Понять небо - [29]

Мы должны понимать, что барические системы с высотой могут значительно отличаться от того что происходит у поверхности, а также, что в нижних слоях атмосферы возможно движение слоев воздуха над или под друг другом. Слои часто отличаются по температуре, влажности и характеристикам движения. Это может привести к изменению скорости и направления ветра через некоторое время. Чаще всего, ветер на высоте указывает, каким вскоре станет ветер у поверхности.

СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ

Ранее упоминалось о струйных течениях, которые являются составной частью погоды в умеренном климате, но любопытная вещь, о них ничего не было известно до начала полетов крупных самолетов на больших высотах во время второй мировой войны.

Известно несколько струйных течений. Одно из них, субтропическое, показано на рисунке 43. Его потоки расположены на высоте более 14 км, на широте 30° и являются более слабыми и короткими, чем течение, расположенное в умеренной зоне. Они оказывают малое влияние на спортивные полеты. Полярное струйное течение расположено на границе холодного и теплого воздуха в умеренной зоне, как показано на рисунке 43. Оно представляет собой быстро движущийся поток воздуха с запада на восток (рис. 85). Скорость воздуха максимальна в центре и уменьшается к периферии.

Рис. 85. Полярное струйное течение

Скорость потока в струйном течении увеличивается, когда оно отклоняется к полюсу и уменьшается, когда отклонение к экватору. Объяснение этому дается при описании рисунка 58. Полярное течение располагается на высоте около 10 км и может достигать скорости 350 км/ч над Северной Америкой и Европой и более 500 км/ч над Японией и Новой Зеландией, где условия для его формирования наиболее благоприятны.

Струйные течения возникают из-за сильных температурных контрастов между полярными и тропическими воздушными массами. Эти потоки образуются при движении по направлению к полюсам, но поворачивают вправо в северном полушарии и влево в южном, двигаясь с запада на восток. Зоны сильных горизонтальных температурных градиентов, фронты на поверхности и струйные течения чаще всего сопутствуют друг другу.

Важность полярного струйного течения для спортивных пилотов двойная. Во-первых, помогает движению фронтов и циклонов, как показано в предыдущей главе. Обнаружение его дает предупреждение о погоде. Во-вторых, это говорит о сильном ветре на высоте. Полеты под струйным течением не обязательно опасны, но надо быть готовым к возможности усиления в течение дня ветра и турбулентности из-за перемешивания воздушных масс.

Струйное течение бывает заметным визуально, потому что оно зачастую сопровождается довольно протяженными группами перистых облаков. Они движутся параллельно потоку, но могут пересекать его при отклонении последнего к югу или северу.

ДНЕВНОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ВЕТРА

Изменение направления ветра в течение дня должно быть хорошо известно любому, кто проводит на природе достаточное количество времени. Мы знаем, что ветер обычно усиливается днем и утихает к вечеру. На рисунке 86 показано типичное изменение скорости ветра в течение суток. Отметим, что максимум показан вскоре после полудня, когда отмечается пик прогрева и термической активности; минимум в ранние часы, когда земля максимально остыла.

Рис. 86.Дневное изменение ветра

Попробуем объяснить изменение направления и скорости ветра. В течение ночи нижний слой воздуха стабилен — земля отдает остатки тепла — имеет место слабое вертикальное перемещение. Следовательно, иногда даже сильный ветер ночью у поверхности либо слаб, либо отсутствует совсем. С другой стороны, солнечный прогрев днем является причиной движения воздуха вверх и вниз и приносит к поверхности скорости воздуха, присущие верхним слоям. В результате, усиление ветра у поверхности при прогреве. Рисунок 87 иллюстрирует эту модель.

Рис. 87.Изменения ветра по высоте

Типичный дневной цикл начинается со спокойных условий ранним утром, когда воздух постепенно приходит в движение по мере прогрева поверхности. Воздушные потоки будут усиливаться, предпочитая утреннее направление. Позднее термическая активность увеличивает обмен воздуха между различными слоями, и скорость ветра у поверхности увеличивается. После того, как солнечный прогрев начнет спадать, и термическая активность уменьшается, ветер у поверхности начинает утихать. Процесс этот может быть достаточно быстрым. Ветер продолжает утихать в течении ночи. Утром процесс повторяется. Часто бывают исключения из описанного сценария. Очень стабильные воздушные массы подавляют термическую активность, и ветер у поверхности может быть очень слабым или отсутствовать совсем. Жаркие гнетущие дни летом во влажных районах к этому предрасположены. Другое исключение возможно, когда на данной территории находится фронт. В этом случае, ветер может дуть весь день и всю ночь с очень малым изменением скорости.

СЛОИ ВОЗДУХА

Воздух не всегда состоит из однообразной массы от поверхности до тропопаузы. Имеет смысл рассматривать воздух по слоям. Первым подтверждением такой возможности является холодный слой воздуха у поверхности ясными ночами. В горных районах холодные ветры, движущиеся у склонов, могут создавать слои. Отметим возможность движения верхнего слоя воздуха над более холодным, находящемся в долине, в горах. И, конечно, мы должны иметь представление о слое инверсии.