Если и существует самая популярная примета, касающаяся погоды, то это, несомненно, по поведению ласточек. Каждый с детства помнит, что перед дождем ласточки летают низко, а перед хорошей погодой поднимаются высоко. Ну а физика дает нам объяснение такого поведения птиц. Дескать, погоду предсказывают не сами ласточки, а насекомые. Да и они не предсказывают, а просто реагируют на влажность воздуха. Перед дождем она повышается, плотность воздуха увеличивается, летать насекомым становится трудно, и они опускаются ближе к земле. Либо, как вариант, на крыльях насекомых оседают мельчайшие капельки, которые их утяжеляют. Ну а ласточки просто следуют за насекомыми. Все просто, понятно и правдоподобно. А еще – в корне неверно. Как, думаю, читатели уже догадались, это еще одно наблюдение в копилку «народной мудрости», которая сама по себе сродни дохлому живцу, дождливой засухе и так далее.
Довольно забавно выглядит сам факт, когда объяснять поведение животных начинают пытаться с помощью физики. А чтобы странность этого была понагляднее, приведем другой пример. Давайте попробуем опубликовать материал, где мы поведение человека объясняли бы на основе научных биологических знаний, приводя аналогии с поведением других биологических видов. Мы тут же столкнемся с агрессивной критикой со стороны всякоразных гуманиташек, и с обвинениями от них же в «биологизаторстве». Что же такое это «биологизаторство»? Оказывается, это попытка объяснить сложные явления, бытующие в человеческом обществе, в частности, поведение людей, на основе более простых, биологических закономерностей. Тут можно задать следующий вопрос. Сравним-ка поведение типичных современных дикарей-ущербоцефалов, попросту говоря, обывателей, которых каждый желающий может в любом городе наблюдать множество, и сложнейшие формы поведения животных. Например, построит ли такой персонаж своими руками гнездо, подобное гнезду ремеза или хотя бы камышевки? А после этого подумаем, у кого поведение сложнее. Но речь сейчас вообще-то о другом. На уровне общества людей и поведения животных считается недопустимым объяснять более сложные явления через более простые. А вот опустимся чуть ниже, уже все нормально, поведение животных через действие простейших физических законов объяснять уже не зазорно. Такие вот двойные стандарты получаются. А привлечение физики как сторонней науки делает (в глазах обывателя) объяснение вполне достоверным. Примерно как мы астрологию доказывали бы алхимией.
Интересно, что те, кто пытается объяснить таким образом поведение насекомых через физику, на самом деле физику-то и не знают. Дело в том, что плотность влажного воздуха вовсе не больше, а меньше, чем сухого. На самом деле именно сухой воздух тяжелее.
Так как число молекул газа, который находится в единице объёма, он зависит исключительно от температуры газа, а также его давления, таким образом, не зависит от состава газа. Вследствие этого в литре влажного, сырого воздуха хранится столько же молекул, сколь в литре сухого воздуха, конечно, если у них одинаковые давление и температура. А молекула воды легче молекулы воздуха. Насколько же сухой воздух более плотен? Сами по себе цифры нам не много дадут, поскольку без сравнения непонятно, много это или мало. Поэтому сравним. Плотность сухого воздуха при температуре 10 градусов составляет 1,2466 кг на кубический метр. При возрастании температуры она уменьшается. В частности, при 35 градусах уже 1,1455 кг на кубический метр. Теперь посмотрим, что происходит с влажным воздухом. При температуре 10 градусов максимально возможное содержание пара (далее он будет уже конденсироваться) составляет 9,4 г на кубометр воздуха. При этом масса самого воздуха (сухого) при этой температуре, как мы помним, составляет 1,2466 кг. Таким образом, очевидно, что плотность сухого воздуха и воздуха при максимальной влажности отличается не более, чем на 0,8%. В то же время разница в плотности воздуха при 10 и 35 градусах составляет уже чуть менее 10%, то есть примерно в 11 раз больше. Получается, что среди переменных, влияющих на высоту полета насекомых, влажность воздуха занимает чуть ли не последнее место. Но это только в том случае, если руководствоваться чистой, примитивнейшей физикой. Если же мы вспомним биологию, картина получится совершенно иной.
Как правило, говоря о том, что ласточки питаются летающими насекомыми, мы забываем о том, что насекомые-то эти все разные. Они активны в разное время, в различные месяцы, при разной температуре, влажности и так далее. Очень легко ошибиться и относительно их поведения. Автор множества научно-популярных книг о перепончатокрылых И.А. Халифман в одной из них сообщает, как угадывают погоду крылатые муравьи. Оказывается, они вылетают из муравейника обычно перед дождем. В этом есть смысл, ведь во влажной почве легко делать норки, что требуется муравьям сразу же после брачного полета. Автор также указывает, что до бесконечности ждать дождя муравьи не могут, и если установилась засуха, приходится им вылетать и в сухую погоду. Несколько дней, конечно, подождут при необходимости, но не более. В другой книге он сообщает, что то же самое характерно и для термитов. О последних сказать ничего не могу, а вот у муравьев я наблюдал в принципе то же самое, что описано в книге. Но эти же самые наблюдения можно трактовать и иначе. Нередко выдается такой июль, что уж один дождик раз в три-четыре дня выпадает. В такой год, когда бы не вылетели крылатые муравьи, они обязательно «предскажут дождь», пусть не на сегодня, так назавтра. Кстати, сразу после сильного дождя они тоже не вылетают. А если дождя после вылета муравьев не случилось, то и тут есть объяснение – это тот самый случай, когда они просто больше затягивать с вылетом не могли. Еще добавим, что после сильного дождя почва остается влажной часто чуть ли не целую неделю. И для муравьев было бы целесообразнее вылетать не перед дождем, а после него. Так и почву влажную захватят, и под дождь не попадут. А они часто так и делают – вылетают на следующий день после дождя. И… за день перед очередным дождем, который как бы «предсказывают». Ну а ласточки, да и другие насекомоядные птицы, просто обожают крылатых муравьев.
Вспомним теперь еще о том, что «ласточки» - это тоже группа весьма обширная. В средней полосе Восточной Европы (назовем именно так нашу территорию, думаю, понятно почему) обитают деревенская, городская ласточки и ласточка-береговушка. А еще – довольно похожий на них, но совершенно неродственный вид – стриж. У каждой из этих птиц своя биология, своя добыча и свои предпочитаемые высоты для охоты. Большинство людей, как правило, этих птиц совершенно не различают. Более того, стрижей почему-то упорно путают с хищными птицами. И если спасателям животных приходит сообщение, что обнаружен птенец сокола, специалисты уверены, что с вероятностью более 90% им принесут именно стрижа. Мне тоже не раз пытались сбагрить найденных стрижей именно под видом соколят, под предлогом того, что раз я орнитолог, то обязан брать у нашедших всех стрижей и выхаживать их. Если уж среднестатистический человек путает стрижа с соколенком, то относительно его способности отличить стрижа от ласточки и различить между собой три вида ласточек не стоит пребывать в приятных иллюзиях.
Итак, о поведении ласточек и стрижей, в том плане, который нас сейчас интересует, то есть в плане их охоты.
Самый специализированный среди этой группы стриж. Стрижи – мастера полета, летают обычно высоко, и гнездиться предпочитают тоже высоко – на верхних этажах многоэтажек. Если же таковых нет, могут поселиться и ниже, даже на высоте человеческого роста, но это – редкое исключение. И даже такие, низко загнездившиеся стрижи охотиться будут тоже на большой высоте. Ловят они в основном очень мелких насекомых, так называемый воздушный планктон, к гнезду приносят добычу редко, но сразу большими порциями. Иногда можно увидеть стрижей и низко, но только в особых случаях. Например, над водоемами, когда они прилетают попить. Или над лугами ранним утром, когда насекомые еще не проснулись как следует, и только начинают летать. Пройдет час-другой, и стрижи поднимаются в привычную для них высотную зону.
Так же вот низко над лугами и над водой охотятся береговушки. Они вообще очень редко поднимаются на значительную высоту, ведь их корм тяготеет к субстрату. Это насекомые, летающие низко над травяным морем или над самой водой. Поскольку береговушки живут в обрывах, в норках, которые сами же и выкапывают, они не привязаны к населенным пунктам, и могут не опасаться конкуренции за пищу со стороны других воздушных ловцов насекомых.
Ну а в населенных пунктах со стрижами нередко соседствуют на охоте городские ласточки. Они тоже охотятся высоко, хотя обычно ниже стрижей. Летают эти ласточки гораздо медленнее, но и маневреннее, поэтому ловят более увертливых насекомых, и часто – более крупных, чем стрижи. А к гнезду подлетают часто, ведь приносят за один раз чаще всего только по одному пойманному насекомому.
Деревенская ласточка – самая медленная, но и наиболее маневренная. Она, например, весьма ловко летает даже в комнате, где остальным просто негде набрать скорость и негде развернуться. А еще эти ласточки умеют не только ловить насекомых на лету, но и склевывать с веточек, травинок, стен, не присаживаясь для этого на субстрат, в полете. Очень любят они скотину, около которой всегда много насекомых. Поскольку коровы обычно на большой высоте не летают, и охотящиеся около них ласточки вьются над самой землей. В помещениях для скота они тоже умеют охотиться. Поэтому кризис с кормами у деревенских ласточек гораздо менее вероятен, чем у остальных воздушных охотников. Они и прилетают раньше, и улетают позже всех остальных.
Представим себе теперь атмосферный фронт, с продолжительными дождями и похолоданием. Первым делом страдает добыча стрижей – воздушный планктон. Составляющие его мелкие насекомые вовсе не опускаются к земле из-за изменения плотности воздуха, их просто смывает дождем. Новые же в воздух не поднимутся, пока земля и растительность как следует не просохнут, пока не пойдут от нагретой земли восходящие потоки воздуха. И стрижи откочевывают. Их птенцы способны при необходимости несколько дней обойтись без пищи. Взрослые же перемещаются за десятки километров, туда, где фронт уже прошел и появились подходящие насекомые. Мы же видим – верхний «этаж небес» освободился, «ласточки» сместились к земле. Дожди и похолодание усиливаются, освобождается «средний этаж», поскольку городские ласточки тоже не могут охотиться. Кто-то ухитряется поймать добычу внутри крупных построек, между зданиями, а большинство просто сидит в гнездах и голодает. Охотиться теперь могут только деревенские ласточки и береговушки. И вот мы видим – ласточки стали летать исключительно над самой землей. В точном соответствии с приметой. За исключением только одного нюанса – не перед дождем, а во время прохождения атмосферного фронта, когда холодный дождь идет уже пару дней. Да, тут не только ласточки, и мы можем его «предсказать».
Добавлю еще, что при прохождении атмосферного фронта влажность воздуха меняется не перед фронтом, а на его линии, где одна воздушная масса сменяет другую. Поэтому даже теоретически объяснение с физической точки зрения поведения насекомых сработать не может, они ничего не предскажут, пока дождь уже не пойдет. Или пока не станет пасмурно, но тут уж все понятно и без ласточек. Зато в обычный день без всяких осадков влажность воздуха тоже постоянно меняется. А еще у насекомых есть собственный ритм активности. И если ласточки на рассвете летают над самой травой, это не значит, что будет дождь, просто насекомые пока не проснулись, сидят на травинках.
Дожди у нас могут быть не только при прохождении атмосферного фронта. В жаркие дни испарения конденсируются и выпадают, обычно во второй половине дня, в виде местных осадков, нередко весьма сильных, сопровождающихся грозами. Особенностью таких осадков являются относительно небольшие размеры облаков, из которых они выпадают. Полоса дождя может быть шириной менее десятка километров. Внутри такой полосы ливень может быть сильным, а за ее пределами дождя не будет вообще. В силу изменчивости местных воздушных потоков предсказать путь такой тучки достаточно сложно. Часто до самого последнего момента не ясно, выпадет дождь прямо тут, или пройдет стороной. Не ясно это заранее не только нам, но и животным. Ни насекомые, ни ласточки, ни стрижи не могут предсказать такой дождь более, чем за несколько минут. Да им это особенно и не требуется. Во время подобных дождей, если они не слишком сильные, продолжают летать насекомые, а ласточки и стрижи продолжают на них охотиться, каждый вид – в своем нормальном высотном диапазоне.
Итак, откуда же взялось устойчивое представление, что перед дождем ласточки начинают летать низко? Во-первых, при продолжительных осадках, вызванных прохождением атмосферного фронта, меняется видовой состав и относительная численность охотящихся в воздухе птиц, которые для обывателя все «ласточки», поскольку виды он не различает. При самой неблагоприятной погоде могут охотиться лишь деревенские ласточки и береговушки, для которых в любую погоду нормально летать над самой землей. Это происходит, когда дождь УЖЕ идет, причем довольно долго. Во-вторых, страстное стремление определенного круга популяризаторов найти рациональное зерно хоть у каких-нибудь народных примет подвигает их на внешне правдоподобное, а на самом деле нелепое объяснение всего вышеописанного не биологическими, а физическими законами. Физика, как наука, описывающая более примитивные и однозначные процессы, в какой-то мере проще для понимания, к тому же она воспринимается как своеобразный эталон «научности». Кстати, в свое время, в XIX веке, это было вполне верно. Как ни странно, механистическая картина мира в головах людей преспокойно преобладает и сейчас, спустя два столетия. Поэтому все, чему можно придумать физикалистское объяснение, воспринимается как истина. В-третьих, широкая известность и популярность данной «приметы», а также то, что мы о ней узнаем в очень раннем возрасте, запускает процесс, подобный импринтингу. Поэтому все, что этой примете соответствует, например, случайное совпадение низко пролетевшей ласточки и последовавшего затем дождя, хорошо запоминается, а все противоположные наблюдения проходят мимо восприятия, не фиксируются. Подробно этот механизм описан уже в материале о рюмящих зябликах.