Почему ночью в пустынях так холодно?
Если вы отправляетесь в однодневную поездку в пустыню Сахара в Северной Африке, вам понадобится много воды и много солнцезащитного крема. Но если вы планируете остаться на ночь, то вам лучше взять с собой удобный спальный мешок.
Это связано с тем, что после захода солнца температура в Сахаре может резко упасть: от среднего максимума в 100 градусов по Фаренгейту (38 градусов по Цельсию) днем до среднего минимума в 25 градусов по Фаренгейту (минус 4 градуса по Цельсию) в ночное время.
Итак, почему этот резкий температурный сдвиг происходит в засушливых пустынях, таких как Сахара? И как местные животные и растения справляются с такими дикими крайностями?
Жара и влажность
Причина того, что засушливые пустыни – засушливые регионы покрывая около 35% Земли – так жарко, а затем и так холодно, – это сочетание двух ключевых факторов: песка и влажности.
В отличие от термоса песок не очень хорошо сохраняет тепло. Когда тепло и солнечный свет попадают на песчаную пустыню, песчинки в верхнем слое пустыни поглощают, а также отдают тепло обратно в воздух. согласно отчету Лаборатории реактивного движения НАСА за 2008 год в Пасадене, Калифорния. Днем песчаное излучение солнечной энергии перегревает воздух и вызывает резкое повышение температуры. Но ночью большая часть тепла в песке быстро излучается в воздух, и нет солнечного света, чтобы разогреть его, в результате чего песок и его окрестности становятся холоднее, чем раньше.
Однако одно это явление не объясняет столь резкое падение температуры. В конце концов, когда солнце садится на тропический пляж, вам не нужно надевать зимнее пальто.
Основная причина резкого изменения температуры в том, что воздух пустыни чрезвычайно сухой. В засушливых пустынях, таких как Сахара и Пустыня Атакама в Чили, влажность – количество водяного пара в воздухе – практически равна нулю, и, в отличие от песка, вода обладает огромной способностью сохранять тепло.
Водяной пар в воздухе улавливает тепло у земли, как гигантское невидимое одеяло, и не дает ему рассеиваться в атмосфере. согласно Мировому Атласу. Воздух с высокой влажностью также требует больше энергии для нагрева, а это означает, что требуется больше времени для рассеивания этой энергии и охлаждения окружающей среды. Таким образом, недостаток влажности в пустынях позволяет этим засушливым местам быстро нагреваться, но также быстро остывать.
Адаптация к экстремальным температурам
Несмотря на эти резкие перепады температур, животные пустыни хорошо приспособлены к резким перепадам температуры в пустыне.
«Как правило, это относительно небольшая проблема для них», – сказал Дейл ДеНардо, экологический физиолог из Университета штата Аризона, специализирующийся на животных пустыни. «Более серьезная проблема – получить достаточно еды и воды, чтобы выжить».
Рептилии, самая многочисленная и разнообразная группа животных в пустыне, хорошо приспособлены к экстремальным колебаниям температуры, потому что они хладнокровны или эктотермины, что означает, что им не нужно вкладывать энергию в поддержание постоянной температуры тела. Другими словами, рептилии могут использовать эту энергию где угодно, например, на охоте. Многим рептилиям также выгодно то, что они маленькие, что позволяет им находить тенистые укромные уголки днем или более теплые камни ночью. «Есть много разных мест, где можно погреться или прохладнее, особенно когда ты маленький», – сказал ДеНардо Live Science.
Однако крупные теплокровные или эндотермические млекопитающие, такие как верблюды, слишком велики, чтобы прятаться от солнца, и не могут позволить своему телу упасть. Скорее, верблюды выживают, поддерживая постоянную температуру тела как в жарких, так и в холодных условиях. По словам ДеНардо, они делают это, имея много утеплителя в виде толстого и густого меха, который не дает им слишком сильно нагреваться днем и терять слишком много ночью.
Напротив, пустынные птицы используют испарительное охлаждение, при котором они используют воду для отвода тепла от своего тела, например, как потеют люди и собаки, используя ряд различных методов (некоторые стервятники мочатся на ноги, чтобы остыть). Но их способность летать на большие расстояния между источниками воды или собирать пищу означает, что им не нужно так сильно беспокоиться о сбережении воды, как другим пустынным животным. «Я называю это обманом, потому что они действительно не испытывают ограничений пустыни», – сказал ДеНардо.
С другой стороны, растения более уязвимы к экстремальным температурам. «Перед ними стоит гораздо большая проблема, потому что они не могут двигаться», – сказал ДеНардо. Вот почему культовые пустынные растения, такие как кактусы, разработали ряд средств защиты, таких как шипы и токсины, чтобы защитить свою драгоценную воду от хищников. Однако низкие температуры ночью могут быть смертельными для растений, потому что вода замерзает и расширяется в их тканях, что может вызвать необратимые повреждения. Таким образом, растения растут только в местах, где температура воздуха не опускается ниже нуля более чем на пару часов каждую ночь, известных как линия замораживания.
Меняющийся климат
Исследователи все еще выясняют, как изменение климата может повлиять на засушливые места и организмы, но «мы определенно увидим изменения», – сказал ДеНардо. “Для большинства пустынь мы прогнозируем среднее повышение температуры на 3–4 градуса по Фаренгейту. [1.7 to 2.2 C]. ”
Однако исследования показывают, что «ночи будут теплее, но это не так плохо, как теплые дни», – отметил ДеНардо.
Вместо этого настоящая проблема заключается в том, что изменение климата может повлиять на количество годовых осадков, от которых зависят животные пустыни. «Он станет менее постоянным, у вас будут относительно влажные и относительно засушливые годы», – сказал ДеНардо. «Но даже если большинство из них достаточно влажные, потребуется всего один действительно засушливый год, чтобы вызвать большие проблемы».
Первоначально опубликовано на Live Science.
В нашем Telegram‑канале вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
