Работа с инструментами погоды и радара

Предварительные требования

Перед этим уроком вы должны:

• Пройти урок «Прогноз погоды», чтобы знать шкалу Бофорта, структуру штормового прогноза (Shipping Forecast), фронты, изобары и закон Бейс-Баллота.
• Прочитать «Картплоттеры, GPS и введение в радар», чтобы в общих чертах понимать, как работает радар и что такое дальность (range), усиление (gain), помехи от волнения (sea clutter) и помехи от дождя (rain clutter).
• Знать правила МППСС 5 (наблюдение), 7 (опасность столкновения) и 19 (ограниченная видимость) из урока по МППСС.

Это практический урок. Он учит пользоваться четырьмя бесплатными инструментами на этом сайте: инструментами погоды, игрой Weather School, симулятором радара и игрой Weather & Radar ID. Держите инструменты открытыми в другой вкладке и выполняйте каждый шаг, пока читаете.

Цели обучения

К концу этого урока вы сможете:

• Использовать проводник по шкале Бофорта, чтобы связать силу ветра в прогнозе с скоростью ветра, состоянием моря и парусным вооружением крейсерской яхты.
• Расшифровать любой районный прогноз Shipping Forecast с помощью декодера прогноза и объяснить каждый термин.
• Выполнить проверку «можно / нельзя» (go / no-go) для однодневного перехода и объяснить причины вердикта.
• Проходить уровни Weather School, включая чтение состояния моря и расшифровку терминов прогноза по времени.
• Настроить картинку радара: дальность, усиление, настройку (tune), помехи от волнения и помехи от дождя.
• Измерять дистанцию и пеленг с помощью VRM и EBL и переводить относительные пеленги в истинные.
• Выбирать ориентацию «по курсу судна» (head-up) или «на север» (north-up) и читать все углы экрана радара.
• Распознавать на экране радара берег, дождь, рейконы, суда и малые суда.
• Использовать следы эхо и постоянный пеленг EBL, чтобы оценить опасность столкновения и определить точку наибольшего сближения (CPA).
• Проверять себя в игре Weather & Radar ID, пока не наберёте 18 из 20 в обеих колодах.

Зачем тренироваться с инструментами?

В море вы встретите погоду и радар в условиях напряжения: прогноз, принятый на ходу по VHF, или картинку радара в тумане, когда где-то впереди идёт судно. Программа RYA ожидает от Day Skipper умения интерпретировать прогнозы и понимания основ работы радара. Чтение об органе управления — это не то же самое, что реально им пользоваться. Симулятор позволяет безопасно совершить каждую ошибку: выкрутить помехи от волнения на максимум и смотреть, как яхта исчезает, или оставить усиление слишком низким и пропустить буй.

Инструменты здесь — учебные пособия с упрощённой физикой. Это не прогноз и не навигационное оборудование. Всегда пользуйтесь официальным прогнозом и руководством к своему радару.

Часть 1: Инструменты погоды

Откройте инструменты погоды. Вверху проходят три вкладки: Beaufort scale (шкала Бофорта), Forecast decoder (декодер прогноза) и Go / no-go (можно / нельзя). У каждой вкладки есть собственный веб-адрес, оканчивающийся на #beaufort, #forecast или #go-no-go, так что можно добавить в закладки ту, которой пользуетесь чаще всего.

Проводник по шкале Бофорта

Шкала Бофорта описывает силу ветра от 0 (штиль) до 12 (ураганный ветер) по его действию на море. На схеме ниже приведены ключевые пороговые значения.

Click to zoom

Чтобы пользоваться проводником:

1. Перетащите ползунок или нажмите любое число от 0 до 12 под ним.
2. Следите за анимированным морем. Высота, длина и крутизна волн, барашки, брызги, срываемые с гребней, и полосы пены нарастают вместе с силой ветра. Небо темнеет, яхта кренится и берёт рифы, а анемометр справа показывает средний ветер в узлах.
3. Прочитайте панель рядом: средний ветер, вероятную высоту волн, описание состояния моря от Met Office, а также парусное вооружение и рекомендации для крейсерской яхты длиной 10 м.
4. Прочитайте мелкий шрифт. Высоты волн указаны для открытого моря, далеко от берега. Вблизи берега, и при ветре против течения, море короче и круче.

Попробуйте так: установите силу 4, затем 6. Давление ветра на паруса растёт пропорционально квадрату скорости ветра, поэтому 24 узла давят примерно втрое сильнее, чем 14 узлов. Проводник показывает изменение парусного вооружения: от полных парусов до двух рифов.

Декодер прогноза

Штормовой прогноз (Shipping Forecast) даёт по каждому морскому району четыре пункта в фиксированном порядке: ветер, состояние моря, погода и видимость. Декодер использует этот порядок, чтобы подписать каждое предложение.

1. Выберите пример или введите прогноз, который услышали: названия морских районов, двоеточие, затем сам прогноз. Например: «Wight, Portland: Southwest 5 to 7, occasionally gale 8 later. Moderate or rough. Rain then showers. Good, occasionally poor.»
2. Распознанные морские районы отображаются тёмными капсулами над четырьмя частями. Светлая капсула означает, что название не является районом Shipping Forecast: проверьте написание.
3. Нажмите на любое выделенное слово, чтобы увидеть его официальное значение. Направления, силы, ветровые термины (veering, backing, cyclonic), состояния моря, погода и видимость имеют каждый свой цвет.
4. Прочитайте строку «In plain English» (простым языком): силы переводятся в диапазон узлов, а термины состояния моря и видимости — в метры и мили.

Слова, обозначающие время, чаще всего понимают неправильно. В предупреждении о штормовом ветре imminent (вот-вот) означает в пределах 6 часов от времени выпуска, soon (скоро) — от 6 до 12 часов, а later (позже) — более 12 часов.

Проверка «можно / нельзя»

1. Выберите опыт вашего экипажа. Новый экипаж уверенно чувствует себя примерно при силе 4, опытный — при силе 5, а очень опытный — при силе 6; у каждого жёсткий предел на одну силу выше.
2. Установите средний прогнозируемый ветер, затем порывы. Ползунок порывов никогда не может опуститься ниже среднего ветра, потому что порывы всегда как минимум так же сильны.
3. Установите видимость и запас светлого времени, который у вас будет по прибытии.
4. Отметьте штормовое предупреждение или ветер против течения, если они применимы.
5. Пройдите чек-лист «Перед выходом»: прогноз, приливы, укрытие (bolt hole), экипаж, лодка и план перехода.
6. Прочитайте вердикт и каждую причину под ним. Штормовое предупреждение всегда даёт NO-GO (нельзя).

Вердикт — это эмпирическое правило для прибрежного однодневного плавания на яхте длиной около 10 м. Суждение шкипера важнее: меньшие лодки, усталые экипажи и открытые побережья снижают пределы.

Часть 2: Weather School

Weather School — это игра из девяти уровней. Наберите 50% на уровне, чтобы заработать одну звезду и открыть следующий, 80% — для двух звёзд, а безошибочное прохождение даёт три звезды. На уровнях на время дополнительные очки начисляются за быстрые ответы и за серию правильных ответов. Звёзды поднимают вас по рангам от Landlubber (сухопутная крыса) до Weather Guru (гуру погоды) и сохраняются в вашем браузере.

Симулятор прохождения фронта

Перетащите ползунок времени от «24 h before» (за 24 часа до) до «after» (после). На каждом этапе меняются фотография неба, барометр и его тенденция, шкала ветра и сила, температура воздуха, видимость и погода. Барограф внизу рисует кривую давления, а красная вертикальная линия отмечает момент, до которого вы довели ползунок.

Закономерность, которую нужно запомнить, соответствует схеме ниже: высокие облака сгущаются впереди, дождь на тёплом фронте, мутный тёплый сектор, а шквалы и резкий поворот ветра (veer) на холодном фронте.

Click to zoom

Следите за барометром, пока перетаскиваете ползунок. Скорость падения — настоящее предупреждение: падение более 1 гПа в час означает, что приближается сильный ветер.

Click to zoom

Синоптическая карта

Красные полуокружности обозначают тёплый фронт, синие треугольники — холодный фронт, а заштрихованный клин между ними — тёплый сектор. Чем ближе изобары, тем сильнее ветер. После того как вы ответите на вопрос о точке с буквенным обозначением, игра покажет стрелку ветра в этой точке, так что можно проверить применение закона Бейс-Баллота: если стоять спиной к ветру в северном полушарии, низкое давление будет слева от вас.

Два самых новых уровня

Sea State Spotter показывает море проводника по шкале Бофорта, установленное на случайную силу. Используйте волны, барашки, брызги, парусное вооружение яхты и анемометр, чтобы назвать силу. Неверные ответы всегда отстоят как минимум на две силы, так что задание честное.

Shipping Forecast Ace показывает строку прогноза с одним выделенным термином — точно так же, как декодер, — и даёт 20 секунд, чтобы выбрать его официальное значение: состояние моря, видимость, слово, обозначающее время, тенденцию давления или скорость движущейся системы.

Часть 3: Симулятор радара

Чтение экрана

Ваша лодка находится в центре. Сплошная линия, линия курса (heading line), идёт от центра в направлении носа лодки. Кольца дальности нанесены через равные промежутки, а по краю проходит шкала пеленгов. Четыре угла показывают:

Развёртка (sweep) совершает один оборот каждые 2,5 секунды, как у настоящего радара при 24 оборотах в минуту, и каждое эхо ярче всего светится сразу после того, как через него прошла развёртка.

Настройка картинки

Каждый раз при включении соблюдайте один и тот же порядок:

1. Дальность (range). Нажмите + или −. Интервал между кольцами меняется вместе с дальностью: 0,25 мили при 1,5 мили, 0,5 мили при 3 милях, 1 миля при 6 милях. Используйте самую короткую дальность, которая показывает то, что важно, и увеличивайте её каждые несколько минут при далёком или быстром движении.
2. Усиление (gain). Увеличивайте, пока по всему экрану едва не появится лёгкая зернистость, затем немного уберите. Слишком малое усиление скрывает слабые эхо, например от яхт из стеклопластика; слишком большое — топит всё в шуме.
3. Настройка (tune). Добейтесь самой длинной полосы настройки (tune bar). Плохо настроенный прибор даёт слабые, пятнистые эхо.
4. Помехи от волнения (STC). Волны рядом с лодкой дают эхо, наиболее сильное с наветренной стороны. Добавьте ровно столько, чтобы их проредить. Если переборщить, пропадут настоящие цели близко к вам — именно там и произошло бы столкновение.
5. Помехи от дождя (FTC). Используйте только тогда, когда на экране есть ливень. Он сжимает ливень до его переднего края, так что цели внутри него становятся видны. Потом уберите.

На схемах ниже показано влияние настройки и то, как выбрать дальность.

Click to zoom

Click to zoom

Измерение дистанции и пеленга

1. Включите VRM — кольцо, которое можно двигать, — и установите его на внутренний край эха. Эхо размазано импульсом радара наружу, поэтому ближний край даёт истинную дистанцию.
2. Включите EBL — линию от центра — и проведите её через середину эха. Кнопки ‹ и › перемещают её на полградуса за раз.
3. Проверьте последнюю букву показания EBL. R означает относительный пеленг (дисплей по курсу судна); T означает истинный пеленг (дисплей на север).
4. Чтобы перевести, прибавьте ваш курс: истинный пеленг = относительный пеленг + курс; если сумма больше 360, вычтите 360. Эхо с относительным пеленгом 047, когда вы идёте истинным курсом 100, имеет истинный пеленг 147.

По курсу судна или на север?

Режим «по курсу судна» (head-up) ставит ваш курс наверху, так что экран совпадает с видом с рулевого места, а шкала пеленгов показывает относительные пеленги. Режим «на север» (north-up) ставит север наверху, так что экран совпадает с картой, линия курса указывает ваш курс, а пеленги истинные и готовы к нанесению на карту. Используйте north-up, чтобы определить место и сравнить береговую линию с картой; многие шкиперы используют head-up для предотвращения столкновений, потому что левое и правое на экране совпадают с левым и правым на палубе.

Распознавание эхо

• Берег: сильный, сплошной отклик с ярким краем, обращённым к вам. За высокой местностью ничего не видно: это радиолокационная тень.
• Дождь: большое, мягкое, зернистое пятно без чёткого края.
• Рейкон (racon): радиомаяк, который отвечает азбукой Морзе, выведенной наружу от своего положения.
• Суда: сильные, яркие эхо. Большое стальное судно видно за много миль.
• Малые суда: слабые, небольшие эхо, которые могут появляться и исчезать, особенно в помехах. Радиолокационный отражатель сильно помогает.

Размер эха зависит от материала, формы и высоты цели, а не только от её размера. Всегда подтверждайте глазами, на слух и по AIS, если он у вас есть.

Следы, постоянные пеленги и CPA

Симулятор рисует относительное движение: всё движется относительно вас. Включите следы (trails), и каждое эхо оставит линию точек, показывающую, где оно было. Мысленно продолжите эту линию за центр:

• Если она проходит через центр, цель идёт на столкновение.
• Расстояние, на котором продолженная линия проходит мимо центра, — это точка наибольшего сближения (CPA, closest point of approach). Оцените её по кольцам дальности.

EBL даёт вторую проверку. Наведите его на эхо и наблюдайте несколько минут. Если эхо остаётся на линии, пока дистанция сокращается, пеленг постоянный, и по правилу 7 существует опасность столкновения.

В тумане правило 19 применяется к каждому судну. Для судна, обнаруженного только радаром впереди траверза, не меняйте курс влево, если только оно не обгоняет вас. Для судна на траверзе или позади траверза не меняйте курс в его сторону. Решительный поворот вправо или сильное снижение скорости обычно является ответом на судно, сближающееся по носу.

Задания и свободная игра

Вкладка Missions содержит двенадцать заданий, которые развивают эти навыки по одному: установить усиление, настроить приёмник, выбрать дальность, очистить помехи от волнения, увидеть сквозь ливень, измерить дистанцию с помощью VRM, пеленг с помощью EBL, переключиться с head-up на north-up, распознать эхо, нажимая на них, распознать опасность столкновения, действовать по правилу 19 и оценить CPA. Орган управления, которого касается задание, обведён кольцом. Нажмите Check, когда считаете картинку правильной: с первой попытки — три звезды, а каждая неверная проверка стоит одной. В заданиях в реальном времени часы идут со скоростью в 30 раз быстрее реальной, а вопрос открывается, когда вы понаблюдали указанное число минут.

Свободная игра ставит вас на подход к берегу с буями, рейконом, двумя судами, яхтой и движущимся дождевым ливнем. Работают все органы управления, а нажатие на любое эхо сообщает, что это такое, его истинный пеленг и дальность.

Часть 4: Проверьте себя

Игра Weather & Radar ID выдаёт 20 случайных вопросов за раунд из банка примерно по 30 на каждый инструмент, при перемешанных ответах. Каждая картинка — это настоящий инструмент: море по шкале Бофорта, декодер, проверка «можно / нельзя», фотографии облаков, синоптическая карта, симулятор фронта и экран радара с панелью управления. Выберите колоду погоды, колоду радара или Both для десяти вопросов из каждой. Некоторые вопросы показывают работающий инструмент, например декодер прогноза или симулятор фронта: попробуйте его, прежде чем отвечать.

Пример

Вы планируете однодневный переход из Солента к Пуле на 10-метровой яхте с опытным экипажем. Вы слышите прогноз для Wight: «Southwest 4 or 5, occasionally 6 later. Slight or moderate. Showers. Good, occasionally moderate.»

1. Расшифруйте. Вставьте в декодер. Ветер: юго-западный 4–5 баллов (11–21 узел), 6 баллов — более чем через 12 часов после выпуска. Состояние моря: 0,5–2,5 м. Погода: ливни, с порывами под каждым. Видимость: более 5 миль, иногда 2–5.
2. Посмотрите. В проводнике по шкале Бофорта сила 5 показывает умеренное море с множеством барашков и рекомендацию взять один риф для крейсера длиной 10 м.
3. Проверьте. В проверке «можно / нельзя» установите опытный экипаж, ветер 5, порывы 6, хорошую видимость и три часа запаса светлого времени. С выполненным чек-листом вердикт — CAUTION (осторожно): сила 5 находится на верхней границе комфортного диапазона этого экипажа, поэтому возьмите риф перед выходом.
4. Плывите. Ближе к середине дня ливень снижает видимость до менее мили у Херста. Вы включаете радар на дальности 3 мили: кольца через каждые 0,5 мили. Ливень — мягкое пятно к западу. Вы добавляете помехи от дождя, и внутри пятна появляется твёрдое эхо, в 1,8 мили по VRM.
5. Оцените. Вы идёте истинным курсом 250, режим head-up. EBL на эхе показывает 015 R: истинный пеленг 265. За шесть минут эхо остаётся на EBL, а дистанция сокращается до 1,1 мили. Его след указывает на центр. Постоянный пеленг, сокращающаяся дистанция: опасность столкновения.
6. Действуйте. Судно находится впереди вашего траверза и обнаружено только радаром при плохой видимости. Вы не поворачиваете влево, решительно поворачиваете вправо на 310, подаёте один длинный гудок каждые две минуты и продолжаете наблюдать. Эхо начинает смещаться влево, и его след теперь проходит далеко в стороне.

Типичные ошибки

• Читать силу, а не порывы. Прогнозы дают средний ветер. Берите рифы по порывам.
• Неверно понимать слова о времени. «Later» — более чем через 12 часов; «imminent» — в пределах 6 часов.
• Считать вердикт «можно / нельзя» разрешением. Это повод для вашего суждения, а не его замена.
• Оставлять усиление там, где его выставил предыдущий пользователь. Пересматривайте его после каждого изменения дальности.
• Слишком сильные помехи от волнения. Чистый центр выглядит аккуратно, но может скрывать яхту в 400 метрах.
• Оставлять помехи от дождя включёнными. Они немного ослабляют каждое эхо, когда ливень уже прошёл.
• Наносить на карту относительный пеленг как истинный. Проверяйте, заканчивается ли показание EBL на R или на T.
• Измерять до середины эха. Дистанция измеряется до внутреннего края.
• Принимать относительные следы за курс судна. Они показывают, как судно движется относительно вас, а не куда оно направляется.
• Доверять радару больше, чем глазам. Малые суда, деревянные лодки и всё, что находится в помехах, может вообще не появиться.

Итоги

• Проводник по шкале Бофорта связывает каждую силу со скоростью ветра, состоянием моря и парусным вооружением крейсерской яхты.
• Декодер прогноза выделяет ветер, состояние моря, погоду и видимость и объясняет каждый термин его официальным значением.
• Проверка «можно / нельзя» учитывает ветер, порывы, видимость, светлое время, штормовые предупреждения, ветер против течения и вашу подготовку.
• Девять уровней Weather School охватывают облака, фронты, синоптические карты, местные явления, прогнозирование, состояния моря и термины прогноза. Одна звезда открывает следующий уровень.
• Настраивайте радар в порядке: дальность, усиление, настройка, помехи от волнения, помехи от дождя.
• Измеряйте дистанцию VRM по внутреннему краю эха, а пеленг — с помощью EBL. Истинный = относительный + курс.
• Режим north-up совпадает с картой; head-up совпадает с видом с рулевого места.
• Постоянный пеленг при сокращающейся дистанции означает опасность столкновения. След, указывающий на центр, означает курс на столкновение.
• В тумане, для цели только по радару впереди траверза, не поворачивайте влево.
• Проверяйте себя в игре Weather & Radar ID, пока не наберёте 18 из 20 в обеих колодах.

Проверьте себя

1. В проводнике по шкале Бофорта почему показанные высоты волн, вероятно, ниже, чем волны, которые вы встретите у мыса при сизигийных приливах?

Ответ: Это высоты открытого моря после длинного разгона. Вблизи берега, и особенно при ветре против сильного приливного течения у мыса, волны короче, круче и могут обрушиться, поэтому море хуже, чем показывают цифры.

1. Декодер показывает «Northwest 6 to gale 8, soon». Когда ожидается шторм?

Ответ: Soon означает через 6–12 часов после времени выпуска.

1. В проверке «можно / нельзя» вы отметили «Gale warning in force for the area». Какой вердикт вы получите и почему?

Ответ: NO-GO (нельзя). Штормовое предупреждение означает, что ожидается ветер силой 8 или порывы 43 узла и более, и прогулочным судам следует оставаться в порту.

1. Как открыть уровень Sea State Spotter в Weather School?

Ответ: Заработать как минимум одну звезду (50%) на предыдущем уровне — Forecaster's Challenge. Каждый уровень открывается звездой на предыдущем.

1. Весь экран радара покрыт зернистостью. Что пошло не так и как это исправить?

Ответ: Усиление слишком высокое. Уменьшите его, пока лёгкая зернистость едва видна, затем немного уберите.

1. Известно, что яхта примерно в 0,4 мили от вас, но центр экрана полностью чист. Какова вероятная причина?

Ответ: Слишком сильная настройка помех от волнения. Она подавляет все эхо рядом с лодкой, в том числе настоящие. Уменьшите её, пока помехи едва не проредятся.

1. В режиме head-up EBL на эхе показывает 300 R, а вы идёте истинным курсом 120. Каков истинный пеленг эха?

Ответ: 300 + 120 = 420, минус 360 = 060 истинный.

1. Почему дистанцию следует измерять до внутреннего края эха?

Ответ: Импульс радара размазывает каждое эхо наружу по дальности, поэтому ближний край — истинное расстояние.

1. За шесть минут эхо остаётся на EBL, а дистанция сокращается с 3 до 2 миль. Какой вывод вы делаете и что говорит правило 7?

Ответ: Пеленг постоянный, а дистанция сокращается, поэтому существует опасность столкновения. Правило 7 гласит, что опасность столкновения считается существующей, если компасный пеленг приближающегося судна заметно не меняется.

1. В тумане судно, обнаруженное только радаром, сближается с вашим левым носом. Какое действие следует исключить и что вы сделаете вместо него?

Ответ: Не менять курс влево (правило 19(d)(i)), поскольку судно находится впереди траверза и вас не обгоняет. Решительно повернуть вправо или сильно снизить скорость, продолжать подавать туманный сигнал и наносить судно на карту.