В больших городах создается своеобразный климат, который отличается от климата близлежащих районов. Температура в городе бывает настолько выше, что кажется, данное место перенесено на 250-300 км к югу. Между городом и окрестностями создается заметная разность температур, особенно зимой в ясную, тихую погоду.
Неужели Москва своим дыханием так утеплила воздух? Исследования метеорологов отвечают на этот вопрос положительно. Хотя данный случай и является редким, но разница в 5-10 грудусов между городом и его ближайшими окрестностями - явление обычное.
Москва занимает огромную площадь - около 400 кв. км. Сотни тысяч зданий, асфальтированные улицы, фабрики, заводы, множество автомашин - все это влияет на климат. Не только температура, но и другие метеорологические элементы - ветер, облачность, осадки, солнечное сияние, прозрачность воздуха - имеют резкие отклонения по сравнению с окрестностями города. Значительно отличается и состав воздуха, особенно в смысле его запыления и загрязнения. Только продолжительный сильный ветер хорошо вентилирует город, и сглаживает контрасты.
Когда в ясную погоду самолет приближается к Москве, еще задолго до появления силуэтов высотных зданий видно огромное серое облако, висящее над городом. При ветре оно растягивается в длину и имеет вид конуса. Это пыль, дым, копоть, поднятые восходящими потоками воздуха до высоты 500-1000 м. Иногда серый конус виден уже из Можайска или Серпухова, т. е. на расстоянии более сотни километров. При посадке на Московском аэродроме самолет погружается в желтую дымку, солнечное сияние ослабевает, в воздухе ощущаются самые разнообразные запахи. Так дыхание города как бы создает свою собственную атмосферу.
Вопрос о микроклимате Москвы не является праздным. Ведь в столице живут миллионы людей, и ее климат оказывает непосредственное влияние на здоровье городских жителей» Поэтому метеорологи уделяют много внимания изучению микроклимата больших городов.
Москва окружена метеорологическими станциями; много их и в самом городе. Многочисленные школьные метеостанции оказывают серьезную помощь науке в наблюдении за температурой, осадками и др. Все эти большие и маленькие станции позволяют составить представление об особенностях микроклимата столицы.
Начнем с температуры воздуха. На нее влияет не столько тепло, выходящее из топок, сколько дымовая завеса из продуктов неполного сгорания. Создается своего рода облако, которое зимой предохраняет город от чрезмерного охлаждения. В Москве редки так называемые «блестящие» морозы с прозрачным, чистым воздухом. Над городом часто висит дымка. В суровую зиму 1940 г. ранним утром 17 января на Центральном московском аэродроме мороз достигал -47, в то время как в центре города было только -40. В то же время в окрестностях стояла еще более низкая температура, например в Звенигороде -49, а в Клину даже -51. Таких холодов в Подмосковье не было почти целое столетие.
Зимой 1955-56 г. абсолютный минимум температуры отмечался 31 января. В этот день в центре города было 32 градуса мороза, на Ленинском проспекте -35, в Подмосковье, на станции Звенигород и в Клину -42, а в Звенигороде даже -45. Подобную картину можно наблюдать и в других случаях. Следует отметить, что в Подмосковье есть отдельные места, где ночная температура в тихую, ясную погоду всегда ниже, чем в соседних районах. Это Истра, Звенигород, Можайск, Михнево, Наро-Фоминск и др. Особенно «холодным» местом является Наро-Фоминск. Объясняется это тем, что он находится в низине, окруженной возвышенностями. Холодный воздух спускается в низины и там застаивается.
Летом масса мельчайших частиц, висящих над городом, накаляется солнечными лучами и отдает свое тепло окружающему воздуху. К этому надо добавить сильное нагревание мостовых и каменных зданий. Ведь нередко асфальт накаляется до того, что становится мягким и в нем отпечатываются следы каблуков. Жаркие летние дни сопровождаются в городе сухими туманами. Накаленный воздух душен. В один из таких дней в июле 1954 г. температура в центре города поднялась до + 41, тогда как за городом было 4-34. Утепляющее действие города сказывается и на среднегодовой температуре: она па целый градус выше, чем за городом. На первый взгляд, эта разница как будто невелика, но не надо забывать, что такое повышение среднегодовой температуры как бы переносит Москву на 300 км к югу. Именно поэтому вредное влияние поздних весенних и ранних осенних заморозков в городе заметно меньше.
Город сильно влияет и на увеличение числа дней с туманами. Зимой их здесь в 2,5 раза больше, чем в окрестностях. Почему это так? Ведь туман образуется обычно при охлаждении влажного воздуха, когда избыток влаги выделяется в виде мельчайших капелек, поэтому туман чаще возникает над болотами, озерами, реками. В городе, казалось бы, нет таких условий, а между тем туманов там больше. Если в туманный день вы выедете из города, то уже в нескольких километрах от него снова ясная погода, Дело в том, что для сгущения водяного пара в капельки воды одного охлаждения воздуха недостаточно. Необходимо, чтобы в воздухе плавали так называемые ядра конденсации — мельчайшие гигроскопические пылинки, частицы дыма и т. п., на которых сгущается водяной пар. Таких ядер над городом более чем достаточно, и здесь при подходящих температурных условиях и достаточной влажности все готово для образования тумана.
Все мы слышали о знаменитых лондонских туманах, которые за их грязно-желтый цвет лондонцы прозвали их «гороховым супом». Лондонские туманы представляют настоящее бедствие для городского транспорта, а жители теряют более половины часов солнечного излучения из-за того, что солнце скрыто густой туманной завесой. Туманы в Москве и других больших городах, конечно, не могут идти в сравнение с лондонскими, ко все же и у нас число их очень велико. Поэтому необходимо вести борьбу с дымом и пылью для оздоровления воздуха в больших городах Советского Союза. Огромную роль в этом деле играет рационализация топливного дела. Перевод индивидуальных топок на теплоцентрали, переход на газовое отопление в промышленности и в быту, наконец, замена угля электроэнергией— все это, несомненно, должно повлиять на очищение воздуха больших городов. Немалое значение имеет также применение дымоуловителей и ультразвуковых фильтров.
Всем известно, какое огромное значение имеет озеленение городов. За последние годы в Москве в этом отношении сделано очень много. В семилетнем плане намечено проведение еще целого ряда мероприятий, которые сыграют положительную роль в улучшении городского микроклимата.
Высокие здания служат защитой от ветра, поэтому ветер в городе никогда не достигает такой силы, как за его чертой. Кроме того, его направление во многом зависит от направления улиц. Здания искажают поток ветра, направляя его на сотни метров вверх. Поэтому воздушная масса, проносящаяся над Москвой, как бы сдавливается в нижних слоях, сопровождается порывами ветра, сильнейшими завихрениями. В узких улицах с высокими домами бывают «сквозняки» большой силы, затрудняющие движение пешеходов. Только на высоте 200-300 м ветер движется свободно. Воздушные массы, сдавливаемые внизу, стремятся пронестись над зданиями, что приводит к увеличению скорости ветра. Метеорологическая станция в высотном здании на Котельнической набережной неоднократно отмечала ураганные ветры, превышающие наземные скорости в 2 раза. Интересно отметить, что в тихую погоду ночью на окраинах Москвы ветры дуют по направлению к центру города, где теплее, чем в поле. Это напоминает известные бризы.
Восходящие потоки воздуха создает летний перегрев столичных улиц. Это приводит к увеличению облачности и дождей. Недаром москвичи говорят, что ни одна туча не пройдет стороной, а обязательно захватит столицу. И если будет гроза, так гроза, а если ливень, то уж ливень! Действительно, за 60 лет наблюдений среднегодовое количество осадков в Москве равняется 620 мм, а по данным метеорологической обсерватории имени Михельсона, находящейся на северо-западной окраине города, их было только 557 мм. Количество дождя за одну минуту в Москве равно 2,1 мм, а в сельскохозяйственной академии имени Тимирязева - 1,9 мм. Самые сильные ливни, самый крупный град обычно выпадают в центре Москвы, особенно в Дзержинском районе, расположенном на одном из «семи холмов» столицы.
Влажность воздуха в Москве обычно ниже, чем в это же время за городом, так как здесь меньше источников испарения и выше температура воздуха. Усиленная поливка улиц способствует временному повышению влажности, поэтому над городом в утренние часы при совершенно ясной погоде нередко появляются миниатюрные, как бы искусственные облака.
Мы рассмотрели разницу в распределении метеорологических элементов в городе его окрестностях. В меньшем масштабе такая разница существует и внутри города.
Обращает на себя внимание микроклимат вокруг высотных зданий. Высоко вздымающиеся дома в облачную погоду нередко погружаются в сплошной слой облаков. Чаще всего это случается со зданием Московского университета на Ленинских горах, так как оно больше всего возвышается над городом (318 м над уровнем Москвы-реки). В окнах верхних этажей ничего не видно, кроме тумана, тогда как ниже видимость хорошая. В летние тихие дни температура на уровне верхних этажей на несколько градусов ниже, чем на уровне первого. Ночью, наоборот, наверху теплее, чем внизу. Это — явление инверсии, т. е. обратного хода температуры. Особенно заметна инверсия зимой, в ясную, тихую погоду. В это время температура наверху может быть на 8-10 градусов выше, чем у земли. На уровне верхних этажей меньше пыли, меньше туманов, зато ощутимы ветры, которые ритмически колеблют здание.
Высотные здания снабжены надежными молниеотводами, но зато при грозах электрические разряды выбирают именно такие высокие объекты; поэтому из верхних этажей кажется, что молнии беспрерывно ударяют в шпиль здания. Грохот стоит невообразимый. По образному сравнению метеорологов высотной метеорологической станции, на такой высоте ощущения при грозе напоминают переживания героя одного из рассказов Марка Твена, поставившего на крыше своего дома десятки громоотводов, притянувших к себе все молнии.