Откуда берется ветер (стр. 2 )

Хотя это может показаться не важным, но эта разница в скорости и направлении ветра над землей и на высоте весьма важна при наблюдении за погодой и при ее прогнозе. Чтобы лучше объяснить эти моменты, мы должны условиться о терминах. Ветер называют по направлению, откуда он дует. Северный ветер дует с севера на юг, юго-западный ветер дует с юго-запада и т. д. Также, морской бриз дует с моря на берег, я береговой бриз – с берега в море. Изменения направления ветра тоже имеют свои названия. Поворот ветра вправо называется «veer» (вие), а влево «backing shift» или «back» (бэк), как показано на рисунке G135.

Северный ветер, который меняется на северо-восточный – идет вправо (veered), если лн меняется на северо-западный, то идет влево, против часовой стрелки (backed). Эти определения применяются к ветрам всех направлений и во всех местностях как в северном полушарии, так и в южном. Направления относительно ветра также имеют свои названия. “Windward” (виндвард) означает – ветер в лицо. “Leeward” (леевард) – ветер в спину. “Lee shore” – (лее-шое) – подветренный, на который вы смотрите, глядя по ветру (не против ветра!)

Чтобы определить, где находится центр циклона, нужно стать лицом к ветру, и тогда центр низкого давления окажется на вашей правой стороне, немного сзади (около 30°).(см. рис G168)

Если мы имеем северный ветер, скажем, 30 узлов на высоте кучевых облаков, то у поверхности будет только 20-узловой ветер от северо-северо-запада. Причина – трение воздуха о поверхность земли. Другими словами – ветер наверху поворачивает вправо относительно к ветру у земли, и это справедливо для всех ветров в антициклонах и циклонах. Результатом этого есть направление движения кучевых облаков. Поскольку они бегут в ветрах наверху, направление их движения не совпадает с направлением ветра у земли. Если вы станете лицом к ветру, вы увидите облака, бегущие не строго на вас. Обычно их курс отклоняется на 30° вправо.  Порывы ветра – другой пример этого эффекта. Причиной порывов служит вертикальная нестабильность в воздухе. Порывы – это просто большие «куски» ветра с высоты, которые брошены вниз, к земле. И поскольку они приходят сверху, где нет трения о землю, ветер в порывах сильнее и заходит вправо относительно ветра, сохраняя свое «верхнее» направление. Если коротко: когда приходит порыв ветра, он отворачивает вправо.

Другим результатом трения есть его вклад в типичное изменения направления ветра у низкого берега. Поскольку вода создает меньшее трение, чем суша, над морем ветер обычно сильнее, чем на берегу. Не есть редкостью, что ветер над большим водным пространством вдвое сильнее, чем на ближайшем берегу в то же время – важная практическая подсказка для выходящих в море из гаваней или прибрежных якорных стоянок. Когда трение о воду сменяется трением о землю при пересечении береговой черты, направление ветра также изменяется и ветер отворачивает влево, начиная с некоторого расстояния от берега. (G267).

 Общая тенденция такая, что при приближению к берегу, ветер дует более перпендикулярно береговой чете, чем в открытом море.

Наряду с тем фактом, что ветра циркулируют в разных направлениях вокруг циклона и антициклона, имеется другое, более важное различие между этими погодными системами: Циклон всегда приносит плохую погоду, а антициклон – обычно хорошую. Более того, ветра в циклонах всегда сильнее. А антициклоны известны своими слабыми ветрами. Чтобы разобраться, почему это происходит, давайте пристальнее взглянем на то, какие силы здесь вовлечены. Зная, что две силы причиняют ветра – градиент (или разность) давления, и Кориолисова сила, путем несложных векторных разложений сил, можно сделать вывод, что для ветров в антициклоне результирующая сила = Кориолисова сила – сила разности давлений. В циклоне же, эта результирующая сила, вызывающая ветер будет = Кориолисова сила + сила разности давлений, что конечно же больше, чем в первом случае. А значит, и ветер в циклоне сильнее.

Как правило, чем быстрее движется циклон, тем интенсивнее его ветра. Летом циклоны путешествуют со скоростью 10 -20 узлов; зимой скорость их движения возрастает до 20 -30 узлов. В любое время года циклон может остановиться (так называемый «стационарный циклон»), а зимой его скорость может достигать 60 узлов. Повсюду в средних широтах  (30° - 60°), циклоны движутся в восточном направлении через океан. В тропиках же - больше в западном направлении.

Вся плохая погода – это циклоны. Шторм – это большой циркулирующий циклон; ураганы и другие тропические депрессии – это малые, интенсивные циклоны; фронтальные системы – это длинные и узкие области низкого давления; и шквалы – очень локализованные циклоны под высокими кучевыми облаками. Наряду с сильными ветрами, циклоны приносят облачность и дождь: так как воздух в циклонах всегда поднимается, он охлаждается с высотой до точки росы, и когда он становиться насыщенный влагой или кристаллами льда, начинается дождь. В антициклонах же, воздух опускается, и любые облака, что появились в антициклоне, испарятся при опускании вниз и нагревании.

Сравнительные характеристики антициклонов и циклонов
	Антициклоны	Циклоны
Ветра	Слабые и переменные	Сильные и порывистые
Циркуляция ветра	По часовой стрелке	Против часовой стрелки
Небо	Чистое, безоблачное	Облачность, дожди
Вертикальное перемещение воздуха	Опускается	Поднимается
Относительная температура	Тепло	Холодно
Давление	1020 – 1040 mb	1000 – 970 mb
Центры	Тихий океан, Бермуды, Азоры, Сибирь	Алеутские о-ва, Исландия, Азия

В следующей статье мы рассмотрим фронты и фронтальные системы.

Атмосферные фронты и фронтальные системы

В предыдущей статье мы рассмотрели причины появления ветра, которыми являются циклоны и антициклоны и их взаимодействие. Безусловно, яхтсмена в первую очередь интересуют циклоны, несущие с собой плохую погоду с сильными ветрами, которых он хотел бы избежать, или, по крайней мере знать, с какими условиями придется столкнуться, чтобы подготовиться к ним. Обычно, циклон несет с собой атмосферные фронты – теплый и холодный, каждый из которых обладает определенными свойствами, и которые мы изучим в этой статье.
Атмосферным фронтом называют границу раздела между двумя воздушными массами разной плотности. Поскольку температура является главным регулятором плотности воздуха, то фронт обычно разделяет воздушные массы с разной температурой. Наряду с этими характеристиками, прохождение фронтов обуславливает изменение давления, направления и силы ветра, влажности, облачности. Существует несколько типов атмосферных фронтов: теплый фронт, холодный фронт, фронт окклюзии и стационарный фронт. Обычно, фронт называют соответственно температуре воздушной массы, идущей вслед за ним. Фронт, за которым находится теплый воздух (или теплый сектор циклона), называют теплый фронт, и наоборот, если за фронтом приходит холодный воздух – это холодный фронт. Прежде, чем рассмотреть особенности каждого из них, давайте рассмотрим структуру циклона с фронтами в целом.

 На рисунке G450a представлен циклон с фронтами и направления ветров в нем.

Рис. G450a  Типичный циклон с фронтами

Следующая иллюстрация G450b показывает распределение облачности на фронтах.

Рис. G450b

Выпадение осадков и при прохождении фронтов показано на рисунке G450c

 
Рис. G450с

Приведенные выше рисунки наглядно демонстрируют, с какими разными условиями мы сталкиваемся при прохождении фронтов. Сравнительная характеристика фронтов приведена в таблице 1.

	Перед фронтом	При проходе фронта	За фронтом
Погода	Продолжительный дождь или снег	Дождь заканчивается	Морось или легкий дождь
Облачность	Последовательно Ci, Cs, As, Ns	Низкие слоисто-дождевые	Слоистые или слоисто-кучевые
Ветер	Постоянно усиливается и поворачивает против часовой стрелки	Резко поворачивает по часовой стрелке	Постоянное направление и сила
Давление	Постоянно падает	Наименьшее значение	Небольшие изменения
Температура	Стабильная или слегка растет	Повышается	Не меняется или слегка растет
Видимость	Хорошая	Плохая из-за тумана	Хорошая или плохая при тумане или мороси

Таблица 2. Теплый фронт

Холодный фронт

Любой фронт (кроме окклюдированного), движущийся таким образом, что теплый воздух замещается холодным при его прохождении, называется теплый фронт. (См. рис. G207b)

рис. G207b

При своем приближении холодный фронт выглядит как стена темных кучево-дождевых  грозовых облаков. При прохождении фронта ожидается проливной дождь с грозой, возможно град. Ветер порывистый и резко сменяет направление по часовой стрелке. Затем небо проясняется.
Подробности смотрите в таблице 3.