«Укрощение строптивой» — пятница, 16 апреля 2010-го

«Реки» в лаборатории

Просмотров: 1943

И все-таки ученый должен помнить, что модель планеты — это не планета и что буря в океане будет отличаться от бури в лаборатории.



Не так трудно построить модель корабля. Если вы строите его в одну двадцатую настоящей величины, вы должны все уменьшить в двадцать раз — и мачты, и паруса, и руль, и якорь.



Но с моделью океана или даже реки дело обстоит иначе. Предположим, мы строим модель Волги. Длина Волги — тысячи километров А ее нужно всю уместить хоть и на очень большом столе, но все-таки на столе.



Сделаем Волгу длиной в несколько метров. Тогда шириной она будет всего только в доли миллиметра, не шире нитки. А уж о глубине и говорить нечего. Глубины почти что не будет.



При таких масштабах модель попросту не получится.



Значит, не всякую вещь можно изобразить в виде точной модели.



Чтобы все-таки построить в лаборатории Волгу, нам придется забыть о точности и покривить душой: длину уменьшить в миллионы раз, а ширину, скажем, только в тысячу. Волга получится у нас тогда шириной в несколько десятков сантиметров. Это будет, уже не ниточка, а настоящий ручеек.



Но какова будет глубина этого ручейка? Если мы глубину уменьшим в тысячу раз, наша Волга будет муравью по колено.



Придется опять кривить душой: ширину мы уменьшим в тысячу раз, а глубину — только в сто.



Тогда наша река будет не очень похожа на Волгу, но хоть на реку-то будет похожа.



Но река — это ведь не только русло. Река собирает воду, словно дань, со всех окрестных равнин и холмов. Вода бежит к реке по земле и просачивается под землей между зернами грунта.



Значит, надо и каждую песчинку уменьшить во много раз.



А это принадлежит к числу тех задач, которые мог бы решить только сказочный волшебник.



Песчинкам, очевидно, придется оставить их обычную величину.



Так получится копия Волги, которая будет сильно отличаться от оригинала. И чем дальше, тем заметнее будет эта разница между оригиналом и копией.



Тут каждая песчинка, унесенная водой, будет чем-то вроде большого камня. Камни-песчинки начнут садиться на дно. На реке появятся отмели и острова там, где им совсем не полагается быть. Наша модель примет такой фантастический вид, что даже самый опытный из волжских капитанов не узнает в ней своей Волги.



Как же быть?



Если нельзя совсем не искажать масштабы, надо искажать их как можно меньше.



И у нас и за рубежом есть русловые лаборатории, в которых на моделях изучают жизнь речного русла.



Чтобы искусственная река была похожа на настоящую, берут не всю реку, а только ее отрезок, но зато модель этого отрезка стараются делать крупнее.



Лаборатории состязаются между собой в размерах моделей.



В предвоенные годы рекорд побила Куйбышевская лаборатория. Там по лотку, который изображает русло, можно пропускать каждую секунду пять кубических метров воды. Это уже не ручеек, а настоящая река.



Пройдет еще несколько лет — и в нашей стране появится гидрологическая экспериментальная база.



Это будет гигантская лаборатория или, вернее, группа лабораторий на площади в десятки квадратных километров.



На территории базы будут свои озера, свои реки.



Там можно будет изучать поведение воды в природе — на земле и под землей, на ровной и на холмистой местности, на лугу и в лесу, на пашне и в болоте.



А главное — там можно будет ставить опыты и строить модели в большом масштабе.



В каждой лаборатории есть столы для опытов. На экспериментальной базе будут лабораторные «столы», равные по размерам городской площади: длиной и шириной в десятки и даже сотни метров.



На такой площадке можно будет строить модели рек, почти не искажая масштабов.



Обыкновенные лаборатории берут воду из водопроводного крана. А тут для моделей понадобится столько воды, что придется подпереть плотиной озеро и направить из него воду в искусственные реки — в искусственную Волгу или Днепр.



Через русло такой искусственной реки можно будет пропускать гораздо больше воды, чем в Куйбышевской лаборатории.



На экспериментальной базе будет и такой канал, где можно будет доводить скорость воды до скорости самых быстрых рек в горах Кавказа.



Кавказские горные реки будут течь на равнине, среди северных лесов.



Исследователь сможет по своей воле заставлять свою искусственную реку тащить или бросать груз насосов, сможет то усмирять ее, то снова отпускать на волю.



В гигантской лаборатории будут и другие устройства для опытов.



Когда мы в природе следим за стоком дождевой воды, мы не сможем по своему желанию вызвать дождь, заказать дождевые капли нужного нам размера, наклонить луг или поле, чтобы вода стекала быстрее.



А в лаборатории это будет возможно. Исследователь скомандует: «Дать ливень!» И сразу же дождевальная установка зальет струями ливня площадку в сотни квадратных метров. Исследователь прикажет: «Прекратить ливень, дать морось!» И над площадкой начнет моросить совсем как в ноябрьский день.



Одного поворота рычага будет достаточно, чтобы поставить стоковую площадку под любым углом к горизонту.



Удавалось ли кому-нибудь присутствовать при рождении ручья? Может ли кто-нибудь сказать, что он проследил всю жизнь реки, начиная с той минуты, когда во время дождя на земле образуется первичная мельчайшая сеть крошечных, словно игрушечных ручейков и речек?



Здесь, в стоковой лаборатории, это можно будет не только увидеть, но и сфотографировать, изучить, измерить. Здесь можно будет собственными глазами наблюдать историю дождевых капель на их пути к реке.



Вот капли упали на листву дерева. Вы тряхнули дерево. Капли посыпались на землю. Но что это значит — тряхнуть дерево, мокрое от дождя? Много ли на листьях задерживается воды?



Это надо измерить, если мы хотим представить себе круговорот воды во всех его подробностях.



Только тогда, когда весь путь воды к реке будет проверен и промерен, можно будет с уверенностью давать гидропрогнозы, предсказывать с точностью каждый дождевой паводок.



Вот для этого проектируется в будущей экспериментальной базе стоковая лаборатория.



А как вода идет под землей?



Это важно знать и агроному и строителю дорог.



Во всем подземном хозяйстве надо хорошо разбираться другу растений — агроному.



И строителю дорог тоже нельзя быть слепым.



Дорога только кажется мертвой. В ней есть движение, она живет сложной жизнью. Даже в самую сухую погоду б дорожном полотне незримо движется вода.



Кое-где вода идет, заполняя все поры грунта. А в других местах он уже кажется сухим, но незримая влажная пленка ползет, облекая каждый комок, каждое зернышко грунта.



Отчего размокают и становятся непроходимыми дороги? Отчего путь превращается в распутицу?



Все это надо изучить.



Три лаборатории — русловая, стоковая и грунтовая — необходимы для изучения на экспериментальной базе движения воды.



Но вода бывает и неподвижной, когда она обращается в лед.



Для изучения его понадобится лаборатория льда.

twitter.com facebook.com vkontakte.ru odnoklassniki.ru mail.ru ya.ru rutvit.ru myspace.com technorati.com digg.com friendfeed.com pikabu.ru blogger.com liveinternet.ru livejournal.ru memori.ru google.com bobrdobr.ru mister-wong.ru yahoo.com yandex.ru del.icio.us

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

Если вы уже зарегистрированы как комментатор или хотите зарегистрироваться, укажите пароль и свой действующий email.

(При регистрации на указанный адрес придет письмо с кодом активации и ссылкой на ваш персональный аккаунт, где вы сможете изменить свои данные, включая адрес сайта, ник, описание, контакты и т.д.)



grin LOL cheese smile wink smirk rolleyes confused surprised big surprise tongue laugh tongue rolleye tongue wink raspberry blank stare long face ohh grrr gulp oh oh downer red face sick shut eye hmmm mad angry zipper kiss shock cool smile cool smirk cool grin cool hmm cool mad cool cheese vampire snake excaim question

(обязательно)