Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

Пример. Установившееся течение от нордового ветра

0,4 уз, а после 16 ч скорость остаточного течения будет меньше 0,3 уз и ее можно уже не учитывать.

5. Бароградиентная составляющая суммарного тече­ ния. Эта составляющая образуется в океанах под воз­ действием неравномерного распределения атмосферного давления над океаном и способствует выравниванию статической нагрузки на его глубинные слои. Барогра­ диентные течения характеризуются следующими особен­ ностями:

— хорошо выраженные бароградиентные течения на­ блюдаются только при глубоких циклонах, расположен­ ных над акваторией океана, которые занимают небольшие площади и перемещаются со скоростями менее 2 0 уз;

—скорость бароградиентного течения пропорцио­ нальна величине барического градиента, от которого за­ висит угол наклона поверхности океана (табл. 25);

—направление бароградиентного течения совпадает

срадиусом кривизны изобар, ограничивающих центр циклона, и направлено от его центра на периферию циклона.

Несмотря на приближенность приведенных соотноше­ ний и эмпирический характер многих коэффициентов, которые будут неоднократно уточняться по мере полу­ чения новых фактических результатов измерений тече­ ний в океанах, выполненный анализ позволяет сделать следующие выводы.

322

Р А З Д Е Л В Т О Р О Й

МОРСКАЯ МЕТЕОРОЛОГИЯ

ГЛАВА 7

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ АТМОСФЕРЕ

§ 30. АТМОСФЕРА И ЕЕ ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

Газовая оболочка Земли носит название атмосферы. Атмосфера целиком охватывает Землю в виде огром­ ного воздушного океана. Атмосфера находится в по­ стоянном движении, она полностью участвует во враща­ тельном движении Земли вокруг Солнца и, кроме того, перемещается относительно поверхности Земли. Эти движения обеспечивают хорошую перемешиваемость всей атмосферы, поэтому она представляет со­ бой однородную механическую смесь газов, состоящую из азота — 78%, кислорода— 21 %, аргона — 0,9% и дру­ гих газов, в том числе водорода — 0,1%. Помимо пере­ численных газов, составляющих атмосферу, в ее состав входят в переменных количествах водяной пар, углекис­ лый газ, мельчайшие частицы неорганического и органи­ ческого происхождения, космическая пыль и др. Под­ счеты показывают, что общая масса атмосферы состав­ ляет 5 - 1015 т. Основная масса атмосферы, как показали исследования, выполненные метеорологическими ракета­ ми, сосредоточена в слое 0 — 1 0 0 км, выше этого слоя на­ ходится всего 0 ,0 0 0 1 % массы атмосферы.

Для характеристики состояния атмосферы исполь­ зуются величины, которые носят общее название — ме­ теорологические элементы. Главными метеорологически­ ми элементами являются: температура, давление, плот­ ность и влажность воздуха, ветер, дальность видимости. Кроме того, рассматриваются атмосферные явления, представляющие физические процессы, сопровождаю­

324

щиеся резкими изменениями в состоянии атмосферы. К атмосферным явлениям относятся: облака, осадки, ту­ маны, грозы и некоторые другие явления.

Физическое состояние атмосферы в определенный момент времени, характеризующееся совокупностью значений метеорологических элементов и явлений, назы­ вают погодой. При этом можно характеризовать погоду в точке нахождения корабля, районе плавания, по марш­ руту перехода кораблей. Все метеорологические элемен­ ты и явления оказывают самое непосредственное влия­ ние на применение оружия, использование технических средств и безопасность корабля в целом. Поэтому на каждом корабле после выхода его из базы производятся регулярные метеорологические наблюдения. Результаты этих наблюдений представляют и научную ценность, восполняя недостающие данные о режиме погоды в от­ крытых частях морей и океанов.

Наблюдения производятся в соответствии с Правила­ ми наблюдений на кораблях и судах ВМФ за гидроме­ теорологической обстановкой (ПНГМО-К—67) и со­ стоят из измерений с помощью приборов и визуальной (глазомерной) оценки. С помощью приборов измеряют­ ся: температура, давление и влажность воздуха, ско­ рость ветра; визуально оцениваются: облачность, осадки, туманы, грозы, видимость.

Температура воздуха на кораблях измеряется ртут­ ным термометром, имеющим международную стоградус­ ную шкалу. Отсчет по термометру производится с точ­ ностью до десятых долей градуса и обязательно исправ­ ляется поправкой, выбираемой из поверочного свиде­ тельства, которое прилагается к данному термометру. Эта поправка учитывает неравномерность сечения капил­ лярной трубки, внутри которой происходит поднятие и опускание столбика ртути, допущенную при ее изготов­ лении.

Атмосфера оказывает давление на поверхность Зем­ ли. Если воздух находится в состоянии покоя, то лю­ бой его слой испытывает давление, равное весу всех вы­ шележащих слоев воздуха. При наличии восходящих движений давление на основание воздушного столба бу­ дет уменьшаться и, наоборот, при нисходящих увеличи­ ваться. Атмосферное давление принято выражать высо­ той ртутного столба в миллиметрах (мм рт. ст.), кото­

325

рый уравновешивает это давление. Другой единицей из­ мерения давления, имеющей правильную физическую размерность, является миллибар (мбар). Между этими единицами существует следующее соотношение:

ряется барометром-анероидом. Отсчет по анероиду р' производится в мм рт. ст. с десятыми долями и обяза­

Барическая тенденция характеризуется видом кривой за­ писи, показывающей, как изменялось давление, и вели­ чиной изменения давления, выраженной в миллибарах с десятыми долями.

Давление воздуха с высотой уменьшается, поэтому измеренное на корабле давление необходимо приводить

нием водяного пара, который постоянно присутствует в воздухе. Для характеристики влажности воздуха исполь­ зуются следующие величины.

3 26

жать абсолютную влажность через парциальное давле­ ние водяных паров, рассматривая воздух как смесь аб­ солютно сухого воздуха и водяного пара. Это парциаль­ ное давление называют упругостью водяных паров е и измеряют в мбар или мм рт. ст. Между абсолютной влажностью а и упругостью водяных паров е в мм рт. ст. установлена следующая зависимость:

где а — коэффициент расширения воздуха;

t— температура воздуха, °С.

2.Максимальная упругость водяных паров Е — пре­ дельное количество водяного пара, которое может содер­ жать воздух (воздух насыщен водяным паром). Величи­ на Е зависит от температуры воздуха и в меньшей сте­ пени — от давления.

то это отношение представляет собой правильную дробь, поэтому г выражают в процентах:

4. Дефицит влажности d — недостаток насыщения, он показывает, какое количество водяного пара необходи­ мо для полного насыщения:

в граммах, содержащегося в 1 кг влажного воздуха: (7.6)

6 . Точка росы т — температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщающим,

т. е. температура, при которой е — Е; г= 100%; d=Q. Влажность воздуха измеряется аспирационным

психрометром, а все величины вычисляются по Психро­ метрическим таблицам или с помощью специальных линеек.

327

В е т е р представляет собой горизонтальную состав­ ляющую движения воздуха. Как всякое движение, ветер является векторной величиной и характеризуется на­ правлением и скоростью. Направление ветра оценивает­ ся в градусах от северного конца истинного меридиана по часовой стрелке и отмечает точку горизонта, откуда дует ветер, т. е. «ветер дует в компас». Скорость ветра измеряется в м/с или узлах. Иногда на кораблях прак-

Рис. 63. Определение истинного ветра графиче­ ским способом

тикуется определение направления ветра в румбах (ис­ пользуются 16 румбов: N, NNO, NO и т. д.) и оценка силы ветра в баллах по 12-балльной шкале. Измеренный ветер на движущемся корабле является не истинным ветром, наблюдающимся в районе плавания, а кажу­ щимся ветром Ѵ„, представляющим собой векторную сумму ветра, создаваемого движением корабля Ѵ0 и истинным ветром Ѵи:

Для нахождения истинного ветра применяется специ­ альный планшет — круг СМО (Севастопольская мор­ ская обсерватория) или графический прием построения векторного треугольника (рис. 63). В последнее время на кораблях ВМФ начали широко применяться гидрометео­ рологические комплексы, позволяющие автоматически за­ мерять значения гидрометеорологических параметров (судовая дистанционная станция — СДС, корабельный

3 2 8