Гидрометеорологическое обеспечение мореплавания

Результаты статистической обработки данных измерений скоростей ветра в различных районах Мирового океана показали, что чем меньше время осреднения ветра, тем больше значение его скорости. Так, по данным Межправительственной морской консультативной организации (ИМКО) отношение скорости ветра, осредненной за 1 минуту и скорости ветра, осредненной за 10 минут, к скорости ветра осредненной за 1 час

, равно соответственно 1,18 и 1,06.

Измерения ветра производятся на высоте 10 м над поверхностью суши независимо от высоты расположения метеостанции над уровнем моря. На судах измерения обычно производятся на высоте мостика или на высоте топа мачты, следовательно, в зависимости от типа и размеров судна на высотах от 2 до 40 м. Соотношение между скоростями ветра, измеренными на разных высотах (так называемый профиль ветра), зависит от абсолютной скорости ветра и стратификации атмосферы, которая в свою очередь может быть определена по разности между температурой поверхности воды и температурой воздуха над ней. Данные рис. 63 позволяют перейти от скорости ветра, измеренного на высоте z, к скорости ветра на стандартной высоте 10 м или на любой другой высоте.

Например, ветер на высоте 25 м будет в 1,08-1,12 раза больше, чем на высоте 10 м. В некоторых работах имеются подробные таблицы, по которым можно более точно (с учетом стратификации атмосферы) перевести ветер, измеренный на некоторой высоте, к другой высоте. Кривые на рис. 63 построены для нейтральной стратификации атмосферы; при неустойчивой (температура воды выше температуры воздуха) и устойчивой (температура воды ниже температуры воздуха) стратификации зависимость v_z / v_10 от z ненамного отличается от зависимости, показанной на рис. 1.

Рис. 1 - Зависимость отношения скорости ветра, измеренной на высоте z, к скорости ветра, измеренной на стандартной высоте 10 м, от высоты измерения: 1 - штормовой ветер (более 40 узлов), 2 - слабый и умеренный ветер (менее 15 узлов)

Как правило, скорость ветра, измеренная над сушей (v_c), меньше скорости ветра, измеренной в море (v_m). Различия объясняются неодинаковым коэффициентом шероховатости над сушей и над морем и другими причинами. Только в последние годы были выполнены специализированные синхронные измерения ветра на суше и на море (с судов, автономных буев и буровых платформ), которые позволили обосновать переход от v_c к v_m. Отношение v_м к v_с изменяется от 1,1 до 1,7, а для слабых ветров - до 2,0 и более. Для ориентировочных расчетов можно пользоваться данными рис. 64. Из рисунка видно, что отношение v_м к v_c тем больше, чем меньше скорость ветра. При скоростях ветра 20 узлов и более оно не превышает 1,1.

Данных по соотношению между ветром на море и на суше в зависимости от направления гораздо меньше. Однако можно считать, что наибольшие различия наблюдаются при ветре вдоль берега - отношение v_м к v_c в среднем достигает 1,7, при ветре с моря или с суши это отношение, как правило, не превышает 1,6 и в среднем равно 1,3.

При сопоставлении синхронных наблюдений на суше и на море следует иметь в виду, что в некоторых случаях возможны отклонения от приведенных соотношений и даже их противоположный ход - ветер над сушей больше, чем в море. Такие расхождения могут быть связаны с прохождением фронтов или с бризовыми эффектами. Наиболее четко бризы проявляются при отсутствии сильных ветров. При бризах различие между ветром на море и на суше ночью несколько больше, чем днем (рис. 2).

Рис. 2 - Соотношение между скоростью ветра, измеренной на береговой станции (v_c), и скоростью ветра, измеренной в море (v_м)

Отрезками прямых показаны значения среднего квадратического отклонения данных наблюдений.

Скорость ветра на картах погоды (в соответствии с международным синоптическим кодом КН-01) указывается стрелкой, идущей к центру кружка (кружком обозначается место проведения наблюдений) по направлению ветра. Скорость ветра представляется в виде оперения, наносимого у конца стрелки ветра. Одно большое перо на стрелке соответствует скорости ветра 10 узлов малое - 5 узлов, треугольник - 50 узлов. Если данные о скорости ветра отсутствуют, на конце стрелки ветра вместо оперения наносят крестик. Если данные о направлении ветра отсутствуют, ветер не наносят. При штиле кружок станции обводят другим кружком.

Приземные синоптические карты делятся на карты фактической погоды и прогностические карты. Приземная синоптическая карта фактической погоды является главной при составлении прогноза погоды.

Название "приземная" не означает, что эта карта отражает только свойства атмосферы у поверхности земли, а указывает, что данные, нанесенные на карту, получены путём наблюдений на "наземных" метеорологических станциях.

а) Приземные карты фактической погоды (анализ приземный)

Приземные карты фактической погоды передастся за основные сроки наблюдений: за 3,9,15 и 21 час московского времени или за 0,6,12 и 18 часов гринвичского времени. На этой карте показывается большой комплекс метеорологические элементов в соответствии с международным кодом КН-01, поэтому приземные карты фактической погоды часто называют комплексными картами погоды.

При чтении приземной синоптической карты фактической погоды необходимо иметь в виду, что значения метеорологических элементов и явлений наносятся цифрами или символами (значками) в строго определенном месте относительно центра, за который принимается место пункта наблюдения.

dd - направление ветра у поверхности Земли в десятках градусов по шкале 00-36, изображается стрелкой, идущей к центру кружка по направлению ветра;

ff - скорость ветра в метрах в секунду, изображается в виде оперения у конца стрелки направления ветра под углом к ней примерно 120 градусов и черного треугольника;

dd - направление ветра у поверхности Земли в десятках градусов по шкале 00-36, изображается стрелкой, идущей к центру кружка по направлению ветра;

ff - скорость ветра в метрах в секунду, изображается в виде оперения у конца стрелки направления ветра под углом к ней примерно 120 градусов и черного треугольника;

Направление ветра наносится стрелкой, направленной к центру станции.

Скорость ветра обозначается кругом с перьями на этих рисунках слева направо:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СКОРОСТИ ВЕТРА ПО КАРТЕ ПРИЗЕМНОГО БАРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Скорость ветра над морем может быть рассчитана по формуле для скорости геострофического ветра(1): (1) Ветер, направленный вдоль прямолинейных изобар выше уровня трения, называется геострофическим.

где wо - угловая скорость вращения Земли, р - плотность воздуха, cp - географическая широта и (dp/dn)- горизонтальный барический градиент. Введем числовые значения со = 7,29-10-5 с-1 в миллибарах на градус и р = 1,276*10-3 г/см3, тогда, взяв широты, получим скорость геострофического ветра в метрах в секунду.

 Скачать реферат