Гидрометеорологическое обеспечение Тихого океана

1.Тропические циклоны

Наиболее опасными явлениями  погоды для мореплавания являются тропические  циклоны, глубокие, сильно развитые циклоны  и туманы, при встрече с которыми часто создаются очень тяжелые  и опасные условия для судовождения судов всех классов.

В тропической зоне в широтах  от 5 до 25° обоих полушарий наблюдаются  тропические циклоны, обладающие огромной разрушительной силой. Подсчитано, что  если бы всю энергию только одного тропического циклона превратить в  электрическую, то ее хватило бы всему человечеству на несколько лет.

Тропические циклоны представляют собой небольшие по размерам циклоны, в среднем 100—200 миль в диаметре, с очень низким давлением в  центре (очень глубокие циклоны). Они  сопровождаются мощной, спускающейся до земли, грозовой облачностью, ураганными ветрами, сильными ливнями, огромными  океанскими волнами. Даже самым крупным  современным судам очень трудно бороться с ураганом, и часто эта  борьба заканчивается гибелью судна.

Давление в центральной  области тропического циклона в  среднем бывает 960—970 мбар, но иногда 900 мбар и ниже. Разница в давлении между центром и периферией тропических  циклонов на 1° расстояния (111 км), так  называемая величина барического градиента, составляет 30—40, а иногда и более 100 мбар. тогда как в обычных  циклонах она, как правило, не превышает 20—25 мбар. По этой причине скорость ветра в тропических циклонах обычно достигает ураганной силы—до 50— 60 м/сек и более.

Возникают тропические циклоны  только над океанами и морями Причины  их возникновения до сих пор еще  не вполне выяснены. В настоящее  время существует несколько теорий образования тропических циклонов. Согласно одной из них, циклоны возникают  от восходящих токов теплого и  влажного воздуха, которые сопровождаются выделением огромных количеств скрытой  тепловой энергии в результате конденсации  водяных паров. Другая теория объясняет  это явление взаимодействием  воздушных масс северного и южного полушарий в зоне сходимости пассатов. Но одно совершенно ясно, что тропические  циклоны возникают в таких  океанических районах и в те сезоны года, когда температура поверхности  моря наибольшая и превышает 26—27°. Не совсем ясна пока еще структура тропических циклонов. В то время как кругом бушуют ураганные ветры, сильнейшие ливни и грозы, в центре, диаметром в среднем 10—15 миль, наблюдается область ясной штилевой погоды—«глаз бури»

Наиболее опасной является правая (по движению) половина циклона  в северном полушарии а в южном—левая  Здесь скорость ветра нередко  достигает 65 м/сек а скорость отдельных  шквалистых порывов 100 и/сек и более.

Наиболее часто тропические  циклоны в северном полушарии  наблюдаются в период с августа  по сентябрь, а в южном полушарии  в районе Тихого океана—с января по июль, в Индийском  океане—с ноября по апрель Исключение составляет северная часть Индийского океана, где тропические  циклоны чаще встречаются с мая  по декабрь.

Тропические циклоны, зарождающиеся  на западе Тихого океана, называются тайфунами, в Атлантическом океане—Антильскими ураганами, в северной части Индийского океана—циклонами, а в южной—орканами, у берегов Австралии—«вилли-вилли»

В отличие от обычных циклонов тропические (рис. 22) движутся с востока  на запад, а некоторые, пересекая  тропические широты, меняют направление  и идут в северном полушарии к  северо- востоку, а в южном—к юго-востоку  Если с переходом в средние  широты тропический циклон встречает  полярный фронт, то он значительно увеличивается  в размерах и превращается в обычный  глубокий циклон с теплым и холодным фронтом.

В среднем за год в Тихом  океане наблюдается около 20—23 циклонов, в Атлантическом—12—13, в Индийском—около 15. Пути тропических циклонов, за редким исключением, постоянны.

Скорость движения тропических  циклонов вначале бывает небольшой, но у хорошо развитых достигает 15—20 миль в час и более. Продолжительность  существования тропических циклонов составляет в среднем 8—10 суток.

При прохождении в море тропического циклона появляется характерный, нарастающий шум. Черные или красные  клочья разорванных облаков быстро проносятся по небу. С большой скоростью  надвигается огромное черное облако, закрывая все небо. Ветер усиливается, становится порывистым, начинают беспрерывно  налетать шквалы. Гремит не переставая большой силы гром Огромные ослепительные  молнии часто пронизывают наступивший  мрак. Очень сильный ветер создает  гигантские волны, обладающие огромной силой. Потоки дождевой воды смешиваются  в воздухе с брызгами и пеной  от волн, видимость уменьшается до нескольких метров. Такое состояние  погоды и моря может длиться много  часов. Когда проходит центр тропического циклона («глаз бури»), минут на 20—30 ветер стихает до штиля, проясняется, можно видеть голубое или звездное небо, но волнение моря не уменьшается  Волны здесь сходятся от всех направлении  и создают чрезвычайно крутую и беспорядочную, очень опасную  для судов толчею (стоячие волны  длиной около 40 м). По мере удаления от центра циклона волнение принимает  более упорядоченный, регулярный характер.

После прохождения «глаза бури» барометр делает быстрый скачок вверх, и от противоположного румба  снова налетает шквал ураганной  силы. Общий характер погоды становится таким же, как и до прохождения  центра циклона.

Иногда в тропическом  циклоне наблюдаются смерчи—небольшие по размерам вихри диаметром в  несколько сот метров при скорости перемещения до 20—25 миль в час. Ветер  в таком вихре имеет колоссальную скорость—200—250 м/сек. Отличительная  особенность смерчей—воронкообразное  опускание облачности с длинным  отростком вниз в виде хобота, конец  которого иногда касается воды. Смерчи обладают огромной разрушительной силой.

Опасность тропических циклонов для мореплавания еще усугубляется и тем, что из-за относительно малых  размеров они не всегда могут быть обнаружены на картах синоптиками службы погоды. По этой причине суда, находящиеся  в море, не могут своевременно получить предупреждения о зарождении и пути перемещения урагана. В связи  с этим особо важное значение имеют  местные признаки и радиотехнические средства для обнаружения  приближающихся тропических циклонов. При передаче по радио сведении о тропических  циклонах им присваиваются женские  имена Вера, Диана, Нэнси, Шарлотта и  др. В старину тропическим циклонам давали имена кораблей, которые их обнаружили.

Как уже было сказано в  разделе «Волны на море», по направлению  зыби можно судить о положении  центра циклона, а по изменению ее направления—о направлении движения циклона. Появление зыби, идущей не от того направления, от которого дует или дул ранее ветер,—признак приближения тропического циклона.

При приближении тропического циклона атмосферное давление резко  изменяется, поэтому наблюдение за показаниями барометра и барографа  является одним из важных факторов своевременного обнаружения и предсказания приближающегося тропического циклона. Атмосферное давление на расстоянии 120— 150 миль от центра тропического циклона  начинает постепенно падать, но еще  заметно сохраняется его суточный ход. Далее с приближением центра тропического циклона на расстояние 60—110 миль суточный ход давления полностью  нарушается, давление резко падает (па 13—20 мбар в час), падение давления прекращается лишь при прохождении  «глаза бури». После прохождения  центра тропического циклона давление начинает повышаться вначале быстро, а затем, с удалением центра, —  медленнее и наконец достигает  нормального значения для данного  района.

Приближению тропического циклона  иногда на очень больших расстояниях (до 1500 миль). Предшествует появление  перистых нитеобразных облаков с  загнутыми концами, которые лучше  всего наблюдаются при восходе  или заходе солнца. Если эти облака кажутся сходящимися в одной  точке, то с большой вероятностью можно считать, что на расстоянии около 500 миль от судна в районе сходимости этих облаков расположен центр тропического циклона

На расстоянии около 300 миль от центра тропического циклона направление  движения перистых облаков часто  совпадает с направлением движения циклона Перистые облака не всегда являются безусловным признаком  приближения тропического циклона, однако появление их не следует оставлять  без внимания.

На расстоянии 500—600 миль от центра циклона обычно наблюдаются  перисто кучевые облака, а на расстоянии 200—250 миль—нагромождения мрачных  мощных кучево-дождевых облаков, вид  неба в этот момент угрожающий. Появлению  кучево-дождевых облаков часто предшествует возникновение на горизонте небольшого, заметно увеличивающегося и быстро движущегося темного облака—«бычьего  глаза» На расстоянии 200— 250 миль от центра тропического циклона хорошим признаком  его приближения является появление разорванно-кучевых облаков.

Вначале это одиночные  облака, но с приближением центра циклона  количество их увеличивается, они уплотняются  и постепенно переходят в дождевые. Одновременно проходят шквалы с ливнями. Движение разорванно-кучевых облаков  указывает на направление движения центра тропического циклона. Если стать  лицом навстречу движению этих облаков, то центр тропического циклона будет  расположен вправо от судна.

В 100—150 милях от центра тропического циклона начинается сильный ливневый дождь, который хорошо просматривается  на экране судового радиолокатора. При  нормальной радиолокационной наблюдательности полоса ливневого дождя обнаруживается на пределе дальности радиолокатора; это помогает определить положение  судна относительно центра  тропического циклона. В 10— 15 милях от центра дождь  прекращается, облака расходятся. После  прохождения центральной области  тропического циклона облака снова  смыкаются и начинается ливневый дождь такой же силы, как и до прохождения центра циклона, однако продолжительность дождя несколько  меньше. С удалением тропического циклона дождевые облака переходят  в кучевые, и дождь прекращается.

При приближении тропического циклона, так же как и при приближении  обычного, иногда наблюдаются гало и венцы вокруг солнца и луны.

Багрово-красная окраска  зари—признак приближения тропического циклона. Причем вечерняя заря удерживается долгое время и остается до конца  красной, не переходя в желтый цвет. В то же время с противоположной  стороны хорошо видна тень земли, край которой имеет оранжевую  окраску. Такая заря может наблюдаться  за 2—3 суток до наступления циклона.

Иногда тропическим циклонам предшествуют восходы и за ходы солнца, при которых небо принимает огненный или медно-красный цвет с разнообразными оттенками.

За сутки и более  до наступления тропического циклона  наблюдается ясное небо, штиль  или слабый ветер, значительное повышение  температуры, абсолютной и относительной  влажности воздуха (ощущается сильная  духота) и нарушение их суточного  хода, с начала наступления и дальнейшего  прохождения циклона наблюдается  быстрое падение температуры  воздуха.

Ночью со стороны приближающегося  тропического циклона часто видны  сильные отблески молний (зарницы).

При радиоприеме слышатся частые разряды или сплошной треск, усиливающийся по мере приближения  циклона.

На экране радиолокатора  появляются отдельные светлые пятна, представляющие собой крупнокапельные  скопления в атмосфере

Направление ветра в различных  частях тропического циклона изменяется так же, как и в циклонах умеренных  широт, отличаясь только гораздо  более быстрым переходом от одного румба к другому. Направление  ветра—хороший признак опре­деления местонахождения центра тропического циклона. По изменению направления  ветра можно судить, в какой  половине циклона относительно его  пути находится судно (см. «Уклонение судов от тропических и глубоких циклонов»).

Увеличение скорости ветра—признак  приближения тропического циклона, но этот признак проявляется слишком  поздно.

2. Циклоны и антициклоны

Воздушные массы. Воздушной  массой называется большое количество воздуха, имеющего сравнительно однородные свойства в горизонтальных направлениях, порой на протяжении тысяч километров.

 Воздушная масса, двигающаяся  над более теплой подстилающей  поверхностью, называется холодной; двигающаяся над более холодной  подстилающей поверхностью —  теплой; находящаяся в тепловом  равновесии с окружающей средой  — местной. 

 Воздушная масса, формирующаяся  в Арктике, называется арктическим  воздухом, который сильно охлажден  по всей толще, обладает малой  абсолютной и большой относительной  влажностью, несущий с собой туманы  и дымки. В умеренных широтах  формируется полярный воздух. Зимой  массы такого воздуха близки  по своим свойствам к арктическому; летом полярный воздух сильно  запылен и отличается пониженной  видимостью. Формирующийся в субтропиках  и тропиках тропический воздух  сильно прогрет, запылен, отличается  большой абсолютной влажностью, нередко вызывающий явления опалесценции (красноватое солнце и далекие  предметы в голубой дымке). Континентальный  тропический воздух днем неустойчив (конвекция, пыльные вихри и  бури, смерчи). Видимость понижена.

Экваториальный воздух имеет  в общем те же свойства, что и  тропический, но некоторые из них  выражены еще в большей степени.