Translate

Метеорология

Метеорология - наука, изучающая атмосферу. 

Наиболее важным для яхтсмена направлением метеорологии является синоптическая метеорология, занимающаяся изучением происходящих в атмосфере и формирующих погоду физических процессов. Ответственный шкипер никогда не выйдет в море, не получив и не изучив прогноз погоды.

Основными характеристиками окружающих нас воздушных масс являются атмосферное давление, температура и влажность. Атмосферное давление на синоптических картах и в прогнозах погоды указывается в гектопаскалях (гПа, hPa) или миллибарах (мбар, mbar), по абсолютной величине они совпадают: 1 hPa = 1 mbar. Температура измеряется в градусах Цельсия (°С) или Фаренгейта (°F). Для перевода градусов используют формулу:

С = 5/9 (F - 32)

Влажность измеряют в процентах.

Для понимания процессов, происходящих в атмосфере, нужно в первую очередь осознать характеристики теплого и холодного воздуха:

• Теплый воздух - легкий:

Кроме того, теплый воздух - относительно влажный, поскольку чем теплее воздух, тем больше он может содержать испаряющейся с земной поверхности влаги.

• Холодный воздух - тяжелый и относительно сухой.

Глобальное движение воздушных масс

Глобальное перемещение воздушных масс в атмосфере обусловлено тем, что на экваторе, где солнечные лучи падают на Землю практически отвесно и максимально поглощаются ее поверхностью, воздушные массы нагреваются гораздо сильнее, чем в приполярных районах и на полюсах. В результате в районе экватора образуется пояс теплого воздуха, а следовательно, область пониженного давления. Теплый воздух поднимается в верхние слои атмосферы, там распространяется в стороны полюсов, в районе 30° широты

104 Глобальное движение воздушных масс

Метеорология £JELF=44IF=I

охлаждается, становится тяжелым, опускается вниз и образует зону повышенного давления. Поскольку воздух всегда стремится из зоны повышенного давления в зону пониженного, из образовавшейся зоны повышенного давления воздух расходится к экватору и в сторону полюсов. Аналогичная картина наблюдается в районе 60° широты в северном и южном полушарии:

Формирование устойчивых ветров

Казалось бы, ветер должен дуть из области высокого давления (синие области на рисунке) в область низкого давления (красные области) по прямой линии, но как видно из рисунка, это не так. На сцену выходит еще один действующий фактор-сил а Кориолиса, одна из сил инерции, возникающая из-за вращения Земли. Действие силы Кориолиса приводит к тому, что по ходу своего движения воздушные массы в северном полушарии отклоняются вправо, а в южном полушарии - влево.

Неоднородность поверхности Земли (распределение суши и океана) вносит свои коррективы в представленную картину, однако общие закономерности безусловно сохраняются: если вы хотите пересечь Атлантику, стоит стартовать с Канарских островов и использовать попутный пассат (Trade Wind), а возвращаться следует другим путем - более северным, через Азорские острова, используя Гольфстрим и попутные устойчивые западные ветры умеренных широт (Prevailing W esterlies).

Мы рассмотрели глобальную модель циркуляции воздушных масс в атмосфере и образование у поверхности Земли устойчивых ветров. Но нас больше интересуют локальные атмосферные образования, приводящие к ухудшению или улучшению погоды.

Такими образованиями являются области повышенного давления, антициклоны, и пониженного давления - циклоны.

Синоптические карты

На отечественных синоптических картах зоны повышенного давления, или антициклоны (High Pressure Systems, Anticy- clons), обозначаются буквой В (высокое), зоны пониженного давления - циклоны (Low Pressure Systems, C yclones)-буквой H (низкое). На зарубежных картах используются буквы Н (High, высокое давление) и L (Low, низкое давление).

На отечественных картах линии одинакового давления - изобары (Isobars) - проводят через каждые 5 миллибар, на зарубежных - через каждые 4 миллибара. Нормальным давлением на уровне моря считается давление в 1013 миллибар.

Зоны высокого и низкого давления на карте мы видим, но в каком направлении и с какой силой дует ветер? Следует запомнить:

• Чем чаще на карте расположены изобары, тем сильнее ветер. • Из-за силы Кориолиса ветер дует не прямо из области высокого давления в область низкого, а по касательной к изобарам, над поверхностью моря - с небольшим отклонением в 10-20° в сторону ядра области низкого давления и в сторону от ядра области высокого давления. Из-за особенностей рельефа и большего трения над сушей это отклонение значительнее - 30-40°.

• В северном полушарии из-за силы Кориолиса воздушные массы по ходу своего движения отклоняются вправо и закручиваются вокруг области высокого давления по часовой стрелке, а вокруг области низкого давления - против часовой ст релки:

В южном полушарии все происходит наоборот.

Циклон

Основные неприятности нам доставляют циклоны - гигантские воздушные вихри с теплым и холодным фронтами. В момент зарождения циклон умеренных широт имеет размер около 500 морских миль в диаметре.

Давайте рассмотрим, как возникает, развивается и прекращает свое существование типичный циклон умеренных широт в северном полушарии.

1. Какмыужезнаем, в районе 60° широты рядом сосуществуют пришедшие из субтропиков теплые воздушные массы и холодный полярный воздух. Представим, что на границе этих масс происходит встречное локальное движение.

2. Теплый ветер направлен на север, холодный - на юг, из области контакта этих ветров воздух выдувается в разные стороны и образуется область пониженного давления.

3. Вследствие действия силы Кориолиса воздушные массы начинают закручиваться вокруг образовавшейся области пониженного давления против часовой стрелки и перемешиваться. Фронты теплого и холодного воздуха начинают вращаться.

4. Фронт - это пограничная зона между массами теплого и холодного воздуха. Если масса теплого воздуха надвигается на массу холодного - это теплый фронт (Warm Front), если наоборот - холодный (Cold Front). На синоптической карте теплый фронт обозначают красными полукругами, холодный - синими треугольниками в направлении движения. Так как теплый фронт тормозится более плотным и тяжелым холодным воздухом, холодный фронт всегда движется быстрее теплого. Зона теплого воздуха между теплым и холодным фронтами называется теплым сектором (Worm Sector). В конце концов холодный фронт догоняет теплый и в месте их соприкосновения образуется фронт окклюзии (Occlusion).

5. Холодный фронт продолжает догонять теплый, происходит активное перемешивание воздушных масс на окклюдированном фронте, теплый сектор уходит в верхние слои атмосферы, давление в ядре циклона повышается. Циклон постепенно прекращает свое существование.

Мы посмотрели на процесс образования циклона сверху, давайте посмотрим, как выглядит циклон в средней фазе своего развития в поперечном разрезе, каковы признаки приближения циклона и характеристики циклона в целом:

Как целое образование в разгар своего развития циклон перемещается в направлении ветра, дующего в теплом секторе, т.е. движется по направлению изобар теплого сектора.

Необходимо запомнить еще два метеорологических термина. Заходом ветра (Veering) называется изменение его направления по часовой стрелке, например, с южного на юго-западное. Изменение направления ветра против часовой стрелки, например, с южного на юго-восточное, называется отходом ветра (Backing).

Что нас может ждать в кокпите яхты по мере прохождения циклона в северном полушарии:

1. Приближение теплого фронта: 
• Ветер заходит на юго-запад и усиливается 
• Давление быстро падает 
• Температура слегка растет 
• Начинаются монотонные затяжные дожди 
• Видимость падает 
• Облака: перистые, перисто-слоистые, высоко-слоистые

2. Прохождение теплого фронта: 
• Ветер продолжает заходить, может усиливаться 
• Давление стабилизируется на низком уровне 
• Температура повышается 
• Дожди усиливаются 
• Видимость очень плохая 
• Облака: слоисто-дождевые

3. Теплый сектор: 
• Направление ветра стабильно 
• Давление стабильно 
• Температура не меняется 
• Легкий дождь или изморось, возможен туман 
• Видимость средняя или плохая 
• Облака: тонкие и низкие слоистые

4. Прохождение холодного фронта: 
• Резкий заход ветра на запад и северо-запад, часто со шквалами 
• Давление резко поднимается 
• Температура резко падает 
• Проливные дожди с грозами, возможен град 
• Видимость плохая 
• Облака: огромные сильно развитые по вертикали кучево дождевые

5. За холодным фронтом: 
• Ветер порывистый, продолжает заходить к северу, постепенно стихает 
• Давление постепенно растет 
• Температура постепенно падает 
• Возможны ливни, потом дожди постепенно проходят 
• Видимость резко улучшается 
• Облака: небольшие кучевые облака хорошей погоды

Антициклон

На синоптической карте антициклон представляется в виде замкнутых изобар вокруг области высокого давления в центре. Изобары отстоят довольно далеко друг от друга, что говорит о слабых ветрах. Еще раз напомним, что в северном полушарии воздушные массы вокруг антициклона закручиваются по часовой стрелке, ветер дует по касательной к изобарам, слегка отклоняясь в сторону от ядра.

Антициклон состоит из относительно холодного и сухого воздуха, что приводит к ясной, практически безоблачной и теплой погоде. Лучшая поэтическая характеристика зимнего антициклона дана нашим знаменитым поэтом: «мороз и солнце, день чудесный ...»

Обычно антициклоны либо передвигаются очень медленно, либо не двигаются вообще. Ярким примером является большой устойчивый стационарный антициклон над Азорами. Из-за слабого ветра для парусной яхты в открытом море это не очень хорошая новость. Однако в прибрежных водах ситуация гораздо лучше - наличие рядом суши приводит к образованию очень комфортных локальных ветров - бризов (Breezes).

Дневной бриз (Sea Breeze)

Теплоемкости суши и воды существенно отличаются - суша быстро нагревается солнечными лучами днем и быстро остываетночью, море долго нагревается и почти неостывает ночью, оставаясь теплым.

Теплый и легкий воздух над сушей днем поднимается вверх и замещается относительно холодным и тяжелым воздухом с моря - так образуется дневной бриз (Sea Breeze), направленный с моря на сушу.

Дневной бриз образуется примерно в полумиле от берега к 10 - 11 часам утра, распространяется в море на расстояние до 10-20 миль и достигает максимума около 2-х часов пополудни. Скорость ветра может достигать 4 баллов по шкале Бофорта (около 15 узлов, о шкале Бофорта - чуть позже). Около 8 часов вечера дневной бриз стихает и через некоторое время сменяется ночным.

Ночной бриз (Land Breeze)

Ночью суша быстро остывает и охлаждает воздух, «сползающий» в море. Над теплым морем воздух нагревается, поднимается наверх и возвращается на сушу. Возникает циркуляция, которая и называется ночным бризом (Land Breeze). Как видно из рисунка, ночной бриз направлен с суши на море.

Ночные бризы развиваются прямо от берега и распространяются не так далеко в море, как дневные. Скорость ветра ниже, чем при дневных бризах -2-3 балла по Бофорту (5 - 10 узлов).

Туман (Fog)

Туман - это скопление в воздухе мельчайших капелек воды, а при низкой температуре - кристалликов льда. Метеорологи различают несколько разновидностей тумана, наиболее распространенными являются адвективный (Advective Fog) и радиационный (Radiation Fog) туманы.

• Адвективный туман образуется при охлаждении теплых масс воздуха над холодной поверхностью моря до температуры ниже точки росы. Образование адвективных туманов происходит в основном при пасмурной погоде в теплых секторах циклонов. 
• Радиационный туман возникает над сушей преимущественно ранним летом или ночью при хорошей погоде во время антициклонов. Причина образования тумана - охлаждение нагретого за день теплого и влажного приземного воздуха быстро остывшей сушей. После восхода солнца радиационный туман обычно быстро рассеивается.

Катабатический ветер (Katabatic Wind)

Кроме ветров, вызванных протяженными атмосферными образованиями - циклонами и антициклонами, и бризов существует еще одна важная разновидность локальных ветров - катабатические ветра (Katabatic Winds), также называемые стоковыми ветрами.

Эти ветра представляют собой мощные массы холодного воздуха, спускающиеся (отсюда и название) с возвышенностей и горных перевалов в низлежащие долины. Очень часто такие ветра имеют свои имена: «мистраль», «мельтеми», «бора». Скорость этих ветров может достигать ураганной (известны случаи, когда скорость ветра превышала 100 узлов!), и предсказать их поведение очень сложно. Перед тем как отправляться в очередное яхтенное путешествие внимательно изучите соответствующий раздел лоции и не стесняйтесь спросить у местных яхтсменов, - а что означает это малоподвижное скопление облаков над горами?

Ветер, падающий вниз из грозового кучево-дождевого облака, также является катабатическим.

Термины, используемые в прогнозах погоды

При чтении или прослушивании прогнозов погоды иногда звучат, казалось бы, обычные слова - «шторм», «скоро», «хорошая» и так далее. В метеорологической практике за этими словами стоят вполне определенные цифры, которые следует помнить.

• Gale - яхтенный шторм, 8 баллов по шкале Бофорта. 
• Gale warning - штормовое предупреждение. 
• О времени: ■ Imminent - указанное событие или изменение в погодных факторах произойдет в ближайшие 6 часов. ■ Soon - в промежуток от 6 до 12 часов. ■ Later - позже, чем через 12 часов. 
• О видимости (Visibility): ■ Fog - туман, видимость менее 1 км. ■ Poor - плохая, от 1 км до 2 п т . ■ Moderate - умеренная, от 2 до 5 п т . ■ Good - хорошая, более 5 п т . 
• О погоде: ■ Fair - без существенных осадков 
• Шкала Бофорта (B eaufort Scale)

Шкала, в которой одной цифрой можно обозначить состояние и внешний вид моря, высоту волн и скорость ветра, была разработана английским адмиралом Френсисом Бофортом в самом начале девятнадцатого века.


Следует сделать замечание - высота волн в шкале Бофорта указана для больших открытых водных пространств - океана и больших морей. Поэтому в прибрежном плавании высота волны будет несколько меньше, обычно на 1-2 балла меньше, чем ветер.

Для того чтобы быстро перевести скорость ветра из баллов Бофорта в узлы, можно воспользоваться приближенной формулой: умножить силу ветра по Бофорту на 5 и из полученной цифры вычесть 5, например,
6 fBt • 5 - 5 = 25 kts
Полезно запомнить также перевод скорости из метров в секунду в узлы - для перевода просто умножьте скорость в метрах в секунду на 2. Например,
10 m/s • 2 = 20 kts

Источники прогнозов погоды

Основным источником прогнозов является сеть Интернет. Даже если вы берете прогноз в своей чартерной компании или в офисе марины, - это скорее всего будет распечатка с какого- либо метеорологического сайта. Существует довольно много сайтов, позволяющих получить очень подробный прогноз по любой акватории с указанием силы и направления ветра. Одним из таких сайтов является www.windfinder.com:
Как мы уже видели, на синоптическую карту не наносят направление и скорость ветра.Удобную возможность получить именно наглядную карту ветров предоставляет, например, ресурс www.grib.us . После процедуры регистрации на сайте вы можете скачать и установить на свой персональный компьютер программу, позволяющую бесплатно получать актуальные прогнозы: Стрелка на карте показывает направление ветра, а сила ветра определяется с помощью оперения - каждая длинная линия означает 10 узлов, маленькая - 5 узлов: ветер юго-западный, 25 узлов.

Полезным ресурсом является также www.passageweather.com, дающий карты ветров, атмосферного давления, направления и высоты волны.

В море сводку погоды можно получить с помощью УКВ радиостанции, на 16 канале регулярно сообщается о штормовых предупреждениях и о том, какой канал в данной акватории отведен для передачи прогнозов.

Очень удобным средством получения не только прогнозов, но и предупреждений о разного рода навигационных опасностях является средневолновой специализированный прибор - Navtex. Более подробно он рассматривается в разделе, посвященном GMDSS.
Не забывайте о возможности собственных наблюдений-барометр, термометр, направление ветра и характер облачности дадут вам если не прогноз, то обоснованный повод с ним ознакомиться.

В заключение необходимо отметить, что современная метеорология способна давать точные прогнозы только на очень короткий промежуток времени. Старайтесь получать свежие прогнозы не реже чем раз в два дня.


Содержание:

Комментариев нет:

Отправить комментарий

Читайте также