В предыдущей статье мы рассмотрели различные модели погодообразования , пора переходить к погодным сценариям. Итак приступим. Движение воздушных масс при фронтальной депрессии. Зона влияния 30-60° широты в обоих полушариях. С этим явлением часто приходится иметь дело в наиболее популярных для яхтинга чартерных акваториях Средиземного моря, в Ла- Манше, Северном и Балтийском морях (далее рассматриваем в качестве примера только Северное полушарие).
Согласно нашей модели атмосферный фронт, разделяющий арктические и субтропические воздушные массы, проходит где-то на 60-й параллели северной широты. Как мы уже говорили, северные воздушные массы двигаются вдоль этого фронта с востока на запад. А навстречу им двигаются теплые субтропические массы воздуха. Только вообразите себе такое встречное движение двух разнородных воздушных масс, и увидите, что на этой границе должны образовываться воронкообразные завихрения . Любое из этих завихрений может развиться в полноценную депрессию. Как рождается депрессия, как она устроена и чем питается?
Движение воздушных масс в циклоне.
Как мы уже говорили, холодный воздух выталкивает более теплый наверх. Передовой отряд при движении субтропической воздушной массы клином прорывается на территорию неприятеля, но вытесняется холодным воздухом наверх.
Движение воздушных масс наверх приводит к возникновению зоны разрежения. За счет сил поверхностного натяжения теплый воздух, вытесненный наверх, тащит за собой «подкрепление», притягивая новые и новые порции теплых воздушных масс. Формируется воздушная воронка, втягивающая теплый воздух снизу и выбрасывающая его в верхние слои. Образуется зона пониженного давления .
К зоне пониженного давления устремляются воздушные массы, которые отклоняются силой Кориолиса вправо от прямого пути к центру депрессии. Возникает циркуляция движения воздушных масс против часовой стрелки вокруг центра депрессии. Теплый воздух, втянутый в эту гигантскую воронку, резко поднимаясь наверх, расширяется и остывает, что приводит к процессу конденсации. Плотные облака и осадки делают стенку этой воронки осязаемо плотной. Всё новый и новый теплый воздух затягивается в эту воронку и выбрасывается наверх наподобие того, как нагретый воздух из квартиры с гудением уходит в каминную трубу. Образовавшаяся система начинает поддерживать сама себя.
Взрослая депрессия становится самодостаточной системой, обычно перемещающейся в восточно-северо-восточном направлении со скоростью 15-25 узлов. В радиусе сотен (а иногда тысяч миль) воздушные массы вовлекаются в круговое движение вокруг центра депрессии, при этом скорость циркуляции достигает 20-40 узлов! Очевидно, для такой вечеринки требуется немало энергии. Чем питается депрессия? Теплом нагретого от океанской воды воздуха! Выходя на сушу, депрессия начинает грустить и, как правило, быстро сохнет. Депрессии (имеются в виду атмосферные депрессии) — редкие гостьи в континентальной части Евразии. Те немногие, что добираются до Урала и далее, обычно пользуются Северным морским путем!
Рассмотрим поподробнее, как устроена депрессия. В южной части этой воронки отчаянно сражается группировка субтропических воздушных масс, образуя так называемый теплый сектор. Теплый сектор сражается на два фронта. Первый из них (по ходу депрессии) называется теплым фронтом, а второй — холодным. Превосходящие по массе и плотности силы противника, образующие холодный сектор, стараются замкнуть кольцо блокады и отрезать передовую группировку теплого воздуха от своих. На рисунке мы видим примерную схему расстановки сил движения воздушных масс. Чем ближе к центру циклона, тем ниже атмосферное давление. Линии одинакового давления — изобары — окружают центр циклона. Часто расположенные линии означают резкий перепад давления, а это в свою очередь сопровождается большей скоростью ветра. Ветер закручивается вокруг центра депрессии силой Кориолиса против часовой стрелки. Направление скорости ветра изображено стрелками.
Поверхности фронтов сильно завалены наружу. Это позволяет яхтсменам заранее узнать о приближении фронта. При движении воздушных масс верхушка теплого фронта опережает его основание миль на 150-250. По поверхности фронта, разделяющего холодный и теплый воздух, происходят интенсивные процессы образования облаков. В верхних разреженных слоях атмосферы и облака более разрежены. Самые верхние и невесомые перистые облака, неожиданно пришедшие с запада, могут свидетельствовать о том, что через часов 10 яхтинг станет не очень комфортным , небо сгустится и сюда доберутся плотные и низкие облака. Например, грозные фиолетовые монстры — кумуло-нимбусы (одно название чего стоит!).
Движение воздушных масс в разных секторах циклона.
Рассмотрим в качестве примера движения воздушных масс, какие изменения прохождения циклона будет наблюдать яхтсмен, которому посчастливилось оказаться южном секторе проходящего над ним циклона .
При приближении теплого фронта: ослабление и полная остановка северного ветра,затишье,появляется слабый ветер с юга.По мере приближения фронта ветер усиливается, направление движения воздушных масс немного поворачивает по часовой стрелке. С запада появляются перистые облака. Давление постоянно падает. Влажность возрастает. Температура незначительно растет.Возможно появление зыби, идущей с южных направлений.
Прохождение теплого фронта характеризуется штормовыми непредсказуемыми порывами ветра с разных направлений. Низкие кучевые и слоистые дождевые облака. Давление перестает падать. Грозы, ливни. Температура подскакивает. Хаотическое волнение, вызванное порывами ветра.
В теплом секторе сильный стабильный ветер с юго-востока . Слоистые облака среднего уровня. Давление стабильно. Сыро, затяжной дождь. Температура слегка падает. Ветровая волна в направлении устоявшегося ветра.
При прохождении холодного фронта резкие штормовые порывы ветра с разных сторон. Движение воздушных масс хаотичное. Слоистые дождевые облака. Давление начинает расти. Грозы,ливни. Температура резко падает. Хаотическое сильное волнение.
При удалении циклона ветер продолжает заходить , поворачиваясь от юго-востока к северо-востоку, постепенно ослабевая. Кучевые облака. Давление постепенно растет. Устанавливается сухая погода.Температура стабилизируется. Волнение успокаивается. Остается ветровая волна с северных направлений. Подходящее время для яхтсменов, переживших циклон, заняться спокойным яхтингом.
Попробуем составить полную картину движения воздушных масс при прохождении циклона глазами моряка, занимающегося яхтингом севернее центра циклона. Очевидно, что в этом случае события развиваются менее драматично: над головой наблюдателя не проходят фронты, скорость перемещения циклона вычитается из скорости циркуляции движения воздушных масс вокруг центра. Яхтсмена ждут умеренные ветра и осадки. Ветер будет плавно «отходить» — поворачиваться против часовой стрелки от юго-восточного до северо-восточного. С юга будет приходить некоторая зыбь, зародившаяся в южной половине циклона. Яхтинг довольно комфортный. Обо всех ужасах и разрушениях пронесшегося циклона яхтсмен, оказавшийся севернее трека его центра, скорее всего узнает по радио.
Как можно предугадать приближение циклона? С юга или с севера его пути я окажусь? Какой силы ветер мне ожидать?
Ответы уже были даны в ходе описания, краткое резюме смотрите в выводах ниже.
1. Фронтальные депрессии (они же арктические циклоны) рождаются в 60-х широтах и в значительной мере обусловливают формирование погоды в широтах от 30° до 60°.
2. Появившись на свет, циклоны отправляются в путешествие, как правило, на восток — восток-северо-восток. Типичная скорость путешествия циклона составляет 15-25 узлов.
3. Направление циркуляции движения воздушных масс вокруг центра циклона (для Северного полушария) — против часовой стрелки В южной части циклона расположен теплый сектор, ограниченный теплым и холодным фронтами.
4. Вдоль поверхности фронта идет интенсивное образование облаков. Плотность и форма облаков могут указать на их высоту (и, как следствие, на удаленность от теплого фронта). Самые верхние и легкие перистые облака (cirrus), появившиеся с запада, могут предвещать прохождение теплого фронта через несколько часов (около 10).
5. По мере приближения депрессии атмосферное давление падает. Облака меняются на более плотные и водянистые: cirrus- cirrostratus-altostratus-nimbostratus-cumulonimbus. Если циклон проходит к северу от нас — ветер «заходит» (направление изменяется по часовой стрелке).
6. Первыми признаками приближения циклона можно считать появление перистых облаков на западе в сочетании с падением давления, появлением зыби с юга и сменой ветра на южное направление. Более или менее достоверное предположение можно сделать только с учетом нескольких указанных признаков!
7. Направление на центр циклона можно оценить, пользуясь правилом Бзйс-Бэллота: «Если встать спиной к ветру, поднятая левая рука укажет направление на центр циклона». Если пеленг на центр циклона — 270°, вы находитесь как раз на его пути.Если меньше — то к северу от него, если больше- к югу. Циклон более разрушителен в своей южной части. Вам повезло, если оказались к северу от пути циклона.
Ввиду приближающегося циклона силу ветра (движение воздушных масс) можно грубо оценить по скорости падения давления(наблюдения нужно брать в течении нескольких часов):1 мбар/час в течении трех часов подряд — 20-25 узлов, 2 мбар/час — 30-35 узлов и 3 мбар/час — 40-45 узлов. Более быстрое падение давления и соответственно более суровые условия для яхтинга рассмотрим в следующей статье при описании урагана(тропического циклона) , еще одного погодного паттерна .