Файл: Океанография и морская метеорология учебник..pdf

ном полушарии). Под влиянием К\ скорость изменит направление — отклонится от Ѵі вправо, вследствие чего

изменит направление и К\. Изменение направления ско­ рости будет продолжаться до тех пор, пока отклоняю­

щая сила К не станет равной по величине и противопо­

ложной по направлению силе барического градиента G. Это может произойти только тогда, когда частицы воз­ духа начнут двигаться вдоль изобар. Такое установив­

6

Ю М

ms.

Рис. 71. Геострофический ветер

шееся (равномерное) горизонтальное движение воздуха при прямолинейных изобарах и при отсутствии сил тре­ ния называется г е о с т р о ф и ч е с к и м в е т р о м . Ско­ рость геострофического ветра определяется из равенства

сил G и К:

В случае равномерного движения воздуха по кру­ говым изобарам должны уравновешиваться уже_ три

силы, действующие на воздух,— сила градиента G, от­

с т р о ф и ч е с к и м в е т р о м .

Сочетание сил, действующих на движение воздуха по круговым изобарам, будет различно в циклонах и анти­ циклонах (рис. 72). В циклоне сила градиента направ­ лена к его центру, а центробежная — против нее. При

360

установившемся движении в циклоне и антициклоне равнодействующая всех сил равна нулю. Поэтому соот­ ношение ускорений этих сил можно записать следую­ щим образом:

В последнем члене знак плюс относится к случаю антициклона, а минус — к случаю циклона. Решив урав­ нение (8.72) относительно V, получим:

Р и с . 7 2 . Градиентный ветер:

а— в ц и к л о н е ; б — в а н т и ц и к л о н е

— для циклона

•— для антициклона

Иац = шг sin 9 — ]/" ш2г2sin2 9 -f —— , (8.74)

Полученное решение показывает, что при одном и

том же барическом градиенте G скорость ветра всегда больше при антициклонической кривизне изобар, чем при циклонической.

Изменение ветра с высотой. На движение воздуха вблизи поверхности океана существенное влияние ока­ зывает сила трения о подстилающую поверхность, ко­ торая не только уменьшает скорость ветра, но и вызы­ вает отклонение его от изобар.

В среднем над водной поверхностью скорость ветра составляет около 0 , 6 скорости градиентного ветра, а

361

угол отклонения составляет 15°. С высотой величина силы трения уменьшается, это вызывает усиление ско­ рости ветра и приближение его к изобаре. Теоретиче­ ские расчеты показывают, что в приводном слое атмо­ сферы скорость ветра возрастает пропорционально ло­ гарифму высоты, а направление меняется мало. Выше этого слоя скорость ветра с высотой резко возрастает, приближаясь к скорости градиентного ветра.

им

#40 480 720

Рис. 73. Вертикальный разрез поперек струйного течения:

/ — и з о т а х и ( л и н и и р а в н ы х с к о р о с т е й в е т р а ) ; 2« т р о п о ­

па у з а

Всвободной атмосфере скорость ветра также ме­ няется по направлению и скорости, но основную роль в этом изменении играет значение горизонтального бари­ ческого градиента, которое зависит от горизонтального градиента температуры.

Приращение вектора геострофического ветра при пе­ реходе от одного уровня к другому — вышележащему, вызванное наличием горизонтального температурного

3 6 2

Г Л А В А 9

ОСНОВЫ МЕТОДОВ СОСТАВЛЕНИЯ

. ПРОГНОЗОВ ПОГОДЫ НА КОРАБЛЕ

§ 35. ПРИНЦИПЫ СИНОПТИЧЕСКОГО МЕТОДА СОСТАВЛЕНИЯ ПРОГНОЗОВ ПОГОДЫ

Синоптический метод составления прогнозов погоды базируется на выделении в атмосфере отдельных объек­ тов, каждому из которых свойственны определенные типы погодных условий. Такими синоптическими объек­ тами являются: воздушные массы, фронтальные раз­ делы и барические образования (циклонй, антициклоны, гребни и ложбины). Каждый синоптический объект ха­ рактеризуется строго определенными значениями ме­ теорологических полей. ч

Поэтому в каждый отдельный момент времени харак­ тер погоды в районе плавания соответствует характеру погоды определенного синоптического объекта, который установился над районом. Ожидаемый же характер по­ годы будет зависеть от того, какой объект будет рас­ полагаться над данным районом. Если ожидается сохра­ нение воздействия данного объекта, то сохранится и характер погоды, при замене другим объектом меняется соответственно общий характер погоды.

Синоптический метод базируется на четырех глав­ ных принципах, которые делают его научным средством познания закономерностей формирования погодных условий. Этими принципами являются:

— принцип физической логики, который утверждает, что синоптические объекты являются материальными

364

телами, поэтому па них распространяются физические законы;

•— принцип комплексности; согласно этому принципу тип синоптического объекта определяется сочетанием значений метеорологических полей, что позволяет обна­ руживать объекты на картах погоды и устанавливать продолжительность его воздействия на район пла­ вания;

— принцип исторической последовательности; этот принцип является следствием диалектического подхода к погодным явлениям и утверждает, что синоптические объекты зарождаются, развиваются и отмирают;

— принцип трехмерности; по этому принципу объек­ ты являются объемными телами, следовательно, для их выявления необходимо располагать значениями метео­ рологических полей по вертикали.

Выявление синоптических объектов производится в процессе анализа специальных карт, которые являются своеобразными фотографиями фактических погодных условий в большом географическом районе. При ана­ лизе используются закономерности, установленные глав­ ным образом статистическими приемами, поэтому ко­ нечный результат — прогноз погоды носит вероятност­ ный характер. Синоптические карты, служащие для ана­ лиза, подразделяются на приземные и высотные, по­ следние называют картами барической топографии. На приземных картах содержатся данные значений метео­ рологических элементов у поверхности Земли в фикси­ рованных точках.

Источниками метеорологической информации, слу­ жащими для составления синоптических карт, явля­ ются:

— стационарные гидрометеорологические станции, создаваемые на суше;

— корабли погоды, специально устанавливаемые в характерных точках Мирового океана на длительный период времени;

— попутные наблюдения кораблей и судов;

— результаты температурно-ветрового зондирова­ ния атмосферы с помощью шаров-пилотов, радиопило­ тов и радиозондов;

— искусственные спутники Земли метеорологиче­ ского назначения;

365

—метеорографы, устанавливаемые на самолетах;

—метеорологические ракеты, дающие возможность получать сведения о метеорологических элементах до больших высот.

вичскому времени. Результаты наблюдений кодируются

Для составления приземных синоптических карт ис­ пользуются коды КН-01 (сухопутный) и КН-09С (су­ довой). При нанесении данных кодограмм на бланк карты ставится задача нанести как можно больше све­ дений о погоде по наибольшему количеству пунктов с сохранением наглядности карты и возможности пра­ вильного ее чтения. Эти условия обеспечиваются ком­ пактным нанесением на карту цифр и условных знаков с сохранением стандартного расположения вокруг стан­

долями, vs— средняя скорость перемещения корабля по генеральному направлению.

Условными знаками наносятся: N — общее количест­ во облаков, ww — характер погоды в срок наблюдений, W — погода между сроками наблюдений, Ch, См и Снформы облаков по ярусам, а — вид кривой на баро­ графе.

Данные о ветре наносятся стрелкой по принципу «ве­ тер дует в компас», скорость ветра наносится опере­ нием стрелки; большое перо 4—5, малое 2—3 м/с. Каж­

3 6 6

дая цифра и условный знак наносятся на строго опре­ деленном месте. Схема нанесения данных на синоптиче­ ские карты приведена на рис. 74. Наносить данные не­ обходимо в соответствии с параллелями и меридианами. Бланки синоптических карт выполнены в конической

Сн

Та та h

' f f

Рис. 74. Стандартная схема нанесения данных на карты:'

а — приземная карта; б — карта барической топографии

проекции, поэтому при нанесении их’ необходимо разво­ рачивать, особенно при нанесении станций, близко рас­ положенных к линии обреза карты.

§ 36. КАРТЫ БАРИЧЕСКОЙ ТОПОГРАФИИ

Среди основных принципов синоптического метода составления прогнозов погоды, делающих этот метод средством научного предвидения, имеется принцип трех­ мерности синоптических объектов. Этот принцип утверж­ дает, что синоптические объекты являются объемными телами и, следовательно, имеют вертикальную протя­ женность. Для исследования вертикальной структуры синоптических тел составляются специальные высотные карты, которые называются картами барической топо­ графии. Кроме того, эти карты широко используются

367