Две главные причины резкого похолодания

Сахара считается одним из самых жарких мест на планете, где днем термометр в тени регулярно показывает плюс сорок или даже плюс пятьдесят градусов. Почва на открытом солнце прогревается еще сильнее, иногда до семидесяти градусов. Однако сразу после заката ситуация резко меняется. За несколько часов температура падает на тридцать или сорок градусов, а зимой в некоторых районах опускается ниже нуля. Причина такого контраста кроется в законах физики и свойствах атмосферы.

Суточный ход температуры определяют два основных фактора:

  • Песок и горные породы обладают низкой удельной теплоемкостью, поэтому они мгновенно нагреваются и с такой же скоростью остывают.
  • В воздухе над пустыней практически отсутствует влага, из-за чего над землей не образуется естественное тепловое одеяло из облаков и водяного пара.

Как работает песчаная поверхность

Песок состоит в основном из зерен минерала кварца. Удельная теплоемкость сухого кварцевого песка составляет около восьмисот джоулей на килограмм на градус Цельсия. Для сравнения, удельная теплоемкость чистой воды равна четырем тысячам двумстам джоулям. Вода способна поглотить в пять раз больше тепловой энергии, чем песок той же массы, прежде чем нагреется на один градус. Именно поэтому океаны и моря остывают месяцами, сглаживая перепады температур на побережьях.

Кроме низкой теплоемкости, песок обладает плохой теплопроводностью. Воздух между отдельными сухими песчинками работает как изолятор. Солнечные лучи в течение дня прогревают только самый верхний слой толщиной буквально несколько сантиметров. Глубже двадцати сантиметров грунт остается прохладным даже в разгар дневного зноя. Ночью этот тонкий раскаленный слой отдает тепло буквально за пару часов, а запаса энергии из глубины просто нет.

Атмосфера без парника

Даже быстро остывающий грунт не привел бы к ночному морозу, если бы нагретый воздух оставался у поверхности. На большей части Земли тепло удерживается за счет парникового эффекта. Главным парниковым газом на планете выступает обычный водяной пар, а вовсе не углекислый газ. Облака и невидимая влага в воздухе работают как стеклянные стены теплицы. Они свободно пропускают солнечный свет вниз, но задерживают инфракрасное тепловое излучение, идущее от земли.

В Сахаре влажность воздуха часто составляет всего десять или пятнадцать процентов. Это один из самых засушливых регионов планеты, расположенный в зоне постоянного высокого атмосферного давления. Нисходящие потоки сухого воздуха разгоняют любые тучи. Небо над пустыней остается абсолютно чистым круглые сутки.

Когда солнце заходит за горизонт, раскаленный песок начинает излучать тепло в виде длинноволновых инфракрасных лучей. Поскольку над землей нет ни облаков, ни плотного слоя водяного пара, это излучение беспрепятственно уходит в верхние слои атмосферы и дальше в открытый космос. Земля буквально вымораживает сама себя через тепловое излучение.

Последствия перепадов для природы Сахары

Резкие скачки температуры от плюс сорока до нуля градусов заставляют местную природу приспосабливаться к суровым условиям. Такие колебания влияют на камни, растения и животных сильнее, чем постоянная жара.

Разрушение горных пород

При нагревании любые твердые тела расширяются, а при охлаждении сжимаются. В каменистых районах Сахары, которые называют гамадами, камни днем сильно увеличиваются в объеме на поверхности, оставаясь холодными внутри. Ночью наружный слой резко остывает и сжимается. Из-за регулярного механического напряжения горные породы трескаются и буквально взрываются с громким звуком, похожим на выстрел. Этот процесс географы называют физическим или температурным выветриванием. Именно благодаря ему скалы со временем превращаются в щебень, а затем перетираются в мелкий песок.

Жизнь животных в условиях температурных качелей

Обитатели пустыни научились защищаться сразу от двух крайностей. Днем мелкие грызуны, тушканчики, ящерицы и змеи прячутся в глубоких норах. На глубине полуметра температура держится стабильной круглый год и составляет комфортные двадцать градусов. Животные выходят на охоту в сумерках, когда солнце уже село, но земля еще не успела полностью остыть. К утру, когда наступает пик холода, они снова уходят под землю, спасаясь от замерзания.

Более крупные животные, например верблюды, защищаются густой шерстью. Плотный шерстяной покров на спине верблюда днем не пускает солнечное тепло к телу, а ночью сохраняет собственное тепло животного, работая как термоизолятор.

Частые вопросы

Бывает ли в Сахаре настоящий снег?

Снег в пустыне выпадает редко, но такие случаи зафиксированы. Зимой холодные воздушные массы из Европы иногда прорываются на север Африки через Средиземное море. При высокой влажности и отрицательной ночной температуре на песчаных дюнах алжирского города Айн-Сефра в 1979, 2016, 2018 и 2021 годах образовывался снежный покров, который таял через пару часов после восхода.

Во всех ли пустынях мира по ночам холодно?

Холодные ночи характерны для всех песчаных и каменистых пустынь с сухим воздухом, включая пустыню Атакама в Южной Америке, пустыню Гоби в Азии и Большую песчаную пустыню в Австралии. В Гоби зимой перепады еще суровее, там ночные морозы доходят до минус сорока градусов.

Почему ночью в лесу или у моря температура почти не падает?

В лесу деревья создают купол из листвы, который задерживает тепло земли, а почва укрыта слоем мха и перегноя. Вблизи морей и озер воздух насыщен влагой, которая поглощает инфракрасное излучение, а сама вода медленно отдает тепло, накопленное за день, согревая берег.

До какой минимальной температуры остывает воздух в Сахаре?

В зимние месяцы, с декабря по февраль, в центральных и возвышенных районах Сахары температура ночью опускается до минус двух или минус четырех градусов. На вершинах нагорья Тибести и массива Ахаггар мороз бывает еще крепче.