w cy­ klonie.

Jed nak w iatr cyklonowy nie wieje tak pro­ sto do środka cyklonu, jak przedstawione na

/

R y s. 25

C y k lo n . A n ty c y k lo n .

R y s. 27. R y s . 28.

rysunku 25; ani też w iatr antycyklonowy nie wieje tak prosto od środka anty cyklonu, jak przedstawione na rysunku 26, lecz w iatr pierw ­ szy wieje tak krzywo, ja k na rysunku 27,

— 5 2 —

w iatr zaś drugi — tak, ja k na rysunku 28. Dlaczego zaś ta k się dzieje, zaraz zobaczymy.

Gdy złazimy z wozu, toczącego się szybko, to mimowoli robimy kilka kroków za wozem i z wysiłkiem tylko zatrzymujemy się. Tak nas coś ciągnie za wozem, jakbyśm y byli do niego przywiązani. Jeżeli znów siedzimy na wozie, a wóz raptem ruszy, to w pierwszej chwili przechylamy się trochę na tył wozu, ja k gdyby nas kto przytrzym ywał, a wóz z pod nas uciekał. Pochodzi to z tej przyczyny, że ciało nasze, jeżeli biegnie w którąkolwiek stronę, to usiłuje ciągle biedź w tym samym kierunku,— jeżeli zaś stoi nieruchome, to ja k ­ by chciało pozostać zawsze na miejscu. Ciało nasze posiada już tak ą własność, którą nazy- wamy bezwładnością. Ciało więc nasze je s t

bezwładnem.

Podobnie bezwładnemi są wszystkie rze­ czy, t. j. wszystkie ciała na ziemi. Kto kiedy­ kolwiek popychał wagony kolei żelaznej, ten wie, ja k trudno je poruszyć z miejsca. Lecz gdy wagon już toczy się, to idzie praw ie sam. bardzo mało pchać go trzeba, i zatrzym ać je s t bardzo trudno. Z powodu swojej bezwładno­

— 53

ści wagon usiłuje pozostać ciągle w ruchu i jak b y nie daje się zatrzym ać.

Bezwładność ciał na tem jeszcze polega, że ciało, poruszające się pomału, usiłuje i nadal poruszać się wolno, ciało zaś, poruszające się szybko, chciałoby zawsze biedź prędko. D la­ tego to, gdy jedziemy wozem, a wóz raptem potoczy się szybciej, wtedy jak b y pochylamy się w t y ł ; gdy zas' wóz nagle zwolni biegu, w tedy pochylamy się naprzód. Pochodzi to mianowicie z tej przyczyny, że dolna część naszego ciała, k tó rą do wozu dotykamy, a tym sposobem jakby do wozu dobrze przymocowa­ na, łatwo zmienia szybkość ruchu razem z wo­ zem, górna zaś część ciała, gdy jedzie powoli, to, chociaż wóz szybciej się potoczy, chce je ­ chać jeszcze tak samo pomału, ja k przed chwi­ lą, i dlatego pozostaje nieco w tyle, — ciało nasze tym sposobem niby pochyla się w tył. Jeżeli znów wóz zwolni biegu, to owa górna część ciała naszego chce jeszcze dłużej jechać szybko, i dlatego pochyla się naprzód. Tak to wszystkie ciała, poruszające się, chcą z po­ wodu swej bezwładności zachować ciągle t a ­ k ą szybkość ruchu, jak ą w danej chwili po­ siadają.

— 54

Gdybyśmy więc z wozu, toczącego się szyb­ ko, mogli od razu, nie zstępując na ziemię, przeleść na wóz, toczący się obok pomału, to w pierwszej chwili mimowoli posunęlibyśmy się na nim trochę naprzód, w stronę, w k tórą wóz się toczy. Ciało nasze przez swą bezwła­ dność chciałoby na wozie, toczącym się poma­ łu, jechać jeszcze tak szybko, ja k na tamtym wozie. Gdybyśmy zaś z wozu, toczącego się pomału, przeleźli w ten sam sposób, ja k po­ przednio, na wóz, toczący się szybko, to prze­ ciwnie posunęlibyśmy się na nim trochę w tył. Ciało nasze znów chciałoby jeszcze na tym wozie jechać tak wolno, ja k na wozie pierw ­ szym, toczącym się pomału. Zrozumiałem to je s t chyba dla każdego?

Przypatrzm y się teraz ziemi.

Ziemia, obracając się naokoło osi, nie na całej powierzchni swej obraca się z jednako­ wą szybkością. Każdy to zmiarkuje, jeżeli zastanowi się dobrze nad tym ruchem ziemi. Na równiku naprzykład ziemia obraca się n aj­ szybciej podobnie ja k obręcz koła u wozu; przy biegunach zaś ziemia obraca się najwol­ niej, podobnie ja k piasta koła. Wogóle każde miejsce na powierzchni ziemi tern szybciej się

obraca, im leży bliżej równika, i tern wolniej, im leży bliżej bieguna. Z tego właśnie wzglę­ du różne miejsca na powierzchni ziemi, leżące między równikiem a biegunem, można porów­ nać do wozów, toczących się obok siebie z

roz-p Ó t- N O n — 5 5 —

1 /

/

/

\

/

/ A

\

ł f f ó W

/ N I K

\

B

/

m aitą szybkością. Niech nam też pasy 1, 2, 3, 4 (rys. 29) wyobrażają wozy, toczące się w tę stronę, ja k pokazuje strzałka, t. j. od zachodu na wschód, ja k właśnie obraca się ziemia.

Pow ietrze je s t równie bezwładnem, ja k in­ ne ciała. Jeżeli więc powietrze będzie musia­ ło przepływać od strony równika w stronę bieguna b. to wtedy wypadnie powietrzu prze­ chodzić z pasa 4, obracającego się szybko, na pasy 3, 2, 1, obracające się coraz wolniej, — a więc niby z wozu, toczącego się szybko, na wozy, toczące się pomału. Wiemy już, co w takim razie działoby się z nami. Przesu­ walibyśmy się po wozach naprzód, w stronę ich biegu. Podobnie więc i powietrze, jako ciało bezwładne, zboczy w stronę biegu tych pasów, t. j. w stronę biegu ziemi, tak iż, chcąc przepłynąć od równika z punktu a do biegu­ na b, nie pójdzie tak prosto, jak pokazuje łinja z kreseczek ab, lecz tak ukośnie, ja k po­ kazuje linja ac.

Jeżeli powietrze będzie przepływało od bie­ guna b do równika, to także nie pójdzie po linii ba, lecz zboczy w przeciwną stronę biegu ziemi i pójdzie mniej więcej po linii bd. W te­ dy bowiem powietrze będzie przepływało z pa­ sa 1, obracającego się pomału, na pasy 2, 3, 4, obracające się coraz szybciej. Z tego zaś po­ wodu będzie się przesuwało jakoby na ty ł tych pasów, podobnie ja k my przesuwalibyśmy się

— 5 7 —

na ty ł wozów, toczących się szybko, gdybyś­ my przechodzili na nie z wozów, toczących się powoli.

Tym sposobem w iatr, wiejący od bieguna— z północy zbacza na zachód, bo dostaje się wciąż na miejsce, obracające się coraz szyb­ ciej na w schód; w ia tr zaś, wiejący z połu­ dnia — od równika, zbacza na wschód, bo do­ staje się wciąż na miejsce, obracające się co­ raz wolniej w tym samym kierunku. Zatem i pierwszy, i drugi w iatr zbacza ciągle na p ra ­ wo od swej drogi.

Tak dzieje się jednak tylko na półkuli pół­ nocnej A , na której my mieszkamy. Po prze­ ciwnej zaś stronie równika, na półkuli połu­ dniowej — B, na której je s t Brazylja, rzecz ma się całkiem przeciwnie. Tam bowiem im bardziej na południe, tern ziemia obraca się wolniej, a im bliżej równika, t. j. północy, tern ziemia obraca się sz y b cie j,— je s t tam więc wprost przeciwnie, niż na naszej półkuli pół­ nocnej. To też w iatr północny, czyli wiejący od strony równika, zbacza tam na wschód, w iatr zaś południowy, czyli wiejący od stro ­ ny bieguna, zbacza na zachód, — zatem oba

w iatr}7 zbaczają tam na lewo od swej drogi, ja k to przedstawiono na rysunku 29.

— 5 8 —

Przypuśćmy teraz, że w miejscu O (rys 30), gdziekolwiek na naszej północnej półkuli po­ w ietrze je s t lżejsze, niż w okolicy, t. j. że

tworzy się tam cyklon. W tedy, ja k wiemy, po­ w ietrze ze wszystkich stron będzie dążyło do tego m i e j s c a , aby wznieść się tam do gó­ ry, t. j. ze wszystkich stron będzie wiał w iatr. P r żytem w iatr, wieją­ cy z północy, będzie zbaczał, ja k wiemy, w kierunku linii z kre- seczek ab, — lecz im bardziej będzie się zbli­ żał do miejsca O, gdzie powietrze je s t najlżejsze, tern bardziej będzie się zw racał w owę stronę, chcąc się tam do­ stać. Tym sposobem wiać będzie tak krzywo, ja k pokazuje linja ac. W iatr znów, wiejący

P ó łn o c .

P o łu d n ie . R y s. 3 0 .

— 5 9 —

z południa, będzie zbaczał po linii z kreseczek

df. — im zaś bardziej będzie się zbliżał do

miejsca O, tern bardziej będzie tam skręcał, podobnie ja k w iatr z północy, i dlatego wiać będzie tak krzywo, jak pokazuje linja dg. W podobny mniej więcej sposób skręcą wia­ try, wiejące z innych stron, i tak w iatry cy­ klonowe utw orzą wir,

obracający się w prze­ ciwną stronę, n i ż e l i skazówka na zegarze, ja k właśnie pokazuje rysunek 27.

Jeżeli zaś w miejscu jakiemś O (rys. 31) ta k ­ że na naszej północnej półkuli powietrze bę­ dzie cięższe, niż w oko­ licy, t. j. jeżeli utwo­ rzy się tam antycyklon, to powietrze, ja k wie­

my, rozchodzić się będzie stam tąd na wszy­ stkie strony; będzie usiłowało przytem roz­ chodzić się ta k prosto, ja k przedstawiono na rysunku 26. Pow ietrze więc, odpływające z miejsca a, będzie miało pęd w kierunku linii

P ó łn o c .

P o łu d n ie . E y s . 31.

z kreseczek ab, lecz jednocześnie z przyczyny swej bezwładności, będzie musiało, ja k wie­ my, zbaczać mniej więcej w kierunku linii ac. Dlatego, będąc jakoby ciągnione i w tę , i w tarntę stronę, pójdzie mniej więcej tak krzywo, ja k linja ad. Z podobnej też przy­ czyny powietrze, odpływające z miejsca f, nie pójdzie prosto po linii fg, ani po linii /7i, lecz krzywo, po linii fk. Tak samo mniej więcej skręcą w iatry, wiejące w inne strony, i tym sposobem w iatry antycyklonowe utworzą wir, obracający się w tę stronę, co skazówki na zegarze, ja k właśnie pokazuje rysunek 28.

Podobne wiry, ja k na rysunkach 27 i 28, widzimy niekiedy na zakurzonych drogach. W iry te, co prawda, mogą tworzyć się w spo­ sób zupełnie inny, niż cyklony i anty cyklony, lecz niektóre z wirów drogowych są to maleń­ kie cykloniki, a ludzie niew ykształceni umy­ ślili sobie różne baśnie dla wytłómaczenia, od czego to powietrze ta k się kręci. W iry takie tw orzą się niezawodnie częściej, niż je widzi­ my, ale dla braku kurzu są dla nas niewido­ czne. Przecież nie widzimy też nigdy w iatru, tylko z ruchu różnych przedmiotów, albo też z siły, z ja k ą ni stąd, ni zowąd jesteśm y pcha­