-
Notifications
You must be signed in to change notification settings - Fork 1
/
chapter8.tex
1455 lines (1279 loc) · 112 KB
/
chapter8.tex
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
388
389
390
391
392
393
394
395
396
397
398
399
400
401
402
403
404
405
406
407
408
409
410
411
412
413
414
415
416
417
418
419
420
421
422
423
424
425
426
427
428
429
430
431
432
433
434
435
436
437
438
439
440
441
442
443
444
445
446
447
448
449
450
451
452
453
454
455
456
457
458
459
460
461
462
463
464
465
466
467
468
469
470
471
472
473
474
475
476
477
478
479
480
481
482
483
484
485
486
487
488
489
490
491
492
493
494
495
496
497
498
499
500
501
502
503
504
505
506
507
508
509
510
511
512
513
514
515
516
517
518
519
520
521
522
523
524
525
526
527
528
529
530
531
532
533
534
535
536
537
538
539
540
541
542
543
544
545
546
547
548
549
550
551
552
553
554
555
556
557
558
559
560
561
562
563
564
565
566
567
568
569
570
571
572
573
574
575
576
577
578
579
580
581
582
583
584
585
586
587
588
589
590
591
592
593
594
595
596
597
598
599
600
601
602
603
604
605
606
607
608
609
610
611
612
613
614
615
616
617
618
619
620
621
622
623
624
625
626
627
628
629
630
631
632
633
634
635
636
637
638
639
640
641
642
643
644
645
646
647
648
649
650
651
652
653
654
655
656
657
658
659
660
661
662
663
664
665
666
667
668
669
670
671
672
673
674
675
676
677
678
679
680
681
682
683
684
685
686
687
688
689
690
691
692
693
694
695
696
697
698
699
700
701
702
703
704
705
706
707
708
709
710
711
712
713
714
715
716
717
718
719
720
721
722
723
724
725
726
727
728
729
730
731
732
733
734
735
736
737
738
739
740
741
742
743
744
745
746
747
748
749
750
751
752
753
754
755
756
757
758
759
760
761
762
763
764
765
766
767
768
769
770
771
772
773
774
775
776
777
778
779
780
781
782
783
784
785
786
787
788
789
790
791
792
793
794
795
796
797
798
799
800
801
802
803
804
805
806
807
808
809
810
811
812
813
814
815
816
817
818
819
820
821
822
823
824
825
826
827
828
829
830
831
832
833
834
835
836
837
838
839
840
841
842
843
844
845
846
847
848
849
850
851
852
853
854
855
856
857
858
859
860
861
862
863
864
865
866
867
868
869
870
871
872
873
874
875
876
877
878
879
880
881
882
883
884
885
886
887
888
889
890
891
892
893
894
895
896
897
898
899
900
901
902
903
904
905
906
907
908
909
910
911
912
913
914
915
916
917
918
919
920
921
922
923
924
925
926
927
928
929
930
931
932
933
934
935
936
937
938
939
940
941
942
943
944
945
946
947
948
949
950
951
952
953
954
955
956
957
958
959
960
961
962
963
964
965
966
967
968
969
970
971
972
973
974
975
976
977
978
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990
991
992
993
994
995
996
997
998
999
1000
\twocolumn
\chapter{Гидрометеорология на яхте}\label{chap:8}
Успех морского плавания, особенно на парусном судне, в значительной
степени зависит от погоды, т.е. от состояния атмосферы у земной
поверхности в данный момент и на данном месте. Явления природы,
создающие погоду на море, рассматривают две смежные науки:
метеорология, изучающая земную атмосферу и происходящие в ней
физические явления и процессы, и океанология, исследующая, в
частности, физические свойства водной среды (гидросферы).
К основным метеорологическим элементам атмосферы, определяющим её
физическое состояние и процессы, происходящие в ней, относятся:
атмосферное давление, температура и влажность воздуха, облачность,
осадки, видимость и ветер. В океанологии элементами, так или иначе
влияющими на состояние погоды, считаются такие гидрологические
явления, как волнение, морские течения (в том числе и
приливно\-/отливные), температура, солёность и плотность воды.
В отличие от общей гидрометеорологии, которая занимается изучением
перечисленных элементов и их взаимодействия, навигационная
гидрометеорология носит более узкий характер. Её задача \--- помочь
мореплавателю разбираться в гидрометеорологической обстановке, уметь
её анализировать, правильно, по инструментальным и визуальным
наблюдениям оценивать состояние погоды на ближайшее время и, используя
официальные прогнозы по радио, уметь определять ожидаемую погоду по
местным признакам.
\section{Атмосферное давление}
Основным элементом при прогнозировании погоды в море можно считать
атмосферное давление. Старинная морская поговорка довольно длительно
говорит об этом:
\begin{quote}
Если барометра\index{барометр} стрелки падение \\
Требует в море вниманья и бдения, \\
То штурман тогда лишь спокойно заснёт, \\
Когда он высоко и кверху идёт. \\
\end{quote}
Физическая сущность атмосферного давления \--- это вес столба воздуха
от верхней границы атмосферы до земной (водной) поверхности. Плотность
воздуха постоянно меняется от колебаний температуры и влажности и от
давления верхних слоев атмосферы на нижние. Вместе с изменением
плотности воздуха меняется его вес и атмосферное давление.
Нормальным атмосферным давлением принято считать массу ртутного столба
высотой 760 мм на площади 1~см$^2$, находящейся на уровне Мирового
океана (уровне моря), при температуре 0\grC и на широте места 45\gr.
В практике метеорологических наблюдений атмосферное давление
измеряется миллиметрами ртутного столба, или миллибарами
(мбар). Специальные таблицы для перевода единиц атмосферного давления
имеются в <<Мореходных таблицах>> (МТ-75).
Для измерения давления в судовых условиях применяют два прибора \---
барометр\-/анероид\index{барометр-анероид} и барограф\index{барограф}.
Шкала \textbf{анероида}\index{барометр-анероид} (рис.~\ris{109})
градуирована в миллиметрах ртутного столба, а в последние годы \--- в
гектопаскалях (гПа) (по международной системе единиц (СИ) стандартное
атмосферное давление составляет 1013,247~гПа = 1013,247~мбар =
760~мм~рт.~ст.). На яхте анероид должен храниться в горизонтальном
положении.
Показания анероида снимают, не вынимая его из футляра, и исправляют их
тремя поправками, которые находят в паспорте прибора:
\begin{enumerate}
\item Поправка шкалы \--- по величине давления.
\item Поправка на температуру прибора получается при умножении
температурного коэффициента <<$c$>> на температуру прибора <<$t$>>
по формуле $d = c \cdot t$.
\item Добавочная поправка \--- на механическое состояние пружины
анероида и барокоробки. Эта поправка должна иметь дату определения в
паспорте.
\end{enumerate}
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[scale=1.2]{0109P}
\caption{Барометр-анероид}
\label{fig:109}
\small
\centering{}
1 \--- пружина; 2 \--- анероидная коробка; 3 \--- термометр\-/атташе; 4 \--- отсчёт 778,5~мм.
\end{figure}
Для удобства определения поправки на температуру прибора в анероид
включён полукруглый \textit{<<термометр\-/атташе>>}
\index{термометр-атташе}. Так как поправки анероида могут время от
времени изменяться, то перед выходом в плавание его необходимо
проверить.
\textbf{Барограф}\index{барограф} \--- прибор, ведущий непрерывную запись атмосферного
давления на специальной бумажной ленте \--- \textbf{барограмме}\index{барограмма}
(рис.~\ris{110}). Он удобен тем, что позволяет судить об изменении
атмосферного давления во времени, или, как говорят, о
\textbf{барометрической}\index{барометрическая тенденция}
\index{барическая тенденция} (барической) \textbf{тенденции}. Барабан, на
который надевается барограмма, имеет часовой механизм с заводом, при
котором лента совершает полный оборот в течение недели. Барограмма
имеет сетку, на которой нанесены по горизонтали временные интервалы
\--- часы и сутки, а по вертикали \--- давление в миллибарах.
Меняют ленту раз в неделю. При этом на обороте новой барограммы
необходимо записывать дату, время начала записи (с точностью до
минуты) и координаты яхты. Начало записи должно точно соответствовать
моменту записи по судовым часам. В это же время заводят часовой
механизм барографа. Держать барограф можно на отдельной полочке или
прямо на штурманском столе. В обоих случаях прибор нужно страховать от
падения при крене или на волнении. Ставить барограф следует на
амортизирующую прокладку (поролон или губчатую резину).
Барометрическую тенденцию (рис.\ris{111}) определяют по характеру
кривой на барограмме, как правило, за последние три часа.
\begin{figure*}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=0.8\linewidth]{0110P}
\caption{Барограф \No 4}
\label{fig:110}
\end{figure*}
\begin{figure*}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0111P}
\caption{Примеры барических тенденций}
\label{fig:111}
\small \centering{} Кривая выпуклостью вверх: при падении давления
\--- значительное ухудшение погоды (1), при повышении \--- к
улучшению погоды (4). Кривая выпуклостью вниз: при падении давления
\--- ослабление ветра, некоторое улучшение погоды (3); при повышении
\--- может усилиться ветер (2)
\end{figure*}
В суточном ходе атмосферного давления имеется два максимума \--- около
10 и 22 часов и два минимума \--- около 4 и 16 часов.
Показания барометра\index{барометр} обычно записывают в судовой журнал при смене вахт,
а при неустойчивой погоде \--- не реже чем через 2 часа. В последнем
случае давление надо наблюдать чаще и при резком изменении его падения
запись делается сразу же.
На справочных или синоптических картах точки с одинаковым атмосферным
давлением соединены сплошными линиями \--- изобарами. Все нанесённые
на карту изобары составляют барическое поле\index{барическое поле} данного района. Отдельные
участки барического поля, отличающиеся своей конфигурацией и типичной
разностью давлений, называют барическими системами \--- областями с
замкнутыми или незамкнутыми изобарами, с повышенным или пониженным
атмосферным давлением.
Различают две замкнутые (основные) барические системы\index{барическая система}:
\begin{description}
\item[циклон] \index{циклон} \index{барический минимум} (барический минимум) \--- область, ограниченная
концентрически замкнутыми изобарами, давление в которой понижается
от периферии к центру, где наблюдается самое низкое давление (в
умеренных широтах \--- 990\otdo 1005~мбар);
\item[антициклон] \index{антициклон} \index{барический максимум} (барический максимум) \--- область, также
ограниченная изобарами, но отличающаяся от циклона тем, что высокое
атмосферное давление в центре антициклона уменьшается к его
периферии.
\end{description}
Незамкнутые изобары складываются в три барические системы:
\begin{description}
\item[ложбина]\index{антициклон!ложбина} \--- область низкого давления, отходящая от циклона;
\item[гребень]\index{антициклон!гребень} \--- область высокого давления, отходящая от антициклона;
\item[седловина]\index{антициклон!седловина} \--- барическая система, расположенная крестообразно между соседними двумя циклонами и двумя антициклонами.
\end{description}
\section{Температура воздуха}
\index{температура воздуха}Температура воздуха в нижних слоях атмосферы складывается в основном
из температуры подстилающей поверхности - земли или воды, получающей
основную часть тепловой энергии солнца. Тепло приземных слоев воздуха
верхним передаётся двумя путями:
\begin{itemize}
\item непосредственным вертикальным смешиванием тёплых нижних слоев с
верхними в результате \textbf{конвекции}, т.\=,е. когда тёплый
воздух поднимается вверх, а более холодный воздух верхних или
соседних слоев заменяет его. Над морем конвекция всегда усиливается
ночью, при незначительном изменении температуры воды и более сильном
охлаждении верхних слоев воздуха;
\item вихреобразным, т.\=,е. \textbf{турбулентным}, беспорядочным
движением воздушных масс, переносящих тепло в самых различных
направлениях.
\end{itemize}
Температура воздуха зависит и от состояния погоды. При сплошной
облачности перепады температуры значительно меньше, чем при ясном
небе. Во время дождя и после него температура может понижаться.
Наконец, зависит температура воздуха и от широты местности: в тропиках
теплее, чем в умеренных или высоких широтах.
При наблюдении за температурой различают её суточный и годовой ход.
В спортивном мореплавании практическое значение имеет суточный ход
т.\=,е. изменение температуры в течение суток в определённом
районе. Обычно суточный ход температуры воздуха над морем достигает
минимума через 2\otdo 3 часа после восхода солнца, а максимума \--- к
15\otdo 16 часам. Такой суточный ход характерен лишь для устойчивой
хорошей погоды. Нарушается он при теплообменных процессах в атмосфере,
например при смене тёплых воздушных масс холодными. В таких случаях
ночная температура может оказаться выше дневной.
\textbf{Суточная амплитуда температуры
воздуха}\index{температура воздуха!амплитуда суточная} \--- разность между
самой высокой и самой низкой температурой за сутки зависит также от
облачности, при которой она уменьшается, и от времени года. В открытых
морях и океанах суточная амплитуда составляет около 1,0\otdo 1,5\grC,
а в закрытых морях может достигать 10\otdo 15\grC. Все это необходимо
учитывать, так как характер суточного хода имеет прямое отношение к
погоде. Так, нарушение правильного суточного хода температуры
предвещает ухудшение погоды, а при резком понижении дневной
температуры после ненастья можно ждать улучшения погоды. Ухудшение
погоды может наступить и при повышении температуры к вечеру.
\section{Влажность воздуха, облачность, осадки}
Источником влаги в воздухе является вода, испаряющаяся с подстилающей
поверхности океанов, морей, озёр, рек, водохранилищ. Эта влага
находится в атмосфере в трёх состояниях: газообразном \--- в виде
пара, жидком \--- в виде разной величины капель и твёрдом \--- в виде
снега, града и других ледяных образований. Поскольку водяной пар \---
составная часть атмосферы, он существенно влияет на все атмосферные
процессы.
Влажность воздуха
\index{влажность воздуха}
\index{влажность воздуха!абсолютная}
\index{влажность воздуха!относительная}
определяется наличием в нем водяного пара, и зависит она от количества
его массы, в метеорологии учитывают два вида влажности: абсолютную,
выраженную массой водяного пара, содержащегося в единице объёма
воздуха (кг/м$^3$), и относительную, выраженную отношением абсолютной
влажности к её максимальному значению при данной температуре. При
100\,\% относительной влажности в воздухе может произойти конденсация
водяных паров с выпадением воды. Температура, при которой это
случается, называется точкой росы.
Наглядный пример жидкого и твёрдого состояния влаги в атмосфере \---
облака, состоящие из мельчайших капелек воды, кристалликов льда или их
смеси. Необходимое условие образования облаков \--- насыщение водяных
паров до состояния \textbf{конденсации} (превращение пара в воду) или
\textbf{сублимации} (превращение пара в ледяные кристаллы, минуя
жидкую фазу) и понижение температуры воздуха до критической. Кроме
того, в воздухе должны находиться так называемые \textbf{ядра
конденсации} (или сублимации). Основная масса ядер конденсации
состоит из частиц соли, попавших в атмосферу из испаряющихся водной
пыли и брызг во время штормов. Взвешенные в воздухе частицы соли
переносятся воздушными потоками до встречи с водяными
капельками. Ядрами конденсации могут быть и микроскопические частицы
пыли и дымообразующих веществ. Переохлаждённые капельки с ядер
конденсации, замерзающие при низких температурах, могут
сублимироваться и образовывать ледяные кристаллики.
В основу классификации облачных структур взяты латинские слова,
характеризующие их внешний вид: стратус (\textit{stratus}) - слой,
кумулюс (\textit{cumulus}) - куча, циррус (\textit{cirrus}) - перо,
альтус (\textit{altus}) - высокий, опакус (\textit{opakus}) - плотный,
нимбус (\textit{nimbus})- дождь, транслюцидус (\textit{translucidus})
- просвечивающий, фрактус (\textit{fractus}) - разорванный, хумилис
(\textit{humilis}) - низкий.
Классификация выглядит следующим образом:
\begin{enumerate}[label=\Roman*.]
\item Облака нижнего яруса.
\begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item Слоистые облака (стратус \--- \textit{St}) \--- высота
0,05\otdo 0,5~км. Сплошной, однородный, серый, низконависающий
покров. Обычно дают моросящие осадки. В отдельных случаях могут
простираться до видимого горизонта (\rris{stratus}).
\item Слоисто\-/кучевые (стратокумулюс \--- \textit{Sc}) \--- высота
нижнего края 0,3\otdo 1,5~км. Сплошной волнистообразный серый
покров, перемежающийся волнами и более светлыми промежутками между
ними (\textit{Sc opacus}, \rris{stratocumulus-opacus}). Выше
0,6~км образуются слоисто\-/кучевые просвечивающие облака
(\textit{Sc translucidus}) серого цвета с просветами. Могут давать
морось.
\item Слоисто\-/дождевые (нимбостратус \--- \textit{Ns}) \--- высота
0,1\otdo 1,0~км. Похожи на слоистые, но имеют более темный
цвет (\rris{nimbostratus}). Сопровождаются обложными осадками.
\item Разорванно\-/слоистые (фрактостратус \--- \textit{Fs}) \---
сильно изорванные слоистые с просветами (\rris{fractostratus}).
\end{enumerate}
\itemОблака вертикального развития.
\begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item Кучевые облака (кумулюс \--- \textit{Сu}) \--- высота от 0,3
до 1,5~км. Белые кучи с серым плоским основанием и белыми
кучеобразными вершинами. К ним относятся кучевые облака хорошей
погоды (кумулехумилис \--- \textit{Сu hum}), разорванно\-/кучевые
(фрактокумулюс \--- \textit{Fa сu}) и мощные кучевые (кумулюс
конгестус \--- \textit{Сu cong}). Эти облака осадков не дают
(рис.~\ris{112}).
\item Кучево\-/дождевые (кумуленимбус \--- \textit{Сb}) \---
вершинами достигают высоты перистых облаков (6\otdo 10~км),
походят на горы или высокие башни. Тёмное основание лежит на
высоте около 0,5~км. Вершины ярко\-/белые, состоят из ледяных
кристалликов. Верхняя часть облака обычно размыта в стороны, имеет
вид наковальни. Эти облака несут сильные ливневые осадки, грозы,
град, сопровождаются шквалами\index{ветер!шквал}\index{шквал} (рис.~\ris{113}).
\end{enumerate}
\item Облака среднего яруса.
\begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item Высококучевые (альтокумулюс \--- \textit{Ас}) \--- образуются
на высоте 2\otdo 6~км, имеют вид светлых слоисто\-/кучевых
просвечивающих облаков в сочетании с параллельными полосами
пластинообразных и хлопьевых образований, параллельных гряд,
осадков не дают (рис.~\ris{114}).
\item Высокослоистые (альтостратус \--- \textit{As}) \--- образуются
на высоте 3\otdo 5 км в виде пелены светло\-/серого или синеватого
цвета. Могут быть просвечивающимися (\rris{altostratus-translucidus}) и плотные, создающие
пасмурность.
\end{enumerate}
Все облака среднего яруса имеют смешанную структуру из смеси капелек с ледяными кристаллами. Осадки, выпадающие из них летом, поверхности земли не достигают.
\item Облака верхнего яруса.
\begin{enumerate}[label=\arabic*)]
\item Перистые (циррус \--- \textit{Ci}) \--- лёгкие,
волокнисто\-/нитевидной формы в виде белых отдельных волокон,
иногда <<коготков>> (рис.~\ris{115}).
\item Перисто\-/кучевые (циррокумулюс \--- \textit{Сс}) - мелкие
<<барашки>>, иногда похожие на рыбью чешую (\rris{cirrocumulus}). Могут наблюдаться
вместе с перистыми облаками.
\item Перисто\-/слоистые (цирростратус \--- \textit{Cs}) \--- тонкая
белесая прозрачная пелена, на фоне которой вокруг солнца или луны
может образоваться ореол из цветных колец, так называемые круги
гало (\rris{cirrostratus}). Эти и похожие явления \--- эффект преломления и отражения
света в ледяных кристалликах, из которых и состоят перистые
облака.
\end{enumerate}
Облака верхнего яруса находятся на высоте 6\otdo 10~км.
\end{enumerate}
Конденсат атмосферного водяного пара, выпадающий из облаков или
образующийся на поверхности земля и наземных предметах, называется
атмосферными \index{осадки!атмосферные} осадками, которые могут быть
жидкими (дождь, морось; на земле \--- роса) и твёрдыми (снег, снежная
крупа, град; на земле \--- иней, изморозь, гололёд).
По своему характеру выпадающие осадки могут быть:
\begin{description}
\item[ливневыми] \--- внезапными и быстротечными выпадениями дождя,
снега, крупы или града из кучево\-/дождевых облаков обычно весной и
летом;
\item[обложными] \--- продолжительный и равномерный дождь или снег,
выпадающий из высокослоистых или слоисто\-/дождевых облаков при
пасмурной погоде и на большой площади; в умеренных широтах
преобладают осенью и зимой;
\item[моросящими] (морось) \--- мельчайшие капельки воды, не
оставляющие следа на воде; выпадают из низких слоистых облаков или
из густого тумана; чаще всего бывают осенью.
\end{description}
Скопление микроскопических капелек воды в нижних слоях атмосферы, при
которых горизонтальная видимость составляет менее полумили, называют
\textbf{туманом}\index{туман}. Образуются туманы при высокой относительной (около
100\,\%) влажности и в присутствии в воздухе ядер конденсации. По
причинам, их вызывающим, туманы делятся на:
\begin{description}
\item[радиационные] \--- возникающие над сушей в предутренние часы
из-за потери тепла подстилающей поверхностью. С повышением дневной
температуры быстро рассеиваются. Для мореплавателя такие туманы,
лежащие низко над землёй (позёмные), опасны тем, что, появляясь на
побережье, могут закрывать плавучие и береговые знаки навигационного
ограждения. При этом могут быть видимы высоко расположенные верхние
части зданий, маяков, других береговых предметов. Над морем
радиационные туманы появляются только в высоких широтах при большой
относительной влажности воздуха;
\item[адвективные] (адвекция (лат.) \--- перенос), образующиеся на
воде при перемещении тёплого влажного воздуха над охлаждённой
поверхностью моря. Плотны и устойчивы к ветрам до
10~м/с. Перемещаясь с ветром, они заволакивают большие
районы. Видимость в адвективных туманах охлаждения может быть от
нескольких десятков до нескольких метров. Имея большую высоту над
уровнем моря, такой туман усложняет плавание, закрывая не только
встречные суда, но и огни маяков;
\item[адвентивные туманы парения] \--- невысокие, до нескольких
метров, клубящиеся туманы, возникающие при перемещении холодного
воздуха над тёплой поверхностью моря. Встречаются при вторжении
холодных масс арктического воздуха на незамерзающие моря в холодное
время года.
\end{description}
Разновидностью тумана является туманная дымка, видимость при которой
0,5-5 миль.
Кроме осадков и туманов на ухудшение видимости может влиять
\textbf{сухая мгла}\index{сухая мгла} \--- механическое помутнение
атмосферы, которое встречается в море вблизи берегов при прохождении
мимо больших промышленных городов. Мгла состоит из дыма фабричных
труб, концентрации в воздухе различных неулавливаемых частиц пыли,
выхлопов двигателей автотранспорта, дыма лесных пожаров и
т.\=,д. Другой вид мглы образуется в результате сноса ветром с берега
(с сухих песчаных равнин и пустынь) в море пыли и мелкого песка. Смесь
тумана и мглы называют \textbf{смогом}\index{смог}.
В сухую жаркую погоду в море можно наблюдать явление оптической
мутности атмосферы, когда сильные конвективные токи воздуха различной
плотности перемешивают его. При этом в неоднородной воздушной среде
при разных температуре и давлении резко меняются условия отражения,
рассеивания и преломления световых лучей: предметы теряют свою
чёткость, становятся расплывчатыми искажённым, снижая тем условия
видимости.
\begin{table*}[htb]
\centering
\begin{tabular}{l|p{0.2\textwidth}|p{0.3\textwidth}|c}
\toprule
Дальность видимости & Характеристика видимости & Условия видимости & Баллы \\
\midrule
До 1/4 каб. & \multirow{3}{*}{Очень плохая} & Очень сильный туман & 0 \\
До 1 каб. & & Сильный туман & 1 \\
До 2\otdo 3 каб. & & Умеренный туман & 2 \\
\midrule
Около 0,5 мили & \multirow{2}{*}{Плохая} & Слабый туман & 3 \\
От 0,5 до 1 мили & & Очень сильный дождь, умеренная дымка или мгла & 4 \\
\midrule
1\otdo 2 мили & \multirow{2}{*}{Средняя} & Сильный дождь, слабая дымка или мгла & 5 \\
1\otdo 5 миль & & Умеренный дождь & 6 \\
\midrule
5\otdo 11 миль & Хорошая & Слабый дождь & 7 \\
\midrule
11\otdo 27 миль & Очень хорошая & Без осадков & 8 \\
\midrule
выше 27 миль & Отличная & Совершенно чистый воздух & 9 \\
\bottomrule
\end{tabular}
\caption[Шкала метеорологической видимости]{Шкала метеорологической видимости (для летнего плавания)}
\label{tab:5}
\end{table*}
В отличие от навигационной метеорологическая видимость определяется
предельным расстоянием видимости наблюдаемого предмета в условиях
данной погоды. Для определения дневной дальности метеорологической
видимости существует десятибалльная шкала (табл.~\ref{tab:5}).
\section{Ветер. Общая циркуляция атмосферы}
Перемещение масс воздуха из области высокого атмосферного давления в
область с низким давлением называется
\textbf{ветром}\index{ветер}. Скорость ветра определяется величиной
барического градиента, т.\=,е. разностью атмосферного давления на
установленную единицу расстояния, равную 60 милям (1\gr широты), в
сторону падения давления. Поэтому скорость ветра тем больше, чем
больше барический градиент. Величину и направление барического
градиента на карте изобар показывают в виде вектора перпендикулярного
изобаре большего давления, направленного в сторону меньшего
давления. Вследствие вращения Земли (под влиянием силы Кориолиса)
направление ветра не совпадает с вектором барического градиента, а
отклоняется в северном полушарии вправо, в южном \--- влево. В средних
широтах это отклонение достигает 60\gr.
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[scale=1.2]{0116P}
\caption{Ручной анемометр}
\label{fig:116}
\small
\centering{}
\textit{1} \--- полушария крестовины; \textit{2} \--- отсчёт 6175; \textit{3} \--- стопор (арретир)
\end{figure}
На отклонение ветра влияет также кривизна самих изобар, вызывающая
криволинейное движение воздуха под действием центробежной силы,
направленной по радиусу кривизны. В циклоне\index{циклон} центробежная сила
направлена против силы градиента, а в антициклоне\index{антициклон} совпадает с
ней. Поэтому при одинаковом градиенте скорость ветра в циклоне всегда
меньше, чем в антициклоне.
По традиции направление ветра считается из той точки горизонта, откуда
он дует. Иначе говоря, ветер дует в компас, направление обозначается в
румбах\footnote{в настоящее время синоним направления} (иногда в
градусах). Также в компас принято определять направление зыби, а из
компаса, в направлении на горизонт, морские течения.
Единицами измерения скорости ветра являются <<метр в секунду>>,
<<километр в час>>, <<узел>>. Практически же скорость ветра с помощью
анемометра измеряется в м/с или приближённо оценивается <<сила ветра>>
по шкале Бофорта (табл.~\ref{tab:6}).
Для измерения скорости ветра в судовых условиях применяется
\textit{ручной анемометр}\index{анемометр} (рис.~\ris{116}). Ветер,
вращая крестовину с четырьмя полыми полушариями, приводит в движение
счётчик прибора, который через три стрелки даёт показания на
циферблат. Точное значение скорости ветра надо узнать из таблицы
поправок в аттестате анемометра.
При порывистом ветре определяют его среднюю скорость \--- по
нескольким сделанным подряд измерениям и находят среднее
арифметическое значение. Другой способ: проводят наблюдение в течение
нескольких минут, а затем делят полученную разность отсчётов на
соответствующее число секунд.
Ветер по своей структуре не однороден. Он может быть струйным
(ламинарным), когда слои воздуха движутся не перемешиваясь, их частицы
не переходят из слоя в слой. Такое движение воздуха обычно бывает при
слабых ветрах. Если же скорость ветра превышает 4~м/с, то частицы
воздуха начинают двигаться беспорядочно, его слои перемешиваются и
приобретают турбулентный характер. Чем выше скорость ветра, тем больше
турбулентность, тем больше скачки скорости в отдельных точках
воздушного потока и тем более порывистым становится
ветер. Табл.~\ref{tab:7} показывает, как меняется ветер в зависимости
от его скорости и направления.
Шквалистый ветер характерен не только частыми и резкими колебаниями
скорости, но и сильнейшими отдельными порывами продолжительностью до
нескольких минут. Ветер, который резко увеличивает свою скорость в
течение очень короткого промежутка времени на фоне слабого ветра или
штиля, называют шквалом\index{ветер!шквал}\index{шквал}. Чаще всего
шквалы налетают при прохождении мощных кучево\-/дождевых облаков и
нередко сопровождаются грозой и ливнями. Скорость шквального ветра
достигает 20~м/с и более, а в отдельных порывах \--- 30\otdo
40~м/с. При этом наблюдаются неожиданные повороты ветра до нескольких
румбов. Основной причиной шквала является взаимодействие восходящего
потока тёплого воздуха в передней части кучево-дождевого облака и
нисходящего воздуха, охлаждённого ливневым дождём, в тыловой его
части.В результате возникает характерный клубящийся вал с вихрем под
ним, усиленным вихрями соседних воздушных слоев (см. рис.~\ris{136}).
Вертикальные вихри в грозовом облаке могут образовать
\textit{смерчи}\index{смерч}\index{ветер!смерч}. Когда скорость такого
вихря достигает около 100~м/с, нижняя часть облака в виде воронки
опускается к воде, навстречу поднимающемуся вверх водяному
столбу. Встреча со смерчем опасна: обладая большой разрушительной
силой и вращаясь по спирали, он может поднять вверх все, что окажется
на его пути. Высота смерча достигает более 1000~м, горизонтальная
скорость \-- 30\otdo 40~км/ч. Поэтому при виде смерча нужно определить
направление его перемещения и немедленно уходить в сторону.
Иногда смерч может образоваться и без грозовых облаков. В этом случае
он зарождается не из тучи, а на поверхности моря, нередко при
безоблачном небе. Это \textit{смерчи <<хорошей погоды>>}\index{ветер!смерч!хорошей погоды}.
Они быстро разрушаются и практически безопасны.
\begin{table*}
\centering{}
\begin{tabular}{l|c|c|c}
\toprule
\multirow{2}{*}{\shortstack{Характеристика\\ветра}} & \multirow{2}{*}{\shortstack{Время\\наблюдения\\(мин.)}} & \multicolumn{2}{c}{Пределы отклонений} \\
\cmidrule{3-4}
& & \shortstack{по\\направлению} & \shortstack{по\\скорости} \\
& & & \\
\midrule
\textbf{По направлению:} & & & \\
постоянный & 2\otdo 5 & 1 румб & - \\
меняющийся & >> & \shortstack{Более 1 румба} & - \\
\midrule
\textbf{По скорости:} & & & \\
ровный & 2\otdo 5 & - & Не более 4 м/с \\
порывистый & >> & - & Более 4 м/с \\
шквалистый\index{ветер!шквал}\index{шквал} & >> & - & Более 10 м/с \\
\bottomrule
\end{tabular}
\caption{Характеристики изменения ветра}
\label{tab:7}
\end{table*}
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0117P}
\caption{Схема общей циркуляции атмосферы}
\label{fig:117}
\end{figure}
Как мы уже говорили, движение воздушных масс величина переменная и по
скорости, и по направлению. Однако в масштабах глобальных это движение
имеет чётко выраженную закономерность, которая определяется общей
циркуляцией атмосферы, зависящей от распределения атмосферного
давления в обширных районах земного шара \--- от тропиков до Полярных
зон. На схеме циркуляции воздуха между земной поверхностью и верхними
слоями атмосферы (рис.~\ris{117}) видно, как вертикальные и
горизонтальные потоки воздушных масс превращаются в ветры, имеющие
постоянный сезонный характер.
В экваториальной зоне тёплый воздух тропиков поднимается вверх, на
границе тропосферы образуя ветер антипассат, растекающийся к северу и
к югу.
Охлаждённые воздушные массы
\textbf{антипассата}\index{антипассат}\index{ветер!антипассат} оседают
на поверхность земли, создавая в субтропиках повышенное давление и
ветер, называемый уже
\textbf{пассатом}\index{пассат}\index{ветер!пассат}, который
устремляется в экваториальную зону.
Под действием силы Кориолиса\index{сила!Кориолиса} пассаты северного полушария получают
северо\-/восточное направление, а южного полушария (кроме северной
части Индийского океана, где дуют сезонные муссонные ветры) \---
юго\-/восточное. Скорость пассатных ветров также постоянна и достигает
5\otdo 10~м/с.
В экваториальной зоне пассаты ослабевают и поворачивают на
восток. Поэтому между пассатами обоих полушарий возникает штилевая
зона (в Атлантике \--- \textit{<<конские широты>>}\index{конские широты}),
характерная пониженным давлением, грозами, ливнями и штилями.
В широтах 40\otdo 60\gr обоих полушарий преобладают ветры западной
четверти. Они менее устойчивы (от $NW$ до $SW$), но значительно
сильнее (10\otdo 15~м/с или 6\otdo 7 баллов). В южном полушарии, где
западные ветры огибают весь Мировой океан, лежали основные пути
парусных судов для плавания из Европы в Австралию и обратно в Европу
вокруг мыса Доброй Надежды и мыса Горн. За свою силу и частые штормы
(повторяемость до 50\,\%) эти ветры получили прозвище <<бравые
весты>>\index{бравые весты}, а широты \---
<<гремящие сороковые>>\index{гремящие сороковые} и
<<ревущие шестидесятые>>\index{ревущие шестидесятые}.
В приполярных районах обоих полушарий, где оседают холодные массы
воздуха верхних слоев тропосферы (при вертикальном температурном
градиенте, падающем на 0,6\grC на каждые 110~м высоты.), образуя так
называемые полярные максимумы, преобладают юго\-/восточные и восточные
ветры.
Пассаты\index{ветер!пассат} \--- первые в категории
\textbf{господствующих ветров}\index{ветер!господствующий},
т.\=,е. постоянно дующих в определённых районах течение определённого
промежутка времени. Скорость и направление господствующих ветров
определяется многолетним наблюдениям для каждого моря или морского
района.
Другая категория ветров \--- \textbf{местные}\index{ветер!местный},
дующие только в данном месте или нескольких местах земного шара
возникают они при изменении тепловых условий в течение некоторое
времени или под влиянием рельефа местности (характера подстилающей
поверхности).
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0118P}
\caption{Бризы}
\label{fig:118}
\end{figure}
К первому типу относятся следующие ветры:
\begin{description}
\item [Бриз]\index{бриз} \--- ветер, возникающий из неравномерного нагревания воды
суши в прибрежной полосе моря (около 30\otdo 40~км). Морской бриз
дует днем с моря на сушу и начинает около 10 часов утра, а береговой
\--- суши на море и начинается после захода солнца. Ветер
вертикально развития и на высоте нескольких с метров дует в обратном
направлении (рис.~\ris{118}). Интенсивность бриза зависит от
погоды. В жаркие летние дни морской бриз имеет умеренную силу до 4
баллов (4\otdo 7~м/с). Береговой бриз значительно слабее;
\item[Фен]\index{фен} \--- горячий сухой ветер, который возникает при обтекании
влажно воздуха ветром горных вершин и нагревании его тёплой
подветренной подстилающей поверхностью горного склона. На Чёрном
море наблюдает у побережья Крыма и Кавказа преимущественно весной.
\end{description}
Представителем второго типа местных ветров надо назвать прежде всего
бору:
\begin{description}
\item[Бора]\index{бора} \--- очень сильный, порывистый и холодный
ветер, направленный вниз по горному склону в местностях, где горный
хребет граничит с тёплым морем. Холодный воздух с большой скоростью
устремляется вниз, к морю, достигая иногда силы урагана. В зимнее
время, при низких температурах, вызывает обледенение. Наблюдается в
районе Новороссийска, у берегов Далмации (Адриатическое море) и на
Новой Земле;
\item[Бакинский норд]\index{бакинский норд} \--- холодный северный
ветер в зоне Баку, дующий летом и зимой. Достигает штормовой, а
нередко и ураганной силы (от 20 до 40~м/с). Приносит с берега тучи
песка и пыли;
\item[Сирокко]\index{сирокко} \--- очень тёплый и влажный ветер,
зарождающийся в Африке и дующий в Центральной части Средиземного
моря. Сопровождается облачностью и осадками.
\end{description}
Все сведения о господствующих\index{ветер!господствующий} и
местных\index{ветер!местный} ветрах для данного моря (или
морского района) даются в Лоциях.
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0119P}
\caption{Муссоны}
\label{fig:119}
\end{figure}
Существуют также сезонные ветры, называемые муссонами, которые носят
континентальный характер и возникают вследствие разницы в атмосферном
давлении при неравномерном нагревании суши и моря в летнее и зимнее
время.
Как и другие ветры, муссоны имеют барический градиент\index{барический градиент}, направленный в
сторону низкого давления \--- летом на сушу, зимой на море
(рис.~\ris{119}). Под влиянием силы Кориолиса в северном полушарии
летние муссоны Тихого океана у восточного побережья Азии отклоняются к
юго\-/востоку, а в Индийском океане \--- к юго\-/западу. Эти муссоны
приносят с океана на Дальний Восток пасмурную, с дождями, моросью и
туманами погоду, а на южное побережье Азии несут затяжные и обильные
дожди, частые наводнения.
Зимние муссоны меняют направление на противоположное (120\gr\otdo
180\gr), и в Тихом океане они дуют уже с северо\-/запада, а в
Индийском \--- с северо\-/востока в сторону океана. Скорость ветра в
муссонах неравномерна. Зимние северо\-/восточные муссоны совпадают с
пассатами\index{ветер!пассат} северного полушария, и их скорость не превышает 5\otdo
10~м/с. Летние же муссоны Индийского океана достигают штормов
силы. Смена муссонов происходит в апреле\--мае и октябре\--ноябре.
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0120P}
\caption{Роза ветров}
\label{fig:120}
\end{figure}
Ветер \--- основной движитель парусного судна. Поэтому с его
направлением и силой приходится считаться в первую очередь. При выборе
наиболее благоприятного маршрута для длительного крейсерского плавания
полезно воспользоваться картой ветров, на которой поверхность моря или
океана разбита на квадраты. В центре квадрата, внутри кружка, цифрами
указывается повторяемость штилей. От центра кружка расходятся лучи по
главным и четвертным румбам. Длина лучей пропорциональна повторяемости
ветров этого направления, а на их концах наносится оперение,
показывающее среднюю силу ветра. Если повторяемость ветра более
12\,\%, то на луче пишется величина повторяемости, если меньше 5\,\%
\--- лучей не делают. Этот графический способ нанесения на карту
ветровой обстановки на определённое время года, исчисленной на
основании многолетних наблюдений, называется
\textbf{розой ветров}\index{роза ветров} (рис.~\ris{120}).
Изучая розы ветров, лежащие на пути яхты, капитан может оценить
ветровую обстановку при проработке маршрута плавания.
\onecolumn
{\small
\begin{longtable}{c|c|c|p{0.2\textwidth}|p{0.2\textwidth}|c}
\toprule
\multirow{6}{*}{\begin{sideways}\shortstack{Баллы\\Бофорта}\end{sideways}} &
\multirow{6}{*}{\begin{sideways}\shortstack{Характеристика\\ветра}\end{sideways}} &
\multirow{6}{*}{\begin{sideways}\shortstack{Скорость ветра\\м/с (интервал)}\end{sideways}} &
\multicolumn{2}{c|}{Действие ветра} &
\multirow{6}{*}{\begin{sideways}\shortstack{Давление\\$H/\text{м}^2$}\end{sideways}} \\
\cmidrule{4-5}
&\ &\ & \centering{} \multirow{3}{*}{\shortstack{на судне}} & \centering{} \multirow{3}{*}{\shortstack{на море}} & \\
&\ &\ &\ &\ & \\
&\ &\ &\ &\ & \\
&\ &\ &\ &\ & \\
&\ &\ &\ &\ & \\
\midrule
1 & 2 & 3 & \centering{} 4 & \centering{} 5 & 6 \\
\midrule
\endfirsthead
\toprule
1 & 2 & 3 & \centering{} 4 & \centering{} 5 & 6 \\
\midrule
\endhead
\shortstack{0\\(0)} & Штиль & 0\otdo 0,2 & Дым поднимается вертикально. Вымпел неподвижен & Зеркально-гладкая поверхность & 0 \\
\midrule
\shortstack{1\\(1)} & Тихий & \shortstack{1\\(0,3\otdo 0,5)} & По дыму можно определить направление ветра & Рябь. Пены на гребнях нет & 0,1 \\
\midrule
\shortstack{2\\(2)} & Лёгкий & \shortstack{3\\(1,6\otdo 3,3)} & Лёгкий поток воздуха. Слегка колеблются флаги и вымпелы & Короткие волны. Гребни кажутся стекловидными & 0,5 \\
\midrule
\shortstack{3\\(3)} & Слабый & \shortstack{5\\(3,4\otdo 5,4)} & Дым вытягивается по ветру и развевает флаги и вымпелы & Короткие волны. Гребни образуют стекловидную пену. Изредка образуются маленькие белые барашки & 0,2 \\
\midrule
\shortstack{4\\(4)} & Умеренный & \shortstack{7\\(5,5\otdo 7,9)} & Вытягиваются вымпелы, заполаскивают флаги & Удлинённые волны. Белые барашки видны во многих местах & 4 \\
\midrule
\shortstack{5\\(4)} & Свежий & \shortstack{9\\(8,0\otdo 10,7)} & Вытягиваются и полощут большие флаги & Развитые в длину, но не крупные волны. Повсюду видны барашки. Отдельные брызги & 6 \\
\midrule
\shortstack{6\\(5)} & Сильный & \shortstack{12\\(10,8\otdo 13,8)} & Начинают гудеть провода и снасти & Образуются крупные волны. Белые пенистые гребни занимают большие площади. Ветер начинает срывать брызги & 11 \\
\midrule
\shortstack{7\\(6)} & Крепкий & \shortstack{15\\(13,9\otdo 17,1)} & Свист ветра около снастей и надстроек. Становится трудно ходить против ветра & Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру & 17 \\
\midrule
\shortstack{8\\(7)} & \shortstack{Очень\\крепкий} & \shortstack{19\\(17,2\otdo 20,7)} & Движение против ветра заметно затрудняется & Умеренно длинные волны. На гребнях начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра & 25 \\
\midrule
\shortstack{9\\(8)} & Шторм & \shortstack{23\\(20,8\otdo 24,4)} & Возможны небольшие повреждения в надстройках. Могут сорваться неукреплённые предметы & Высокие волны с широкими плотными полосами пены. Гребни опрокидываются, рассыпаясь в брызги, которые ухудшают видимость & 35 \\
\midrule
\shortstack{10\\(8)} & \shortstack{Сильный\\шторм} & \shortstack{27\\(24,5\otdo 28,4)} & Возможны более значительные повреждения в оснастке и надстройках & Очень высокие волны с длинными, загибающимися гребнями. Ветер срывает пену большими хлопьями. Поверхность моря белая от пены. Грохот волн, похожий на удары. Видимость плохая & 46 \\
\midrule
\shortstack{11\\(9)} & \shortstack{Жестокий\\шторм} & \shortstack{31\\(28,5\otdo 32,6)} & Возможны разрушения а надстройках, палубе и такелаже & Исключительно высокие волны. Небольшие и средние суда временами скрываются из виду. Море покрыто длинными белыми хлопьями пены, срывающимися с гребней. Видимость плохая & 64 \\
\midrule
\shortstack{12\\(9)} & Ураган & \shortstack{32,7\\и более} & Опустошительные разрушения & Воздух наполнен пеной и брызгами. Море покрыто полосами пены. Видимость очень плохая & $>74$ \\
\bottomrule
\caption[Шкала для визуальной оценки силы ветра]{Шкала для визуальной оценки силы ветра (уточнённая Всемирной метеорологической ассоциацией в 1963 г.)}
\label{tab:6}
\end{longtable}
{\small \textbf{Примечание.} Так как по настоящей таблице можно
определять и состояние моря, в графе <<баллы Бофорта>> в скобках
указаны также баллы волнения.}
}
\twocolumn
\section{Погода}
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 её метеорологических
элементов. Называют их \textbf{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 \textbf{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.
\textbf{Воздушные массы.}\index{воздушные массы} Значительное
количество в тропосфере воздуха, имеющего однородные физические
свойства и простирающегося в горизонтальном направлении на тысячи
километров и на 10\otdo 15 км по вертикали, называется воздушной
массой.
Очаги формирования воздушной массы, где она приобретает определённые
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.
\textbf{Географическая классификация воздушных масс.}
\begin{enumerate}
\item \begin{description}
\item \textbf{Арктический (антарктический) воздух (АВ)}\index{воздух!арктический}
\--- формируется за северным и южным полярными
кругами. Малозапылённая, очень устойчивая и прозрачная воздушная
масса, с низкими температурами и большой относительной влажностью,
создающей туманы и дымки. Может быть морским и континентальным.
\item [Морской АВ (маВ)]\index{воздух!морской арктический}
\--- 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.
\item [Континентальный АВ (каВ)]\index{воздух!континентальный арктический}
\--- формируется в северном
полушарии в границах Европы, над Центральной Арктикой и приносит
ясную и морозную погоду зимой, резкое похолодание \--- летом.
\end{description}
\item \textbf{Полярный (ПВ) или умеренный (УВ) воздух}
\index{воздух!полярный}\index{воздух!умеренный}
\---
формируется в умеренных широтах. Устойчивость его зависит от очага
формирования и направления движения. Также может быть морским (мПВ)
и континентальным (кПВ).
\item \textbf{Тропический воздух (ТВ)}
\index{воздух!тропический}
\--- 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.
\item \textbf{Экваториальный воздух (ЭВ)}
\index{воздух!экваториальный}
\--- рождается в
экваториальной зоне, характерен резко выраженными свойствами
тропического воздуха.
\end{enumerate}
\textbf{Термодинамическая классификация воздушных масс.}
\begin{enumerate}
\item \textbf{Холодная воздушная масса (ХМ)}\index{воздушная~масса!холодная} перемещается из холодного
в более тёплый 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\index{ветер!шквал}\index{шквал}. Над морем характерна в зимнее время.
\item \textbf{Тёплая воздушная масса (ТМ)}\index{воздушная~масса!тёплая} двигается из тёплого района
в более холодный. Охлаждаясь снизу, она несёт с собой моросящие
осадки и адвективные туманы. Атмосферные процессы в ней обычно
устойчивы. Над морем наблюдается летом.
\item \textbf{Местная воздушная масса (ММ)}\index{воздушная~масса!местная} длительное время находится
в одной географической зоне, поэтому её основные свойства изменяются
мало, а температурный режим и устойчивость зависят от соседства с
воздушной массой другого типа.
\end{enumerate}
\textbf{Атмосферные фронты.}\index{фронт!атмосферный} 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.
\begin{figure*}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=0.8\linewidth]{0121P}
\caption{Тёплый фронт}
\label{fig:121}
\end{figure*}
\textbf{Тёплый фронт}\index{фронт!тёплый} возникает при наползании
тёплой воздушной массы на холодную (рис.~\ris{121}). Тёплые 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 тёплого фронта являются перистые облака в
виде <<коготков>>. Судно, пересекая зону тёплого фронта, попадает в
широкую полосу обложного дождя или снега с пониженной
видимостью. Перед тёплым фронтом наблюдаются так называемые
предфронтальные туманы.
\begin{figure*}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0122P}
\caption{Холодный фронт}
\label{fig:122}
\end{figure*}
\textbf{Холодный фронт второго
рода}\index{фронт!холодный!второго~рода} движется быстро и возникает
при энергичном <<подклинивании>> холодных масс под тёплые, 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\index{ветер!шквал}\index{шквал} и сильного волнения.
\textbf{Холодный фронт первого рода}
\index{фронт!холодный!первого~рода} движется медленнее по сравнению с
холодным фронтом второго рода.
Клин холодного воздуха как бы подсекает тёплые 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.~\ris{122}).
\begin{figure}[!htb]
\centering{}
\includegraphics[width=\linewidth]{0123P}
\caption{Схема окклюдированного циклона}
\label{fig:123}
\end{figure}
В результате слияния тёплого и холодного фронтов возникает сложный
фронт \--- \textit{фронт окклюзии}\index{фронт!окклюзии}. Скорость
перемещения холодного фронта больше, чем тёплого. Поэтому при слиянии
фронтов тёплый воздух вытесняется вверх, образуя верхний фронт.
В зависимости от соотношения температур характер фронта окклюзии может
быть:
\begin{description}
\item[нейтрального типа] \--- вытесненные тёплые массы и облачные
системы фронтов располагаются по фронтальным поверхностям, а
температуры холодных масс, догоняющей и уходящей, одинаковы. При
этом осадки постепенно ослабевают и прекращаются;
\item[тёплого типа] \--- температура массы наступающего холодного
фронта выше температуры лежащей впереди массы. Поэтому более тёплая
наступающая масса начинает "скользить" вперёд и вверх по поверхности
раздела тёплого фронта;
\item[холодного типа] \--- температура наступающего холодного фронта
более низкая. Холодные массы начинают как бы подсекать более тёплые
и заставляют их восходить вдоль поверхности раздела холодного
фронта.
\end{description}
Погода окклюдированного фронта тёплого типа сходна с погодой главных
тепловых фронтов, а холодного типа \--- с погодой холодных фронтов.
\textbf{Циклоны и антициклоны.}\index{циклон}\index{антициклон} Циклон
и антициклон мы рассматривали как барические области низкого\index{барический минимум} и
высокого давления\index{барический максимум}. 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\otdo 30~м/с,
т.\=,е. штормовой и ураганной силы, а в тропических циклонах нередко
превышает 60\otdo 70~м/с.
Погода в циклонах, особенно на линии тёплого фронта, всегда пасмурная,
облачная и прохладная, летом \--- дождливая, а зимой \--- снежная с
оттепелями. В теплом секторе молодого циклона облачности и осадков