Гидрометеорология.

Атмосфера

Процентное соотношение газов в гомосфере в сухом воздухе приведено.

Относительная молекулярная масса сухого воздуха равна 28,97 (что близко к относительной молекулярной массе азота — 28.016).

В переменном количестве в нижней атмосфере содержатся: водяной пар, углекислый газ и озон, а также взвешенные твердые и жидкие частицы. В среднем содержание водяного пара в полярных широтах составляет 0,2%,, в районе экватора — 2,6% по объему. Наличие водяного пара в атмосфере несколько изменяет объемный состав воздуха. Во влажном воздухе количество азота в среднем составляет в экваториальных широтах 75,99%", " вумеренных — 77,32, в полярных — 77,87, а количество кислорода соответствен" но — 20,44, 20,80 и 20,94%.

В метеорологии наиболее распространено деление атмосферы на слои (сфе­ры) по характеру распределения температуры с высотой (табл. 1.2).

1.2. Гидросфера — совокупность всех вод Земли, находящихся в твердом, жидком и газообразном состояниях. Больше всего на Земле вод находится в жидком состоянии. Объем их около 1370*10²¹ см³. Они образуют на поверхности Земли Мировой океан, общая площадь которого равна 3,61 -10¹⁸ см², т. е. 70,8% площади всей земной поверхности. Мировой океан подразделяется на океаны. Атлантический, Индийский, Тихий и Северный Ледовитый. Иногда выделяют Южный океан— воды, омывающие Антарктиду. Распределение поверхности оке­анов (тыс. км²) по ступеням глубин

 

Таблица 1.1 Газы атмосферы

Газ	Молекула	Количество по объему, о/о	Стандартная относительная молекулярная масса	Примечание
Азот Кислород Аргон Углекислый газ Неон Гелий Метан Криптон Водород Закись азота Озон Ксенон	N О2 Аг со2 Ne Не СН4 Кг Н N2O О3 Хе	78,084 20,946 0,934 0,0314 1,818-10-4 5,24-10-4 1,6-10-4 1,4-10-4 5. 10-4 3,5-10-4 иии 8,7-10-4	28,016 32,000 39,944 44,010 20,183 4,003 16,0 83,80 1,008 88,0 48,0 131,3	1. Суммарное содержа­ние озона во всей атмо­сфере составляет 0,30 см слоя (толщина слоя газа, приведенного к нормаль­ному давлению и темпера­туре) 2. В верхней атмосфере присутствуют в небольшом количестве примеси окиси азота NO, гидроксила О\\ и др.

 

Таблица 1.2 Вертикальное расслоение атмосферы (сферы атмосферы)

Слой (сфера)

Средние высоты нижних и верхних границ, км

Переходный слой

Характер распределения температуры

Тропосфера     Стратосфера   Мезосфера     Термосфера     Экзосфера

0-11     11—50   50—80     80—800     выше 800

Тропопауза     Стратопауза   Мезопауза     Термопауза

Падение температуры с высо­той (в среднем 6—7°С на 1 км высоты). На верхней границе над экватором средняя температура около —70°С, над полярными районами зимой — 65°С, летом —45°С Характеризуется прекращением падения температуры с высотой Характерно постоянство температуры с высотой в нижней части и ее рост, начиная с высоты око­ло 25 км. К верхней границе тем­пература повышается до 0°С (может достигать + 10, +30°С) Понижение температуры с вы­сотой. На верхней границе она равна —70°, —80°С. На высотах 82—85 км иногда наблюдаются серебристые облака. Рост температуры с высотой. Температура на верхней границе может достигать 750—1500°С (температуру на этих высотах сле­дует рассматривать как выражение энергии частиц, составляющих атмосферу) Температура газов может до­стигать еще больших значений, чем в термосфере

1.3. Погода и климат. Состояние атмосферы у земной поверхности (в сво­бодной атмосфере) в данный момент в данном месте, характеризуемое совокупностью значений метеорологических элементов, а также последовательным изменением этих элементов за определенный промежуток времени, называется погодой. Метеорологические элементы — это качественные и количественные харак­теристики, выражающие физическое состояние атмосферы и происходящие в ней процессы. К метеорологическим элементам прежде всего относят те ха­рактеристики состояния атмосферы и атмосферные процессы, которые непосред­ственно можно наблюдать и измерять (на судовых метеорологических станциях, самолетах, космических аппаратах и т. п.), — атмосферное давление, темпе­ратура и влажность воздуха, ветер, облачность, осадки, видимость, туманы, метели, грозы. К метеорологическим элементам относят радиационные и атмосферно-электрические характеристики, характеристики свободной атмосферы, а также вычисляемые элементы (плотность воздуха, коэффициент прозрачно­сти, эквивалентная температура). Погода изменчива во времени и пространстве. Однако для данного географического района или местности можно установить наиболее характерные ус­ловия, т. с. многолетний режим метеорологических элементов. Климат обладает определенной устойчивостью, в то время как погодные условия могут изменяться в пределах из года в год. Распределение поверхности

Океан

Глубины в км

0,0-0,2

0,2-1,0

1-2

2-3

Поверх­ность зеркала

Остро­ва

Общая поверх­ность

Атлантический   Индийский.   Северный Ледовитый   Тихий   Мировой

7 886   4 592   6 250   8 514   27 242

4 829   2 610   2 779   6 093   16 З11

4 256   3 168   1 433   7 572   16 429

8 545   7 427     12 695   30 527

14 788   178 684   361 302

3 795   3 947   9 638

92 725   77 001   18 583   182 631   370 940

1.4. Солнечная радиация. Лучистая радиация Солнца распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн со скоростью около 300 000 км/с и проникает в земную атмосферу. Энергия, поступающая от Солнца в атмосфе­ру и затем на земную поверхность, доходит в виде прямой и рассеянной радиа­ции. Совокупность прямой и рассеянной солнечной радиации составляет суммар­ную радиацию. В атмосфере и на Земле солнечная радиация превращается пре­имущественно в тепловую энергию.

На верхней границе атмосферы поток солнечной радиации около 2 кал/см²-мин (солнечная постоянная); всего Земля получает от Солнца 1,4-10²⁴ кал лучистой энергии за год (2,4-10⁸ кал в 1 мин).

Спектр солнечной радиации разделяется на видимую инфракрасную и уль­трафиолетовую части (мкм):

Космическое излучение............." 0,8-10—⁷

Рентгеновские лучи............... 0,7-10—⁶—0,07

Ультрафиолетовая радиация........... 0,002—0,4

Видимая радиация (свет)............ 0,4—0,76

Инфракрасная радиация (тепловое излучение)... 0,76—600

На границе земной атмосферы около 7% энергии приходится на ультрафио­летовую часть спектра, 48% — на видимую и 45% — на инфракрасную. При прохождении через атмосферу происходит ослабление солнечной радиации вследствие частичного поглощения и рассеяния ее атмосферными газами и взвешенными в воздухе частицами. В результате поток прямой солнечной радиации у поверхности моря не превышает 1,5 кал/см²-мин на поверхность, перпендикулярную лучам.

Часть рассеянной солнечной радиации достигает поверхности Земли и зависимости от прозрачности атмосферы и наличия облачности может достигать значений порядка 0,7—1,0 кал/см²-мпи.

Процентное отношение солнечной радиации, от­раженной поверхностью, к радиации, приходящейся на данную поверхность, есть отражательная способность, или альбедо, данной поверхности (выражается в процентах).

Альбедо различных поверхностей значительно отличается друг от друга и практически всегда меньше 100%.

 

 

Водная поверхность в умеренных широтах Атлантического и Тихого океанов	32—48
Водная поверхность морей вблизи экватора
Водная поверхность Северного моря
Водная поверхность моря вблизи границы льда	10—15
Песчаные дюны, зона прибоя	26—63
Снег со льдом и лед с пузырьками воздуха	10—60
Незагрязненный глетчерный лед	30—46
Тающий снег	30—65
Лежащий снег	30—65
Свежевыпавший снег	31—85

 

Наибольшие величины альбедо наблюдаются утром и вечером, что связано с неодинаковой отражательной способностью одной и той же поверхности для различных длин волн и зависимостью спектрального состава суммарной радиа­ции от высоты Солнца.

От водной поверхности моря максимально отражаются синие, зеленые и красные лучи, наиболее слабо — ультрафиолетовые. В спектре отраженных солнечных лучей отсутствуют наиболее короткие длины волн ультрафиолетовых лучей, которые являются наиболее биологически активными (воздействующими на человека). В то же время нужно учитывать, что интенсивное отражение ультрафиолетовых и инфракрасных лучей происходит от палубных надстроек судна и оказывает влияние на организм человека. Степень воздействия (напри­мер, появление загара) зависит от величины поступающей прямой и рассеян­ной солнечной радиации и от строения кожи и ее физиологического состояния (кровоснабжении, сухости, пигментации и т. п.). Солнечные лучи подчиняются обшей закономерности: они тем больше поглощаются кожей или биологическими жидкостями (сыворотка крови), чем меньше длина их полны и чем больше белков и поглощающей среде.

Атмосферное давление. Давление измеряется весом (пропорционален массе) вышележащего столба воздуха на единицу горизонтальной поверхности Распределение давления атмосферы по поверхности Земли неравномерно, масса и, следовательно, давление воздуха зависят от КГ широты места, так как с широтой изменяется сила тяжести. Плотностью воздуха называется его масса, содержащаяся в единице.Плотность воздуха у поверхности Земли меняется от 1,175-1,200 кг/S Г экватора до 1.500-1600 кг/м в умеренных и высоких широтах. Общая масса атмосферы составляет 5,16-10²¹ г.

Единицы измерения атмосферного давления. В международной системе измерении (СИ) величина атмосферного давления измеряется единицей паскаль (Па). Паскаль — это давление, вызываемое силой 1Н (ньютона), равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м² (Н/м²). Практически его удобно выражать в гН/м² (гПа) с точностью _до сотых долей.

В метеорологической практике для измерения атмосферного давления

используют обычно миллибар (мбар), а также миллиметры ртутного столба

(мм рт. ст.). Миллибар — тысячная доля бара (давление, равное 10⁶ дин/см2).

Соотношение между различными единицами давления: 1 мбар =

= 10³ дин/см² = 10³ дин/10-⁴ м² = 10⁷ дин/м²10² Па (Н/м²); 1 мм рт. ст =

^ 0,1 X 13,596 X 980,665, _{1ЯЯЯ я дин}/см2=1,33 мбар.

Нормальное давление в миллибарах составляет 1013,25 мбар (276 мм рт. ст = =-76X13,596X980,665= 1013.25ХЮ³ дин/см² = 1013,25 мбар = 101330 Па = = 101,33 гПа, где 76 — объем ртути в кубических сантиметрах, 13,596 — удель­ный вес ртути при температуре 0°С, 980,665 — ускорение тяжести на уровне моря и на широте 45°. За стандартное давление в практической метеорологии принимается 1000 мбар, или 75 мм рт. ст.

Перевод одних единиц измерения в другие можно осуществить на основе следующего соотношения: 1 мбар ^3/4 мм рт. ст.; 1 мм рт. ст. = 4/3 мбар.

Измерение атмосферного давления на судах. Основным прибором для измерения атмосферного давления на судах является барометр-анероид типа МД-49-2. Непрерывная регистрация изменения атмосферного давления на суд­не производится при помощи барографа типа М-22 с суточным и недельным оборотом барабана. При выполнении наблюдений по барометру-анероиду, необ­ходимо, не вынимая его из футляра, отсчитать показания термометра с точно­стью до 0,1°С. Затем слегка постучать пальцем по защитному стеклу для преодо­ления трений в передаточном механизме и после этого отсчитать давление с точ­ностью до 0,1 мм. К отсчетам барометра-анероида вводятся три поправки (при­водятся в поверочном свидетельстве, прилагаемом к каждому прибору).

Поправка шкалы выбирается по отсчитанной величине атмосферного дав­ления, может быть со знаком плюс или минус. Для каждого прибора определен так называемый температурный коэффициент, который указывает величину изме­нений его показаний при изменении температуры воздуха на 1°С. Коэффици­ент обычно имеет отрицательные значения от —0,04 до —0,00. При умножении его на температуру анероида получают поправку на приведение показании анероида к нулю градусов.

Добавочная поправка. Зависит главным образом от остаточных деформации барокоробки и пружины анероида. Еe приводит в паспорте с указанием даты, когда она была определена.

Приведение давления к уровню моря. Атмосферное давление на cудах измеряют на различных высотах над уровнем моря. Для приведения давления к единому уровню— уровню Мирового океана (обычно говорят к уровню моря) необходимо знать величину поправки ∆р определяемую по высоте места установки барометра па судне z и величине барической ступени n:

Барическая ступень п вблизи уровня моря в среднем равна 10 м на 1 мм (8 м на 1 мбар), т. е. атмосферное давление с высотой уменьшается на 1 мм при подъеме на 10 м. С высотой она быстро увеличивается и на высоте 5 км равна примерно 15 м/мбар, при одном и том же давлении она тем больше, чем выше температура. При наблюдениях за атмосферным давлением на судах принимают среднее значение барической ступени (10 м/мм)

Поправка Ар всегда положительная. Однако в закрытых морях как, напри­мер, Каспийское и Аральское, уровни которых не совпадают с уровнем Мирово­го океана, при приведении давления к уровню моря необходимо, пользуясь специальной таблицей (табл. 1.4), найти дополнительную поправку, зависящую от разности уровня моря и Мирового океана, а также от температуры воз­духа.

Ветер — горизонталное движение воздуха относительно земной по­верхности. В понятии «ветер» различается числовая величина скорости ветра (в м/с, км/ч, узлах или условных единицах—баллах) и направление (в градусах или румбах). Если числовая величина скорости ветра выражена в баллах по шкале Бофорта (см. табл. IV.3), то говорят о силе ветра.

Скорость и направление ветра всегда в большей или меньшей степени ко­леблются вследствие турбулентности воздушного потока (порывистости). Для оценки порывистости ветра введены следующие градации: При оценке по направлению: постоянный — ветер, направление которого во время наблюдения (2-f-5 мин) удерживалось в пределах одного румба; меняющийся— ветер, направление которого во время наблюдения выходило из пре­делов одного румба.

При оценке по скорости (силе): ровный — ветер, скорость (сила) которого за время наблюдений (2-5 мин) не отклонялась от средней более чем на 4 м/с или на 2 балла — при слабом и умеренном ветре и на 1 балл — при сильном; порывистый — ветер, скорость которого за время наблюдений пре­терпевала колебания более 4 м/с; шквалистый — резко выраженный порывистый ветер с частыми и резкими колебаниями скорости* и направления.

Наблюдение за ветром на судне. Основная задача при наблюдении за ветром — определить истинное направление и истинную скорость ветра над вод­ной поверхностью (на высоте 10 м).

Наблюдения за ветром ведутся инструментально: при помощи ручного ане­мометра и компаса или по приборам судовой дистанционной станции (СДС).

На движущихся судах наблюдается кажущийся ветер V_K, который являет­ся векторной суммой истинного V_n и курсового У_Кр ветров. Курсовой ветер по направлению противоположен курсу судна, а его скорость равна скорости суд­на. В чистом виде этот ветер на движущемся судне можно наблюдать при штиле на море; кажущийся ветер совпадает с курсовым. Отсутствие ветра на движущемся судне наблюдается в том случае, когда оно идет по ветру со скоростью, равной скорости ветра.

Определение направления кажущегося ветра на судах осуществляют по направлению вытягивания вымпела, флагов на мачтах, «колдунчика» и т. п., и по этим признакам устанавливается среднее направление — откуда ветер дует в компас.

 

Румбы, их обозначения и соответствующие им сектора

Название румбов	Обозначение	Гpaдусы	Цифры кода (КН-09-С)
русское	международное	От	до
Северо - северо-восток   Северо-восток   Восток-северо-восток   Восток   Восток- юго-восток   Юго-восток   Юго-юго-восток   Юг   Юго-юго-запад   Юго-запад   Запад-юго-запад   Запад   Запад-северо-запад   Северо-запад   Северо-северо-запад   Север   Переменное   Штиль	ССВ   СВ   ВСВ   В   ВЮВ   ЮВ   ЮЮВ   Ю   ЮЮЗ   ЮЗ   ЗЮЗ   З   ЗСЗ   СЗ   ССЗ   С   -   -	NNE   NE   ENE   Е   ESE   SE   SSE   S   SSW   SW   WSW   W   WNW   NW   NNW   N	-   -	-   -

 

Направление ветра определяют по компасу в градусах (с точностью до 10°). На репитере гирокомпаса или магнитном компасе устанавливают пе­ленгатор так, чтобы визирная ось была параллельна направлению ветра, после этого снимают отсчет по пеленгатору.

Название румбов, их обозначения и соответст­вующие им сектора, применяемые в метеорологии, представлены в табл. 1.5.

Определение скорости кажущегося ветра производят различными типами анемометров (на­пример, МС-13, М-61), которые служат для опре­деления средней скорости ветра за некоторый про­межуток времени. При наличии на судне СДС -

по указанию скорости ветра на измерительном пуль­те станции. При отсутствии приборов силу ветра можно определить по шкале глазомерной оценки— шкале Бофорта.

Определения истинного ветра производят графически или при помощи ветрочета.

Графический способ основан на правиле параллелограмма скоростей. На листе бумаги намечают линию MS и при помощи транспортира прокла­дывают курс судна. По линии курса ОК откладывают в выбранном масштабе его скорость. При умеренных ветрах масштаб обычно 1 см=1 м/с»2 уз, при сильных — вдвое уменьшается. Затем откладывают направление и скорость кажущегося ветра ОБ, причем эту линию строят в том направлении, откуда дует ветер. После этого строят параллелограмм, помня, что ветер кажущегося ветра ОБ является диагональю параллелограмма. Сторона параллелограмма 0D (равная КБ) укажет скорость (согласно принятому масштабу) истинного ветра. Угол между линией SN и OD (измеренный по часовой стрелке) дает на­правление истинного ветра.

Следует обратить внимание на то, что во всех случаях истинный ветер отклоняется от курса больше, чем кажущийся, и дует по тому же борту, что и кажущийся.

Определение истинного ветра по ветрочету (рис. 1.3). Ветрочет — неболь­шой круглый фанерный или картонный планшет с наклеенной на него клетча­той или миллиметровой бумагой, поверх которой на центральной оси свободно вращается целлулоидный круг, снабженный по краям градусными делениями (0—360°) и обозначениями румбов. У рукоятки планшета укреплена стрелка-указатель.

Для определения по ветрочету истинного ветра необходимо: подвести градусное деление (или румб) подвижного целлулоидного круга, соответствующее направлению кажущегося ветра, к стрелке-указателю и, отло­жив от центра круга в направлении указателя его скорость в выбранном масш­табе (1 см=1 м/с, или 0,5=1 м/с), нанести точку В подвести к указателю градусное деление, соответствующее курсу судна, и, отложив от центра круга в выбранном масштабе его скорость, нанести точку К совместить точки Б и (рис. 1.3, в) с одной из вертикальных линии сотки планшета, параллельной диаметру круга, так, чтобы точка Л' была выше точ­ки В;

отсчет градусного деления, или румба, против стрелки указателя показывает направление истинного ветра, а расстояние между точками В и Л, и при пятом масштабе; его скорость.

Определение истинного метра по ветрочету нанимает не более 2 мин

Температуря воздуха. Для измерения температуры принята международная практическая температурили шкала—-стоградусная шкала Цельсия. Однако ряд стран использует шкалу Фаренгейта. В теоретических расчетах также применяют термодинамическую температурную шкалу -шкалу Кельвина. Шкала Цельсия. Нуль градусов по этой шкале соответствует температуре таяния льда, а 100° —температура кипения воды (то и другое —при давлении 760 мм рт. ст., близком к фактически существующим на уровне моря усло­виям). 1/100 расстояния между этими точками на шкале термометра соответ­ствует 1°С.

Шкала Фаренгейта. По этой шкале точка таяния льда обозначена 32°F, a точка кипения воды 212°F. Нуль градусов по этой шкале определяется как температура плавления эвтектики лед—соль. Промежуток между этими точками разбит на 180 равных частей. 1/180 расстояния носит название 1°F.

Шкала Кельвина. Температура отсчитывается от абсолютного нуля. Абсо­лютный нуль — это предельно низкая температура, при которой прекращается тепловое движение молекул. Абсолютный нуль лежит на 273,16° ниже нуля по шкале Цельсия. Градус шкалы Кельвина равен градусу шкалы Цельсия. В практической работе обычно за 0°С принимается 273К.

Шкала Реомюра — шкала термометра, на которой расстояние между дву­мя точками, соответствующими уровням ртути при температурах замерзания и кипения воды, разделено на 80 равных частей. Отсюда реперными точками являются 0 и 80°С. Число 80 было взято потому, что разведенный спирт, кото­рым Реомюр наполнял свои термометры, расширялся от точки замерзания до точки кипения на 80% своего объема.

Суточный и годовой ход температуры. Над сушей минимум температуры воздуха наступает ненадолго до восхода, а над океаном через 2-3 часа после восхода Солнца. Максимум температуры воздуха обычно наступает над сушей в 14-15ч;. над океаном и 15-16ч.

Град - осадки, выпадающие в виде кусочков льда разнообразных форм и массы. Крупные градины достигают массы нескольких граммов, и в исключительных случаях — нескольких десятков граммов. Выпадает преимущественнов теплое время года из кучево-дождевых облаков и обычно сопровождается ливневым дождем. Обильный крупный град почти всегда связан с грозой исильным ветром. Роса — капельки воды, появляющиеся обычно в ясные и безветренные ночи, главным образом на открытых частях палубы судна, тентах в результате соприкосновения влажного воздуха с более холодной поверхностью при температуре выше 0°С. Иней — белый, кристаллического строения осадок, появляющийся обычно ночью или вечером, а зимой и днем — на предметах в тех случаях, когда их температура ниже 0°С. Проявляется при штиле или слабых ветрах и безоблачном небе. Гололед — слой льда, образующийся на любых предметах при морозе вследствие намерзания капель дождя, мороси и тумана. Образуется также, когда капли дождя, мороси или тумана замерзают при соприкосновении с холодными предметами. Образуется преимущественно с наветренной стороны судна. Наблюдается при слабых морозах от 0 до 3°С, нередко встречается при более низких температурах.

Изморозь — снеговидный рыхлый осадок матового белого цвета, образующийся на тонких предметах (проводах, тросах, антеннах) преимущественно туманную ветреную погоду. Образуется вследствие намерзания на предмет переохлажденных капель тумана.

Туман — наличие в воздухе очень мелких, не различимых глазом капли воды в таком количестве, при котором в воздухе ощущается сырость этом горизонтальная видимость -— от 0,5 мили и менее.

Просвечивающий туман — туман, через который просвечивается небо и видны облака.

Стелющийся туман - туман, охватывающий слой воздуха толщиной несколько метров (не более 10 м).

Ледяной туман — туман, состоящий из кристалликов льда. Горизонтальная видимость от 0,5 миль.

Просвечивающий ледяной туман — ледяной туман, через который просве­чивает небо или видны облака.

Дымка — слабое помутнение атмосферы, обусловленное наличием в возду­хе мельчайших, не различимых глазом капелек воды или кристалликов льда. Придает воздуху синеватый или серый оттенок. Видимость более 0,5 мили, но менее 5 миль.

Парение моря — туман, клубящийся, стелющийся над самой водой. Обра­зуется в холодном воздухе над открытой, сравнительно теплой поверхностью воды. Иногда имеет вид отдельных струек тумана, возникающих у поверхно­сти воды и рассеивающихся уже на высоте 1—2 м.

Метель — перенос снега ветром почти в горизонтальном Направлении, неба не видно, и нельзя разобрать, выпадает ли снег из облаков или нет. Сильно ограничивает видимость.

Метель с выпадением снега — метель, при которой можно установить, что происходит выпадение снега из облаков.

Низовая метель — метель, при которой из облаков снег не выпадает, а происходит лишь перенос снега сильным ветром с поверхности Земли. Часто можно видеть небо.

Поземок — перенос снега только у поверхности Земли до высоты 2 м, ча­сто наблюдается при безоблачном небе, а иногда одновременно с выпадением слабого снега.

Гроза — электрические разряды в атмосфере, проявляющиеся в виде мол­нии и сопровождаемые громом.

Зарница — отдаленная молния без грома.

Полярное сияние — свечение высоких слоев атмосферы, наблюдаемое ночью преимущественно в высоких широтах. Из большого числа самых причуд­ливых форм полярных сияний выделяют две: а) неподвижные, или спокойные, имеющие неяркую зеленовато-желтую окраску; иногда они имеют вид дуг, малоподвижных столбов; б) подвижные в виде одиночных лучей, полос, гро­мадных занавесей (постоянно колеблющихся). Наблюдается непрерывное изменение формы и окраски, в которой преобладают красные, голубые и жел­то-зеленые цвета.

Гало — цветовой круг вокруг Солнца или Луны. Образуется при ледяных перисто-слоистых облаках и иногда при сильном морозе в ледяном тумане у поверхности Земли. В последнем случае видны лишь боковые дуги круга, и тогда их называют столбами около Солнца или Луны. При гало красный цвет располагается внутри круга.

Венец возникает, когда Солнце или Луна просвечивают сквозь капельно­жидкие облака, преимущественно высококучевые. Их радиус значительно мень­ше, чем у гало. Венцы почти примыкают к дискам Солнца или Луны и имеют радужную окраску. Расположение цветов противоположно гало.

Мираж возникает вследствие преломления света в атмосфере с аномаль­ным распределением плотности воздуха по высоте, которое обычно является результатом аномального распределения температуры и влажности. В воздухе У горизонта появляется изображение реально существующего предмета (остро­вов, кораблей, оазисов) в более или менее искаженном, иногда в перевернутом виде. Изображение может располагаться над действительным предметом (верхний мираж), под ним (нижний мираж) и сравнительно реже справа пли слова от него (боковой мираж).

Шквал - внезапное, резкое и непродолжительное (точечно не менее 2 мин) усиление ветра, наблюдающееся, как правило, при кучево-дождевых облаках, ливневых осадках и грачах.

Смерч - сильный вихрь, образующийся под хорошо развитым кучево-дождевым облаком и распространяющийся в виде гигантского темного облачного столба или воронки. Обычно над морем из облака вниз спускается воронка с от­ростком (хоботом), а снизу — столб воды. Диаметр вихря около десятков мет­ров Скорость ветра внутри смерча может достигать 100 м/с. Средняя скорость перемещения смерча 30—40 км/ч. В ряде случаев смерч может появиться на а морем когда нет мощных кучево-дождевых облаков. Тогда он зарождается у водной поверхности и распространяется вверх (поднимая столб воды) часто это происходит при ясном небе (смерчи «хорошей погоды»). Смерчи редко развиваются в опасные вихри и быстро разрушаются.

Мгла — сплошное помутнение воздуха взвешенными в нем частичками пыли, дыма, гари. При мгле отдельные предметы приобретают сероватый отте­нок. Солнце, особенно когда оно у горизонта, имеет красновато-желтый оттенок

Свечение моря вызывается наличием самосветящихся микроорганизмов и более крупных живых организмов. Наблюдается в темное время суток. Раз­личают три типа свечения моря: искрящееся — усиливающееся при возмущении поверхности моря; молочное, или разлитое (бактериальное), — не усиливаю­щееся от механического возмущения воды и охватывающее значительные уча­стки поверхности моря; свечение тел отдельных крупных организмов — медуз гребневиков, рыб и др.

Цветение моря — массовое развитие планктона в поверхностном слое воды. В полярных районах наблюдается летом, в умеренных широтах— весной и осенью, в тропиках —зимой. Вода приобретает различные оттенки зеленого цвета, иногда становится красной, розовой, желтой.

Обледенение. При низких температурах забортной воды и воздуха и сильном ветре, иногда и в безветренную погоду, наружные поверхности судна, рангоут, такелаж, надпалубные надстройки и механизмы покрываются льдом, т. е. обледеневают. Наиболее интенсивно лед намерзает при качке судна (преимущественно килевой), когда брызги, образующиеся от ударов волн о корпус, задуваются через бак на судно и соприкасаются с охлажденной частью корпуса и устройствами.

Различают три вида обледенения судов:

образующееся при забрызгивания и заливании судна забортной водой в результате сильного ветра и волнения моря при отрицательной температуре воздуха;

образующееся от выпадения переохлажденных осадков — дождя, мороси или мокрого снега, а также от осаждения на судне переохлажденных частиц воды во время тумана или парения моря (пресноводное обледенение);

смешанное, образующееся при сочетании первого и второго видов обледе­нения.

Типичными гидрометеорологическими условиями для возникновения обле­денения судов являются: температура воздуха ниже —4°С, температура вод; ниже +3°С, скорость ветра 10 м/с и более. Степень обледенения судов в значительной мере зависит от типа, основных размерений судна, направления и скорости его по отношению к волне и ветру.

Барические системы. Пространственное распределение атмосфер давления на соответствующей поверхности, выраженное при помощи из, представляет собой барическое поле. Формы барического поля носят названия барических систем. Различают следующие барические системы.

Циклоны, или барические минимумы, —области низкого атмосферного давления, очерчиваемые системой концентрических замкнутых изобар значение каждой из которых (по величине давлении) уменьшается oт периферии центру. В центре наблюдается самое низкое давление.

Антициклоны, или барические максимумы, области высокого атмосферного давления, очерчиваемые системой замкнутых изобар значение возрастает от периферии к центру, где оно наибольшее.

Ложбины вытянутые от циклона области низкого давления. Иногда в ложбине возникает небольшой центр низкого давления. Такой центр называется частным циклоном.

Гребень - вытянутая от антициклона область высокого давления.Если гребень обширен по площади ив его области имеется самостоя­тельный центр высокого давления, очерчиваемый замкнутой изобарой то его называют отрогом антициклона.

Седловина — область в барическом поле между двумя циклонами и двумя антициклонами, расположенными крест-накрест (в шахматном порядке) ('рис. 1.17, д).

Ложбины и гребни имеют оси —линии, на которых изобары обладают наи­большей кривизной (в ложбине иногда излом).

На картах погоды (в зависимости от того, какой страной построена карта) в центре циклонов ставится буква Н (низкое), или L (low), или В (depresion barometrica), а в центре антициклонов — В (высокое), или Я (high), или А (anticiclon).

Циклоны — замкнутая область низкого давления с движением возду­ха против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой — в южном. Горизонтальный градиент давления направлен к центру циклона. Для циклонов характерны, по сравнению с другими барическими системами, наибольшие вели­чины градиента давления и наибольшие скорости ветра. В очень глубоких, хоро­шо развитых циклонах скорость ветра вблизи центра может достигать 60— 70 м/с и более. В самом центре градиент давления и скорость ветра равны ну­лю. Давление в центре циклона умеренных широт (в нетропических циклонах) обычно колеблется от 990 до 1005 мбар, но может понижаться до 930 мбар. Горизонтальные размеры циклонов внетропических широт обычно составляют 1000—2000 км, нередко их диаметр превышает 3000 км. Вертикальная протяжен­ность — несколько километров.

Различают несколько стадий развития внетропических циклонов, стадию волны, стадию молодого циклона, стадию окклюдированного циклона и стадию заполнения циклона.

Обычно условия, создавшиеся в процессе образования циклонических воз­мущений, оказываются благоприятными для возникновения нескольких новых возмущений. Поэтому на одном и том же участке главного фронта (арктическо­го или полярного) развивается несколько возмущений, образуя серию циклонов. Число членов серии колеблется от двух до шести. По мере углубления цикло­нов холодный фронт, на котором происходит волнообразование, перемещается к югу, поэтому каждый последующий развивающийся циклон движется по более южной траектории и быстрее, чем первый. В ряде случаев затухающий циклон возрождается — происходит его регенерация.

Скорость и направление движения циклонов зависят от скорости и направления воздушных течений в средней тропосфере и стадии развития циклона. 1 среднем и северном полушарии скорость перемещения циклонов составляет М- 40 км/ч, и южном — 42—45 км/ч.

Ход погоды определяется также тем, какой частью пройдет циклон над пунктом наблюдения.

Однако необходимо учитывать, что в действительности пути (тра­ектории) тропических циклонов разнообразнее и значительно сложнее: циклоны совершают всевозможные зигзаги, петли, замедляют или увеличивают скорость движения и т. п.

Тропические циклоны в начале движения смещаются в западном направле­нии с небольшой скоростью (10—20 км/ч). Это направление обусловлено тем, что ведущим потоком для них являются преобладающие в тропиках восточные ветры. Со временем в более высоких широтах скорость движения возрастает до 30—40 км/ч. В широтной зоне между 15—30° тропические циклоны часто изме­няют направление перемещения, отклоняясь к северу и далее к северо-восто­ку—в северном полушарии или югу и юго-востоку — в южном. С выходом в умеренные широты или на континент тропический циклон постепенно заполня­ется и замедляет движение. Однако в случае проникновения в его систему более холодного воздуха (например, вхождение в его область полярного фронта) он трансформируется: происходит его углубление, увеличивается скорость переме­щения (иногда до 60 км/ч), расширяется зона штормовых ветров и т. д.

Тропические циклоны в основном возникают в теплое время года: с июля по октябрь. Повторяемость тропических циклонов по месяцам.

Наиболее часто тропические циклоны наблюдаются в юго-западной части Тихого океана (северное полушарие), где они называются тайфунами, в остальных районах Тихого океана — ураганами. В Индийском океане тропические циклоны наиболее часто наблюдаются в Бенгальском заливе, а также в Аравийском мо­ре, в районе Мадагаскара, в центральных районах океана и к северо-западу от Австралии. У северо-западного побережья Австралии их называют «вилли-вилли». В Атлантическом океане тропические циклоны (ураганы) возникают лишь в северном полушарии.

 

Антициклоны — это область по