Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Широт и способы маневрирования в зоне их действия

АНАЛИЗ ПОГОДЫ В ЦИКЛОНАХ УМЕРЕННЫХ И ТРОПИЧЕСКИХ

Плавание судна может проходить в разнообразных гидрометеорологических условиях. Для судоводителя необходимо знание фактической погоды в циклонах, отображенной на синоптической карте, ее изменчивости при одновременном перемещении судна и циклона.

По своей природе циклоны подразделяются на умеренные (внетропические) и тропические.

Циклон - это быстро смещающийся в атмосфере объем воздуха с пониженным давлением, (минимальным в центре) в котором циркулируют разнородные воздушные массы: в северном полушарии относительно центра циклона против часовой стрелки, в южном - по часовой стрелке. Теплые и холодные воздушные массы в циклонах умеренных широт (внетропические циклоны) на фронтальных разделах " теряют" свои первоначальные свойства - " трансформируются". При этом термодинамическом процессе выделяется скрытая энергия, служащая источником движения как самого циклона, так и горизонтальных и вертикальных движений воздуха (ветра).

Стадию развития циклона, его состояние, " лицо" определяет давление в центре - так называемая глубина циклона. Давление в центре может колебаться между 950-1025 мбар, наиболее часто - в пределах 980-1005 мбар (гПа).

Климатические траектории внетропических циклонов обычно криволинейны и ориентированы в восточном, северо-восточном и юго-восточном направлениях. Скорости перемещения циклона изменяются в широких пределах - от 5 до 100 км/ч. Зимой скорости выше, летом - ниже. Средние скорости перемещения циклонов находятся в пределах 30-40 км/ч. В своем развитии внетропический циклон проходит стадию волны, молодого и окклюдированного циклона. В молодом циклоне давление в центре понижается до минимального. В результате возрастают горизонтальные градиенты давления и, как следствие, ветры достигают максимальной скорости. В стадии молодого циклона в его строении выделяются три структурные зоны с резко выраженными раз­личиями в характере погоды (рис. 5.1).

 

Рис. 5.1. Схема строения циклона, зоны тепла и холода, паденияи роста давления

 

Зона I - передняя и центральная части холодного сектора циклона перед теплым фронтом. Характер погоды определяется холодной воздушной массой и приближающимся теплым фронтом. При быстром углублении и значительной влажности воздуха вблизи циклона образуются слоисто-дождевые облака (W S), из которых выпадают интен­сивные обложные осадки. Зимой в таких случаях может наблюдаться резкое ухудшение видимости, а летом возможна гроза.

Зона II - тыловая часть холодного сектора циклона за холодным фронтом. Погода определяется свойствами холодного фронта и холодной неустойчивой воздушной массой. При высокой влажности и зна­чительной неустойчивости воздушной массы в зоне выпадают осадки и нередко грозы. В непосредственной близости от фронта ветер шква­листый, возможны смерчи. По мере прояснения (за линией холодного фронта) видимость улучшается и может быть значительной (особенно в холодное время при плавании в полярных морях). В зимнее время большая вероятность обледенения.

Зона III - теплый сектор между холодным и теплым фронтами.

Характер погоды обусловливается теплой устойчивой воздушной массой, для которой характерна сплошная или значительная слоистая или слоисто-дождевая облачность, обложные и моросящие осадки, адвективные туманы, плохая видимость, умеренные и слабые ветры, низкое давление (ровный ход или слабое падение), значительные волны. Зимой в высоких широтах возможно обледенение.

Для решения вопросов маневрирования судна в зоне действия циклонов необходимо уметь рассчитывать траекторию его движения. Существует ряд способов, которые применяются в зависимости от конкретной синоптической ситуации.

Способ 1. Траектория рассчитывается методом прямолинейной и криволинейной экстраполяции. Для этого необходим последовательный прием карт приземного анализа за все сроки одних суток. На первую карту наносятся координаты центров циклонов, снятых с карт последующих сроков. Расстояние, пройденное циклоном, и время между сроками наблюдений (6 ч) позволяют рассчитать его скорость. С учетом равномерного или равномерно замедленного движения и характера траектории перемещения циклона рассчитываются его коорди­наты на предстоящие 6 или 12 ч.

Способ 2. Зная координаты центра циклона на карте при­земного анализа, его положение на ближайшие сутки устанавливают по карте приземного прогноза. Направление перемещения циклона и его скорость рассчитываются по координатам двух его положений -фактического и прогнозируемого: V=S/t, где S - путь циклона за сутки; t - время перемещения.

Способ 3. Метод " ведущего" потока для внетропических циклонов. Ведущим ветровым потоком называют устойчивый перенос воздушных масс на высоте 4-5 км от земной (водной) поверхности. Как правило, он занимает теплый сектор циклона, в котором прост­ранственная ориентировка изобар определяет направление перемещения циклона (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Перемещение циклона в направлении изобар теплого сектора

 

Способ 4. Способ так называемой блокирующей ситуации. Суть его в том, что над материком Евразии часто располагается мощный антициклон. В том случае, когда центр антициклона расположен над центральными районами Западной и Восточной Европы, циклоны Северной Атлантики смещаются по баренцевоморскому направлению (рис. 5.3, а). Если центр антициклона находится над Северной Европой, то циклоны смещаются по балтийскому (рис. 5.3, б) или среднеземноморскому (рис. 5.3, в) направлениям.

 

Рис. 5.3. Пути перемещения внетропических циклонов в зависимости от положения антициклона над материком Европы: а - баренцевоморское направление; б - балтийское направление; в - среднеземноморское направление

Выбор наивыгоднейшего пути судна - актуальная задача морепла­вания, для решения которой существует несколько способов:

- использование специальных гидрометеорологических пособий,

в которых даны сезонные рекомендованные пути (" Океанические пути мира", 1980 г.)

- получение на судне рекомендованных курсов плавания на основе оперативной гидрометеорологической информации, обрабатываемой на ЭВМ а центрах проводки судов системы Госкомгидромета;

- непосредственное использование синоптического метода анализа фактических и прогностических карт погоды, полей волнения в райо­не плавания с привлечением карт ледовой обстановки и космической информации.

Последний способ предусматривает наличие на судне специальных графиков и номограмм, с помощью которых можно оценить потери скорости судна под воздействием гидрометеорологических факторов, и требует принятия оперативных решений в условиях быстро меняющейся обстановки.

Одним из простых и доступных судоводителю способов является обход (маневр) штормовой зоны волнения. Эта задача состоит из определения:

- траекторий и направления движения циклона (ИКц средней скорости перемещения (Vц);

- контура и меридиональной протяженности штормовой зоны Дш). Траектория движения циклона определяется с помощью фактических и прогностических карт погоды.

Пространственное положение штормовой зоны устанавливается по приземным картам погоды и полю волнения. В зависимости от глубины циклона (давления в центре), скорости его перемещения протяженность штормовой зоны в различных направлениях изменяется в пределах 150-600 миль, обычно в циклонах северного полушария располагается южнее траектории циклона со смещением относительно центра к юго-западу (в южном полушарии штормовая зона располагается к северу от центра циклона). За внешнюю границу штормовой зоны принимается изолиния высоты волн, равная 6 или 8 м.

Выбор курса уклонения от штормовой зоны - творческая задача судоводителя, решение которой определяется:

- генеральным курсом судна;

- траекторией и скоростью перемещения циклона, стадией его развития;

- пространственным расположением судна и центра циклона, контурами штормовой зоны, границами дрейфующих льдов, очертания береговой линии.

В общем случае, когда циклон смещается в открытых водах Мирового океана, при следовании судов в юго-западном направлении следу­ет прокладывать курсы севернее траектории (позиция KI, рис. 5.4), при следовании курсами 30-60° - южнее траектории Циклона (позиция К3, рис. 5.4).

Рис. 5.4. Типичные позиции судна и его курсы относительно циклона умеренных широт

 

Эти случаи наиболее благоприятны для плавания, т.к. они совершаются при условии попутного ветра и волнения и для выбора курса расхождения достаточно привести ветер на бакштаг правого борта.

В позиции К4 судно будет осуществлять маневр выхода из зоны действия циклона в условиях встречных ветров. Курс маневрирования выбирается приведением ветра на бейдевинд правого галса.

В позиции K2 на контркурcах циклона и судна навигационная задача состоит в построении скоростного треугольника либо на внутреннем, либо на внешнем контуре штормовой зоны. При этом принимается, что все части циклона движутся в одном направлении (рис. 5.5).

 

Рис. 5.5. Схема маневра судна при нахождении его в позиции К2 для расхождения со штормовой зоной

 

Для построения скоростного треугольника необходимо:

а) рассчитать ИКц и V ц;

б) используя карты приземного анализа и волнения» выделить штормовую зону, ее меридиональную протяженность (Дш),

в) с учетом генерального курса судна, траектории перемещения циклона построить скоростной треугольник, для чего:

- на внешней (внутренней) границе штормовой зоны нанести точки М1 и М2, соединить их с позицией судна K2;

- в точках М1 и М2 по направлению движения циклона отложить вектор скорости циклона (Vц);

- из конца вектора скорости циклона (точка А) радиусом, равным вектору скорости судна (VК), сделать засечку на линии КМ, обозначив ее точкой 0;

- соединить точку 0 с точкой А (вектор скорости судна), параллельно этой линии из точки K2 проложить курсы расхождения с внутренним и внешним контуром штормовой зоны.

Тропические циклоны зарождаются в обоих полушариях над океанами (за исключением южного полушария в Атлантическом океане и юго-восточной части Тихого океана) в зоне 5-25°, но в определен­ных районах этой зоны. Всего в Мировом океане образуется в среднем около 70 тропических циклонов. Их траектории напоминают параболы. После зарождения они перемещаются с востока на запад по так называемой экваториальной ветви параболы. В дальнейшем они подни­маются в сторону высоких широт до точки поворота и далее движутся на северо-восток в северном полушарии и юго-восток - в южном полушарии (по полярной ветви параболы). Это справедливо в общем случае, однако в каждом частном случае траектории циклонов весьма разнообразны и неповторимы.

Тропические циклоны перемещаются обычно со скоростью 10-20 уз, некоторые с постоянной скоростью, другие стоят на месте, третьи ускоряют свое движение за сутки в 15 раз. С выходом тропического циклона в высокие широты происходит регенерация его во внетропический (фронтальный) циклон, и на этой стадии скорость перемещения его может достигать 40-50 уз.

Глубина тропических циклонов в период максимального развития составляет 950-960 гПа и меньше (рекордно низкое давление 877 гПа зарегистрировано 24 сентября 1958 г. в тайфуне " Ида" на западе Тихого океана).

Погода в тропических циклонах: ветер ураганной силы (в среднем 40-60 м/с, в тайфуне " ИДА" достигал 113 м/с или 220 Уз), густые, черные кучево-дождевые облака, сильнейшие ливни, грозы, перистые облака в верхних слоях циклона выносятся на несколько сотен миль от центра циклона. В центре циклона облачность разряжается и иногда видно голубое небо - " глаз бури".

Признаки приближения тропического циклона:

- падение атмосферного давления более чем на 3 гПа в сутки;

- подход крупной зыби с направлений, не совпадающих с преобладающим направлением ветровой волны;

- появление перистых облаков, исходящих как бы из одной точки горизонта, которые не исчезают после захода и восхода Солнца;

- установление накануне очень знойной и душной погоды с безоблачным небом и отличной видимостью.

При обнаружении признаков приближения тропического циклона необходимо:

1. Определить направление перемещения циклона и расстояние до его центра.

2. Определить, в какой половине циклона находится судно и в каком секторе.

3. Рассчитать курс уклонения и начать движение по выходу из зоны действия циклона.

При решении вопроса о выборе маневра главная задача судоводителя - избежать центральной области урагана (50-80 миль от центра). Здесь очень сильная толчея, представляющая большую опасность для судна.

Основным источником информации о тропических циклонах являются штормовые предупреждения, передаваемые из радиометеорологических центров (в Северной Атлантике - РМЦ штата Флорида, Майами). В штормовом предупреждении сообщаются: дата и время начала шторма, тип (стадия) развития циклона, местоположение, направление и скорость перемещения, сила и направление ветра в различных секторах циклона, радиус штормовой зоны.

Если штормовое предупреждение на судно не поступило» то радиус штормовой зоны можно определить самостоятельно. При давлении в центре циклона менее 985 гПа радиус штормовой зоны принимают равным 150-200 миль. Если давление более 995 гПа - от 50 до 150 миль.

Половина циклона, в которой находится судно, устанавливается путем анализа изменения направления ветра. Если ветер поворачивает по часовой стрелке (в северном полушарии), судно находится в правой половине циклона, если против часовой стрелки - в левой. По­стоянство направления ветра означает, что судно находятся на пути циклона.

После установления местонахождения судна и пути циклона необходимо предпринять маневр на расхождение с его штормовой зоной (рис. 5.6).

Обычно для расхождения с центром тропического циклона, а также с зоной ураганных ветров применяется маневр " отворачивай навстречу" (рис. 5.6, а). Радиус штормовой зоны обычно указывается в предупреждениях, но его можно определить и самостоятельно, о чем упоминалось ранее.

Уклонение от попадания в штормовую зону циклона можно производить изменением курса, изменением скорости и изменением курса и скорости одновременно. Несколько схематичных случаев заблаговременных маневров судов показано на рис. 5.6, б. Стрелками показан генеральный курс судов, длина стрелок обозначает расстояние, которое они могут пройти за 24 ч относительно смещавшейся зоны ураганных ветров тропического циклона (круг радиусом 300 миль).

 

Рис. 5.6, Уклонение от зоны ураганных ветров тропического циклона: а - " отворачивай навстречу"; б - изменяй курс и скорость

 

Судно А движется навстречу циклону, В таких случаях рекомендуется изменить курс в ту или иную, сторону в зависимости от конкретных условий.

Судну Б еще можно решиться на пересечение пути тропического циклона, однако не следует проходить вблизи области ураганных ветров.

Судну В наиболее целесообразно снизить скорость и продолжать плавание прежним курсом после прохождения тропического циклона.

Судну Г наиболее безопасно изменить курс вправо и обойти циклон с тыла.

Судно Д, идя с большей скоростью, чем циклон, догоняет его с тыла. В этом случае предпочтительнее рекомендовать изменить курс к югу, т.к. уклонение циклона к югу маловероятно.

Если предпринятый маневр уклонения с зоной ураганных ветров тропического циклона оказался запоздалым, необходимо принять меры по выходу из опасной зоны, применив схему уклонения (рис. 5.7)

 

Рис. 5.7 Маневр уклонения от тропического циклона в северном полушарии при нахождении в его зоне

 

С этой целью необходимо:

1. Определить направление и расстояние до центра циклона, ис­пользуя синоптическую карту.

2. Определить половину циклона, в которой находится судно, проанализировать изменение направления ветра.

3. Проложить на карте предполагаемый путь циклона и нанести местоположение судна.

4. Произвести уклонение от тропического циклона согласно схеме.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
 | Електричний синапс




© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.