У помірних широтах, як правило, основним змінам погоди передує ряд знижень тиску з вклинюються між ними областями високого тиску. Зниження тиску має для яхтсменів велике значення: при різкому падінні тиску вітер зазвичай посилюється до штормового і навіть при невеликому перепаді тисків змінює свій напрямок.
Області високого тиску, або антициклони, - це області, де холодний щільний повітря опускається і стає тепліше. Зазвичай вони набагато стабільніше, ніж області низького тиску (див. С. 265), і влітку несуть з собою довгі періоди теплої сухої погоди. У таких областях утворюються невеликі хмари, зазвичай досить високо, але хмари можуть бути і низькими, особливо над морем. Вітри, що дмуть в областях високого тиску, досить слабкі. На хід метеоелементов високого тиску може впливати рельєф берега, якщо вітер дме на горбистий берег, або морські бризи, сила і напрямок яких змінюються протягом доби (див. С. 273).
Знімок системи хмар, зроблений із супутника 14 серпня 1979 У цей день жорстокий шторм обрушився на яхти, що брали участь в Фастнетской гонці. Довга смуга хмари відповідає холодного фронту, що йде від центру циклону
Низький тиск (циклони)
На попередньому малюнку було показано, як спочатку виникає область низького тиску, а потім з невеликого клина в полярному фронті розвивається справжній циклон. Ясно, що погода, яку бачить і відчуває спостерігач, залежить від його положення щодо центру низького тиску. Чим ближче до центру, тим суворішою, найімовірніше, буде погода.
Розглянемо типовий циклон, що проходить кілька на північ від спостерігача. Перші ознаки - падіння тиску (яке зафіксує барометр яхти) і поява тонкого високого пір'ястого хмари. Чим більше швидкість пір'ястого хмари і його щільність, тим нижче тиск і тим більше ймовірно, що подує штормовий вітер. Подібні тонкі високі хмари попереджають яхтсмена про насування шторму за 12-24 год в залежності від того, наскільки швидко переміщається циклон.
Пір'ясте хмара поступово стає товщі і перетворюється в перисто-шаруваті, що закриває небо на великій висоті. У Сонця чи Місяця з'являється гало (світлі кола), тиск падає і напрямок вітру змінюється проти годинникової стрілки: так, західний вітер зміниться на південно-західний або південно-східний. При сильному падінні тиску перисто-шаруваті хмари стають товщі і швидко переходять в високо-шаруваті, але при помірному зміні тиску хмари виглядають скоріше, як на фотографії 3 (см.с.263).
Поступово хмара стає товщі і утворюються купчасто-дощові хмари.
Видимість погіршується, підстава хмари опускається нижче і починається сильний дощ. Тиск продовжує падати, і вітер може відійти далі на південь або навіть перейти в південно-східну чверть. У міру проходження теплого фронту дощ перетворюється в мжичка або припиняється зовсім. Тиск зазвичай стабілізується, і вітер знову змінює свій напрямок ближче до заходу. Яхтсмен, що знаходиться досить далеко від центру циклону, може побачити, як хмара розпадається.
Карта погоди, показує циклон над Шотландією в Опівдні 14 серпня 1979 р Близькі ізобари над Ірландським морем вказують на сильні вітри, які часом сягали 30 м / с
холодні фронти
З наближенням холодного фронту (який слідує за теплими повітряними масами) тиск може почати знову падати (так як область зниженого тиску - "западина" - часто передує фронту) і вітер знову поверне трохи на південь. Однак видимих ознак наближення холодного фронту буде дуже мало, так як яхта все ще буде перебувати в секторі теплого повітря.
Коли холодний фронт дійсно прийде, він може поширюватися дуже швидко.
Додаткова енергія холодного фронту змінює напрямок вітру, так як холодне повітря спрямовується вниз під теплий, змушуючи його швидко підніматися. Це викликає сильні зливи і супроводжується поривами вітру та шквалами. Конвекція теплого повітря спричиняє формування великих купчастих хмар - зливових хмар (див. Малюнок 4 на с. 262). Характерна особливість хмар холодного фронту полягає в тому, що вони йдуть в напрямку, протилежному по відношенню до хмар теплого фронту, але розпізнати їх досить складно, так як сам фронт зазвичай проходить в два рази швидше.
У міру проходження холодного фронту напрямок вітру зазвичай змінюється за годинниковою стрілкою, часто в бік північного заходу, і тиск починає підніматися. Хмари розсіюються, видимість швидко поліпшується. Проходження холодного фронту ближче до ночі дає картину, аналогічну показаною на малюнку 5 (див. С. 263), що підтверджує старе прислів'я "Якщо сонце червоно до вечора - моряку боятися нема чого". Висока хмара, що зникає з настанням ночі, майже завжди віщує прекрасну погоду, в той час як високі хмари, що з'являються на світанку зі сходу, з-за чого небо стає "червоно вранці", є зазвичай попередниками теплого фронту і пов'язаного з ним зниження тиску - "Якщо червоно вранці - моряку не по нутру".
Залежно від місцезнаходження яхти щодо області низького тиску можливі різні варіанти зміни погоди і сили вітру. Якщо циклон дуже активний, вітер зміщується і перепад тиску збільшується. Швидкість поширення області низького тиску може досягати 30 м / с. Хмари будуть випереджати теплий фронт на 960 км, а випадання дощів -на 160 км.
Потужний циклон може викликати в море шторм з сильними вітрами і великими хвилями. Ознаки, які передвіщають таку ситуацію, - це швидке падіння тиску (по барометра) і наближення тонкого високого хмари. Крім того, штормові попередження передають по радіо, і більшість яхт, які перебувають в прибережних водах, можуть сховатися в гавані до початку шторму. Більш докладно про різні види шторму розказано на с. 274, а про прогнозуванні погоди - на с. 277. Якщо прогноз капітана виявиться неправильним і яхту захопить шторм, ви будете змушені штормувати у відкритому морі.
Схема (див. Вгорі) переважаючих напрямків вітрів і основних океанських течій
Зліва наведена більш детальна схема напрямів вітрів і течій в Північній Атлантиці
Стрілки вказують напрямки вітрів - блакитні для січня, помаранчеві для липня. Переважаючі напрямки вітрів позначені більш товстими стрілками. Темно-червоні стрілки - напрямки основних течій
Вітри - це рух потоків повітря під дією різниці температур і тисків. Холодні важкі повітряні маси опускаються до поверхні землі, утворюють області високого тиску, а піднімаються теплі легкі повітряні маси -області низького тиску. Повітряні потоки, що переміщаються з області високого тиску в область низького, називають вітром.
У низьких широтах (між екватором і 30 ° с. Ш. І ю. Ш.) Земля отримує значно більше сонячного тепла, ніж у високих широтах (60-90 ° с. Ш. І ю. Ш.). Перепади температур ускладнюють рух повітряних мас, з'являються області високого та низького тисків, які викликають характерні вітри по всій земній кулі. Приблизно на широтах 30 ° на північ і південь від екватора і над полюсами постійно утворюються величезні антициклони, а на 60 ° с. ш. і ю. ш. і на екваторі - області низького тиску. Тому від 30 ° с. ш. і ю. ш. повітряні маси переміщаються до екватора, створюючи пасати. Вітри, що дмуть у напрямку областей низького тиску, т. Е. 60 ° с. ш. і ю. ш., називають помірними західними. Повітряні маси, що рухаються з областей високого тиску над полюсами, - холодні і відомі як полярні східні.
Обертання Землі також впливає на напрямку вітрів. Вітри меридіональних напрямків в Північній півкулі відхиляються вправо, в Південному - вліво, т. Е. Північні вітри дмуть від північно-західної чверті, а південні - від південно-східної чверті. У місцях зустрічі вітрів утворюються рухливі межі розділу, звані фронтами (див. С. 268).
При зустрічі північно-східного і південно-східного пасатів виникає так званий межтропіческом фронт. Оскільки плавання на яхтах найбільш широко поширене в помірних широтах, яхтсмени повинні оволодіти знаннями метеорології цих широт.
Тропічна метеорологія (що відноситься до межтропіческом фронту) має свою специфіку. Метеорологія помірних широт тут не може бути застосована. Хоча формування циклонів в районі екватора відбувається аналогічно, напрямок вітрів не завжди відповідає правилам обертання, розглянутим раніше. Вирішальне значення належить місцевим вітрам - причин частих гроз.
На малюнках показані переважаючі напрямки вітрів над океанами в січні і липні. В Атлантичному і Тихому океанах добре відомі певні райони, де зароджуються антициклони, яскраво виражені в північних водах і менш певні - в південних. В Атлантиці ці вітри викликають такі течії, як Гольфстрім, Канарська і Північне пасатні. Подібну картину можна спостерігати і в північній частині Тихого океану, де аналогічні вітри створюють течії Куросіо і Північно-Тихоокеанське. Ці течії під впливом обтічних ними ділянок суші і обертання Землі змінюють свій напрямок за годинниковою стрілкою в Північній півкулі і проти годинникової в Південному.
На малюнках наведено схему основних напрямків вітрів. Однак її необхідно уточнювати в залежності від місцевих систем тисків, рельєфу узбережжя і бризів, що змінюють свій напрямок протягом доби.
Погодні системи
Вище згадувалося, що циклони впливають на погоду. Тепер спробуємо з'ясувати, як області високого та низького тисків змінюють переважаючі напрямки вітрів. Нанесені на карту лінії рівного тиску (ізобари) утворюють концентричні фігури навколо центрів областей високого і низького тисків. Повітряні маси прагнуть переміщатися прямо від областей високого до областям низького тиску. Однак через обертання Землі повітряні потоки рухаються по дотичній до ізобарах. У Північній півкулі вітри відхиляються проти годинникової стрілки щодо області низького тиску і за годинниковою стрілкою щодо області високого тиску. У Південній півкулі рух відбувається в зворотному порядку.
Існує просте правило визначення положення областей високого і низького тисків. Якщо встати спиною до вітру в Північній півкулі, область низького тиску буде ліворуч, а область високого справа, і навпаки - в Південній півкулі.
Однак це правило справедливо на висоті 7 км над поверхнею землі для вітру, який називають градієнтним. Поблизу поверхні напрямок і швидкість вітру, що цікавить яхтсмена, спотворюються. Тут напрям вітру відхиляється всередину - до центру циклону, а при антициклоні - назовні - від його центру. Кут відхилення залежить від рельєфу поверхні. Над морем він дорівнює приблизно 15 °, а над землею - 30 °. Крім того, можливі пориви вітру зі швидкістю и- напрямком, які характерні для висоти 7 км.
місцеві вітри
Яхтсмен повинен знати не тільки переважаючі напрямки вітрів, але і, що особливо важливо для тих, хто ходить на швертботах, - напряму місцевих вітрів. Місцеві вітри також виникають в результаті різниці температур. Повітряні маси нагріваються безпосередньо від поверхні, над якою вони рухаються, а не від сонця, як нерідко вважають яхтсмени. Залежно від швидкості і часу нагріву різних поверхонь температури повітряних мас над ними також будуть різними, а це, в свою чергу, визначає напрямок вітру.
Найпоширеніші місцеві вітри - це морські бризи. Ранкове сонце нагріває землю, а земля віддає тепло повітрю. Над морем повітряні маси холодніше, так як вода, поглинаючи сонячні промені, нагрівається не так швидко, як суша. Коли теплі повітряні маси піднімаються над сушею, на їх місце спрямовуються потоки більш холодного повітря з моря. Цей вітер називають морським бризом. У спекотний літній день морський бриз може дути на багато миль вглиб території (до середини дня). Рано вранці можна стати свідком штилю, а пізніше починає дути бриз - вітер в бік берега.
Вночі відбувається зворотне. З якою швидкістю суша нагрівається протягом дня, з такою ж вона віддає тепло вночі. Зазвичай температура поверхні Землі опускається нижче, ніж температура моря, і це призводить до легкого нічного (берегового) бризу - вітру з суші, викликаному тим, що повітряні маси над сушею, охолоджуючись, опускаються і переміщаються в бік моря. Якщо на узбережжі є пагорби або гори, холодне повітря спрямовується вниз під дією гравітації, викликаючи сильний вітер, що дме вниз по схилу, який називають низхідним. Іноді швидкість цього вітру така, що його енергії вистачає на кілька миль від берега. Найчастіше спадний вітер задуває вночі одночасно з легким береговим бризом.
На внутрішніх водних шляхах - озерах або річках - діють ті ж принципи виникнення і руху вітрів. Повітря над сушею нагрівається, піднімається вгору, даючи можливість більш холодному повітрю над водою рухатися від річки. При плаванні на Швертботи можна досягти непоганих результатів, враховуючи спрямування цих легких вітрів.
Початківець яхтсмен відразу помітить, що перешкоди на березі впливають на швидкість вітру. Очевидно, ошвартоване велике судно створює мертву зону з підвітряного боку. Причали, елінги для зберігання човнів і склади також обмежують рух повітря. Дерева вздовж лінії берега можуть зменшити швидкість вітру майже наполовину. Отже, треба йти або близько до дерев, де вітер дме крізь них, або як можна далі від дерев, щоб вони не впливали на швидкість вітру.
Необхідно завжди пам'ятати, що швидкість вітру на суші і на морі різна. Вона істотно зменшується при контакті з поверхнею землі, і в яхт-клубі або на якірній стоянці сильний вітер часто може здатися легким бризом. Однак за допомогою шкали Бофорта можна правильно визначити швидкість вітру навіть на суші. І, звичайно, приблизно оцінити реальну силу вітру в море допоможе накопичений досвід.
На схемах (див. Праворуч) показані напрямки вітрів навколо центрів циклонів і антициклонів в Північній півкулі. Блакитні стрілки - напрям градиентного вітру (майже паралельного ізобарах), чорні стрілки - напрям вітру над поверхнею землі
На карті (див. Зліва) показані ізобари над південною та центральною Англією. стрілки показують
напрямок вітру над поверхнею землі. Кут відхилення напрямку вітру більше над сушею, ніж над морем. Тиск дано в миллибарах. Якщо подумки стати спиною до вітру, центр області низького тиску буде розташований зліва, а центр області високого - справа
Маси теплого повітря піднімаються над землею і на їх місце спрямовується понад холодне повітря з моря. Цей вітер в бік берега відомий як денний (морської) бриз
Холодне повітря з гір опускається вздовж схилу і витісняє тепле повітря, що піднімається над морем. Його називають нічним (береговим) бризом (в деяких районах - бору)
На річці або озері піднімається над берегом тепле повітря витісняється холодним повітрям з поверхні води. Ці місцеві вітри можуть використовувати ті, хто плаває на швертботах
