 |
ПОНЯТИЕ ПОГОДЫ Из всех видов спорта парусный в наибольшей степени зависит от погодных условий. Без воды и ветра не было бы парусного спорта, и именно их взаимодействие делает его столь увлекательным. Некоторые яхтсмены воспринимают погоду как нечто само собой разумеющееся и, получив метеорологическую сводку, не задаются вопросом о возможном изменении погоды. Как правило, яхтсмены, живущие вдали от моря, считают, что изучение изменений погоды не имеет особого смысла, и в этом они абсолютно не правы. Каждый, кто регулярно участвует в соревнованиях, знает, что успех гонки во многом зависит от ее тактики. Когда такой яхтсмен узнает прогноз, он начинает размышлять, как погодные условия могут повлиять на ход гонки. Хотя окончательно все будет спланировано в день соревнований, ближе к началу старта, общую стратегию яхтсмен определяет заранее, лишь уточняя детали непосредственно перед стартом. Для экипажа крейсерской яхты прибрежного или дальнего плавания жизненно необходимы метеорологические сведения. Даже если яхта не покидает прибрежных вод, яхтсмен может столкнуться со значительными изменениями метеоусловий, поэтому всегда важно знать, как будет развиваться погода в течение дня: например, когда ожидать морской бриз или когда может опуститься туман. Знание основ метеорологии поможет понять обстановку. Например, прогноз о падении давления свидетельствует, что ветер изменит направление и усилится. Всем, участвующим в это время в гонках, представление о характере изменения ветра после прохождения циклона принесет пользу. Как правило, яхтсменам не хватает времени и терпения для приобретения детальных знаний по метеорологии, но понимание ее основ поможет сделать плавание более безопасным. Большинство яхтсменов затрачивают много времени на настройку яхты, покупку дорогостоящих приспособлений для улучшения ее качеств и очень мало времени уделяют изучению характера ветров и погодных условий, а эти знания могут очень пригодиться в плавании. Выйдя в море под парусами, вы, скорее всего, столкнетесь с различными погодными условиями в зависимости от времени суток. Ранним утром может быть совершенно ясное небо и легкий ветер, но после восхода солнца возможно появление кучевых облаков (1). Одновременно усилится и немного изменит направление ветер. К полудню кучевые облака могут стать крупнее (2), а иногда они становятся настолько большими, что начинается ливень или даже гроза. Дождевые облака обычно имеют большие закругленные вершины и тяжелые темные основания (3). Грозы случаются нечасто, в основном во второй половине дня или вечером, и большинство облаков редко вырастают до таких больших размеров, как показано на рисунке (4) Наиболее сильный ветер поднимается днем, но вечером, при ясном небе (5), ветер ослабевает и становится менее порывистым, а за ночь он может упасть почти до штиля. Когда это случается, при рваных облаках могут образоваться полосы тумана (6).
Подобные изменения направления ветра, формы облаков и температуры называют суточными изменениями. Их основные составляющие показаны на схеме возникновения и разрушения инверсии. Солнце в большей степени нагревает землю и в меньшей - воду, так как поверхность воды отражает значительную часть солнечного излучения. Поднимающееся с поверхности земли тепло нагревает воздух и образуются конвекционные потоки - восходящие и нисходящие течения, вызванные подъемом теплого воздуха, охлаждением и последующим опусканием его. Состояние атмосферы считают нормальным, когда температура воздуха падает с ростом высоты Чем выше, тем ветер становится сильнее, так как уменьшаются силы трения о поверхность земли. Усиление ветра в дневное время объясняется тем, что под действием нисходящих течений холодные потоки воздуха опускаются из верхних слоев атмосферы Во второй половине дня температура поверхности земли понижается, конвекционные течения замедляются и ветер ослабевает. Возникновение легких ночных ветров имеет аналогичное объяснение: холодный воздух вблизи поверхности земли вытесняет более теплый воздух вверх. Это явление, прямо противоположное нормальному (когда слои воздуха с более низкой температурой должны быть выше), называют инверсией. Инверсионный слой не позволяет соединяться ветрам верхнего и нижнего слоев, и, следовательно, ветер приземного слоя, сталкиваясь с препятствиями на поверхности, теряет свою скорость. Самой низкой скорость ветра будет на закате, когда ложатся полосы тумана и температура понижается. До полного восхода солнца земля будет остывать, но затем возникнут конвекционные потоки, и дневной цикл повторится. Различные изменения погоды могут расстроить эту модель, которая характерна для устойчивой погоды.
Прежде, чем делать предположения относительно ожидаемой погоды, необходимо изучить, как развиваются различные модели погоды. Насыщенность воздуха водяными парами зависит от температуры: теплый воздух содержит больше влаги, чем холодный. При охлаждении воздуха пар конденсируется, образуются водяные капельки, которые собираются в облака. Охлаждение воздуха происходит двумя путями. Первый - теплый воздух поднимается вверх, расширяется и отдает тепло массам холодного воздуха. Другой -теплый воздух может войти в контакт с чем-либо более холодным, например с поверхностью земли, в результате образуется туман. Подъем теплого воздуха вверх может быть трех видов: медленный подъем теплого воздуха над холодным (происходит вдоль фронтов); быстрый подъем воздуха в конвекционных потоках; подъем воздуха по склонам холмов или гор. Облака образуются главным образом в тропосфере; в зависимости от высоты различают три слоя облаков: нижний ярус - до 2 км над поверхностью земли - состоит из кучевых и слоистых облаков; средний ярус - от 2 до 8 км - высококучевые и высокослоистые облака; верхний - от 8 до 15 км -перистые, перисто-слоистые и перисто-кучевые. Знание формирований облаков различных типов важно для прогнозирования погоды. Не из всех типов облаков выпадают осадки: низкое облако, которое кажется тонким, дождя не предвещает, из тяжелого облака, поднимающегося высоко и содержащего мельчайшие капли и кристаллы льда, дождь выпадает сильный. Количество водяного пара в воздухе (соответственно размер и тип облака) в значительной степени зависит от пути, который прошли воздушные массы. Воздух, прошедший над океаном, содержит много влаги, а воздушные массы, сформировавшиеся над сушей, будут сравнительно сухими.
Хотя движение воздуха воспринимается как ветер, дующий над морем, оно захватывает и верхние слои высотой 16 км и более. Вся эта масса может быть теплой или холодной, влажной или сухой. Холодный воздух более плотный (относительно среднего значения), в то время как теплый воздух имеет меньшую плотность. Поэтому столб холодного воздуха весит больше, чем столб равного объема теплого воздуха. Вес столба воздуха, распределенного на единице площади, называют давлением: плотный холодный воздух в приземном слое создает высокое давление, а более теплый и менее плотный воздух - низкое давление. Характер образования теплых и холодных масс воздуха не всегда одинаков. Они изначально возникают в экваториальной и полярных областях, где получают соответственно самое большое и самое малое количество тепла. Разница в давлении между воздушными массами заставляет их двигаться из области высокого давления к области низкого. И хотя теоретически воздушные массы должны двигаться строго прямо, вращение Земли смещает траекторию их движения вправо в Северном полушарии и влево в Южном. На экваторе воздушные массы двигаются прямо от области высокого давления к области низкого. Движения масс воздуха, которые воспринимаются как ветер, также далеки от постоянства и образуют потоки, схематично показанные на рисунке. Тип погоды в значительной степени зависит от района, где сформировалось воздушное течение. Воздушная масса высокого давления из зоны субтропиков, двигаясь в направлении полюсов, постепенно охлаждается, и водяной пар, содержащийся в ней, образует низкое облако, часто закрывающее большую часть неба. Как крайний случай, облако образуется на уровне моря и дает широкую полосу тумана. Такое воздушное течение называют устойчивым. С другой стороны, воздушные массы высокого давления, движущиеся от полюсов в более теплые районы, образуют холодное воздушное течение, слои которого становятся тем теплее, чем они ближе к поверхности земли. Это неустойчивое воздушное течение. В теплых слоях воздуха в нисходящем течении возникают конвекционные потоки и, следовательно, образуются кучевые облака. Очевидно, существуют периоды, когда теплый и холодный потоки, встречаясь, формируют ярко выраженную пограничную зону - своего рода поле боя, на котором в результате противостояния воздушных потоков складывается сложная погодная обстановка. Линию, или границу, где встречаются
холодные и теплые массы, называют фронтом
окклюзии. Иногда клин теплого воздуха внедряется в массу холодного. Потоки
холодного воздуха, циркулирующие вокруг
клина, искажаются, размеры их увеличиваются,
пока не приобретут форму волны (см. стадию На рисунке показаны три стадии жизненного цикла циклона. На второй стадии ядро хорошо развито и клин теплого воздуха, называемый теплым сектором, зажат холодным воздухом и спереди, и сзади. Ведущую кромку массы теплого воздуха, называют теплым фронтом, а заднюю кромку - холодным фронтом. В третьей, заключительной, стадии циклона холодный фронт сталкивается с теплым и в результате ядро теплого воздуха сжимается у поверхности земли, что говорит о разрушении циклона.
На диаграмме справа показаны три стадии циклона. Сечение верхней схемы по штриховой линии дано внизу. Цифры относятся к приведенным выше фотографиям
|
 |
|
