Дэннис Пегин - Понять небо

Используйте рассказанное выше, чтобы по погоде и ветрам понять господствующую метеорологическую ситуацию в вашем регионе, размещение и движение погодных систем. Наблюдения погодных условий и использование карт погоды дают возможность предсказать ветер и условия, наиболее приемлемые для парящих полетов. Так любой пилот или моряк может предсказать погоду небезошибочно, но с большой вероятностью к причем, не только в своем родном регионе, но и практически в любом месте.

Рис. 80. Ветровые потоки вблизи циклона

ТЕРРИТОРИИ ВДАЛИ ОТ ФРОНТОВ

Предыдущие объяснения хороши для пилотов, живущих в местах, часто посещаемых фронтами, но многие живут там, где такие погоды редкость. Также есть территории, требующие модификации наших простых моделей. Рисунок 81 представляет типичные морские карты погоды для января и июля соответственно. Здесь показаны основные и наиболее часто встречающиеся барические системы и фронты.

Рис. 81. Основная ветровая обстановка у поверхности

Начиная с Североамериканского континента мы видим, что наши идеальные фронты приходят с севера и пересекают его на восток. Северо-западное побережье от Аляски до севера Калифорнии подвержено воздействию влажных холодных фронтов с океана, а с другой стороны континентальных холодных фронтов, что часто приводит к образованию фронтов окклюзии. Ветры, дующие на этих территориях, можно объяснить наличием соответствующего фронта. Юго-запад США не задевают мощные фронты, здесь преобладают теплые циклоны летом и тихоокеанские антициклоны зимой. Ветры, чаще северо-западные и слабые зимой, и восточные летом (от юго-восточных до северо-восточных в зависимости от местоположения). На этих территориях местные тепловые эффекты, включая морские бризы вдоль побережья, часто оказывают существенное влияние на общее направление ветров. Здесь не редкость в полете встретить местный ветер обратного направления всего через несколько километров.

Обратившись к Европейскому континенту, мы видим влияние Исландского циклона, который создает фронтальные системы вокруг себя так, что холодные фронты часто оккупируют Британские острова и запад Европы, двигаясь с запада или юго-запада. Местоположение этих фронтов и факт, что они двигаются над теплым Атлантическим океаном изменяет здесь природу. Из моделей, приведенных в предыдущей части, можно предположить, что ветер поворачивает на 90° против часовой стрелки. Холодные фронты часто не так суровы и несут много влаги, что вызывает обильные снегопады в Альпах. Но Европа может находиться и под действием континентального холодного фронта с очень холодным воздухом, подобно тому, как это происходит на северо-западе Америки.

Австралия испытывает действие классических фронтов в своей юго-восточной части, на большей части восточного побережья. На западном побережье сухо из-за практически отсутствия фронтов, ведь оно находится в зоне действия тропического антициклона. Север Австралии ближе к 15° широты — тропическая зона с циклонами и проливными дождями. Ветры на западе Австралии слабые, южные или местные, вызванные термической активностью, в то время как в восточной части типичные, вызванные фронтами и барическими системами.

В Южной Африке господствуют антициклон зимой, циклон летом и мощная термическая активность. Холодные фронты зимой несут тропические ветры. В другое время года ветровую обстановку определяют термические процессы, в том числе морские бризы, как в южной Калифорнии.

ПОВОРОТ ВЕТРА ПО И ПРОТИВ ЧАСОВОЙ СТРЕЛКИ

Наблюдая за направлением ветра, можно заметить, что он меняет направление при движении вдоль поверхности, с высотой и по времени. Ветер может довернуть против часовой стрелки, как показано на рисунке 82.

В северном полушарии это происходит в обычные дни, или после прохождения холодного фронта и, в конечном итоге, при приближении следующего фронта — обычно теплого.

С другой стороны, ветер может изменить направление по часовой стрелке. Такое часто происходит непосредственно после прохода фронта.

Рис. 82. Поворот ветра против и по часовой стрелке

ГРАДИЕНТ ВЕТРА

Из-за трения движущегося воздуха о землю, скорость ветра у поверхности меньше, чем на высоте. По той же причине изменяется и направление. Ветер на высоте совпадает с направлением изобар, а у земли пересекает их. Давайте представим себе модель распределения ветра по высоте.

Градиент ветра (можно сказать изменение) возле земли может быть изображен, как на рисунке 83. Это графическое представление скорости ветра от высоты можно назвать градиентным профилем ветра. В спокойных условиях (без термичности) над землей поток не турбулентен и наибольшее изменение скорости ветра происходит вблизи поверхности. Если местность пересеченная, нижний слой турбулизируется, увеличивается толщина пограничного слоя, то есть слоя, в котором изменяется скорость ветра.

Вопросы ветрового градиента аналогичны хорошо известным в авиации проблемам пограничного слоя.

Рис. 83. Типичный градиент ветра

ВЫСОТНЫЕ ВЕТРЫ

Как мы выяснили в этой главе ранее, ветер на высоте более 500-1000 м над высшей точкой поверхности уже не подвержен влиянию трения о землю. На этих уровнях можно говорить о ветрах, дующих в свободной атмосфере и имеющих скорость свободного потока. Следовательно, на высоте более 500 м над наивысшей точкой поверхности, мы находимся в зоне действия воздушных потоков, движущихся по изобарам и со скоростью, соответствующей градиенту давления на данной высоте. Ветер, направление которого, совпадает с изобарой вне пограничного слоя принято называть градиентным ветром.

На рисунке 84 мы видим изменение скорости и направления ветры с увеличением высоты. От поверхности до высоты 550 м ветер доворачивает по часовой стрелке на 45° и усиливается с 10 м/с до 20 м/с. Также на рисунке показаны ситуации, возникающие над ровной (водной) поверхностью и пересеченной.

Рис. 84. Изменение скорости и направления ветра с высотой

В первом случае, меньший поворот при меньшем уменьшении скорости. Во втором случае, большие изменения и направления, и скорости ветра. Поворот ветра с высотой важно учитывать пилотам при поиске термических потоков, планировании маршрута полета, экономии топлива или использования парящих участков горных склонов. Хотелось бы отметить, что нестабильные условия с термичностью имеют тенденцию отклонять потоки воздуха вверх и вниз и несколько уменьшают поворот ветра по сравнению со стабильными условиями. Также надо помнить, что очень удлиненные долины доворачивают ветер так, что он дует вдоль них. Этот эффект часто увеличивает разницу между направлением приземных потоков и потоков на высоте.