<
Какая будет погода?.
Н.И.Егоров.
«Катера и яхты» №3(015) 1968 год с.88-91
Этот вопрос беспокоит, пожалуй, каждого выходящего в море. Опытные моряки внимательно прислушиваются к сводкам и прогнозам, передаваемым бюро погоды по радио, знакомятся с гидрометеорологической обстановкой по синоптической карте, стремятся получить консультацию у синоптиков. Однако методы современной метеорологии не обеспечивают полной надежности прогноза, а кроме того, сводки, как правило, даются для сравнительно большого района и поэтому недостаточно конкретизированы по времени и месту.
На помощь приходят местные признаки погоды, которые позволяют (хотя и не всегда) самостоятельно сделать прогноз на ближайшие 6—12 часов.
Под местными признаками понимаются обоснованные теоретически и проверенные опытом физические признаки предстоящей погоды, наблюдаемые в одном определенном пункте. Эти признаки обычно представляют собой видимые издали проявления (иногда последствия) изменений в атмосфере. Их основой являются процессы, происходящие в атмосфере и определяющие ее состояние, т. е. погоду (местные признаки не следует путать с приметами погоды, теоретические далеко не всегда обоснованными).
Согласно современным представлениям, погода и ее изменения определяются свойствами воздушных масс и процессами, протекающими на границах раздела— атмосферных фронтах. Свойства воздушных масс, имеющих горизонтальные размеры в несколько тысяч километров, а вертикальные — в несколько километров и характеризующихся более или менее однородными физическими свойствами, зависят от притока тепла и влаги в атмосферу от подстилающей поверхности земли и моря. Например, в летний период массы воздуха, находящиеся над сушей, будут более теплыми, но зато менее влажными, чем над океаном. Перемещаясь из одного географического района в другой, воздушные массы приносят с собой свою погоду и сами изменяются в процессе движения.
Выделяют два основных типа воздушных масс: теплую и холодную.
Теплая воздушная масса обладает более высокой температурой, чем подстилающая поверхность, на которую она переместилась, поэтому начинается охлаждение воздушной массы. При достаточном охлаждении содержащийся в воздухе водяной пар начинает конденсироваться и возникают туман либо низкие слоистые облака, из которых часто выпадают моросящие осадки. Теплую воздушную массу называют также устойчивой, так как обычно в ней слабо развиты вертикальные движения, а ветер имеет постоянные силу и направление. Наиболее четко свойства теплой воздушной массы проявляются в Прибалтике и Ленинграде в холодную половину года при поступлении воздушных масс из Северной Атлантики.
Холодная воздушная масса наоборот — подогревается более теплой подстилающей поверхностью. При этом возникают мощные восходящие движения, вызывающие появление порывистого ветра, образование кучевых облаков, а при значительном прогреве и влажности воздуха — дождевых облаков, ливневых осадков и гроз. Холодная воздушная масса, называемая неустойчивой, характеризуется значительными суточными изменениями («ходом») температуры, облачности и ветра над сушей, которые имеют минимальные значения перед восходом и достигают максимума после полудня. Над морем суточный ход метеорологических элементов значительно меньше.
Типичная погода холодной (неустойчивой) - воздушной массы отмечается над сушей в теплые летние дни при поступлении воздуха с моря.
При определенном достаточно резком температурном различии теплой и холодной воздушных масс между ними возникает относительно узкая (около 100 км) переходная зона, называемая атмосферным фронтом. Если атмосферный фронт перемещается, в сторону холодного воздуха, т. е. приносит потепление, его называют теплым. Фронт, перемещающийся, в сторону теплого воздуха, называется холодным.
На рис. 1 показан вертикальный разрез атмосферы при наступлении теплого фронта (его движение показано стрелкой). Поверхность фронта, разделяющая теплую и холодную воздушные массы, обозначена жирной линией, а пересечение, этой поверхности с поверхностью Земли (линия фронта) — словами «теплый фронт». Как видно из рисунка, наблюдатель прежде всего будет видеть перистые когтевидные и перисто-слоистые облака, расположенные на высоте 8—9 км и являющиеся передним краем всей облачной системы фронта. Эти облака опережают линию фронта на 700—800 км. Следовательно, считая среднюю скорость движения фронта 40—50 км/час, можно предсказать время прохождения линии фронта через пункт наблюдения с заблаговременностью 20—24 часа.
Продвижение фронта к пункту наблюдения сопровождается постепенным переходом перисто-слоистых облаков в высокослоистые, а затем слоисто-дождевые и выпадением обложных осадков. Ширина зоны обложных осадков (дождя) достигает 300 км. Одновременно наблюдаются постепенное повышение температуры, понижение давления и усиление ветра с небольшим изменением направления влево (против часовой стрелки, считая, что . наблюдатель стоит спиной к ветру).
После прохождения линии фронта отмечаются прекращение обложных осадков, потепление, небольшой рост или ровный ход давления. Ветер ослабевает и резко заходит вправо.
Приближение холодного фронта может быть предсказано со значительно меньшей заблаговременностью, чем Теплого, —всего за 6—8 час. и то с большими трудностями.
На рис. 2 показан вертикальный разрез атмосферы при наступлении холодного фронта. Передним краем облаков являются перисто-кучевые облака, располагающиеся на высоте 5—6 км, и весьма характерные для холодного фронта чечевицеобразные облака на высоте 4—5 км. Сами облака расположены впереди линии фронта всего на 200—300 км. За чечевицеобразными облаками наступает мощный вал кучево-дождевых облаков, прохождение которых сопровождается ливневыми осадками и грозами.
Одновременно с изменением облачности приближение холодного фронта сопровождается слабым падением давления, резким усилением и порывистостью вeтpa, особенно вблизи линии фронта, с некоторым поворотом влево. Вскоре после прохождения линии фронта осадки прекращаются, заметно холодает, повышается давление, ветер слабеет и делает резкий поворот вправо.
Приведенные погодные характеристики отражают условия прохождения полностью развитых фронтов, но нередко проходящие фронты находятся в стадии развития или разрушения, когда облачные системы выражены.слабо, а осадки могут отсутствовать. В этих случаях необходимо особенно внимательно следить за изменением давления и ветром.
Воздушные массы и атмосферные фронты обычно являются составными частями мощных вихрей — циклонов и антициклонов, имеющих в диаметре несколько тысяч километров.
Циклоны представляют собой атмосферные вихри с движением воздуха в них (в северном полушарии) против часовой стрелки (в плане) и отклонением к. центру циклона. С циклонами связаны наиболее резкие изменения погоды, осадки и штормовые ветры. В умеренных широтах циклоны обычно перемещаются с запада на восток со скоростью 40— 50 км/час.
Схема хорошо развитого циклона показана на рис. 3. Перемещение циклона показано стрелкой, идущей от места встречи теплого и холодного фронтов. Ясно, что характер изменения погоды в пункте наблюдения, расположенном на пути движения циклона, будет зависеть от того, какой стороной пройдет циклон через пункт наблюдения — правой или левой. Поэтому необходимо прежде всего научиться определять направление ка центр циклона и в последующем следить за изменением его положения. Для определения направления на центр циклона следует повернуться спиной к ветру, вытянуть левую руку вдоль плеча и отвести ее на 20° вперед. Рука укажет направление на центр циклона.
Первыми признаками приближения циклона служат перистые когтевидные облака теплого фронта, появление галло (круга) вокруг Луны или Солнца, красные вечерние зори и усиление ветра в вечернее время, не ослабевающее ночью при падении атмосферного давления.
При приближении циклона по линии ВВ, т, е. правой частью, на что указывает поворот ветра по часовой стрелке, смена погоды будет проходить так же, как и при приближении теплого фронта. За теплым фронтом погода будет соответствовать погоде теплой воздушной массы с последующим ее изменением на погоду холодного фронта. За холодным фронтом погода будет соответствовать погоде холодной воздушной массы.
При изменении направления ветра против часовой стрелки и падении давления следует ожидать прохождения циклона левой частью, т. е. по линии АА. Это обусловит наступление прохладной погоды с меняющейся облачностью и проходящими осадками при более или менее устойчивой силе ветра.
Антициклон представляет вихрь с движением воздуха (в северном полушарии) по часовой стрелке (в плане) и с отклонением от центра антициклона. Погода в районе антициклона обычно малооблачная или безоблачная с относительно слабыми ветрами, которые- могут усиливаться к его периферии. Отмечается хорошо выраженный суточный ход метеорологических элементов, особенно температуры, облачности и скорости ветра. Суточное изменение давления в умеренных широтах обычно составляет несколько десятых долей миллиметра; в тропической зоне, напротив, оно выражено весьма четко.
Приближение антициклона сопровождается непрерывным ростом давления и ослаблением ветра. Если при этом ветер поворачивает вправо, антициклон пройдет через пункт наблюдения правой частью, если влево— левой. Характер облачности в значительной степени зависит от сухости воздуха в антициклоне и от соотношения температуры воздуха и подстилающей поверхности.
В летнее время над сушей отмечается большой суточный ход температуры подстилающей поверхности. В связи с этим в дневное время воздух сильно нагревается, в нем возникают восходящие движения, приводящие к усилению ветра и образованию кучевой облачности. После полудня температура понижается, вертикальные движения воздуха затухают, облачность уменьшается и ветер ослабевает. Ночью обычно стоит ясная штилевая погода: это создает условия для сильного охлаждения нижнего слоя воздуха и почвы, вследствие чего на утренней заре может наблюдаться роса или туман, исчезающие после восхода Солнца. Давление воздуха незначительно понижается днем и растет ночью.
Сохранение описанного суточного хода метеорологических элементов при желтых и золотистых вечерних зорях служит надежным признаком сохранения антициклональной погоды на следующие сутки.
При достаточной влажности воздуха и интенсивном прогреве могут возникнуть мощные кучево-дождевые облака, сопровождающиеся ливнями и грозами.
Зимой в антициклонах обычно удерживается морозная ясная погода, нередко с туманами. При достаточной влажности воздуха может наблюдаться слоистая облачность.
Для правильного суждения о предстоящей, погоде важно уметь ориентироваться в барическом поле, т. е. уметь определять, какой частью циклона или антициклона захвачено место наблюдения.
Предположим, давление 993 мб (миллибар) и ветер SW 5 баллов. Строим оси N-S и W-E (рис. 4). По направлению ветра из начала координат проводим отрезок произвольной длины, который характеризует вектор скорости ветра. На конце отрезка указываем черточками, перпендикулярными направлению ветра, его силу: длинная соответствует 2 баллам, короткая — одному. Под углом 110° (примерно 10 румбов) от вектора скорости ветра влево (смотря по направлению ветра) из начала координат прокладываем линию, соответствующую направлению градиента давления G. В нашем примере она будет направлена на NNW. Затем из выражения G = ϖ/1,5, где ϖ —сила ветра в баллах, определяем величину градиента давления. При ϖ — 5 баллов получим G =5:1,5 = 3,3 мб/градус меридиана.
Из произвольной точки, взятой на линии градиента , как из центра проводим циркулем часть окружности, проходящей через начало координат, которую принимаем за изобару 993 мб. Из той же точки проводим изобары, кратные 5 мб, т. е. 990 и 995 мб, руководствуясь тем, что величина градиента соответствует изменению давления на расстоянии 1° меридиана (60 миль). Находим расстояние X между изобарами, кратными пяти, из соотношения
3.3/60 =5/Х
Отсюда — Х =90 миль.
Так как давление равно 993 мб, ближайшая изобара 995 мб пройдет от нашего пункта (от начала координат) на расстоянии
Y =(995-993)/5*Х
Отсюда Y = 36 миль,
На этом расстоянии от изобары 993 мб и проводится изобара 995 мб (в выбранном масштабе). Изобара 990 мб проводится на расстоянии Х=90 миль от изобары 995 мб в том же масштабе. Из сделанных по строений видно, что над пунктом наблюдения располагается юго-восточная часть циклона, так как давление меньше 1000 мб. Если бы давление было больше 1020 мб, изгиб изобар следовало бы сделать в другую сторону; это означало бы, что пункт наблюдения находится в северо-восточной части антициклона. Такой пример показан на рис. 5 для давления 1027 мб и ветра SW 3 балла.
Чтобы при давлении между 1000 и 1020 мб определить, какой изгиб имеют изобары — циклонический или антициклонический, следует руководствоваться местными признаками циклонов и антициклонов, приведенными выше, и использовать в сочетании с ними метод ориентировки в барическом поле. Производя указанные построения через 3—4 часа, можно составить представление о направлении и скорости перемещения циклона и антициклона.
Следует помнить некоторые общие правила.
1. Прогноз погоды по местным признакам может быть дан только на срок от нескольких часов до одних суток, а в ряде случаев невозможен.
2. Местные признаки позволяют оценить качественные стороны изменения погоды (усиление ветра, увеличение облачности и т. д.), но не позволяют предсказывать количественные характеристики (силу ветра, температуру и др.).
3. Чем больше признаков подтверждает наступление того или иного явления, тем прогноз надежнее. Нельзя давать прогноз, исходя только из одного признака. Необходимо внимательное и систематическое наблюдение за погодой и ее изменением.
4. Чем медленнее происходит смена погоды, тем на более продолжительное время она установится. Чем сильнее ветер, тем меньше его продолжительность.
Рекомендуемая литература
1. П. Н. Адамов, Местные признаки погоды, Гидрометеоиздат, 1961.
2. А. В. Куниц, М. В. Матвеев, Синоптическая метеорология, Гидрометеоиздат, 1964.
3. Метеорология для моряков (перевод с англ,), Гидрометеоиздат, 1964,
|
