Ocean Meteorology for Offshore Sailors - GRIB Files & Barometer

Предварительные требования

Перед этим уроком вы должны уверенно владеть программой метеорологии Day Skipper и Coastal Skipper:

• Шкала Бофорта и её описания состояния моря.
• Формат штормового прогноза (Shipping Forecast), морские районы, штормовые предупреждения и термины вроде «soon» (скоро), «later» (позже), «imminent» (вот-вот), «veering» (ветер заходит по часовой стрелке) и «backing» (ветер заходит против часовой стрелки).
• Источники прогнозов: Navtex, передачи морской информации безопасности VHF от HM Coastguard, сайт Met Office, прогнозы для прибрежных вод.
• Базовые синоптические карты: антициклоны, циклоны, изобары, фронты и прохождение типичного циклона.
• Морские бризы, береговые бризы и другие местные явления.

Вы также должны были проработать урок Yachtmaster Offshore по планированию перехода, в котором используются «окна погоды».

Цели обучения

Этот урок охватывает раздел метеорологии программы RYA Yachtmaster Offshore (G158) на уровне океанского плавания. К его концу вы сможете:

• Интерпретировать синоптическую карту: оценивать силу и направление ветра по расстоянию и ориентации изобар, а также находить циклоны, антициклоны, ложбины, гребни и фронты (программа RYA: метеорология, интерпретация погодных карт и прогнозов).
• Описать последовательность погоды при прохождении фронтального циклона, включая изменения облачности, ветра, давления и видимости, и рассчитывать время прохождения фронтов по своему маршруту (программа RYA: погода, связанная с фронтами и циклонами).
• Объяснить, как особенности верхних слоёв атмосферы (ложбины и гребни на уровне 500 мб, струйное течение) вызывают развитие приземных циклонов, включая взрывную интенсификацию.
• Сравнивать данные моделей GRIB с официальными текстовыми прогнозами и объяснять различия между ECMWF и GFS (программа RYA: источники прогнозов и их ограничения).
• Получать прогнозы в открытом море через Navtex, MSI береговой охраны HM Coastguard, SafetyNET, КВ/ББ-связь (HF/SSB) и спутниковые данные и называть ограничения каждого из них.
• Использовать тенденции барометра и термины Met Office о тенденции давления, чтобы предвидеть изменения (программа RYA: использование барометра).
• Объяснять, как высота, период и крутизна волны связаны между собой и почему ветер против течения или прилива опасен (программа RYA: состояние моря и зыбь).
• Распознавать шквалы, грозы, туман и эффекты морского бриза и говорить, как готовиться к каждому из них.
• Описывать, как образуются тропические циклоны, как определить, в каком полукруге вы находитесь, и какая тактика уклонения применяется в каждом (программа RYA: тропические циклоны).
• Принимать и обосновывать решение «идти», «не идти» или «уйти в укрытие» на основе сочетания прогноза и наблюдаемых данных, как ожидает экзаменатор.

Почему океанская метеорология отличается

Вблизи берега преобладают местные явления: морские бризы, ветер, сжатый долинами, защита мысов. В открытом море эти явления исчезают, и верх берёт крупномасштабная картина давления. Отсюда следуют два вывода:

1. Поскольку трение над открытой водой мало, ветер при одинаковом барическом градиенте, как правило, сильнее в открытом море, чем у берега, а у моря больше разгона для роста волн.
2. Нельзя укрыться от погоды за пару часов, поэтому нужно видеть приближение непогоды за сутки или больше и обходить её.

Цель офшорного шкипера — не предсказать точный ветер в конкретную минуту, а понимать, куда движутся погодные системы, заранее замечать тревожные признаки и держать судно в пределах безопасных эксплуатационных ограничений.

Синоптические карты

Изобары и сила ветра

Изобары соединяют точки с одинаковым давлением на уровне моря, обычно проводятся через каждые 4 гПа (миллибара). Чем ближе изобары, тем круче барический градиент и тем сильнее ветер.

Click to zoom

В Северном полушарии воздух циркулирует против часовой стрелки вокруг циклона и по часовой стрелке вокруг антициклона. Теоретически ветер дует вдоль изобар (геострофический ветер), но у поверхности трение замедляет его и поворачивает к области низкого давления: примерно на 10–15° над морем и на 30° и более над сушей. Приземный ветер над морем, как правило, составляет около двух третей — трёх четвертей геострофического ветра.

На карте обычно напечатана шкала геострофического ветра, по которой можно определить скорость ветра по расстоянию между изобарами. На широтах Великобритании, для ориентира, изобары через 4 гПа на расстоянии около 100 миль дают около 30 узлов геострофического ветра (примерно 20–25 узлов у поверхности). Уменьшите расстояние вдвое — и ветер удвоится.

Важна и кривизна изобар. Вокруг глубокого циклона ветер немного слабее, чем предполагает расстояние между изобарами; вокруг антициклона — немного сильнее. Обращайте внимание на изломы изобар, которые часто указывают на ложбину или фронт, и на небольшие плотно замкнутые циклоны (вторичные депрессии) на хвостовом холодном фронте основного циклона: они могут быстро углубиться и дать ветер заметно сильнее того, что указано в основном прогнозе.

Закон Бейс-Баллота

В Северном полушарии, если вы стоите спиной к истинному ветру, низкое давление находится слева от вас и немного впереди из-за трения. В Южном полушарии — справа. Это позволяет найти центр циклона по вашему собственному ветру, без карты, и отслеживать его, пока ветер меняется.

Click to zoom

Фронтальные циклоны

Большинство плохой погоды в умеренных широтах приходит от фронтальных циклонов, которые движутся в целом на восток или северо-восток через Атлантику. Схема показывает последовательность, которую наблюдает человек, когда циклон проходит к северу от него.

Click to zoom

Окклюзия образуется, когда более быстрый холодный фронт догоняет тёплый и поднимает тёплый сектор над поверхностью. Её погода — смесь: полоса облаков и дождя, часто медленно движущаяся и затяжная.

Расчёт времени прохождения фронтов

Фронты наносятся на последовательные аналитические и прогностические карты. Измерьте, насколько фронт сместился между картами, разделите на время и спроецируйте на свой маршрут. По возможности планируйте пересекать фронты днём, когда экипаж отдохнул, а лодка заранее взята на рифы. Шквалы холодного фронта могут прийти внезапно: поворот ветра на 90° и удвоение его скорости; порыв 40 узлов в темноте при полностью поднятых парусах — классический путь к лагу или поломке такелажа.

Динамика верхних слоёв атмосферы: карты 500 мб и струйное течение

Приземная погода определяется тем, что происходит на высоте в несколько километров. На уровне Offshore вам не нужно подробно анализировать карты верхних слоёв, но понимание их объясняет, почему одни циклоны взрываются, а другие затухают.

Карта 500 мб

На карте 500 мб показана высота поверхности давления 500 гПа — примерно на 5500 м (18 000 футов). Изолинии образуют волнистую картину ложбин (прогибов к экватору) и гребней (выпуклостей к полюсу). Приземные циклоны, как правило, движутся вдоль этого верхнего потока.

Click to zoom

• Приземный циклон, расположенный впереди (к востоку от) верхней ложбины, находится в зоне верхней дивергенции и, вероятно, углубится.
• Приземный циклон под верхним гребнем, как правило, заполняется и ослабевает.
• Направляющий поток на уровне 500 мб даёт ориентировочное представление о направлении и скорости приземной системы; она часто движется примерно со скоростью от половины до двух третей верхнего ветра.

Струйное течение

Полярно-фронтовое струйное течение — это узкая полоса очень сильного ветра, часто 100–200 узлов, на высоте около 9–12 км. Внутри него есть более быстрые участки, называемые струйными «ядрами» (jet streaks). Там, где воздух покидает такое ядро (зона выхода) или входит в него (зона входа), верхний воздух расходится в определённых квадрантах, втягивая воздух вверх от поверхности и понижая приземное давление.

Click to zoom

Когда развивающийся приземный циклон оказывается под областью сильной верхней дивергенции, он может взрывообразно углубиться. Циклон, который углубляется на 24 гПа и более за 24 часа (с поправкой на широту), называется «бомбой». Такие циклоны могут дать ветер штормовой силы там, где утренний прогноз показывал лишь умеренный циклон. Сильное струйное течение, пересекающее Атлантику в сторону Великобритании, — тревожный признак неустойчивой погоды с быстро развивающимися циклонами.

Источники прогнозов: GRIB, модели и текстовые прогнозы

Численные модели

Все современные прогнозы начинаются с численных моделей прогноза погоды. Две глобальные модели, с которыми яхтсмен сталкивается чаще всего, — это ECMWF (европейская) и GFS (американская).

Click to zoom

ECMWF, как правило, считается более точной на среднесрочном горизонте (3–7 дней); GFS бесплатна, широко доступна и обновляется четыре раза в сутки. Региональные модели высокого разрешения (например, Met Office UKV или ICON-EU и AROME) лучше передают прибрежные и краткосрочные детали. Когда модели сильно расходятся, неопределённость реальна: планируйте худший вариант или дождитесь согласования.

Файлы GRIB и текстовые прогнозы

Файл GRIB — это необработанные данные модели в виде сетки: стрелки ветра, давление, а иногда волнение, осадки и облачность.

Click to zoom

Достоинства GRIB: их легко получить в море через спутник, они показывают картину во времени и могут использоваться в программах маршрутизации. Ограничения:

• Они показывают средний ветер на высоте 10 м, а не порывы. В шквалах и за холодным фронтом порывы могут быть на 50% и более выше среднего.
• Шаг сетки 0,25–0,5° (15–30 миль) сглаживает всё мелкое: линии шквалов, местное ускорение у мысов, ветер против прилива.
• Ни один синоптик не проверил их на известные ошибки модели.
• Время прохождения фронтов может отличаться на несколько часов.

Текстовые прогнозы (Shipping Forecast, Navtex, передачи MSI береговой охраны, штормовые предупреждения) готовятся синоптиками, которые сравнивают модели, наблюдения и опыт и выпускают явные предупреждения. Профессиональный подход: использовать GRIB для общей картины и тенденций во времени, а официальный текстовый прогноз и собственные наблюдения (барометр, небо, море) — для определения пределов. Всегда добавляйте 25–30% к среднему ветру GRIB для оценки вероятных порывов, а в неустойчивом ливневом воздухе — больше.

Барометр

В открытом море записывайте атмосферное давление в журнал каждый час. Тенденция важнее значения:

Резкий рост после холодного фронта может принести сильный порывистый ветер, не менее опасный, чем падение до него («первый подъём после циклона предвещает более сильный удар»).

Получение погодной информации в открытом море

RYA ожидает, что вы знаете все пути, по которым прогноз доходит до яхты, и понимаете, в чём каждый из них хорош и в чём плох.

Экзаменатор спросит, что вы будете делать, если источники расходятся. Ответ: планировать по более суровому прогнозу, наибольший вес придавать тому, который лучше всего подтверждается тем, что вы действительно видите (барометр, состояние моря, небо), а в открытом море оставлять запас, а не полагаться на один источник.

Прогностические продукты Met Office Великобритании, которые вы должны узнавать

• Shipping Forecast: общее синоптическое описание, затем прогнозы по районам с направлением и силой ветра, погодой и видимостью в фиксированном порядке. Термины строго определены: imminent — в пределах 6 часов, soon — от 6 до 12 часов, later — более 12 часов; хорошая видимость — более 5 морских миль, умеренная — от 2 до 5 миль, плохая — от 1000 м до 2 миль, туман — менее 1000 м.
• Штормовое предупреждение (gale warning): выпускается при среднем ветре силой 8 баллов и выше или порывах 43–51 узел. Сильный шторм (severe gale) — 9 баллов, шторм (storm) — 10 баллов и выше, а предупреждение о сильном ветре (strong wind warning) — 6 или 7 баллов.
• Карты приземного анализа и прогноза (T+24, T+48, T+72, T+96): показывают изобары, фронты и центры антициклонов и циклонов с их давлением. Сравнивайте карту T+0 с последним наблюдённым барометром, чтобы проверить, что модель на верном пути.
• Карты волнения океана: показывают значительную высоту волны, направление и период зыби. Помните, что значительная высота волны — это среднее значение наиболее высокой трети волн, поэтому отдельные волны будут выше: самая высокая волна, которую вы встретите за несколько сотен, примерно вдвое превышает значительную высоту.

Шквалы, грозы, туман и опасности открытого моря

Шквалы и грозы

Шквал — это внезапное усиление ветра не менее чем на 16 узлов, достигающее 22 узлов и более и длящееся не менее минуты. Шквалы возникают вдоль холодных фронтов, под кучево-дождевыми облаками, в ливневом воздухе после фронта и в тропиках под конвективными облаками. Линия шквалов вдоль холодного фронта может принести поворот ветра на 90° и удвоение его скорости меньше чем за минуту, а затем хаотичное волнение.

Порядок действий при шквале:

1. Берите рифы или убирайте паруса заранее, когда нижняя граница облаков темнеет или вы видите тёмный вал или завесу дождя. Берите рифы раньше, чем это понадобится.
2. Разверните лодку так, чтобы паруса можно было легко обессилить: при бакштаге или фордевинде проще увалиться и отдать шкоты, чем пытаться лечь в дрейф.
3. Пристегнитесь, наденьте штормовую одежду и спасательные жилеты, а незакреплённое снаряжение уберите вниз.
4. Запишите время и смену ветра в журнал. Радар обычно показывает шквал как пятно сильного отражения, давая ориентировочный пеленг и скорость движения.
5. После шквала ожидайте некоторое время беспорядочного моря и ветра, который может стабилизироваться в новом направлении.

В грозах молния — дополнительная опасность. Отключайте и убирайте переносную электронику в духовку или металлический ящик (грубое подобие клетки Фарадея), держите экипаж подальше от мачты и металлического такелажа и не касайтесь двух металлических предметов, которые могут образовать цепь. Соединённая с корпусом мачта и молниеотвод дают лучшую защиту, но не гарантируют её.

Туман

Туман — это опасность для навигации и столкновений, а не опасность ветра, но метеорология здесь важна, потому что тип тумана говорит, когда он рассеется.

• Адвективный туман: тёплый влажный воздух движется над холодным морем (типичный весенний и раннесезонный туман в Великобритании и туман на Гранд-Бэнк, где Гольфстрим встречается с Лабрадорским течением). Он может держаться днями и требует смены воздушной массы, обычно смены ветра, чтобы рассеяться.
• Радиационный туман: образуется над сушей в ясные безветренные ночи и может дрейфовать над прибрежными водами на рассвете. Рассеивается с утренним солнцем.
• Фронтальный туман: связан с тёплыми фронтами и тёплыми секторами, где морось насыщает воздух.
• Морской туман (паровой туман или арктический морской дым): холодный воздух над тёплой водой осенью и зимой.

В тумане следуйте МППСС: звуковые сигналы, безопасная скорость, наблюдение по радару и AIS и наблюдатель на носу. Правило 19 применяется, когда суда не видят друг друга в ограниченной видимости или рядом с ней.

Местные явления, которые сохраняются в открытом море

В открытом море вы в основном свободны от морских бризов, но не от орографических эффектов. Ветер ускоряется вокруг мысов и между островами (эффект сжатия, или Вентури), создавая ветер на 30–50% сильнее, чем в открытом море. Ветер также ускоряется в подветренной стороне высоких горных островов, а в тропиках пассат может прорываться через проливы между островами, например Наветренные острова. Учитывайте это, когда ваш маршрут проходит через пролив между островами.

Чтение карты как шкипер: порядок работы с погодой

На переходе полезнее дисциплинированная рутина, чем редкое внимательное изучение:

1. Перед выходом: посмотрите синоптическую карту и тренд за последние три дня, как минимум три дня прогностических карт, GRIB из двух моделей, официальный текстовый прогноз и долгосрочный прогноз. Определите своё окно погоды с запасом (см. уроки по планированию перехода).
2. При каждой смене вахты: записывайте позицию, барометр (и тенденцию), направление и силу ветра, состояние моря, зыбь, облачность и видимость. Это ваши собственные наблюдения, и они формируют базовую линию.
3. Два раза в сутки: загружайте или принимайте свежие прогнозы и сравнивайте их с тем, что вы реально видели. Если модель отстаёт или опережает, корректируйте.
4. Когда барометр падает быстрее прогноза: считайте это предупреждением, что бы ни говорил прогноз. Действуйте раньше: берите рифы, закрепляйтесь, меняйте курс на укрытие.
5. Когда ветер резко заходит по часовой стрелке: прошёл холодный фронт или вы в ложбине. Готовьтесь к порывам, сильным ливням и быстрой смене состояния моря.

Полезное правило — правило 3 часов: если за 3 часа барометр упал более чем на 6 гПа или ветер усилился на два балла Бофорта, ваш план больше не действителен, и переход нужно пересмотреть.

Волны, зыбь и крутизна

Опасность волн определяется крутизной, а не только высотой. Крутизна — это высота волны, делённая на длину волны. Длина волны на глубокой воде пропорциональна квадрату периода: примерно 1,56 × период² в метрах. Так, зыбь с периодом 12 секунд имеет длину около 225 м, а ветровая волна с периодом 5 секунд — около 39 м.

Click to zoom

Зыбь высотой 4 м с периодом 12 секунд имеет крутизну около 1 к 56: лодка легко взбирается на неё и переваливает. Волна высотой 4 м с периодом 5 секунд имеет крутизну около 1 к 10, близко к предельной для обрушения крутизне около 1 к 7. Именно обрушивающиеся волны сбивают лодки с ног; сила в обрушивающемся гребне может во много раз превышать силу необрушивающейся волны такой же высоты.

Другие причины опасного моря:

• Перекрёстное волнение: зыбь от далёкой системы, пересекающая местное ветровое волнение, создаёт беспорядочное пирамидальное море с неожиданными обрушивающимися гребнями. Типично после холодного фронта, когда новое ветровое волнение нарастает поперёк старой зыби.
• Мелководье (shoaling): когда волны заходят на воду мельче примерно половины их длины, они замедляются, становятся круче и могут обрушиться. Банки и край континентального шельфа (например, юго-западнее Ирландии и в Бискайском заливе) могут создавать опасное море.
• Ветер против течения или прилива.

Ветер против течения

Когда ветер дует против течения, волны замедляются, их длина сокращается, а высота растёт. Умеренный ветер против сильного течения может создать короткое, крутое, ломающееся море, несоразмерное силе ветра.

Click to zoom

Визуализация NASA ниже показывает, насколько сложны реальные поверхностные течения Северной Атлантики. Гольфстрим (тёплые цвета, слева) — это быстрая, узкая река воды, которая распадается на меандры и вихри по мере продвижения на северо-восток. У каждого края меандра течение идёт в другом направлении, поэтому условия «ветер против течения» могут меняться в пределах нескольких миль.

Click to zoom

Изображение: Greg Shirah, NASA Scientific Visualization Studio, public domain, via Wikimedia Commons

Гольфстрим при северном ветре и течение Агульяс при юго-западном штормовом ветре — печально известные примеры. У берегов Великобритании та же физика действует в меньшем масштабе в приливных гонках (Портленд, Олдерни, Лизард) и над банками, где ветер 5 баллов против сизигийного прилива может создать волнение, опасное для маленькой яхты. Планируйте переходы через такие районы так, чтобы ветер и прилив совпадали, а при сильном ветре держитесь подальше от гонок.

Тропические циклоны

Тропические циклоны (TRS) называют ураганами в Атлантике и северо-восточной части Тихого океана, тайфунами в северо-западной части Тихого океана и циклонами в Индийском океане и южной части Тихого океана. Они находятся за пределами обычной зоны работы для большинства переходов Yachtmaster Offshore, но офшорный шкипер должен понимать их, потому что многие яхты затем идут в Карибское море, на Азоры или дальше.

Образование

Click to zoom

Для тропического циклона нужны:

1. Температура поверхности моря выше примерно 26,5 °C на достаточной глубине.
2. Широта не менее примерно 5° от экватора, чтобы эффект Кориолиса мог запустить вращение. Они редко формируются ближе 5° к экватору.
3. Слабый вертикальный сдвиг ветра, чтобы развивающийся циклон не разорвало.
4. Заранее существующее возмущение, например восточная волна у Западной Африки.
5. Влажный воздух в средних слоях атмосферы.

Циклон — тепловой двигатель, питаемый скрытой теплотой, которая выделяется при конденсации водяного пара. В урагане ветер превышает 64 узла, в центре находится безветренный глаз диаметром 10–30 миль, окружённый стеной глаза (eyewall), где бывают самые сильные ветры и самые сильные ливни. Сезон ураганов в Северной Атлантике официально длится с 1 июня по 30 ноября, пик приходится на период с августа по октябрь. Самая простая и единственно надёжная тактика для яхты — не оказаться там: планируйте переходы вне сезона и следите за сообщениями Национального центра ураганов (National Hurricane Center).

Спутниковая фотография ниже, сделанная с Международной космической станции, показывает строение зрелого урагана: ясный центральный глаз, кольцо высоких облаков (стена глаза), где бывают самые сильные ветры и самые сильные ливни, и спиральные полосы дождя, закручивающиеся к центру.

Click to zoom

Изображение: Mike Trenchard, NASA Johnson Space Center, public domain, via Wikimedia Commons

Признаки опасности

• Необычная зыбь со стороны, где находится циклон, иногда за несколько дней до него.
• Барометр: нормальные тропические суточные колебания (около 3 гПа дважды в сутки) нарушаются. Давление на 3 гПа ниже сезонного среднего — предупреждение; на 5 гПа ниже — шторм почти наверняка находится поблизости.
• Перистые облака, расходящиеся от точки на горизонте, затем сгущающаяся облачность.
• Усиление ветра, часто с необычного направления.

Полукруги

Если смотреть по направлению движения циклона, правый полукруг в Северном полушарии — опасный полукруг, а левый — судоходный полукруг. В Южном полушарии они меняются местами.

Click to zoom

Правая сторона опасна по двум причинам. Скорость перемещения циклона прибавляется к скорости вращательного ветра, поэтому ветер и волнение там наибольшие. Кроме того, ветер склонен отгонять судно вперёд циклона, на его путь. В судоходном полукруге скорость перемещения вычитается, и ветер склонен сносить вас от трека.

Как определить, в каком полукруге вы находитесь (Северное полушарие)

Используйте закон Бейс-Баллота, чтобы найти пеленг на центр (стоя спиной к ветру, центр находится слева и немного впереди; в тропическом циклоне, лицом к ветру, центр примерно на 90–135° справа от вас, в зависимости от расстояния). Затем наблюдайте, как меняется ветер в течение нескольких часов:

В Южном полушарии правила обратные: ветер, заходящий против часовой стрелки, означает опасный полукруг.

Тактика уклонения (Северное полушарие)

• Опасный полукруг: поставьте ветер на правый нос (лавировать правым галсом) и идите с максимальной скоростью, удаляясь от центра.
• Судоходный полукруг: поставьте ветер на правую корму и идите с максимальной скоростью, удаляясь от центра.
• На пути впереди циклона: поставьте ветер на правую корму и уходите в судоходный полукруг.

В Южном полушарии вместо «правый» читайте «левый». Часто проверяйте, работает ли тактика: барометр должен перестать падать, а ветер — ослабевать.

Пример: второй день трёхдневного перехода

Вы находитесь в 90 милях от пункта назначения на трёхдневном переходе через западные подходы. Ваши записи в журнале в 06:00:

• Барометр 1006 гПа, упал на 9 гПа за последние 3 часа (падает очень быстро).
• Ветер юго-восточный, 5 баллов, медленно заходит против часовой стрелки.
• Сегодня утром перисто-слоистые облака с гало вокруг солнца, сейчас сгущаются высокослоистые.
• GRIB (GFS) показывает средний ветер 25 узлов с юга через 12 часов. Shipping Forecast в 05:20 даёт для вашего морского района «юг 6, штормовой ветер 8, временами сильный шторм 9 позже».
• В порту назначения приливные ворота откроются через 18 часов. Запасной порт с всепогодным входом находится в 8 часах хода при фордевинде.

Анализ. Все признаки указывают в одном направлении: тёплый фронт приближается с запада перед глубоким циклоном. Падение барометра более чем на 6 гПа за 3 часа указывает, что штормовой ветер вероятен. Среднее по GRIB 25 узлов плюс 30% на порывы уже даёт 32 узла, а официальный прогноз суровее GRIB, что типично: синоптики видели, что модель недооценивает углубление.

Варианты. Продолжать — значит прийти в пункт назначения около пика шторма, после того как экипаж не спал всю ночь, и, возможно, ждать в открытом море приливных ворот. Изменить курс — значит дойти до укрытия до наихудших условий, идя с комфортным курсом.

Решение. Изменить курс сейчас, пока экипаж ещё свеж, а ветер ещё умеренный. Взять рифы заранее перед фронтом, провести инструктаж экипажа и записать обоснование. Перед тем как идти на запасной порт, перепроверьте его вход в южный шторм.

Пример: определение циклона и планирование перехода

Вы в Западных подходах на 49° с. ш., 10° з. д., идёте на восток в Фалмут, до которого 180 миль при 6 узлах. В 09:00 ветер юго-юго-западный, 5 баллов, барометр 1004 гПа, упав на 5 гПа за 3 часа. В 12:00 ветер юго-западный, 6 баллов, барометр 999 гПа. В 15:00 ветер западо-юго-западный, 7 баллов, барометр 995 гПа и продолжает падать. Прогноз Shipping Forecast в 17:00 для вашего района: «юго-запад 7, сильный шторм 9, заходит на запад, дождь, затем ливни, умеренная или хорошая».

Шаг 1: где циклон? Встаньте спиной к юго-западному ветру. В Северном полушарии циклон слева и немного впереди, то есть к северо-западу или северу от вас. Поскольку ветер заходит с юго-юго-запада через юго-запад на западо-юго-запад, циклон проходит к северу от вас и движется на восток. Это картина теплового сектора, за которым приближается холодный фронт.

Шаг 2: что говорит давление? Падение примерно на 4–5 гПа в каждом из последних трёх 3-часовых периодов — это «быстро падает». В Shipping Forecast упомянут сильный шторм 9. Тенденция давления в сочетании с заходящим ветром означает, что холодный фронт вот-вот пройдёт или только что прошёл в пределах пары часов.

Шаг 3: что дальше? Поскольку давление всё ещё падает, холодный фронт ещё не пришёл. Когда он пройдёт, ожидайте резкого захода ветра на северо-запад, сильных ливней, шквалов и резкого роста давления, возможно, на 5 гПа и более за час. Ветер может усилиться ещё, когда барометр растёт («первый подъём после циклона предвещает более сильный удар»).

Шаг 4: решение. Немедленно возьмите третий риф и штормовой кливер, очистите палубу, проинструктируйте вахту, все пристегнитесь и наденьте спасательные жилеты. Поскольку ветер юго-западный — западный, а ваш курс восточный, вы идёте бакштагом до фордевинда: состояние моря вызывает беспокойство, а новое ветровое волнение северо-западного направления после фронта пересечёт старую юго-западную зыбь. Сохраняйте море вокруг себя: корнуоллское побережье — наветренный берег при западных и северо-западных штормах. Планируйте уйти в безопасную даль и лечь в дрейф или идти под малым кливером, а не пробиваться к Фалмуту в темноте, при усталости экипажа.

Шаг 5: выводы для журнала. Запишите времена, показания барометра, направления ветра и причины решений. Именно такой комментарий ожидает экзаменатор, когда спрашивает «что вы сделали и почему».

Пример: от расстояния между изобарами к приземному ветру

На приземной карте на 50° с. ш. изобары расположены через 4 гПа. Используя шкалу геострофического ветра, вы измеряете расстояние 150 миль между изобарами вблизи вашей позиции.

• Разность 4 гПа на 150 миль — это градиент около 0,027 гПа на милю, примерно 1,6 гПа на градус широты. По шкале для 50° с. ш. это соответствует геострофическому ветру около 25 узлов.
• Приземный ветер над морем составляет около двух третей — трёх четвертей геострофического, то есть среднее 17–19 узлов (5 баллов). Он будет смещён на 10–15° от направления изобар.
• Порывы могут быть на 30–50% выше среднего, то есть 22–28 узлов, что соответствует порывам 6 баллов.
• Если на следующей карте те же изобары расположены на расстоянии 75 миль, геострофический ветер удваивается до примерно 50 узлов, а средний приземный ветер достигает 34–38 узлов (8 баллов). Порывы в ливнях превысят 45 узлов.

Это показывает, почему сжимающиеся изобары заслуживают большего внимания, чем центральное давление циклона.

Ожидания экзаменатора

• Вас попросят интерпретировать синоптическую карту: сказать, где находятся фронты, какую погоду они принесут, как быстро движутся и что бы вы сделали.
• Вас спросят, как вы получали бы прогноз в открытом море и как бы его проверяли.
• Вам зададут вопрос «что, если» о падающем барометре: всегда называйте цифры (падение давления за 3 часа, что означает термин и что бы вы сделали).
• Знайте закон Бейс-Баллота назубок и умейте применять его для обоих полушарий.
• Для тропических циклонов назовите правила полукругов, тактику уклонения для обоих полушарий и ясно скажите, что лучшая тактика — полностью избегать сезона и района.

Типичные ошибки

• Принимать данные GRIB за прогноз. Это непроверенный выход модели, показывающий средний ветер; добавляйте порывы и сравнивайте с официальным текстовым прогнозом.
• Читать давление без тенденции. Скорость изменения — главный краткосрочный показатель.
• Игнорировать вторичные депрессии. Небольшие циклоны на хвостовых холодных фронтах могут быстро углубиться и легко пропускаются на GRIB.
• Недооценивать ветер против течения или прилива. Даже умеренный ветер против сильных течений создаёт крутое ломающееся море.
• Путать полукруги тропического циклона. В Северном полушарии: ветер заходит по часовой стрелке, опасный правый полукруг, ветер на правом носу.
• Смотреть только на высоту волны. Опасность определяют период и крутизна.
• Не брать рифы перед холодным фронтом. Шквалы и смены ветра приходят внезапно.
• Забывать, что значительная высота волны — это среднее. Отдельные волны достигают вдвое большей высоты.
• Полагаться на один источник прогноза. Сравнивайте как минимум два: модель и официальный текстовый прогноз.
• Игнорировать ускорение ветра у островов и мысов. Ветер может быть на 30–50% сильнее, чем прогноз для открытого моря.

Итоги

• Ветры в открытом море сильнее, а волны выше, чем у берега; планируйте по крупномасштабной картине.
• Сжатые изобары означают сильный ветер; вокруг северного циклона ветер дует против часовой стрелки и слегка к центру.
• Знайте последовательность облаков, ветра, давления и видимости при прохождении тёплого фронта, тёплого сектора, холодного фронта и окклюзии.
• Верхние ложбины, гребни и ядра струйного течения определяют, углубятся ли приземные циклоны или заполнятся.
• GRIB показывают средний ветер на грубой сетке; текстовые прогнозы содержат суждение синоптика и предупреждения. Используйте оба, а также барометр.
• Опасность волны определяет крутизна, а не высота: короткие периоды, перекрёстное волнение, мелководье и ветер против течения — всё это делает волны круче.
• Тропические циклоны формируются над тёплыми тропическими морями; избегайте сезона. СП: опасный правый полукруг, ветер заходит по часовой стрелке, ветер на правом носу; судоходный левый полукруг, ветер заходит против часовой стрелки, ветер на правой корме.

Проверьте себя

1. В Северном полушарии вы стоите спиной к юго-западному ветру. Где центр циклона?

Ответ: Слева от вас и немного впереди: примерно к северо-западу или северо-северо-западу от вас.

2. Опишите изменения ветра и давления при прохождении холодного фронта.

Ответ: Ветер резко заходит по часовой стрелке, часто с шквалами и порывами, а давление, которое в тёплом секторе могло быть устойчивым или падающим, резко растёт. Сильный дождь под кучево-дождевыми облаками сменяется более чистым воздухом с ливнями и очень хорошей видимостью.

3. Прогнозируется, что приземный циклон пройдёт под передней (восточной) стороной верхней ложбины. Что он, вероятно, сделает?

Ответ: Углубится, потому что верхняя дивергенция впереди ложбины выводит воздух из столба и понижает приземное давление.

4. GRIB показывает средний ветер 22 узла в ливневом северо-западном потоке. Какие порывы вы планируете?

Ответ: Как минимум на 30% больше, около 29 узлов, а в неустойчивом ливневом воздухе порывы могут быть на 50% и более выше среднего, то есть 33 узла и больше в шквалах. Соответственно планируйте площадь парусов.

5. Почему волна высотой 3 м с периодом 5 секунд опаснее зыби высотой 3 м с периодом 10 секунд?

Ответ: Длина волны пропорциональна квадрату периода: около 39 м для 5 секунд и 156 м для 10 секунд. Короткая волна примерно в четыре раза круче (около 1 к 13 против 1 к 52), близка к обрушению, а обрушивающиеся волны вызывают опрокидывание.

6. Барометр упал на 7 гПа за 3 часа. Что это вам говорит?

Ответ: Падает очень быстро: скоро вероятен штормовой ветер или шторм. Берите рифы, закрепите лодку, пересмотрите запасные варианты укрытия и учтите положение относительно приближающегося циклона.

7. В Северном полушарии, рядом с тропическим циклоном, барометр падает, а ветер устойчиво заходит по часовой стрелке. Где вы находитесь и что делать?

Ответ: В опасном (правом) полукруге. Поставьте ветер на правый нос и идите с максимальной скоростью, удаляясь от центра.

8. Назовите пять условий, необходимых для образования тропического циклона.

Ответ: Температура поверхности моря выше примерно 26,5 °C; широта более примерно 5° от экватора для эффекта Кориолиса; слабый вертикальный сдвиг ветра; заранее существующее возмущение; и влажный воздух в средней тропосфере.

9. Почему можно избегать пересечения приливной гонки при ветре 5 баллов, хотя 5 баллов полностью в пределах возможностей вашей лодки?

Ответ: Ветер против сильного приливного течения сокращает и делает волны круче, создавая ломающееся море гораздо опаснее, чем подсказывает сила ветра. Пересекайте, когда ветер и прилив совпадают, или дождитесь малой воды (слэка).

10. Назовите четыре способа получить прогноз погоды на расстоянии 300 миль от берега и укажите одно ограничение каждого.

Ответ: Navtex (дальность около 250–400 миль от станции, только текст); SafetyNET через Inmarsat-C (нужен приёмник, только текст); вейтфакс и голосовые сети КВ/ББ (нужны радио, время и навык, приём нестабилен); загрузка GRIB через спутниковый телефон (оплата за мегабайт, только средний ветер и без проверки синоптиком). Ваш собственный барометр и наблюдения — пятый источник.

11. Что Shipping Forecast означает под терминами «imminent», «soon» и «later»?

Ответ: Imminent — в пределах 6 часов от времени выпуска прогноза, soon — от 6 до 12 часов, later — более 12 часов.

12. Вы видите тёмную линию кучево-дождевых облаков, приближающуюся с северо-запада, а вы идёте фордевиндом под полными парусами. Что делаете?

Ответ: Берите рифы или уменьшайте парусность до её прихода, убедитесь, что экипаж пристёгнут и в штормовой одежде, уваливайтесь, чтобы обессилить паруса, запишите время и смену ветра в журнал и ожидайте резкого захода ветра и порывистого моря после прохождения шквала.