Школа яхтенного капитана

Яхтенное судовождение.

Гидрометеорология на яхте. Влажность воздуха, облачность, осадки.

Учебник: "Школа яхтенного капитана."
Составитель: Е. П. Леонтьев

Источником влаги в воздухе является вода, испаряющаяся с подстилающей поверхности океанов, морей, озер, рек, водохранилищ. Эта влага находится в атмосфере в трех состояниях: газообразном - в виде пара, жидком - в виде разной величины капель и твердом - в виде снега, града и других ледяных образований. Поскольку водяной пар - составная часть атмосферы, он существенно влияет на все атмосферные процессы.
Влажность воздуха определяется наличием в нем водяного пара, и зависит она от количества его массы, в метеорологии учитывают два вида влажности: абсолютную, выраженную массой водяного пара, содержащегося в единице объема воздуха (кг/м3), и относительную, выраженную отношением абсолютной влажности к ее максимальному значению при данной температуре. При 100% относительной влажности в воздухе может произойти конденсация водяных паров с выпадением воды. Температура, при которой это случается, называется точкой росы.

Наглядный пример жидкого и твердого состояния влаги в атмосфере - облака, состоящие из мельчайших капелек воды, кристалликов льда или их смеси. Необходимое условие образования облаков - насыщение водяных паров до состояния конденсации (превращение пара в воду) или сублимации (превращение пара в ледяные кристаллы, минуя жидкую фазу) и понижение температуры воздуха до критической. Кроме того, в воздухе должны находиться так называемые ядра конденсации (или сублимации). Основная масса ядер конденсации состоит из частиц соли, попавших в атмосферу из испаряющихся водной пыли и брызг во время штормов. Взвешенные в воздухе частицы соли переносятся воздушными потоками до встречи с водяными капельками. Ядрами конденсации могут быть и микроскопические частицы пыли и дымообразующих веществ. Переохлажденные капельки с ядер конденсации, замерзающие при низких температурах, могут сублимироваться и образовывать ледяные кристаллики.
В основу классификации облачных структур взяты латинские слова, характеризующие их внешний вид: страдус (stratus) - слой, кумулюс (cumulus) - куча, циррус (cirrus) - перо, альтус (altus) - высокий, опакус (opakus) - плотный, нимбус (nimbus)- дождь, транслюцидус (translu-cidus) - просвечивающий, фрактус (fractus) - разорванный, хумилис (humilis) - низкий.

Классификация выглядит следующим образом:

I. Облака нижнего яруса.

1. Слоистые облака (стратус - St) - высота 0,05-0,5 км. Сплошной, однородный, серый, низконависающий покров. Обычно дают моросящие осадки. В отдельных случаях могут простираться до видимого горизонта.
2. Слоисто-кучевые (стратокумулюс - Sc) - высота нижнего края 0,3-1,5 км. Сплошной волнистообразный серый покров, перемежающийся волнами и более светлыми промежутками между ними (Sc opacus). Выше 0,6 км образуются слоисто-кучевые просвечивающие облака (Sc translucidus) серого цвета с просветами. Могут давать морось.
3. Слоисто-дождевые (нимбостратус - Ns) - высота 0,1-1,0 км. Похожи на слоистые, но имеют более темный цвет. Сопровождаются обложными осадками.
4. Разорванно-слоистые (фракто-стратус - Fs) - сильно изорванные слоистые с просветами.

II. Облака вертикального развития.

5. Кучевые облака (кумулюс - Сu) - высота от 0,3 до 1,5 км. Белые кучи с серым плоским основанием и белыми кучеобразными вершинами. К ним относятся кучевые облака хорошей погоды (кумулехумилис - Сu hum), разорванно-кучевые (фрактоку-мулюс - Fa сu) и мощные кучевые (кумулюс конгестус - Сu cong). Эти облака осадков не дают (рис. 112).
6. Кучево-дождевые (кумуленимбус - Сb) - вершинами достигают высоты перистых облаков (6-10 км), походят на горы или высокие башни. Темное основание лежит на высоте около 0,5 км. Вершины ярко-белые, состоят из ледяных кристаликов. Верхняя часть облака обычно размыта в стовроны, имеет вид наковальни. Эти облака несут сильные ливневые осадки, грозы, град, сопровождаются шквалами (рис. 113).

III. Облака среднего яруса.

7. Высококучевые (альтокумулюс - Ас) - образуются на высоте 2-6 км, имеют вид светлых слоисто-кучевых просвечивающих облаков в сочетании с параллельными полосами пластинообразных и хлопьевых образований, параллельных гряд, осадков не дают (рис. 114).
8. Высокослоистые (альтостратус - As) - образуются на высоте 3-5 км в виде пелены светло-серого или синеватого цвета. Могут быть просвечивающимися и плотные, создающие пасмурность.

Все облака среднего яруса имеют смешанную структуру из смеси капелек с ледяными кристаллами. Осадки, выпадающие из них летом, поверхности земли не достигают.

Рис. 112. Кучевые облака хорошей погоды.	Рис. 113. Кучево-дождевое облако ("наковальня").	Рис. 114. Высококучевые облака ("барашки").
Рис. 115. Перистые облака.	IV. Облака верхнего яруса. 9. Перистые (циррус - Ci) - легкие, волокнисто-нитевидной формы в виде белых отдельных волокон, иногда "коготков" (рис. 115). 10. Перисто-кучевые (циррокумулюс - Сс) - мелкие "барашки", иногда похожие на рыбью чешую. Могут наблюдаться вместе с перистыми облаками. 11. Перисто-слоистые (цирростратус - Cs) - тонкая белесая прозрачная пелена, на фоне которой вокруг солнца или луны может образоваться ореол из цветных колец, так называемые круги гало. Эти и похожие явления - эффект преломления и отражения света в ледяных кристалликах, из которых и состоят перистые облака. Облака верхнего яруса находятся на высоте 6-10 км. Конденсат атмосферного водяного пара, выпадающий из облаков или образующийся на поверхности земля и наземных предметах, называется атмосферными осадками, которые могут быть жидкими (дождь, морось; на земле - роса) и твердыми (снег, снежная крупа, град; на земле - иней, изморозь, гололед).

По своему характеру выпадающие осадки могут быть:

• ливневыми - внезапными и быстротечными выпадениями дождя, снега, крупы или града из кучево-дождевых облаков обычно весной и летом;
• обложными - продолжительный и равномерный дождь или снег, выпадающий из высокослоистых или слоисто-дождевых облаков при пасмурной погоде и на большой площади; в умеренных широтах преобладают осенью и зимой;
• моросящими (морось) - мельчайшие капельки воды, не оставляющие следа на воде; выпадают из низких слоистых облаков или из густого тумана; чаще всего бывают осенью.

Скопление микроскопических капелек воды в нижних слоях атмосферы, при которых горизонтальная видимость составляет менее полумили, называют туманом. Образуются туманы при высокой относительной (около 100%) влажности и в присутствии в воздухе ядер конденсации. По причинам, их вызывающим, туманы делятся на:

• радиационные, возникающие над сушей в предутренние часы из-за потери тепла подстилающей поверхностью.
  С повышением дневной температуры быстро рассеиваются. Для мореплавателя такие туманы, лежащие низко над землей (поземные), опасны тем, что, появляясь на побережье, могут закрывать плавучие и береговые знаки навигационного ограждения. При этом могут быть видимы высоко расположенные верхние части зданий, маяков, других береговых предметов. Над морем радиационные туманы появляются только в высоких широтах при большой относительной влажности воздуха;
• адвентивные (адвекция (лат.) - перенос), образующиеся на воде при перемещении теплого влажного воздуха над охлажденной поверхностью моря. Плотны и устойчивы к ветрам до 10 м/с. Перемещаясь с ветром, они заволакивают большие районы. Видимость в адвективных туманах охлаждения может быть от нескольких десятков до нескольких метров. Имея большую высоту над уровнем моря, такой туман усложняет плавание, закрывая не только встречные суда, но и огни маяков;
• адвентивные туманы парения, невысокие, до нескольких метров, клубящиеся туманы, возникающие при перемещении холодного воздуха над теплой поверхностью моря. Встречаются при вторжении холодных масс арктического воздуха на незамерзающие моря в холодное время года.
  Разновидностью тумана является туманная дымка, видимость при которой 0,5-5 миль.

Кроме осадков и туманов на ухудшение видимости может влиять сухая мгла - механическое помутнение атмосферы, которое встречается в море вблизи берегов при прохождении мимо больших промышленных городов. Мгла состоит из дыма фабричных труб, концентрации в воздухе различных неулавливаемых частиц пыли, выхлопов двигателей автотранспорта, дыма лесных пожаров и т.д. Другой вид мглы образуется в результате сноса ветром с берега (с сухих песчаных равнин и пустынь) в море пыли и мелкого песка. Смесь тумана и мглы называют смогом.

В сухую жаркую погоду в море можно наблюдать явление оптической мутности атмосферы, когда сильные конвективные токи воздуха различной плотности перемешивают его. При этом в неоднородной воздушной среде при разных температуре и давлении резко меняются условия отражения, рассеивания и преломления световых лучей: предметы теряют свою четкость, становятся расплывчатыми искаженными, снижая тем условия видимости.
В отличие от навигационной метеорологическая видимость определяется предельным расстоянием видимости наблюдаемого предмета в условиях данной погоды. Для определения дневной дальности метеорологической видимости существует десятибалльная шкала (табл. 5).

Таблица 5. Шкала метеорологической видимости (для летнего плавания).

Следующая глава Содержание