Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания

В зависимости от строения облака делятся на три класса.

I. Водяные, состоящие только из капелек. Чисто капельное строение они могут сохранить и при отрицательных температурах до —15°, иногда и при более низких температурах. В летнее время з умеренных широтах образуются на высотах до 5—6 км.

II. Смешанные, состоящие из смеси переохлажденных капель ледяных кристаллов, наблюдаются обычно при температурах от —10 до —30°. В умеренных шпротах в теплое время года они находятся на высотах 5—8 км.

III. Ледяные — состоят только из ледяных кристаллов и обычно бывают на высотах выше 8 км.

Зимой смешанные и ледяные облака могут возникать вблизи земной поверхности.

Размеры капелек в облаках примерно такие же, как и в туманах, они настолько малы, что их вес не может преодолеть силу сопротивления воздуха и капельки свободно в нем плавают, увлекаясь любыми его движениями.

В зависимости от количества воды, содержащейся в облаке в жидком или твердом виде, определяется их водность. В водных облаках водность от 0,2 до 5 г воды на каждый кубический метр облачного воздуха. В ледяных облаках водность значительно меньше — сотые и тысячные доли грамма на 1 м3.

Облачность уменьшает освещенность, тем самым несколько ухудшает видимость и возможность опознавания удаленных объектов.

Особенно сильно снижается степень освещенности при наличии мощных кучево-дождевых облаков или низкой сплошной слоистой облачности.

Классификация облаков основана на их внешнем виде и состоит из 10 основных форм (родов) И двух дополнительных. Кроме того, облака разделяются по ярусам, в зависимости от высоты нижней границы.

Цветные фотографии самых распространенных форм облаков собраны в сокращенном Атласе облаков для судовых наблюдений (22 таблицы). Краткие характеристики основных форм, со ссылками на соответствующие таблицы этого Атласа, приводятся ниже.

Облака нижнего яруса. Слоисто-кучевые облака (Sc), если они расположены на небольшой высоте (0,3—0,5 км), обычно представляют собой сплошной слоистообразный серый покров с параллельными темными облачными валами и с более светлыми промежутками между ними. Это будут слоисто-кучевые плотные (Sc opacus). Па высотах выше 0,6 км наблюдаются слоисто-кучевые просвечивающие (Sc translucidus). Они также серого цвета, но обычно имеют форму галек, пластин, между которыми просвечивает небо, Это водяные облака.

Слоистые облака (St) представляют собой бесформенный, однородный серый покров, низко нависающий над морем или сушей.

Слоисто-дождевые облика (Ns) но внешнему виду напоминают слоистые, по более темного цвета; из них выпадают осадки, тогда как из слоистых облаков лишь иногда выпадает морось Слоисто-дождевые облака, как правило, сопровождаются разорванно-дождевых (Frnb).

Облака вертикального развития. Кучевые облака

(Сu) имеют вид отдельных ярко-белых куч с серыми основаниями,

между которыми видно голубое небо. У мощнокучевых облаков (Сucongestus) вершины достигают высоты 3—4 км и имеют округлую форму.

Кучево-дождевые (ливневые, или грозовые) облака (Сb) в отличие от мощнокучевых облаков вершинами достигают верхних слоев тропосферы и представляют собой мощные горообразные облачные нагромождения с ярко-белыми вершинами и очень темным основанием. Поскольку вершины облаков находятся в области очень низких температур, они обычно состоят только из ледяных кристаллов и приобретают форму распространяющихся в сторону от вершины метел, полое. В средней части облако имеет смешанную структуру.

Из хорошо развитых кучево-дождевых облаков, особенно с наковальней, летом выпадают сильные ливневые дожди, часто с грозой, а иногда с градом, зимой — густой хлопьеобразный снег. Перед началом выпадения осадков наблюдаются сильные шквалы.

Облака среднего яруса. Высококучевые облака (Ас) по внешнему виду напоминают слоисто-кучевые просвечивающие, по более светлого цвета, с очень небольшим затенением в центре пластин, галек, полос или хлопьев, которые по своим размерам значительно меньше, чем у слоисто-кучевых просвечивающих. Высококучевые облака бывают также плотными (часто в сочетании с высокослоистыми), чечевицеобразные, башенкообразные, хлопьевидные. Высококучевые облака обычно состоят из мелких переохлажденных капелек воды.

Высокослоистые облака (As) представляют собой ровный светло-серый или синеватый покров. Сквозь просвечивающие высокослоистые облака бывают видны расплывчатые диски Солнца или Луны. Состоят они либо из мелких переохлажденных капелек, либо из смеси капелек и ледяных кристаллов. Из них выпадают осадки, летом не достигающие земной поверхности. Зимой может выпадать мелкий снег.

Облака верхнего яруса. Перистые облака (Ci) — нежные белые волокна, часто в форме перьев или с загнутыми копнами (когтевидные). Эти облака, образовавшиеся из кучеводождевых облаков, более плотные и не имеют правильной формы.

Перисто-кучевые облика (Сс), или «барашки», имеют вид мелкой ряби, состоят ИЗ небольших хлопьев без теней. Обычно они наблюдаются, совместно с перистыми облаками.

Перисто-слоистые облика (Cs) — прозрачная белесая однородная пелена. Солнце и Луна сквозь них хорошо видны и от земных предметов образуют тень. При этих облаках вокруг Солнца и Луны образуется большой разноцветный круг - гало. Все облака верхнего яруса состоят из ледяных кристаллов.

Наблюдения над облаками на судах важны не только для органов службы погоды, но и непосредственно для судоводителей, так как во многих случаях позволяют судить о предстоящей погоде.

В программу наблюдений над облаками на судах входит определение их форм, общего количества всех облаков, отдельно количества облаков нижнего яруса и вертикального развития, а также глазомерное определение высоты основания. Формы облаков рекомендуется определять с помощью специального Атласа. Количество облаков (или облачность) оценивают глазомерно по степени покрытия неба облаками. Эту оценку дают в десятых долях покрытия неба — в баллах. Одни балл - это 10% площади небосвода. Следовательно, если все небо (на 100%) закрыто облаками, т. е. пасмурно, то облачность оценивается в 10 баллов;

если облака покрывают небосвод на 80% — 8 баллов;

если площадь, занятая облаками, и площадь просветов между ними (или площадь чистого неба) приблизительно одинакова (по 50%) — 5 баллов И т. д.

При определении количества сначала оценивают общее количество облаков (N) независимо от их формы и высоты основания, а затем отдельно дают оценку количества облаков с высотой основания менее 2 км (нижняя облачность — Nh).

Высоту основания облаков определяют лишь для облаков ниже 2500 м, руководствуясь их внешним видом, видимой скоростью перемещения (чем ниже облако, тем быстрее кажется его перемещение).

Наблюдения над облачностью записывают в журнале КГМ-15 «Журнал для записи судовых гидрометеорологических наблюдений, производимых штурманским составом» цифрами кода КН-09С (код для передачи ежедневных гидрометеорологических данных с судов, сокращенный объем наблюдении).

Морскими течениями называется поступательное перемещение масс воды в море, характеризующееся направлением и скоростью.

Основные силы (причины), вызывающие морские течения, подразделяются на внешние и внутренние. К внешним относятся ветер, атмосферное давление, приливообразующпе силы Луны и Солнца; к внутренним — силы, возникающие вследствие неравномерного распределении но горизонтали плотности водных масс. Кроме внешних и внутренних сил, вызывающих морские течения, сразу же после возникновения движения водных масс появляются вторичные силы. К ним относятся отклоняющая сила вращения Земли (сила Кориолиса) и сила трения, замедляющая всякое движение. На направление течения оказывают влияние также конфигурация берегов и рельеф дна.

Морские течения классифицируются по следующим признакам:

1. По силам или факторам, их вызывающим, т. е. по происхождению. Классификация по этому признаку является главной, здесь различают течения ветровые, или дрейфовые, градиентные, в том числе плотностные, и приливо-отливные. Ветровые, или, дрейфовые, течения возникают под действием силы трения ветра о водную поверхность. Градиентные течения вызываются действием градиента гидростатического давления, возникающего при наклоне поверхности моря относительно уровненной поверхности; наклон поверхности моря может происходить вследствие ветрового нагона, изменения атмосферного давления, речного стока, неравномерного распределения плотности морской воды в горизонтальном направление. Приливо-отливные течении вызываются приливными волнами, возникающими в результате воздействия на водные массы приливообразующих сил Луны и Солнца.

Течения, наблюдаемые после прекращения действия силы, вызвавшей течения, называются инерционными.

2. По устойчивости выделяют постоянные, периодические и временные течения.

Постоянными называются течения, мало изменяющиеся по направлению и скорости в течение длительного периода времени (за сезон или год). Примером таких течений служат пассатные течения Атлантического, Тихого и Индийского океанов, обусловленные действием постоянных ветров — пассатов. Однако в действительности в строгом смысле постоянных течений нет. Все течения в той или иной мере подвержены изменениям. Поэтому под постоянными течениями обычно понимают течения, всегда наблюдающиеся в одних И тех же районах океанов и морей. Они зависят от характера распределения относительной плотности воды и преобладающего направления действия .ветра в данном районе.

Периодическими течениями называются такие течения, направление и скорость которых изменяются с определенным периодом (повторяются через равные промежутки времени и в ойре-делелнон последовательности). Характерным примером этих течений служат приливо-отливные течения.

Временными течениями называются течения, изменение которых имеет непериодический характер. Они вызываются непериодическим воздействием внешних сил и в первую очередь кратковременным действием ветра.

3. По глубине расположения выделяют течения:

поверхностные, наблюдаемые, в так называемом навигационном слое, т. е. в слое, соответствующем Осадке надводных судов (О - 15 м);

глубинные, наблюдаемые на некоторой глубине между поверхностными придонным течениями;

придонные, наблюдаемые в слое, прилегающем ко дну, большое влияние оказывают трение о дно.

4. По характеру движения течения подразделяются на прямолинейные и криволинейные. В последние входят и так называемые циклонические, представляющие собой круговые течения против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой — в южном, и антициклонические, движущиеся наоборот.

5. По физико-химическим свойствам течения подразделяют на теплые и холодные, соленые и распресненные. Характер течений определяется соотношением температуры или соответственно солености масс воды, формирующих течение, и окружающих вод. Если их температура выше температуры окружающих вод, течения называются теплыми, а если ниже — холодными. Таким же образом определяются соленые и распресненные течения.

Данные о течениях помещены в различных навигационных пособиях: лоциях, атласах течений океанов и .морей или отдельных их районов; сведения о них содержат путевые навигационные карты, руководства для плавания, таблицы и т. п.

В лоциях сообщаются подробные сведения о течениях описываемого района. В них указывается, под воздействием каких причин образуются течения и какой характер они носят, приводятся карты суммарных, постоянных или приливо-отливных течений в зависимости от того, какие из них являются преобладающими, даются сведения о скорости и направлениях течений в наиболее важных навигационных районах моря и изменение этих величин по характерным сезонам года.

Карты и атласы течений могут быть с успехом использованы при изучении района плавания с целью выбора наивыгоднейшего и безопасного пути, однако не все такие карты и атласы обеспечивают данными о течениях, которые можно было бы использовать для ведения точного счисления. Кроме того, данные о скорости и направлений течений, выбранные из некоторых таких пособий, могут значительно расходиться с действительностью.

Для приливо-отливных течений, кроме атласов, имеются таблицы. На навигационных картах элементы приливо-отливных течений помещаются в специальных табличках с указанием района и времени действия этих течений.

Литература

1.                  Стехновский Д.И., Зубков А.Е. «Навигационная гидрометеорология» Москва, Транспорт, 1977

2.                  Гордиенко А.И. Дримлюг В.В. «Гидрометеорологическое обеспечение судовождения», Москва, Транспорт, 1989.

2