Зоны распределения давления и преобладающих ветров и погода в них
Лекция 2. Оценка гидрометеорологических условий в Мировом океане.
План лекции
1. Общая оценка гидрометеорологических условий плавания в мировом океане.
2. Зоны распределения давления и преобладающих ветров и погода в них
3. Циклоны.
4. Тропические циклоны и правила расхождения судна с тропическим циклоном.
5. Антициклоны.
Рекомендованная литература:1,2,3,6,9.
Основные теоретические положения
1. Общая оценка гидрометеорологических условий плавания в мировом океане.
Изучение условий плавания в Мировом океане или его районах сводится к рассмотрению физико-гидрологических процессов, протекающих в воздушной и водной средах, и степени их воздействия на судно. В основе методов изучения лежит непременное условие рассматривать все элементы, характеризующие эти явления, в комплексе.
Погода в том или ином районе Мирового океана формируется под
влиянием климатологических центров действия атмосферы. Основополагающим фактором формирования таких погодных условий, как ветер, облачность осадки является температура воздуха тропосферы, т.к. от температуры зависят удельный вес воздуха и поэтому в районах с холодным воздухом атмосферное давление – повышенное, а в районах с теплым воздухом – пониженное. Температура воздуха зависит от степени нагрева поверхности Земли, которая в свою очередь зависит от двух основных факторов:
|
|
|
1. от угла наклона солнечных лучей к поверхности Земли;
2. от теплоемкости земной поверхности (теплоемкость – это количество тепла, при котором температура вещества повышается на 1°С).
Угол наклона солнечных лучей к поверхности Земли зависит от времени года и от широты места. Величина угла наклона лучей колеблется от 0° на полярных кругах (параллели 66°33´ N и 66°33´ S)до 90° на тропических кругах (параллели 23°27´N и 23°27´S). Поэтому в зависимости от широты места – поверхность Земли состоит из следующих физико-географических полюсов:
1. ЭКВАТОРИАЛЬНЫЙ пояс – между параллелями 8°N и 11°S$
2. СУБЭКВАТОРИЛЬНЫЕ пояса – между параллелями 8°N и 20°N, а так же между параллелями 11°S и 20°S
3. ТРОПИЧЕСКИЕ пояса -.между параллелями 20°N и 30°N, а так же между параллелями 20°S и 30°S.
4. СУБТРОПИЧЕСКИЕ пояса – между параллелями 30°N и 40°N, а так же между параллелями 30°S и 40°S.
5. УМЕРЕННЫЕ пояса – между параллелями 40°N и 65°N, а так же между параллелями 40°S и 58°S
6. СУБАРКТИЧЕСКИЙ пояс между параллелью 65°N и северным полярным кругом (66°33´N).
7. СУБАНТАРКТИЧЕСКИЙ пояс – между параллелью 58°S и южным полярным кругом (параллель 66°33´S).
8. АРКТИЧЕСКИЙ И АНТАРКТИЧЕСКИЙ пояса – полярные районы, ограниченные северным и южным полярными кругами.
|
|
|
Поскольку теплоемкость суши значительно больше, чем теплоемкость воды, то в летний период поверхность материка нагревается быстрее, чем морская поверхность, а в зимний период поверхность материка остывает так же быстрее, чем морская поверхность. Поэтому температура воздуха над материком выше, чем над океанами и наоборот.
Туманы, осадки и видимость – факторы, тесно связанные между собой. Сами по себе они не влияют на движение судна, но при большой интенсивности создают зоны плохой видимости, вынуждая судно значительно снижать скорость движения из-за возрастающей опасности столкновения со встречными судами, плавучими льдами, айсбергами и другими опасностями.
Туманом называется скопление мельчайших капель воды или кристаллов льда в прилегающих к земной поверхности слоях воздуха, вследствие которого горизонтальная видимость становится меньше 1 км. В зависимости от причин его образования различают несколько типов тумана:
- Морской, или адвективный, туман возникает при перемещении воздушной массы с теплых участков морской поверхности на холодные и является наиболее распространенным. Чаще всего этот туман наблюдается в конце весны и летом. Морской туман особенно часто образуется в районе холодных течений (например. Калифорнийского, Лабрадорского и Курильского), а также гам, где холодные и теплые течения проходят близко друг к другу, например к юго-востоку от мыса Игольный, где теплое течение граничит с относительно холодным течением Западных Ветров.
|
|
|
- Фронтальный туман возникает вследствие испарения теплых капель дождя в холодном воздухе. Он наблюдается сплошной полосой перед теплым фронтом или фронтом окклюзии. Этот туман отмечается в умеренных и высоких широтах и ограничивается зоной шириной обычно не более50 миль.
- Туман испарения («парение моря») наблюдается в холодное время года над арктическими морями у кромки льда, над полыньями и над внутренними морями (Черное, Балтийское), когда очень холодный воздух распространяется над относительно теплой поверхностью моря. В результате испарения водяной пар попадает в холодный воздух и начинает конденсироваться. Туман испарения обычно клубится, но строго локализован над теплой испаряющей поверхностью. Этот туман невысокий.
- Радиационный туман образуется в результате охлаждения подстилающей поверхности и прилегающего слоя воздуха под влиянием излучения и турбулентного перемешивания. Над морем этот туман возникает в устойчивых антициклонах в холодное время года, главным образом вследствие длительного выхолаживания воздуха в нижних его слоях. Вследствие турбулентного переноса водяного пара вверх сначала развиваются слоистые облака на высоте нескольких сот метров. Затем эти облака постепенно распространяются сверху вниз до земной поверхности, и тогда их уже называют туманом. Такой туман может сохраняться продолжительное время над большими районами.
|
|
|
Прогноз тумана. При прогнозе возникновения тумана следует прежде всего руководствоваться климатическими характеристиками данного района. Образование тумана всегда следует ожидать:
– вблизи кромки льда;
- при перемещении теплого воздуха на холодное течение;
-при резком потеплении;
-в зоне теплого фронта.
При наличии фактических данных о температуре воздуха и воды, точке росы и относительной влажности можно провести ориентировочную оценку вероятности образования тумана.
ОСАДКИ. Осадки (дождь, снег, крупа, град и т.д.) подобно туманам ухудшают видимость. При изучении осадков обращают внимание не только на их количество, но и на число дней выпадания в определенный срок (например, в месяц).
Обеспечение судов современными радионавигационными приборами снижает их зависимость от некоторых природных явлений, но не исключает необходимости их учета.
Сезонное колебание температуры воздуха приводит к изменению атмосферного давления. Среднее атмосферное давление на уровне моря –760 мм. рт. ст., или1013 мбар. Распределение атмосферного давления на поверхности земли неравномерно. Это обусловлено тем, что давление воздуха зависит от его плотности и от широты места, так как с широтой изменяется сила тяжести.
Атмосферное давление изменяется с высотой; оно не везде одинаково на одном и том же уровне и в каждой точке атмосферы непрерывно меняется с течением времени; стало быть, непрерывно меняется и распределение его в атмосфере. Изменения давления в любой точке связаны с изменениями всей массы воздуха над этой точкой, а изменения массы воздуха обусловлены, в свою очередь, движением воздуха.
Учитывая разницу изменений температуры в атмосфере над материком и океаном в летнее время над сушей возникает область пониженного давления, а над океаном – область повышенного давления, и наоборот.
По результатам многолетних наблюдений на поверхности Земли образовались устойчивые зоны повышенного и пониженного атмосферного давления, которые оказывают основное влияние на климат и поэтому называются – Климатологическими центрами действия атмосферы.
Рисунок 1.- Общая циркуляция атмосферы
По степени устойчивости – климатологические центры действия атмосферы делятся на круглогодичные и сезонные.
К круглогодичным климатологическим центрам относятся следующие районы земного шара:
1. Полярные максимумы атмосферного давления – области высокого давления (В) в Арктике и Антарктике;
2. Экваториальный минимум атмосферного давления – область низкого давления (Н) в районе экватора;
3. Азорский максимум атмосферного давления (Азорский максимум) – область высокого давления (В) в районе Азорских островов (Азорский антициклон).
4. Исландский минимум атмосферного давления (Исландский минимум) область низкого давления (Н) в районе Исландии (Исландский циклон).
5. Южно-полярный минимум атмосферного давления – область низкого давления (Н) вдоль южного полярного круга (вдоль параллели 66°33´S);
6. Южно-Американский максимум атмосферного давления (Южно-Американский макс.) – область высокого давления (В) в районе южной оконечности континента Южной Америки (Южно-Американский антициклон);
7. Южно-Африканский максимум атмосферного давления (Южно-Африканский макс.) – область высокого давления (В) в районе Южной оконечности Африки (Южно-Африканский антициклон).
8. Австралийский максимум атмосферного давления (Австралийский максимум) – область высокого давления (В) в районе Австралии (Австралийский антициклон).
9. Гавайский (Гонолульский) максимум атмосферного давления (Гавайский максимум) – область высокого давления (В) в районе Гавайских островов (Гавайский антициклон).
Рисунок 2.- Среднее распределение атмосферного давления: а – январь; б – июль;
К сезонным климатологическим центрам относятся области повышенного и пониженного давления, которые имеют место только в летний или зимний периоды времени:
1. Зимний канадский максимум атмосферного давления (Канадский макс.) – область высокого давления (В) в районе Канады и США в зимнее время года (Канадский антициклон).
2. Летний Канадский минимум атмосферного давления (Канадский мин.) – область низкого давления (Н) в районе Канады и США в летнее время года (Канадский циклон);
3. Зимний сибирский (азиатский) максимум атмосферного давления (сибирский max) – область высокого давления (В) в районе Сибири в зимнее время года (Сибирский антициклон);
4. Зимний Алеутский минимум атмосферного давления (Алеутский min) – область низкого давления (Н) в районе Алеутских островов в зимнее время года (Алеутский циклон);
5. Летний Аравийско-Индийский минимум (Аравийско-Индийский min) – область низкого давления (Н), которая простирается от Аравийского полуострова до Индии в летнее время года (Аравийско-Индийский циклон);
6. Зимний средиземноморский минимум – область низкого давления, которая простирается в районе Средиземного и Черного морей (Средиземноморский циклон).
Основной причиной возникновения ветра является неравномерное распределение атмосферного давления: воздушные массы всегда стремятся переместиться из области высокого атмосферного давления в область низкого атмосферного давления. На движение воздушных масс оказывает влияние несколько сил, среди которых наиболее значительны сила барического градиента, отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) и сила трения.
Сила барического градиента является основной силой, сообщающей ускорение воздуху, т. е. вызывающей ветер и меняющей его скорость. Если бы на воздушные частицы действовала только эта сила, то направление ветра совпадало бы с направлением барического градиента, т. е. от высокого давления к низкому. В действительности все гораздо сложнее.
Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли воздушные потоки отклоняются от направления барического градиента и северном полушарии вправо, а в южном – влево. В результате этого в северном полушарии в области низкого давления циркуляция воздуха происходит против направления движения часовой стрелки, в южном – по направлению движения часовой стрелки. Такая циркуляция воздушных масс называется циклонической.
В области высокого давления циркуляция воздуха происходит по направлению движения часовой стрелки в северном полушарии и против направления движении часовой стрелки – в южном. Такая циркуляция называется антициклонической.
Так как сила барического градиента и отклоняющая сила вращения Земли направлены в противоположные стороны и уравновешиваются, то воздушные частицы движутся вдоль изобар (линий одинакового давления). Это происходит в том случае, если движение воздуха прямолинейное и равномерное. Такой ветер называется геострофическим; скорость его прямо пропорциональна величине горизонтального барического градиента: чем гуще изобары на картах давления, тем больше горизонтальный барический градиент давления и тем сильнее ветер. Чисто геострофический ветер практически не наблюдается, но на высоте около 1 км и выше ветер дует приблизительно вдоль изобар с незначительными отклонениями.
Сила трения направлена в сторону, противоположную движению воздушного потока. Она уменьшает скорость и изменяет направление его движения. Влияние этой силы велико у поверхности земли, где она отклоняет воздушный поток влево от изобар, в результате чего он движется не вдоль изобар, а под некоторым углом (20–30°) к ним в сторону низкого давления. Поэтому в северном полушарии в нижних слоях циклона воздушный поток направлен против движения часовой стрелки от периферии к центру, а в антициклоне – по часовой стрелке от центра к периферии. Над морем сила трения меньше, чем над сушей. Исчезает сила трения лишь на высоте около 1 км.
Зоны распределения давления и преобладающих ветров и погода в них
Из тесной связи между ветром и горизонтальным распределением атмосферного давления выведен барический закон ветра (закон Бсйс-Балло): если смотреть в направлении ветра, то область низкого давления будет слева и несколько впереди в северном полушарии, справа и несколько позади в южном полушарии, а область высокого давления, наоборот,– справа и несколько позади в северном полушарии, слева и несколько впереди в южном полушарии.
Неравномерное распределение суши и моря значительно влияет на распределение давления и ветров, указанное на приведенной выше схеме (рис.1, 2). Это видно из климатических карт мира, где зоны высокого давления в северном и южном полушариях разбиты на отдельные области высокого давления--субтропические антициклоны. Эти антициклоны хорошо выражены над океанами.
Аналогично зона низкого давления в северном полушарии в районе параллели 60◦ распадается на отдельные области низкого давления---исландскую и алеутскую депрессии. В южном полушарии в районе параллели 60◦ суши очень мало, поэтому зона низкого давления здесь почти непрерывна.
Зимой наиболее высокое давление наблюдается над сушей. Летом давление над ней относительно низкое. Такие сезонные изменения в распределении давления вызывают глобальные изменения направления ветра над соседними районами океана; ярким примером этого может служить муссонная циркуляция над северной частью Индийского океана.
Экваториальная депрессия – полоса пониженного давления вблизи экватора между зонами пассатов обоих полушарий или между зоной пассата и муссоном. В течение года экваториальная депрессия меняет свое положение, смещаясь от экватора в то полушарие, в котором в данное время лето, однако в Атлантическом океане н на востоке Тихого океана она остается в северном полушарии весь год. Положение ее меняется и ото дня ко дню, иногда значительно. В экваториальной депрессии расположена зона затишья, для которой характерны слабые переменные ветры и штили, высокая температура воздуха, мощная кучевая и кучево-дождевая облачность, обильные осадки и грозы, часто сопровождающиеся шквалами. Туманы здесь отсутствуют. Преобладающая видимость более 5 миль.
Зоны пассатов. Пассаты дуют в обоих полушариях на обращенных к экватору сторонах субтропических антициклонов, расположенных к северу и югу от экваториальной депрессии. Они отличаются большой устойчивостью в течение всего года и охватывают обширную зону над океанами шириной около 1200 миль. Преобладающее направление пассатов у поверхности земли в северном полушарии северо-восточное, в южном – юго-восточное, средняя скорость их 4–8 м/с. Не наблюдаются пассаты на востоке Атлантического океана, в северной части Индийского океана п на западе северной части Тихого океана.
Погода в зонах пассатов обычно сухая, малооблачная. Исключение составляют западные районы океанов, где облачность довольно велика и осадки выпадают сравнительно часто, особенно летом. Количество облачности, а также повторяемость и интенсивность осадков в зонах пассатов увеличиваются по направлению к экваториальной депрессии. Ухудшение видимости чаще наблюдается в восточных районах океанов как из-за дымки или туманов, образующихся над холодными течениями, так и из-за песка и пыли, приносимых сюда с берега. В зонах пассатов возникают тропические циклоны.
Зоны переменных ветров находятся между зонами пассатов и западных ветров. Ветры в зонах переменных ветров слабые, часты штили. Погода в зоне переменных ветров малооблачная, С редкими незначительными осадками.
Зоны западных ветров расположены в северном и южном полушариях на обращенных к полюсам сторонах субтропических антициклонов. Постоянный проход через эти зоны циклонов с запада на восток вызывает значительное изменение направления и скорости ветра. Штормы наблюдаются часто, особенно зимой. Наиболее сильны штормы в южном полушарии. Район, ограниченный параллелями 40–50◦ южн. шир., получил название «ревущие сороковые».
Погода в зонах западных ветров неустойчива. В северном полушарии в западных частях этих зон летом часты туманы.
Зона полярных восточных ветров в северном полушарии находится к северу от зоны западных ветров. Штормы в описываемой зоне наблюдаются обычно зимой.
Погода в зоне полярных восточных ветров облачная. Туманы часто бывают летом. Плавание судов в большей части зоны осложняется льдом.
Муссоны - это сезонные ветры, дующие зимой с суши на море, а летом – с моря на сушу. Зимой суша охлаждается сильнее моря, давление над ней увеличивается и барический градиент направлен в сторону моря. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли зимний муссон у восточных берегов Азии имеет северо-западное направление, у южных – северо-восточное. Летом суша нагревается сильнее моря, давление над ней понижается и барический градиент направлен в сторону суши. Под влиянием отклоняющей силы вращения Земли летний муссон у восточных берегов Азии приобретает юго-восточное направление, а у южных юго-западное направление.
Муссоны наблюдаются также в северной части Австралии, и районах Новой Гвинеи и Малайского архипелага, у восточных и западных берегов Африки (в северном полушарии).
В умеренных широтах на западных берегах материков муссоны, как правило, не наблюдаются.
3. Циклоны. Циклоном называется область низкого атмосферного
давления с замкнутыми изобарами (минимальное давление в центре) и циркуляцией воздуха вокруг центра против направления движения часовой стрелки в северном полушарии по направлению движения часовой стрелки в южном.
Циклоны бывают различны по размерам и глубине: диаметр одного может быть около 100 миль, другого – более 2000 миль. Давление в центре циклонов колеблется от 980 до 1025 мбар, чаще от 995 до 1005 мбар, однако в отдельных случаях давление падает до 935 мбар и ниже.
Циклоны могут передвигаться почти в любом направлении, но чаще всего они направлены к северо-востоку в северном полушарии и к юго-востоку – в южном; скорость их перемещения колеблется от 10 до 40 уз, иногда достигает 60 уз. При заполнении циклонов скорость их перемещения уменьшается.
Циклоны обычно проходят серией, в которой может быть до пяти циклонов; в среднем период прохождения серии 5,5 суток.
В атмосфере непрерывно происходит образование, развитие и затухание циклонов. Циклоны у поверхности земли возникают в основном на холодных и малоподвижных фронтах и вблизи точек окклюзии затухающих циклонов. Различают четыре стадии развития циклонов:
1. Стадия волны, или стадия возникновения циклона. Образование
ее связано с изгибом малоподвижного фронта, появлением теплого и холодного его участков. У поверхности земли циклон оформлен одной-двумя замкнутыми изобарами.
2. Молодой циклон, или стадия углубления циклона. В результате
проникания холодных масс воздуха в тыл циклона, выноса тепла в его переднюю часть и ряда других причин, связанных с процессами в средней тропосфере, происходит дальнейший волнообразный изгиб фронта, падение давления в центре циклона. У поверхности земли циклон уже оформлен несколькими замкнутыми изобарами. В этой стадии теплый и холодный участки сближены и у поверхности земли хорошо выражен теплый сектор циклона. Изобары в теплом секторе почти прямолинейны.
Схема молодого циклона в северном полушарии приведена на рис.3.
СЕВЕРНОЕ ПОЛУШАРИЕ ЮЖНОЕ ПОЛУШАРИЕ
Рисунок 3.- Схема молодого циклона
В верхней части схемы в плане показано расположение воздушных масс, фронтов и линий токов у земной поверхности. Штриховкой отмечена область осадков. Ниже дан вертикальный разрез атмосферы по линии X – Y, проведенной параллельно пути перемещения циклона. Этот разрез позволяет составить представление о пространственной структуре циклона. Наиболее характерной особенностью циклона является облачная погода с обложными осадками. Мощная облачная система перед теплым фронтом занимает почти всю переднюю половину циклона. Вдоль теплого фронта лежит широкая полоса обложных осадков. Менее широкая полоса облаков с ливнями и шквалами расположена вдоль холодного фронта. В теплом секторе циклона безоблачную и малооблачную погоду можно встретить лишь на окраине циклона у основания теплого сектора. С приближением к вершине теплого сектора увеличивается облачность слоистых форм. Нередко здесь наблюдаются туманы и даже моросящие осадки.
Прохождение циклона вызывает значительные и резкие изменения погоды. Последовательную смену погоды можно представить себе, если двигаться вдоль липни разреза X – Y молодого циклона в северном полушарии, когда он захватывает данный пункт наблюдения своей правой частью. Первыми вестниками приближающегося циклона являются перистые облака, быстро несущиеся с западной половины горизонта. Они появляются примерно за I–1,5 суток до прохождения центральной части циклона. Вслед за перистыми облаками идут высоко-слоистые облака, постепенно уплотняющиеся и затягивающие все небо. Далее следуют слоисто-дождевые облака с обложными осадками. Одновременно с увеличением облачности наблюдается непрерывное падение давления и усиление ветра.
При прохождении теплого фронта обложные осадки прекращаются, температура воздуха возрастает, ветер резко поворачивает вправо (по направлению движения часовой стрелки). В теплом секторе наступает временное прояснение пли же наблюдается слоистая облачность с моросящими осадками и туманами. За 4–6 ч до наступления холодного фронта появляются его предвестники: чечевицеобразные облака на высоте 4 км и перисто-кучевые (мелкая рябь) на высоте 6 км.
Прохождение холодного фронта сопровождается повышением давления, быстрым похолоданием, ливневыми дождями и резким усилением ветра, приобретающего шквалистый характер. При этом наблюдается дальнейший поворот ветра вправо. Обычно южные и юго-западные ветры сменяются западными и северо-западными. Осадки холодного фронта сравнительно непродолжительны. Вскоре они прекращаются, появляются просветы голубого неба. Однако в тылу циклона погода бывает безоблачной только зимой или ночью. В тыловой части циклона днем нередко развиваются мощные кучевые облака, сопровождающиеся ливнями.
Аналогичная последовательность изменения погоды наблюдается в пункте, находящемся в южном полушарии к северу от центра циклопа, в левой его части.
3. Стадия окклюдирования циклона, или стадия максимального
развития циклона. В этой стадии происходит смыкание холодного фронта циклона с медленно движущимся теплым фронтом. При этом теплый сектор у поверхности земли ликвидируется, а теплый воздух все более вытесняется холодным в верхние слои тропосферы. Сложный фронт, образующийся от смыкания фронтов, называется фронтом окклюзии. Если циклон окклюдируется по типу теплого фронта, то фронту окклюзии предшествуют облака и осадки теплого фронта; возможен период обложных дождей, главным образом впереди и на линии фронта окклюзии. Если циклон окклюдируется по типу холодного фронта, то короткий период сильных дождей образуется в основном позади фронта окклюзии. На фронте окклюзии изменение направления ветра аналогично изменению его на холодном фронте (рис.4).
СЕВЕРНОЕ ПОЛУШАРИЕ ЮЖНОЕ ПОЛУШАРИЕ
Рисунок 4.- Схема окклюднрования циклона (по типу холодного фронта)
Скорость ветра в циклоне и глубина его после начала окклюзии достигают максимума.
4. Стадия заполнения циклона. В этой стадии давление в центре циклона начинает расти, скорость ветра уменьшается и циклон постепенно затухает.
Продолжительность каждой стадии циклона колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Наименее продолжительны начальные стадии его развития.
4. Тропические циклоны и правила расхождения судна с тропическим циклоном. Тропический циклон представляет собой
перемещающуюся обычно со скоростью от 70 до 240 миль в сутки область низкого атмосферного давления диаметром от 100 до 600 миль, в которой происходит интенсивное круговое движение воздушных масс против направления движения часовой стрелки в северном полушарии и по направлению движения часовой стрелки – в южном.
Тропические циклоны зарождаются над океанами в тропических широтах и от места зарождения движутся с постепенно возрастающей скоростью в область субтропических и умеренных широт; продолжительность их существования от 3–5 до 20 суток.
Атмосферное давление в тропическом циклоне от периферии к центру падает п в центре циклона составляет 950–970 мбар, а в отдельных случаях еще меньше; скорость ветра от периферии к центру возрастает и вблизи центра достигает ураганной силы.
Прохождение тропического циклона всегда сопровождается мощной облачностью, очень сильными и продолжительными ливнями и значительным волнением. Только в самом центре циклона в зоне шириной не более 20 миль небо обычно ясное («глаз бури») или покрыто тонкими высоко-слоистыми облаками. В этой зоне ветер ослабевает до штиля, однако развивается толчея, представляющая опасность для судов.
Тропические циклопы наблюдаются во всех океанах. Главнейшие очаги зарождения их следующие.
В Атлантическом океане:
Карибское море, район Малых Антильских островов и Мексиканский залив.
Район островов Зеленого Мыса.
В Атлантическом океане к югу от экватора тропические циклопы не возникают.
В Индийском океане:
Бенгальский залив и Аравийское море.
Район острова Мадагаскар и Маскаренских островов.
Район северо-западного побережья Австралии (Тиморское и Арафурское моря).
В Тихом океане:
Район Каролинских, Марианских и Маршалловых островов.
Юго-восточный район северной части океана.
Коралловое морс, район островов Фиджи и Самоа.
Тропические циклоны сначала движутся с востока на запад (в направлении общего переноса воздушных масс в тропиках). В дальнейшем они движутся в сторону высоких широт до точки поворота и далее отклоняются к северу и северо-востоку – в северном полушарии и к югу и юго-вocтoку -в южном. С выходом в умеренные широты или на материк тропический циклон постепенно заполняется и замедляет движение. Однако в случае проникновения в него более холодного воздуха он углубляется, увеличиваются скорость его перемещения и зона штормовых ветров.
Признаки приближения тропического циклона. Отдельные признаки приближающегося циклона можно наблюдать на значительном удалении от него. Так, например, ветры, связанные с тропическим циклоном, иногда распространяются на расстояние до 700 миль от его центра; зыбь отмечается на расстояниях до 400–500 миль, а в отдельных случаях до 1000 миль до центра циклона. На значительно больших удалениях от центра тропического циклона наблюдается ясное небо, высокая температура воздуха, духота, штиль или слабый ветер. Иногда отмечаются необычно окрашенные восходы и заходы солнца, при которых небо принимает огненный или медно-красный цвет с разнообразными оттенками, а также необычная флюоресценция моря и ореолы вокруг Солнца и Луны.
Важным признаком приближающегося тропического циклона на расстояниях до 1500 миль от центра циклона может служить появление перистых облаков в виде тонких полос, перьев и хлопьев, которые хорошо видны при восходе н заходе солнца. Когда эти облака кажутся сходящимися в одной точке за горизонтом, то можно считать, что на расстоянии около 500 миль от судна в направлении сходимости облаков расположен центр циклона. На расстоянии 300 миль от центра циклона полосы перистых облаков обычно вытянуты в направлении движения циклона. Однако на расстояниях, превышающих 250 миль от центра тропического циклона, признаки его приближения нельзя считать безусловными.
Более надежные признаки приближающегося тропического циклона представляется возможным установить с расстоянии порядка 200 миль. На этих расстояниях скорость ветра, связанного с тропическим циклоном, составляет 12–17 м/с; появляются разорванно-кучевые облака, которые приходят на смену перистым облакам; наблюдается значительная зыбь, идущая от центра циклона. Движение мелких одиночных кучевых облаков обычно надежно указывает на направление движения центра тропического циклона. Если стать навстречу движению кучевых облаков, то в северном полушарии центр тропического циклона будет расположен справа, а в южном полушарии – слева.
Так как зыбь распространяется по радиусам от центра циклона, то по направлению распространения зыби и можно судить о положении центра циклона, а по изменению этого направления составить представление о направлении движения циклона. При этом, однако, необходимо учитывать, что если между центром тропического циклона и судном имеются острова, то они могут изменить направление зыби.
С приближением тропического циклона происходит уплотнение облачности, усиление ветра и зыби. На расстояниях 100-150 миль от центра циклона наблюдается заметное падение атмосферного давления, хотя суточный ход его еще сохраняется. Скорость ветра в этой зоне достигает 17–24 м/с, кучевые облака заволакивают все небо и начинаются сильные ливневые дожди. Дождевые завесы обычно хорошо просматриваются на экране судового радиолокатора.
На расстояниях менее 100 миль от центра тропического циклона происходит резкое падение атмосферного давления и полностью нарушается его суточный ход. В 10–60 милях от центра циклона падение давления может достигать 10–-20 мбар в час. Ветер продолжает усиливаться: и 50–70 милях от центра циклона скорость его достигает 24– 28 м/с, а в 30–35 милях –33 м/с. Зыбь также усиливается и с приближением к центру циклона переходит в толчею.
Наиболее сильное волнение образуется: в северном полушарии в правой задней четверти циклона, а в южном полушарии – в левой задней четверти.
После прохождения центра тропического циклона наблюдаются те же метеорологические явления, какие наблюдались во время приближения центра циклона, однако в обратной последовательности и с большей скоростью их смены.
Правила для расхождения судна с центром тропического циклона. Попав в область действия приближающегося тропического циклона,
необходимо стремиться уйти с пути его движения и удалиться на возможно большее расстояние от центра и опасной четверти циклона. В северном полушарии наиболее опасной является правая передняя четверть тропического циклона, а в южном полушарии левая передняя, так как в этих четвертях ветер сносит судно по направлению к центру тропического циклона и пути его движения.
Определение положения центра тропического циклона, направления его движения и четверти циклона, в которой находится судно, выполняется по следующим правилам:
- Если стать спиной к ветру, то в северном полушарии центр тропического циклона будет находиться приблизительно на 60° влево, а в южном полушарии–вправо от направления, по которому дует ветер. По мере приближения судна к центру тропического циклона этот угол увеличивается и достигает 90° и более.
Судно в северном полушарии находится в наиболее опасной четверти, если при падении давления ветер изменяет свое направление по движению часовой стрелки. Судно в южном полушарии находится в наиболее опасной четверти, если при падении давления ветер изменяет свое направление против движения часовой стрелки.
Если направление ветра не меняется, сила его возрастает, а давление падает,– значит судно находится на пути центра приближающегося тропического циклона.
Если давление повышается,– значит центр циклона миновал. Когда при этом ветер изменяет свое направление по движению часовой стрелки, то
в северном полушарии судно находится в правой (в южном полушарии – в левой) задней четверти циклона, а когда ветер изменяет свое направление против движения часовой стрелки, то в северном полушарии судно находится в левой (в южном полушарии– в правой) задней четверти.
Применить на практике указанные правила не всегда представляется возможным, так как вследствие исключительной сложности гидрометеорологической обстановки в тропическом циклоне измерения значений гидрометеорологических элементов и наблюдения за их изменениями затруднены. Поэтому, если не удалось установить четверть, в которой находится судно, то для большей безопасности следует предполагать неблагоприятный случай, когда судно находится в наиболее опасной четверти. В этом случае в северном полушарии рекомендуется изменить путь с таким расчетом, чтобы ветер дул с носовых курсовых углов правого борта (в южном полушарии--левого борта). Если при дальнейшем уточнении окажется, что судно находится в левой передней четверти циклона, то курсовые углы ветра следует увеличить до кормовых. Обычно сведения о зарождении и движении тропического циклона систематически передаются по радио. При получении этих сведений полезно следить за изменением траектории движения циклона, пользуясь картой. На карту рекомендуется нанести центр циклона, а также сектор, в котором наиболее вероятно перемещение центра. Для получения упомянутого сектора следует из центра циклона проложить направление его движения в данный момент и под углом 40° в каждую сторону от этого направления– линии длиной, равной ожидаемому перемещению центра за сутки. Можно ожидать, что в течение ближайших 24 ч центр тропического циклона окажется где-то в пределах указанного сектора.
Если через некоторое время поступят новые данные о местоположении центра циклона, следует снова вычертить такой же сектор и внести необходимые поправки в меры, принимаемые для расхождения с циклоном. Направление движения центра циклона будет определяться направлением отрезка, соединяющего центры двух последних секторов.
Особенно важен рекомендованный контроль за изменением траектории движения циклона в тех случаях, когда судно находится вблизи района поворота циклона.
Ниже приводятся правила маневрировании в частных случаях при встрече с тропическим циклоном.
А. Правила маневрирования судна в зоне тропического циклона в северном полушарии
Случай I. Если судно находится в наиболее опасной (правой передней) четверти тропического циклона и может пересечь путь движения циклона заблаговременно, т. е. вдали от его центра, то нужно идти так, чтобы ветер был с правого борта. н по возможности держать путь перпендикулярно пути движения циклона. Это позволяет уйти в наименее опасную (левую переднюю) четверть циклона. Если пересечь путь движения циклона на значительном удалении от его центра не удается, то не следует пытаться выполнить этот маневр даже на судах с мощными машинами.
Случай 2. Если судно находится в наиболее опасной (правой передней) четверти тропического циклона и не может пересечь путь движения циклона заблаговременно, то нужно по возможности удалиться от центра циклона, приведя ветер на носовые курсовые углы правого борта (вариант «а»). Если удалиться от центра тропического циклона на значительное расстояние не удается, то судно должно удерживаться носом против волны, работая машинами (вариант «б»).
Рисунок 5.- Схема маневрирования судна в зоне тропического циклона в северном полушарии
Случай 3. Если судно приближается к циклону со стороны его наиболее опасной (правой передней) четверти, нужно изменить путь на обратный и поступить так, как указано в случае 2.
Случай 4. Если судно находится в левой передней четверти тропического циклона, нужно стремиться уйти от центра циклона путем, перпендикулярным* пути его движения, приведя ветер по правому борту.
Случай 5. Если судно находится в левой передней четверти тропического циклона и не может держать путь перпендикулярно пути движения циклона, то следует привести ветер на кормовые курсовые углы правого борта и идти полным ходом.
Случай 6. Если судно догоняет тропический циклон, нужно уменьшить ход, приведя ветер по левому борту, и ожидать, пока циклон не удалится.
Б, Правила маневрирования судна в зоне тропического циклона в южном полушарии
Случай I, Если судно находится в наиболее опасной (левой передней) четверти тропического циклона и может пересечь путь движения циклона заблаговременно, т. е. вдали от его центра, то нужно идти так, чтобы ветер был с левого борта, и по возможности держать путь перпендикулярно пути движения циклона. Это позволит уйти в наименее опасную (правую переднюю) четверть циклона. Если пересечь путь движения тропического циклона на значительном удалении от его центра не удается, то не следует пытаться выполнить этот маневр даже на судах с мощными машинами.
Случай 2. Если судно находится в наиболее опасной (левой передней) четверти тропического циклона и не может пересечь путь движения циклона заблаговременно, то нужно по возможности удалиться от центра циклона, приведя ветер на носовые курсовые углы левого борта (вариант «а»). Если удалиться от центра тропического циклона на значительное расстояние не удается, то судно должно удерживаться носом против волны, работая машинами (вариант «б»).
Рисунок 6.- Схема маневрирования судна в зоне тропического циклона в южном полушарии.
Случай 3. Если судно приближается к циклону со стороны его наиболее опасной (левой передней) четверти, нужно изменить путь на обратный и поступить так, как указано в случае 2.
Случай 4. Если судно находится в правой передней четверти тропического циклона, нужно стремиться уйти от центра циклона путем, перпендикулярным пути его движения, приведя ветер по левому борту.
Случай 5. Если судно находится в правой передней четверти тропического циклона и не может держать путь перпендикулярно пути движения циклона, то следует привести ветер на кормовые курсовые углы левого борта и идти полным ходом.
Случай 6. Если судно догоняет тропический циклон, нужно уменьшить ход, приведя ветер по правому борту, и ожидать, пока циклоп не удалится.
5. Антициклоны. Антициклоном называется область высокого
атмосферного давления с замкнутыми изобарами (максимальное давление в центре) и циркуляцией воздуха по направлению движения часовой стрелки в северном полушарии и против направлении движения часовой стрелки в южном.
Диаметр антициклона может достигать нескольких тысяч километров. Давление в центре антициклона в основном 1020–1040 мбар, в отдельных случаях до 1070–1080 мбар.
Антициклоны формируются в однородных воздушных массах. Они часто возникают в холодном воздухе. Развитые антициклоны часто малоподвижны.
Перемещаются антициклоны в основном с запада на восток, но траектории их направлены в сторону низких широт. Над восточной стороной океанов движение антициклонов медленное и устойчивое, над западной – наоборот.
В центре антициклона, как правило, преобладает малооблачная сухая погода со слабыми ветрами. К периферии антициклона происходит увеличение облачности и усиление скорости ветра. Температура воздуха в западной части антициклона, где господствуют южные ветры (в северном полушарии), обычно выше, чем в восточной, где наблюдаются северные ветры. В антициклоне резко выражен суточный ход метеорологических элементов, особенно температуры и влажности воздуха. Летом при сильной конвекции иногда возникают грозы. В холодное время года и ночью вследствие охлаждения воздуха от земной поверхности в антициклоне возможно образование приземных инверсий, низких слоистых облаков н туманов.
Вопросы для самоконтроля:
1. От чего зависит температура воздуха?
2. Какие Вы знаете физико-географические пояса и где они расположены?
3. Что такое туман и какие типы туманов Вы знаете?
4. Назовите устойчивые круглогодичные зоны повышенного и пониженного давления.
5. Назовите устойчивые сезонные зоны повышенного и пониженного давления.
6. Какую роль играет сила Кариолиса на изменение направления ветра и в чем ее суть?
7. Как влияет сила трения на изменение направления ветра?
8. Как изменяется направление ветров по зонам на земном шаре?
9. Каковы направления ветров в пассатах, антипассатах, муссонах и чем они обусловлены?
10. Что такое тропические циклоны и каково их влияние на волнение?
11. Каково влияние ветра на процессы волнения в океане?
12. Каковы основные особенности распределения направления ветра в Атлантическом океане?
13. Каковы основные особенности распределения направления ветра в Индийском океане?
14. Каковы основные особенности распределения направления ветра в Тихом океане?
Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 112; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!