Температура в Сахаре может упасть в среднем на 42 градуса по Цельсию за ночь. Если вы отправляетесь в однодневную поездку в пустыню Сахара в Северной Африке, вам нужно взять с собой много воды и солнцезащитный крем. Но если вы планируете остаться на ночь, то вам лучше взять с собой еще и удобный спальный мешок. Это потому, что температура в Сахаре может резко упасть после захода солнца, со средней отметки в 38 градусов по Цельсию днем до средней отметки в минус 4 градуса по Цельсию ночью.
Итак, почему в засушливых пустынях, таких как Сахара, происходит такой резкий перепад температур? И как местные животные и растения справляются с такими дикими перепадами?
Жара и влажность
Причина, по которой в засушливых пустынях, покрывающих около 35% суши Земли, — становится так жарко, а затем так холодно, заключается в сочетании двух ключевых факторов: песка и влажности.
В отличие от термоса, песок не очень хорошо сохраняет тепло. Когда тепло и свет солнца попадают на песчаную пустыню, песчинки в верхнем слое пустыни поглощают тепло, а также отдают его обратно в воздух. Днем излучение песка солнечной энергией перегревает воздух и вызывает резкое повышение температуры. Но, ночью, большая часть тепла, содержащегося в песке, быстро выделяется в воздух, и нет солнечного света, который мог бы его разогреть, в результате чего песок и его окрестности становятся еще холоднее, чем раньше.
Однако само по себе это явление не объясняет столь резкого падения температуры. В конце концов, когда солнце садится на тропическом пляже, вам не нужно надевать зимнее пальто.
Основная причина резкого изменения температуры заключается в том, что воздух в пустыне 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 накапливать тепло.
Водяной пар в воздухе удерживает тепло близко к земле, как гигантское невидимое одеяло, и не дает ему рассеиваться в атмосфере. Воздуху с высокой влажностью также требуется больше энергии для нагрева, а это означает, что требуется больше времени для того, чтобы эта энергия рассеялась и окружающая среда остыла. Следовательно, недостаток влажности в пустынях позволяет этим засушливым местам быстро нагреваться, но также и быстро охлаждаться.
Адаптация к экстремальным температурам
Несмотря на эти быстрые перепады температур, пустынные животные хорошо приспособлены к экстремальным перепадам температур в пустыне. Для них это, как правило, относительно небольшая проблема. Более серьезная проблема - добыть 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, что означает, что им не нужно тратить энергию на поддержание постоянной температуры тела. Другими словами, рептилии могут использовать эту энергию в других местах, например, на охоте. Многим рептилиям также выгодно быть маленькими, что позволяет им находить тенистые уголки днем или более теплые камни ночью.
Однако крупные теплокровные, такие как верблюды, слишком велики, чтобы прятаться от солнца, и не могут допустить понижения температуры своего тела. Скорее всего, верблюды выживают, поддерживая постоянную температуру тела как в жару, так и в холод. У них много утеплителя в виде жира и густого меха, который не позволяет им набирать слишком много тепла днем и терять слишком много ночью.
Напротив, пустынные птицы используют испарительное охлаждение — когда они используют воду для отвода тепла от своего тела, подобно тому, как люди потеют, а собаки тяжело дышат, — с помощью целого ряда различных методов (некоторые стервятники мочатся себе на ноги, чтобы остыть). Но их способность преодолевать большие расстояния между источниками воды или добывать пищу означает, что им не нужно так сильно беспокоиться о сохранении воды, как другим животным пустыни.
Растения, с другой стороны, более уязвимы к экстремальным температурам. Они сталкиваются с гораздо большей проблемой, потому что не могут двигаться. Вот почему культовые растения пустыни, такие как кактусы, выработали целый ряд защитных средств, таких как шипы и токсины, для защиты своей драгоценной воды от хищников. Однако низкие температуры ночью могут быть смертельно опасны для растений, потому что вода замерзает и расширяется в их тканях, что может привести к необратимому повреждению. Поэтому растения растут только в районах, где температура воздуха не опускается ниже нуля более чем на пару часов каждую ночь, известных как линия замерзания.
Изменение климата может повлиять на количество годовых осадков, на которые полагаются обитатели пустынь. Оно станет менее постоянным, будут относительно влажные и относительно засушливые годы. Но, даже, если в большинстве из них достаточно влажно, потребуется всего один по-настоящему засушливый год, чтобы вызвать большие проблемы.
