Ян Проктор - Плавание под парусом: ветер, волнение и течения

Нетрудно представить, что песчаная или каменистая поверхность должна нагреваться и передавать тепло окружающему воздуху быстрее, чем поверхность, покрытая лесом. Поле зрелой желтой пшеницы будет отражать тепло и нагревать воздух больше, чем поле с зеленой травой. Над участком горячего песка или желтой нивой следует ожидать термических эффектов, но их не будет над лугом или лесом.

Рис. 73. Неодинаковое нагревание подстилающей поверхности вызывает подъем и опускание воздуха

Интуитивно ясно, какие объекты быстро нагреваются или легко излучают и отражают тепло, поэтому яхтсмены ищут над такими участками поверхности наиболее полезные термические течения, в частности потоки более холодного воздуха, движущиеся к нагретым участкам. Конвекция, естественно, сильнее в жаркие, штилевые, безоблачные дни, когда солнечная радиация беспрепятственно проникает в районы, по-разному реагирующие на нагревание.

Рис. 74. Нагретый воздух поднимается над полем и замещается более холодным воздухом с водной поверхности

На рис. 73, где представлена совершенно условная местность, показаны различные восходящие и нисходящие потоки, возникающие над районами с неодинаковым тепловым влиянием на воздух.

На рис. 74 наглядно показано, как эти вертикальные движения вызывают горизонтальные перемещения воздуха от более холодной к более теплой поверхности.

При плавании нас в основном интересует ветер. Воздух над поверхностью воды быстро не нагревается, поэтому если рядом с местом плавания происходит отдача тепла, то можно ожидать движение воздуха вдоль поверхности воды.

Поскольку более холодный воздух вовлекается в движение поднимающимся нагретым воздухом, то горизонтальное движение сильнее у основания поднимающегося воздушного потока и слабее на некотором расстоянии от него. Казалось бы, это довольно элементарное наблюдение, но практическое его использование во время соревнований иногда вызывает затруднение, так как явления, очевидные при спокойном размышлении, в другой обстановке становятся неопределенными. Мораль такова: необходимо держать яхту как можно ближе к источнику восходящего движения, то есть к наиболее сильному потоку приходящего холодного воздуха.

Важным — и легко объяснимым — свойством ветров вовлечения является то, что источник их возникновения находится в направлении, в котором они дуют. Другими словами, в полный штиль, при зеркальной водной поверхности, об источнике термического вовлечения можно судить по идущим к яхте обычным темным ветровым полосам покрытой рябью воды. Но так как вовлечение происходит в направлении основания поднимающегося столба воздуха, который втягивает окружающий холодный воздух и движется от места своего возникновения, то около яхты ветер будет дуть в направлении, противоположном движению ветровых полос. Таким образом можно всегда судить о начале термического явления.

В конце дня или вечером не следует слишком полагаться на вовлечение: как только солнечного тепла станет меньше, ветер может совершенно внезапно прекратиться. Начинается же такой ветер, как правило, постепенно.

Для плавающих под парусом важно, что этот ветер чаще встречается весной и летом, то есть в сезоны наибольших контрастов температуры между водой и сушей.

На рис. 75 показан участок берега, над которым образовался восходящий термический поток. Направление струи вовлечения, ослабевающей на некотором расстоянии от берега, показано стрелками, идущими строго под прямым углом к берегу: чем слабее ветер, тем короче стрелки. Как береговые, так и морские ветры проходят линию берега под прямым углом, поэтому при отсутствии более веских соображений рекомендуется плавать вдоль берега, так как струя вовлечения не только направлена под прямым углом к берегу, но чем ближе к нему, тем сильнее.

Рис. 75. Потоки воздуха в струе вовлечения

Наиболее важно помнить, что термики имеют небольшие размеры, строго локальны и не вызывают общего движения воздуха. Поэтому, не понимая происходящего и считая, что действует только обычный порывистый ветер, можно бессмысленно вертеться по краю полезной струи вовлечения, ожидая, что она вот-вот подойдет к яхте, — а это может произойти только при неполном развитии конвекции. Установившаяся струя вовлечения локальна и не будет двигаться к яхте, в эту струю необходимо входить.

Подавляющее большинство яхтсменов игнорируют ветры, возникшие в результате конвективной деятельности, но может наступить день, когда обычный ветер полностью стихнет — и тогда единственным помощником на дистанции будет дружественная струя вовлечения. В таких условиях знание происходящих процессов столь же важно, как и изучение явлений, описанных в предыдущих разделах.

В реальных условиях плавание при наличии конвективных струй вовлечения происходит в местах типа Египетских Горьких Озер или Нила, где вода окружена пылающим горячим песком и термики настолько выражены, что едва ли не видны глазом. [18] Можно без труда перечислить много других подобных районов в СССР и за рубежом. (Прим. перев.) Такие наблюдения чрезвычайно интересны.

Можно привести другой интересный пример: большая акватория может оказать значительное влияние на температуру окружающего воздуха (даже в таком относительно умеренном климате, как в Англии). Так, после заполнения Чеддарского водохранилища около Бристоля средняя температура в окружающем районе упала примерно на 3 °C. Вода в этом водохранилище очень холодная, так как питают его главным образом подземные источники.

В ветреный день каждый яхтсмен может наблюдать порывы, идущие к лодке по воде. Если на ветер влияют препятствия, то порывы могут подойти с любой стороны, год случайными углами относительно лодки. Однако в открытых районах эти небольшие столбы более быстрого воздуха перемещаются в направлении общего ветрового потока. Срывая белые барашки с гребней волн, они движутся по воде, оставляя на ней темные полосы.

Сказанное может показаться элементарным, так как это всего лишь толчки более сильного проходящего ветра. В действительности все не так просто. Как проходит порыв? Как он действует на окружающий воздух? Каковы свойства этих быстродвижущихся столбов воздуха, которые пробиваются через более медленный воздушный поток?