Школа яхтенного капитана
Яхтенное судовождение.
Гидрометеорология на яхте. Погода.
Учебник: "Школа яхтенного капитана."
Составитель: Е. П. Леонтьев
Погодой называется физическое состояние атмосферы в данном месте, в данное время или
в ограниченном промежутке времени (сутки, месяц, год).
Непрерывные изменения погоды зависят прежде всего от суточного и годового хода всех составляющих
ее метеорологических элементов. Называют их периодическими, потому что они связаны
с периодичностью движения Земли вокруг своей оси (суточное) и вокруг Солнца (годовое).
Процессы же, происходящие при перемещении воздушных масс, вызывают непериодические
изменения погоды. Изучение этих изменений и исследование процессов в границах общей циркуляции
атмосферы с целью прогнозирования погоды - основная задача синоптической метеорологии.
Воздушные массы, атмосферные фронты, циклоны и антициклоны, их возникновение, развитие,
перемещение и взаимодействие - вот объекты наблюдений синоптиков.
Воздушные массы. Значительное количество в тропосфере воздуха, имеющего однородные
физические свойства и простирающегося в горизонтальном направлении на тысячи километров
и на 10-15 км по вертикали, называется воздушной массой.
Очаги формирования воздушной массы, где она приобретает определенные физические свойства,
обычно находятся в области малоподвижных циклонов или антициклонов, над однообразной подстилающей
поверхностью с однородным тепловым балансом - океанами, пустынями, степью, тундрой, Ледовитым
океаном и т. д.
Воздушные массы классифицируются по двум признакам: географическому - по положению очага
формирования и термодинамическому - по температуре, полученной в очаге формирования.
Географическая классификация воздушных масс
1. Арктический (антарктический) воздух (АВ) - формируется за северным и южным полярными кругами. Малозапыленная, очень устойчивая и прозрачная воздушная масса, с низкими температурами и большой относительной влажностью, создающей туманы и дымки. Может быть морским и континентальным.
Морской АВ (маВ) - формируется в северном полушарии, в частности в Атлантическом океане, между Гренландией, Шпицбергеном и Кольским полуостровом. Увлажняясь над океаном, приносит в Европу холодную и пасмурную со снегом погоду зимой и похолодание с ливнями летом.
Континентальный АВ (каВ) - формируется в северном полушарии в границах Европы, над Центральной Арктикой и приносит ясную и морозную погоду зимой, резкое похолодание - летом.
2. Полярный (ПВ) или умеренный (УВ) воздух - формируется в умеренных широтах. Устойчивость его зависит от очага формирования и направления движения. Также может быть морским (мПВ) и континентальным (кПВ).
3. Тропический воздух (ТВ) - формируется в зоне субтропических антициклонов, сильно прогревается в очаге формирования. Морской тропический воздух (мТВ) характерен большой абсолютной влажностью и неустойчивостью, континентальный ТВ - большой неустойчивостью, жарой.
4. Экваториальный воздух (ЭВ) - рождается в экваториальной зоне, характерен резко выраженными свойствами тропического воздуха.
Термодинамическая классификация воздушных масс
1. Холодная воздушная масса (ХМ) перемещается из холодного в более теплый район. Процессы в такой массе, прогреваемой снизу, большей частью неустойчивы. Воздух характеризуется сильной конвективностью, турбулентностью и порывистыми ветрами. Холодным массам, особенно морского арктического или морского полярного воздуха, сопутствуют кучевые и кучево-дождевые облака, несущие ливневые осадки, грозы, шквалы. Над морем характерна в зимнее время.
2. Теплая воздушная масса (ТМ) двигается из теплого района в более холодный. Охлаждаясь снизу, она несет с собой моросящие осадки и адвективные туманы. Атмосферные процессы в ней обычно устойчивы. Над морем наблюдается летом.
3. Местная воздушная масса (ММ) длительное время находится в одной географической зоне, поэтому ее основные свойства изменяются мало, а температурный режим и устойчивость зависят от соседства с воздушной массой другого типа.
Атмосферные фронты. При движении воздушные массы разных типов неизбежно соприкасаются
друг с другом. Это сопровождается резким изменением погоды. Переходная зона между двумя
массами называется поверхностью раздела, или фронтальной поверхностью, а линия пересечения
этой поверхности с земной - атмосферным фронтом.
Если фронт образовался между основными географическими типами воздушных масс - АВ и ПВ,
ПВ и ТВ, ТВ и ЭВ, он называется главным в отличие от вторичных (приземных) фронтов, образующихся
между географическими однородными воздушными массами.
Теплый фронт возникает при наползании теплой воздушной массы на холодную (рис.
121). Теплые массы, поднимаясь наклонно вверх, адиабатически (адиабатически - без притока
тепла извне или отдачи его в окружающую среду) охлаждаются - возникает широкая пелена
облаков слоистых форм с зоной обложных осадков впереди фронта. Давление перед фронтом
падает. Предшественниками теплого фронта являются перистые облака в виде "коготков". Судно,
пересекая зону теплого фронта, попадает в широкую полосу обложного дождя или снега с пониженной
видимостью. Перед теплым фронтом наблюдаются так называемые предфронтальные туманы.
Рис. 121. Теплый фронт.
Холодный фронт второго рода движется быстро и возникает при энергичном "подклинивании"
холодных масс под теплые, которые выжимаются вверх. В результате адиабатического охлаждения
в них образуются кучево-дождевые облака, сопровождаемые ливнями и грозами. Холодный фронт
с ливневыми облаками наступает "стеной". Впереди, в качестве предвестников фронта, быстро
движутся перисто-кучевые облака; ниже, в среднем ярусе, продвигаются "обточенные" ветром
высококучевые чечевицеобразные.
Давление непосредственно перед фронтом сильно и неравномерно падает, судно попадает в
зону ливней, гроз, шквалов и сильного волнения.
Холодный фронт первого рода движется медленнее по сравнению с холодным фронтом
второго рода.
Клин холодного воздуха как бы подсекает теплые массы, вынуждая их подниматься вверх, что
приводит к образованию облачной системы. Все процессы выражены не так бурно, как у холодного
фронта второго рода. За линией фронта имеется пелена слоисто-дождевых и высокослоистых
облаков, из которых выпадают обложные осадки (рис. 122).
Рис. 122. Холодный фронт.
В результате слияния теплого и холодного фронтов возникает сложный фронт - фронт
окклюзии. Скорость перемещения холодного фронта больше, чем теплого. Поэтому при слиянии
фронтов теплый воздух вытесняется вверх, образуя верхний фронт.
В зависимости от соотношения температур характер фронта окклюзии может быть:
- нейтрального типа, когда вытесненные теплые массы и облачные системы фронтов располагаются по фронтальным поверхностям, а температуры холодных масс, догоняющей и уходящей, одинаковы. При этом осадки постепенно ослабевают и прекращаются;
- теплого типа, когда температура массы наступающего холодного фронта выше температуры лежащей впереди массы. Поэтому более теплая наступающая масса начинает "скользить" вперед и вверх по поверхности раздела теплого фронта;
- холодного типа, когда температура наступающего холодного фронта более низкая. Холодные массы начинают как бы подсекать более теплые и заставляют их восходить вдоль поверхности раздела холодного фронта.
Погода окклюдированного фронта теплого типа сходна с погодой главных тепловых фронтов,
а холодного типа - с погодой холодных фронтов.
Рис.
123. Схема окклюдированного циклона.
Циклоны и антициклоны. Циклон и антициклон мы рассматривали как барические области
низкого и высокого давления. Эти же области несут также и одну из форм циркуляции атмосферы
- вихреобразные воздушные возмущения. В циклонах северного полушария эти вихри движутся
по спирали против часовой стрелки, в южном - по часовой, но всегда направлены к центру
циклона. Скорость ветра при этом всегда высокая. Так, в циклонах умеренных широт она достигает
20-30 м/с, т.е. штормовой и ураганной силы, а в тропических циклонах нередко превышает
60-70 м/с.
Погода в циклонах, особенно на линии теплого фронта, всегда пасмурная, облачная и прохладная,
летом - дождливая, а зимой - снежная с оттепелями. В теплом секторе молодого циклона облачности
и осадков нет, но над морем может быть и пасмурно.
Развитие циклона проходит несколько стадий: волны, молодого циклона, окклюдированного
циклона и заполненного циклона. На рис. 123 показана схема окклюдированного циклона северного
полушария.
В отличие от циклонов в антициклонах спиральные вихревые возмущения направлены от центра
антициклона. Ветровые потоки в северном полушарии дуют по часовой стрелке, в южном - против
часовой стрелки.
Погода в антициклоне обусловлена оседанием воздушных масс, их адиабатическим сжатием и
как следствие повышением температуры воздуха. Поэтому летом она спокойная, характерна
штилями и слабыми ветрами, малооблачностью и безоблачностью, с резким суточным ходом метеоэлементов.
Зимой погода ясная и морозная.
Карты погоды (синоптические карты) составляют по наблюдениям метеоэлементов на
метеорологических станциях в установленное (стандартное) время.
Для основных (приземных) синоптических карт результаты наблюдений снимают в 0, 6, 8 и
18 часов по Гринвичу. Раскодированную радиоинформацию, полученную от береговых или судовых
метеостанций, по определенной схеме условными знаками наносят на специальную карту. Для
яхтенного капитана, обычно не имеющего избытка информации о погоде, очень важно уметь
определять ожидаемую погоду по местным признакам.
