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

Мы видели, что морской бриз обычно пересекает береговую черту под прямым углом. Понятно, что такой бриз (или тенденция к нему) стремится отклонить морской ветер в направлении, перпендикулярном к берегу. Это показано на рис. 85.

Сказанное достаточно просто, однако важно, что хотя теоретически каждый из обоих ветров сохраняет свое направление (в течение всего периода существования, независимо от эффектов рефракции и т. д.), они непостоянны по скорости или силе. Бриз сильнее у береговой линии, где разница температуры воздуха над водой и сушей наибольшая. Строго говоря, для потока, обусловленного полем давления, справедливо обратное — у береговой линии его скорость (или сила) уменьшается за счет трения. Следовательно, при достижении берега бризовый поток становится сильнее, а градиентный — слабее.

Рис. 85. Сочетание генерального ветрового потока с бризовым эффектом образует результирующий ветер, направленный к линии берега под углом, более близким к прямому

В результате — чем ближе к берегу результирующий ветер, тем ближе к прямому угол, под которым он следует к берегу.

Этот эффект проявляется только при ветре на берег. При ветре с суши конвективная деятельность ослаблена и бризовая компонента может полностью отсутствовать.

Все, что ослабляет или сдерживает бризовую циркуляцию, будет, естественно, уменьшать отклонение результирующего ветра, поэтому подход ветрового потока, обусловленного полем давления, под очень острым углом к береговой линии неблагоприятен для образования бризовой циркуляции. Уменьшение термического влияния при косом подходе ветра возмещается большой рефракцией. Бризовые эффекты будут сильнее в жаркую солнечную погоду, при более слабом градиентном ветровом потоке.

При ветре на берег и благоприятной температуре довольно крутой склон с подветренной стороны берега способствует образованию конвекции.

Рис. 86. Влияние крутого берега на образование термических пузырей и конвективную деятельность.

На рис. 86 показано образование термического пузыря над горячим песчаным пляжем. Бриз с моря перемещает пузырь в глубь суши и толкает вверх по склону. Так зарождается восходящий поток, ускоряющий образование конвективной системы. Холодный воздух, приходящий с моря на замену более теплому воздуху, поднимающемуся в пузырях, вызывает обыкновенный горизонтальный бриз.

Доходя до крутого берега, ветровой поток начинает подниматься над водой на некотором расстоянии от его наветренной стороны, а внизу над водой вдоль берега наблюдается слабое движение воздуха. Этот более медленный генеральный поток может благоприятствовать образованию термиков вдоль берега, и усиление конвекции затушевывает ослабление результирующего ветра. В то же время угол, под которым результирующий ветер направлен к берегу, будет ближе к прямому.

Взаимодействие всех перечисленных факторов — скорости и угла подхода градиентного ветра, рефракции, трения о сушу, термиков и конфигурации берега — определяет истинный ветер, пересекающий береговую черту. Поэтому характер искривления воздушного потока очень различен.

Тем не менее сделаем некоторые выводы, позволяющие получить достаточно точную картину прибрежного ветра при различных условиях. Некоторые из этих выводов приведены ниже.

1. Рефракция — основная причина искривления ветрового потока.

2. Рефракция наибольшая при ветре под острым, а не под более обычным прямым углом к береговой линии (см. выводы 10 и 14).

3. Рефракция увеличивается, когда из-за особенностей рельефа ветер у уреза воды существенно замедляется (этому способствует скопление зданий, деревья или холмы (см. вывод 14).

4. Рефракция может уменьшиться при сильном встречном бризе, ускоряющемся вблизи берега. Следовательно, усиленная конвективная деятельность уравновешивает и маскирует рефракцию, ослабленную из-за ускорения ветрового потока за счет конвекции.

5. Рефракция ветров, дующих на сушу, обычно не распространяется далеко от берега, и поэтому при плавании под парусами от нее мало пользы. Рефракция ветров с суши более полезна, так как распространяется гораздо дальше (см. вывод 9).

6. Термическая деятельность зависит от погоды и других условий, описанных в гл. 13.

7. Вдоль побережья направлены только бризы.

8. Бризы наиболее заметны только тогда, когда их направление совпадает с генеральным ветровым потоком. Следовательно, термики должны усиливать рефракцию, отклоняющую ветровой поток. Поэтому искривление ветра, дующего в течение дня на берег, должно быть наиболее заметно при погоде, благоприятной для образования термиков.

9. При ветрах на сушу термики являются более вероятной причиной полезного искривления воздушного потока (на некотором расстоянии от береговой линии), чем рефракция. Такие условия необходимо учитывать при плавании (см. вывод 5).

10. Образование термиков наименее вероятно при генеральном воздушном потоке, направленном под очень острым углом к береговой линии. Эта потеря термической помощи компенсируется усилением рефракции (см. вывод 2).

11. Влияние термиков наиболее заметно при слабом генеральном ветровом потоке и его существенном замедлении трением о поверхность суши.

12. Крутые берега, вытесняя термические пузыри вверх, могут способствовать образованию конвекции, направленной к Суше, при этих условиях искривление воздушного потока усиливается.

13. Крутые берега могут замедлять генеральный ветровой поток на низких уровнях и вследствие этого увеличивать искривление за счет термиков.

14. Крутые берега могут отклонять параллельно суше ветры, дующие под очень острым углом к берегу. Этому может противостоять сильная рефракция (см. выводы 2 и 3), но при некоторых условиях рефракция прекращается и берут верх законы отклонения.

15. Береговые ветры стремятся скатиться по крутому склону (аналогия с мячом).

Разумеется, изменение любого из факторов, влияющих на искривление ветрового потока, может вызвать множество ситуаций, которые невозможно подробно изложить. Однако понимание основных причин искривления позволяет сделать довольно точные выводы для большинства условий.

Может показаться, что на изложение теоретических вопросов были затрачены неоправданные усилия и что вполне достаточно знать сам факт изменения направления ветра у береговой линии, а иметь понятие о его причине совершенно необязательно. Однако даже для ветра одного направления и силы на некотором расстоянии от берега условия изменчивы. Следовательно, мы имеем дело не с единичным фактором, а с целой совокупностью. Доскональное знание всех перечисленных факторов позволяет во время гонок оценить или предсказать с некоторой достоверностью изменения в направлении воздушного потока, особенно если при прохождении дистанции ситуация изменяется. Даже частичное использование вышеизложенного может быть очень ценным подспорьем ори выборе тактики плавания.