Файл: Контрольная работа по дисциплине Гидрометеорологическое обеспечение судоходства.docx

В эволюции внетропических фронтальных циклонов условно выделяют три стадии:

Стадия возникновения. Начальным условием возникновения циклона есть движение воздушных масс по обе стороны фронта в противоположном направлении или в одном направлении, но с разными скоростями. При таком движении воздушных масс на каком-то участке прямолинейного фронта сначала происходит искривление линии фронта в виде волны. Воздушный поток в месте возникновения волны образовывает завихрение: часть холодного воздуха начинает вклиниваться под теплый воздух, а часть теплого воздуха натекает по наклонной поверхности на холодный воздух. При таком движении воздушных масс на стационарном фронте возникает два подвижных участка: холодный и теплый фронты, которые постоянно удлиняются. Появление вихревого движения воздуха сопровождается снижением давления в небольшой области, которая ограничена на синоптической карте одной замкнутой изобарой, кратной 5 гПа;

Стадия молодого циклона. Характеризуется образованием хорошо выраженного теплого сектора циклона, который расположен между холодным и теплым фронтом и системой нескольких замкнутых изобар. Так как скорость холодного фронта больше скорости теплого фронта, то спустя некоторое время проходит сужение теплого сектора, который сопровождается дальнейшим снижением давления в центре циклона;

Стадия максимального развития циклона. Падание давления в его центральной части прекращается, теплый сектор суживается, в тыловой части появляются вторичные холодные фронты. На этой стадии развития облачная система циклона приобретает четко выраженную спиралеобразную формы, при этом происходит смыкание облачных спиралей теплого и холодного фронтов (окклюдирование). Дальнейшее окклюдирование циклона приводит к вытеснению теплого воздуха вверх и исчезновение отдельно существовавших теплого и холодного фронтов. Близ поверхности земли он заполняется холодным воздухом, который в процессе дальнейшей эволюции циклона распространяется вверх. Масса воздуха увеличивается, поэтому возрастает давление в центре циклона;

Стадия заполнения. На этой стадии развития циклона фронты окклюзии размываются, поскольку циклон состоит из почти однородного воздуха, облачные системы деградируют, горизонтальные градиенты температуры и давления значительно уменьшаются, резко падает скорость ветра и в конце концов, циклон исчезает как самостоятельная барическая система возле земли, хотя на высоте он может прослеживаться еще на протяжении некоторого времени.

---

Существование циклона от начала окклюдирования до его полного исчезновения на синоптической карте происходит за 3-4 суток [4].

Вода в атмосфере. В атмосфере Земли в каждый момент времени содержится около 0,001% всех запасов воды планеты. Причем 95% количества этой воды содержится в виде пара и лишь 5% - в виде продуктов конденсации. Всего с поверхности Земли за год испаряется около 5,2* т. воды. Основная масса ее испаряется с поверхности Мирового океана. За год атмосферная влага обновляется около 40 раз за счет непрерывного кругооборота: испарения, конденсация и выпадение на поверхность в виде осадков.

Продукты конденсации или сублимации водяного пара в воздухе – мельчайшие капли воды или ледяные кристаллы. Большие объёмы воздуха, где образуются скопления продуктов конденсации и сублимации, называются туманом, дымкой или облаком. Если помутнение атмосферного воздуха каплями воды или ледяными кристаллами невелико (дальность видимости меньше 10 км., но больше 1 км.), это явление называется дымкой. Если же дальность видимости при помутнение становится меньше 1 км., то такое явление носит название тумана. Облака и туманы образуются при разных условиях, но принципиальной разницы в их природе нет. Когда конденсация происходит непосредственно у земной поверхности и приводит к помутнению атмосферного воздуха – это туман или дымка, а если же на некоторой высоте от поверхности – это облака [1].

Классификация облаков и туманов. В зависимости от высоты нижней границы облака подразделяются на три яруса: верхний (высота основания выше 6000 м.), средний (от 2000 м. до 6000 м.) и нижний (до высоты 2000 м.).К облакам нижнего яруса относятся также облака, у которых нижнее основание расположено в непосредственной близости от земли, а вершины могут достигать высоты среднего и верхнего яруса. Такие облака выделяются в отдельную группу – облака вертикального развития.

По причине образования туманы подразделяются на туманы охлаждения и туманы испарения. В свою очередь туманы охлаждения подразделяются на туманы радиационные и адвективные. Адвективные туманы образуются при натекании теплых воздушных масс на более холодную подстилающую поверхность. Радиационные туманы образуются за счет выхолаживания подстилающей поверхности.

Повторяемость туманов увеличивается с широтой. Наиболее часты туманы в Арктике и у берегов Антарктиды, где число дней с туманом превышает 80-90 дней в году. Часты туманы в районе Ньюфаундленда, у юго-западных берегов Африки и Южной Америки, у о-ва Мадагаскар и т.д.[1].

---

Атмосферные осадки. Продукты конденсации или сублимации водяного пара, выпадающие из облаков или осаждающиеся из воздуха на земной поверхности или на предметах, называются атмосферными осадками.

По виду атмосферные осадки делятся на жидкие (дождь, морось), твердые (снег, снежная крупа, ледяная крупа, град) и наземные.

Если осадки не выпадают из облаков, а осаждаются из атмосферного воздуха на поверхности земли или на предметах, то такие осадки называются наземными. К ним относятся: роса, иней, жидкий налет.

По характеру выпадения атмосферные осадки делятся на ливневые, обложные и моросящие.

Ливневые осадки выпадают из кучево-дождевых облаков. Летом это крупнокапельный дождь, а зимой – обильный снегопад с частой сменой форм снежинок, снежной и ледяной крупы. Обложные осадки выпадают из слоисто-дождевых и высокослоистых облаков. Они характеризуются небольшими колебаниями интенсивности и большой длительностью выпадения.

Моросящие осадки выпадают из слоистых и слоисто-кучевых облаков в виде мелких капель диаметром не более 0,5 мм., опускающихся с очень малыми скоростями.

Влияние осадков на работу судовых РЛС. Атмосферные осадки существенно уменьшают дальность видимости предметов и огней (ночью) в море, особенно сильные ливни и снегопады. Кроме того, сильные осадки влияют на дальность радиолокационного обнаружения. Происходит ослабление сигналов РЛС осадками за счет поглощения ими энергии электромагнитных волн. Уменьшение дальности радиолокационного обнаружения при осадках больше, чем при тумане. Кроме того, степень ослабления радиолокационной наблюдаемости зависит от интенсивности выпадающих осадков и длины волны судовой РЛС. Радиолокационная наблюдаемость уменьшается тем больше, чем меньше длина судовой РЛС и чем больше интенсивность атмосферных осадков [1].

Тропические циклоны

Атмосферные возмущения возникают и в тропиках. В подавляющем большинстве случаев это слабые тропические депрессии, часто даже без замкнутых изобар, возникающие в виде волновых возмущений во внутритропической зоне конвергенции (ВТЭК) на тропическом фронте. В этих случаях, когда ВТЭК в летнее полугодие наиболее далеко отодвигается от экватора, например районы Филиппинских островов и Южно-Китайского моря, Бенгальского залива и Аравийского моря, Карибского моря и Больших Антильских островов, районы Маскаренских островов в Индийском океане и островов Новые Гебриды и Самоа в Тихом океане, здесь возможно зарождение циклонов,в которых ветра достигают силы тропического шторма (8 баллов и более) или урагане (12 баллов).

---

Тропические штормы на приземных картах погоды обнаруживаются в виде сгустка концентрических изобар, размер которых от 100 до 500 миль (рис. 6).



Рис.6. Тропический шторм на приземной карте погоды

Тропические циклоны зарождаются в зоне 5-25° по обе стороны экватора .Причины возникновения тропических штормов полностью ещё не ясны, однако анализ разнообразной и объёмной информации о сезонах и районах их зарождения и о синоптической обстановке, в которой они образуются, позволили определить основные условия их зарождения.

1. Тропические циклоны зарождаются над водной поверхностью тропиков во время, когда температура воды на поверхности максимальная и превышает 27° С, причем важно, чтобы она на 1-2° превышала температуру воздуха.

2. Для образования тропических циклонов обязательно наличие мощного слоя влажного неустойчивого экваториального воздуха.

3. Предварительное существование циклонической циркуляции либо в виде слабой депрессии, либо в виде возмущения восточных пассатных ветров, создающих движение воздуха по циклонической траектории.

4. Незначительная изменчивость ветра с высотой в нижней тропосфере.

Развитие тропических циклонов сопровождается выпадением огромного количества осадков (200-400 мм/сут), причем наибольшее количество их выпадает из мощных кучево-дождевых облаков, кольцом окружающих «глаз» бури.

Распределение скоростей ветра в тропическом циклоне, как правило, не симметрично. В северном полушарии ветры его правой половины слагаются с собственным движением циклона и поэтому несколько сильнее, чем в левой.

Тропическим циклонам присваиваются номера и имена, использование которых при передачи сведений о них более удобно и исключает путаницу в тех случаях, когда одновременно в одном районе наблюдаются два или несколько тропических циклонов. Первые две цифры номера обозначают год, а последнии две цифры – порядковый номер тайфуна в этом году .

Тропические циклоны в своём развитии проходят несколько стадий. Каждая стадия развития характеризуется определенной градацией скорости ветра и имеет своё название (табл. 1)[1].

Таблица 1.Стадии развития тропического циклона

---

Расхождение с тропическим циклоном. Тропические циклоны с их ураганными ветрами, сильным волнением, ливневыми осадками и грозами, плохой видимостью представляют реальную угрозу даже для современных больших судов. Поэтому всем судам предписывается уклоняться от встречи с тропическими циклонами (рис. 7).



Рис. 7. Схема расхождения судна с центром тропического циклона

Случай 1. Если судно находится в наиболее опасной (правой передней) четверти тропического циклона и может пересечь путь движения циклона заблаговременно, т.е. вдали от его центра, то нужно идти так, чтобы ветер был с правого борта, и по возможности держать путь перпендикулярно пути движения циклона. Это позволяет уйти в наименее опасную зону (левую переднюю) четверть циклона.

Случай 2. Если судно находится в наиболее опасной (правой передней) четверти тропического циклона и не может пересечь путь движения циклона заблаговременно, то нужно по возможности удалиться от центра циклона, приведя ветер на носовые курсовые углы правого борта (вариант «а»). Если удалиться от центра тропического циклона на значительное расстояние не удается, то судно должно удерживаться носом против волны, работая машинами (вариант «б»).

Случай 3. Если судно приближается к циклону со стороны его наиболее опасной (правой передней) четверти, нужно изменить путь на обратный и поступить так, как указано в случае 2.

Случай 4. Если судно находится в левой передней четверти тропического циклона нужно стремиться уйти от центра циклона путем, перпендикулярным пути его движения, приведя ветер по правому борту.

Случай 5. Если судно находится в левой передней четверти тропического циклона и не может держать путь перпендикулярно пути движения циклона, то следует привести ветер на кормовые курсовые углы правого борта и идти полным ходом.

Случай 6. Если судно догоняет тропический циклон, нужно уменьшить ход,приведя ветер по левому борту, и ожидать, пока циклон не удалится.

Можно условно сказать, что расхождение с циклоном производится согласно правил МППСС, т. е. необходимо разойтись с циклоном левыми бортами с учетом того, что последний надо рассматривать как «судно, лишенное возможности управляться».

---