Важные прибрежные эффекты, которые прогнозы погоды не замечают

Не все входит даже в самый лучший и самый детальный прогноз погоды. Многие погодные эффекты не воходят ни в один прогноз даже, если они очень сильные и значимые, но действующие в ограниченной зоне. Особенно, если это прибрежная зона, где прогнозы от метеобюро носят весьма условный характер.

В статье “Как рождаются прогнозы погоды“ подробно расписаны основные принципы построения прогнозов погоды. Кратко напомним:

• Любой прогноз погоды строится на соновании модели поведения атмосферы;
• Прогнозные модели бывают глобальные и локальные;
• Глобальные прогнозные модели менее точны, зато их точность одинакова по всему миру и эта точность вполне адекватна в океане;
• Локальные прогнозные модели более точны в том месте, для которого они разрабатывались, но абсолютно непригодны за пределами этого места;
• Существуют Официальные морские прогнозы “shipping forecast”, которые строятся на основе комбинированных моделей;
• Любые прогнозы погоды создаются для “ячейки” (ипользуется термин “разрешение”) от 50×50км до 5×5км, а не для точки;
• Модели не видят ни каких особенностей рельефа меньших по размеру, чем несколько “ячеек”.

В этой статье мы обсудим эффекты, возникающие на побережье и имеющие геометрические размеры меньше прогнозной “ячейки” (“разрешения” прогноза), но возможно более сильные, чем те, которые в прогнозах учитываются.

Costeros – прибрежные ветера, возникающие при местном нагреве

Существуют 2 основных прибрежных эффекта связанных с местным солнечным нагревом: Sea breeze и Katabatic wind, которые в англоязычной литературе (и соответственно переводной) описываются отдельно, хотя по сути являются одним эффектом замещения поднимающегося воздуха от сильного местного нагрева, с разницей лишь: со стороны моря или гор, в зависимости от того, где холоднее и давление выше и, конечно, рельефа местности. В испанском языке для описания этого единого эффекта существует специально слово “costero“. Мы тоже не будем их делить и опишем вместе.

Суть эффекта такова: в ясный солнечный день прибрежная зона нагревается первой. Нагретый воздух поднимается вверх, образуя на приземном уровне местную область низкого давления. Вода нагревается на много дольше и, соответственно, держит охлажденным воздух над собой, который в соседстве с образовавшейся зоной пониженного давления над побережьем образует зону повышенного давления и из которой, естественным образом, образуется поток воздуха (ветер) на побережье, в зону низкого давления. Этот ветер называется Sea breeze.

Sea breeze

• Cкорость Sea breeze в узлах (kts) оценивается как разница температур воздуха на побережье и воздуха над водой (считай температурой воды) умноженной на коэффициент от 0,5 до 2 в зависимости от яркости солнца, цвета и материала берега и др. Таким образом, в жаркий средиземноморский майский день, когда температура воздуха на побережье составляет уже 30°, а температура воды лишь 20°, сила Sea Breeze может быть от 10 до 20kts.
• Предельная дальность Sea breeze от берега зависит от объема нагреваемой площади не берегу и для зон, которые не попадают даже в местный прогнозб составляет 1-2nm.
• Эффект Sea breeze значительно сильнее проявляется в равнинной прибрежной зоне, чем в скалистой.
• Существует 3 типа Sea breeze, для которых, к сожалению, не существует отдельных, общепринятых терминов, поэтому мы назовем их “short range sea breeze”, “middle range sea breeze” и “long range sea breeze”. Принцип функционирования у них одинаковый, а вот регион охвата принципиально разный. Соответственно и “попадание” в прогноз погоды разное.

  “Short range sea breeze”

  прибрежный эффект, размером “пляж и долина на берегу” описанный выше;

  “Middle range sea breeze”

  когда “пляжем” становится Сахара а эффект распространяется на 20-100миль. Или когда “пляжем” выступает вся целиком Флорида, вместе с Техасом и Мексикой, а эффект распространяется на весь Мексиканский залив. Этот тип sea breeze хорошо отражается в прогнозах.

  “Long range sea breeze”

  когда “пляжем” становится Азия, Африка и Австралия вместе, а эффект применяется на весь Индийский океан. Собственно говоря, это основной эффект образующий погоду в Индийском океане. Этот тип sea breeze также отлично отражается в прогнозах.

Образование Katabatic wind.

В определенных случаях оказывается, что воздушная шапка над ближайшими горами более холодная и более плотная (образует область более высокого давления, чем воздух над морем). В этом случае замещение нагретого на побережье воздуха происходит за счет лавинообразного схода воздуха с гор, который называется Katabatic wind.

• Скорость Katabatic wind зависит не только от разницы температур (и, соответственно давления), но и размера горного массива, накапливающего воздушную шапку холодного воздуха. На практике это могут быть абсолютно разные величины, вплоть до 100kts (ветер ураганной силы) и длиться от секунд до часов.
• Так как Katabatic wind падает с гор с ускорением, его огромная энергия (потенциальная энергия высоты его первоначального местоположения высоко в горах превращается в кинетическую энергию движения) выносит его по инерции далеко в море, за зону пониженного давления на побережье. Расстояние, на котором он может ощущаться может составлять мили и зависит от высоты горного массива.
• Как правило, Katabatic wind – эффект разовый: после схода шапки холодного воздуха, вершины гор наполняются более теплым воздухом, которому еще понадобится значительно времени, что бы охладиться до прежних температур.
• Не стоит путать Katabatic wind с ветром от глобальной депресии, переходящей через горы – это разные эффекты, с разной длительностью действия и разной площадью охвата и последний эффект обычно хорошо отражается в прогнозах погоды.

Механические эффекты

Механические эффекты не создают, но изменяют ветер. Их достаточно много, но основных, которые реально влияют на жизнь яхтсменов три:

Горизонтальное огибание – образование зон акселерации (усиления)

Эффект очень простой – при надуве ветра на высокий берег, ветер начинает огибать припятствие, обходя его по сторонам, уплотняясь и, соответственно, усиливаясь там. Эффект происходит у каждого мыса при ветре вдоль берега. самый известный регион множественных зон акселерации – Канарские острова.

Вертикальное огибание – сдув

Возникает, когда ветер приходит с гористого побережья. В идеале, если вдоль побережья тянется горный хребет. В этом случае, отрываясь от гор, ветер плавно заполняет новое для него пространство ниже уровня гор. Считается, что на расстоянии от гор в 6 высот горного хребта, ветер на уровне воды уже полностью сравнивается со средним ветром (прогнозным). На расстоянии в 4 высоты горного хребта он вполовину слабее и на расстоянии в 2 высоты горного хребта, ветер дует в обратную сторону.

Вертикальное огибание – надув

Возникает, когда на пути ветра возникает гористое побережье. В силу дуальности природы любой динамики (гидродинамики, электродинамики) все происходит симметричным образом: на расстоянии от гор в 6 высот горного хребта, ветер на уровне воды начинает терять силу. На расстоянии в 4 высоты горного хребта он вполовину слабее и на расстоянии в 2 высоты горного хребта, ветер дует в обратную сторону.

Желающие подробно разобраться, как это работает могут нарисовать вектора падения ветра на горный хребет (стену, стоящую под небольшим наклоном), вектора отраженного ветра, суммарные вектора, сложить их выше уровня гор и сложить их с тем ветром, который проходит выше уровня гор. Увидеть отсутствие ветра в приземном (приводном) слое, назвать это “областью низкого давления” и дорисовать потоки. Хотя, для практического использования это не нужно, но это поможет лучше понять принцип работы атмосферных процессов.

Как корректировать прогноз с учетом собственной оценки местных явлений

1. Нарисуйте на карте вектор (направление и сила) ветра из прогноза погоды;
2. Отметте гряды гор
3. Отметте теневые зоны надува и сдува (спереди или сзади гор, в направлении моря) в плоскости, перпендикулярной направлению прогнозного ветра;
4. Отметте зоны нагрева на побережье (“пляжи”, долины);
5. Оцените возможность Katabatic wind по наличию “заснеженных” (охлажденных) горных плато (высота более 2500м)
6. Определите места, где будут проявляться Costeros;
7. Оцените предстоящую яркость солнца. Для этого прекрасно подходит раздел Weather (осадки) из shipping forecast. Если день ожидается дождливый или облачный – эффектом можно пренебречь. Если “mainly fair” (“в основном ясно”) примите коэффициент равным 1. Если просто “fair” (“ясно”) примите коэффициент равным 2.
8. Оцените силу Sea breeze как разницу температур умноженную на коэффициент из предыдущего пункта;
9. Доарисуйте к вектору ветра из прогноза, который вы нарисовали в п.1, вектор ветра Sea breaze;
10. Нарисуйте суммарный вектор ветров, который и будет являться вектором реального прибрежного ветра;
11. Повторите это для всего предстоящего маршрута.