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.

Однако практика показала, что удобнее и быстрее скорость геострофического ветра определять с помощью градиентной линейки (рис. 3).

Рис. 3 - Градиентная линейка. Расстояние между изобарами, градусы меридиана

Для этого необходимо выполнить следующие операции:

а) определить барический градиент (dp/dn) измеряя расстояние между соседними изобарами (по нормали к ним) в искомой точке, и выразить его в градусах меридиана;

б) полученное таким образом значение барического градиента находим на оси абсцисс градиентной линейки;

в) из найденной точки восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с наклонной линией соответствующей широты места, для которого мы хотим определить скорость геострофического ветра; промежуточные значения широты находим путем интерполяции;

г) из точки пересечения проводим прямую линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с осью ординат, на которой снимаем искомое значение скорости геострофического ветра. Полученная скорость геострофического ветра будет больше скорости ветра, дующего вблизи поверхности моря (на высоте 10 м). Поэтому для перехода к последнему необходимо полученную скорость геострофического ветра умножить на коэффициент, учитывающий стратификацию приводного слоя атмосферы.

Геострофический ветер - это теоретический ветер, который является результатом полного баланса между силой Кориолиса и барическим градиентом. Такие условия называются геострофическим балансом. Геострофический ветер направлен параллельно изобарам (линиям постоянного атмосферного давления на определённой высоте). В природе такой баланс встречается редко. Реальный ветер почти всегда отклоняется от геострофического за счёт действия других сил (трение о поверхность Земли, центробежная сила). Таким образом реальный ветер будет равен геострофическому если отсутствует трение и изобары являются идеальными прямыми. Несмотря на практическую недостижимость таких условий, рассмотрение ветра как геострофического является хорошим первым приближением для атмосферы вне тропической зоны.Геострофический баланс в Северном полушарии. Окружностями показаны изобары. Н - область низкого давления, В - область высокого давления

Происхождение

Воздух движется из областей с высоким давлением в область с низким давлением благодаря существованию барического градиента. Однако как только воздух приходит в движение, начинает действовать и сила Кориолиса, которая отклоняет поток вправо в Северном полушарии и влево в Южном полушарии. С увеличением скорости ветра увеличивается и отклонение под влиянием силы Кориолиса. Отклонение увеличивается до тех пор пока сила Кориолиса и сила барического градиента не сбалансируют друг друга, в результате чего ветер движется уже не от области высокого давления в область низкого давления, а вдоль изобары, линии равного давления. Геострофическим балансом объясняется почему системы низкого давления (в частности циклоны) вращаются против часовой стрелки а системы высокого давления (в частности антициклоны) по часовой стрелке в Северном полушарии (и наоборот в Южном полушарии).

Геострофические течения

Многие течения в океане тоже геострофические. Как и многочисленные измерения метеозондов, собирающих информацию об атмосферном давлении на разных высотах в атмосфере, используются для того чтобы определить поле атмосферного давления и вывести геострофический ветер, измерения плотности по глубине в океане используются для вывода геострофических течений. Спутниковые альтиметры также используются для измерения аномали высоты морской поверхности, которая позволяет вести расчёт геострофических течений на поверхности. Геострофическое течение в воде или в воздухе - это внутренняя волна нулевой частоты.Ограничения геострофического приближенияЭффект трения между воздухом и земной поверхностью нарушает геострофический баланс. Трение замедляет поток, уменьшая эффект от силы Кориолиса. В результате сила барического градиента имеет больший эффект, и воздух всё-таки движется от высокого атмосферного давления к низкому атмосферному давлению, хоть и с большим отклонением. Это объясняет почему ветра в системах высокого давления (антициклонах) расходятся от центра системы, тогда как ветра в системах низкого давления (циклонах) спирально закручиваются к центру системы.При расчёте геострофического ветра пренебрегают силой трения, что обычно является хорошим допущением для мгновенного потока в средней тропосфере умеренных широт. Но несмотря на то, что агеострофические члены относительно малы, они вносят значительный вклад в развитие потоков и в частности играют большую роль в усилении и ослаблении ураганов.Как и ожидалось погода в этот период времени является переходной от сезона до сезона. Благоприятная погода чередовалась штормовой.Маршрут, проложенный вдоль берегов в Ионическом море опровдал отклонение от пересечения Ионического моря по прямой линии.Поэтому можно сказать, что выбранный нами путь является в данное время года выгодным как с точки зрения экономической эффективности, так и метеорологического обеспечения безопасности плавания.

Порт отхода

НОВОРОССИЙСКАЯ, ИЛИ ЦЕМЕССКАЯ, БУХТА И ПОРТ НОВО­РОССИЙСК. Новороссийская бухта вдается в берег в 2,5 мили к ENE от мыса Мысхако; восточным входным мысом ее является мыс Дооб (44°38' N, 37°54' Е). Новороссийская бухта — одна из лучших на Черном море по своему расположению. На берегу ее вершины расположен город Новороссийск — крупный промышленный и культурный центр. За­падный берег бухты низкий, но вглубь материка местность постепенно повышается. Северо-восточный берег бухты на всем протяжении высокий, а кое-где и обрывистый. В ее вершине близлежащие горы рассечены долиной речки Цемес; еще одна долина имеется в юго-восточной части бухты, где раскинулся курортный поселок Кабардинка.

Берега бухты мало изрезаны и окаймлены каменистой отмелью с глу­бинами менее 10 м. На отмели выставляются рыболовные сети. Отмель у западного берега Новороссийской бухты ограждается восточными вехами.

На подходе к Новороссийской бухте с SW и SE лежат затонувшие суда и имеются районы нечистого грунта.

Посредине входа в бухту расположены Пенайские банки. К W и Е от них пролегают соответственно западный и восточный фарватеры. Запад­ный фарватер более широкий и удобный. Подход к Новороссийской бухте и плавание в ней обеспечиваются достаточным количеством средств навигационного оборудования.

В бухте находится порт Новороссийск, состоящий из морского торгового порта Новороссийск, Новороссийского морского рыбного порта и Новороссийского морского лесоторгового порта.

Порт Новороссийск хорошо оборудован. Стоянка судов в нем спокой­ная, за исключением времени действия боры и юго-восточных штормо­вых ветров. Причальные сооружения защищены от волнения двумя мо­лами: Восточным и Западным. Ширина входа между молами 2 кбт.

Управление порта находится вблизи Широкого пирса № 1.

Границы порта. Акватория порта Новороссийск с северо-востока и юго-запада ограничена берегами Новороссийской бухты и линиями, соединяющими мыс Мысхако, точку 44°39,0' N, 37°52,9' Е и мыс Пенай (44°41' N, 37°53' Е).

Приметные пункты. Хорошими ориентирами на подходе к Новороссий­ской бухте являются горы Круглая (40°40' N, 37°37' Е), Колдун (40°44' N, 37°43'Е), Дооб (44°37'N, 37°58' Е), а также гора Большой Маркотх высотой 697 м, поднимающаяся на северо-восточном берегу бухты в 7,1 мили к NNW от горы Дооб. Гора Дооб является лучшим ориен­тиром и видна со всех направлений.

При плавании в Новороссийской бухте на восточном берегу при­метны коричневая скульптура матроса высотой 18,3 м и белая колоннада высотой 7 м, находящиеся соответственно в 9,5 кбт и 1,7 мили к NW от мыса Пенай, а на западном берегу — две серые высокие трубы с белыми и красными горизонтальными полосами в верхней части, расположенные в 1 миле к WSW и в 1,2 мили к WNW от основания Суджукской косы.

Глубины и грунт. В большей части Новороссийской бухты глубины 20—36 м; вблизи берега, особенно за изобатой 10 м, они резко умень­шаются.

Грунт в северной части бухты глина, ил, ракушка, местами песок и ил; в южной части бухты — ил, глина, песок, камень. В районе Пенайских банок грунт — ил и песок, а на отмели, окаймляющей берега бухты, грунт вблизи берега камень, а далее ил и песок.

Гидрометеорологические сведения. Ветры. В Новороссийской бухте в течение всего года преобладают ветры от NW и NE, а с апреля по июнь от SE. Часто наблюдается порывистый северо-восточный ветер (бора), дующий с горного хребта, тянущегося вдоль северо-восточ­ного берега бухты. Осенью и зимой бора может достигать ураганной силы, при скорости ветра 40 м/с, а иногда 60 м/с. Действие этого ветра разрушительно как для береговых объектов, так и для судов, которые могут быть выброшены на берег. Температура воздуха при боре понижается (иногда до —20 °С), что приводит к очень быстрому обле­денению судов. По мере удаления от берега сила боры уменьшается, и в 5—6 милях от него бора проявляется главным образом в вол­нении. При боре крутые волны достигают высоты 2—2,5 м. По сведе­ниям, в среднем в году бывает 47 дней с борой, а в отдельные годы более 100 дней. Бора может продолжаться от нескольких часов до 7 сут.

Перед началом действия боры непосредственно на прибрежном горном хребте обычно появляются облака, от которых отрываются клочья, спуска­ющиеся вниз по горным склонам. Затем начинает дуть порывистый, резко меняющий направление ветер.

При первых признаках боры судам следует выходить в открытое море или идти в районы якорных мест № 408 и 410 (к W от входа в Новороссийскую бухту) или № 416 (к SE от входа в бухту).

Колебания уровня связаны со сгонно-нагонными явлениями и достигают 1 м, а период их от нескольких минут до суток. Наиболь­ший сгон наблюдается при ветрах от NE.

Течения. Скорость течений в Новороссийской бухте 0,1—0,3 уз, у мыса Дооб 0,3—0,6 уз. Максимальная скорость 1 уз.

Волнение. При боре волны отличаются значительной высотой и крутизной. Высота волн достигает 2—2,5 м, длина 30—40 м, период 6-7 с.

Подводные кабели проложены от берега в 1,3 мили восточнее мыса Мысхако в юго-восточном направлении до порта Туапсе и в юго-запад­ном направлении.

Режим плавания. На подходе к порту установлена система разде­ления движения, непосредственно к S от которой расположен район повышенной осторожности плавания.

Суда, следующие в Новороссийскую бухту с рекомендованного пути №11, входят в систему разделения движения:

— при движении с NW — из точки 44°33,0' N, 37°48,0' Е курсом 38°;

— при движении с SE — из точки 44°31,5'N, 37°51,7'Е курсом 0°.

Суда, выходящие из Новороссийской бухты на рекомендованный путь № 11, следуют от системы разделения движения по рекомендованному пути № 84 от точки 44°36,6' N, 37°48,0' Е до точки 44°34,2' N, 37°35,0' Е.

Суда на подводных крыльях и катера местных линий при следо­вании в Новороссийскую бухту с SE с рекомендованного пути № 13 (от точки 44°34,1'N, 37°56,9'Е) и обратно, сообразуясь с обстоя­тельствами и условиями плавания, могут проходить между системой разделения движения и берегом. При этом суда длиной менее 20 м не должны затруднять движение транспортных судов. Транспортные суда из указанной точки следуют в систему разделения движения, соблюдая повышенную осторожность плавания.

Транспортные суда, следующие из порта в районы якорных мест № 408 и 410 и обратно в порт, сообразуясь с обстоятельствами и усло­виями плавания, могут проходить в удалении от берега на 6—10 кбт по кратчайшему расстоянию. При этом суда длиной менее 20 м не должны затруднять движение транспортных судов.

Транспортные суда, следующие в порт из района якорных мест № 416 и обратно, сообразуясь с обстоятельствами и условиями пла­вания, могут проходить между системой разделения движения и берегом.

Лоцманская служба. Лоцманская проводка осуществляется круглосуточно и является обязательной для всех судов валовой вместимостью более 200. От лоцманской проводки освобождаются корабли и суда обеспечения ВМФ, пограничных войск РФ, суда портофлота, а также линейные пассажирские суда, имеющие письменное разрешение капитана порта, не освобождаясь при этом от обязательной радиолокационной проводки.

Заявка на лоцмана подается капитаном судна через судового агента за 2 ч до начала проводки.

Прием лоцмана на судно производится в 2 милях к W от маяка Дооб. При выходе из порта высадка лоцмана производится в 1,3 мили к SSE от маяка Суджукский.

Таможня находится по адресу: ул. Портовая, 20.

Санитарно-карантинная служба. В порту могут быть произведены дератизация, дезинфекция и дезинсекция судна. Здесь выдаются свиде­тельства о производстве дератизации и освобождении от нее.

Карантинная станция находится на Широком пирсе № 2.

Портовые средства и оборудование. В порту Новороссийск есть букси­ры, лихтеры и другие плавучие средства. На причалах имеются механи­зированные средства для погрузочно-разгрузочных работ. К многим причалам подведены железнодорожные пути.

Ремонт. В порту можно произвести необходимый ремонт судов и судо­вых механизмов. В порту имеются два плавучих дока.

Определение девиации. Для уничтожения и определения остаточной девиации магнитных компасов в порту Новороссийск имеются девиационные полигоны на внутреннем и внешнем рейдах и на подходе к Новорос­сийской бухте. Радиодевиационный полигон порта Новороссийск нахо­дится к SW от мыса Дооб.

Служба управления движением судов. В порту Новороссийск в состав службы управления движением судов (СУДС) входят Центр службы и береговая радиолокационная станция. Назначение и органи­зация работы приводятся в Обязательных постановлениях по морскому торговому порту Новороссийск.

Сообщение и связь. Порт Новороссийск соединен с общей железно­дорожной сетью страны и имеет регулярное морское сообщение со всеми крупными портами Черного моря.

В порту Новороссийск имеется портовая радиостанция, поддержи­вающая связь с судами, находящимися в море. Для связи с судами, подходящими к Новороссийской бухте, в службах порта имеются УКВ радиостанции.

Предупреждения. 1. По рекомендованному пути № 13 проходят марш­руты судов на подводных крыльях. При плавании по указанному ре­комендованному пути судам следует соблюдать повышенную осторож­ность. По рекомендованным путям № 74 и № 75 разрешается плавать только судам на подводных крыльях.

2. Плавание судов по Кабардинскому створу между точками 44°40,6'N, 37052,1'Е и 44°42,7'N, 37°48,6' Е осуществляется только с разрешения поста регулирования движения судов порта.

Рейды. Акватория Новороссийской бухты разделена на два рейда: внутренний и внешний. К внутреннему рейду относится вершина Новорос­сийской бухты, отделенная от внешнего рейда Западным и Восточным молами. Южной границей внешнего рейда является южная граница порта Новороссийск.

Район якорных мест № 413 расположен в 3,1 мили к NW от мыса Пенай. Глубины в районе 16—24,5 м; грунт — ил с ракушкой.

Район якорных мест № 415 находится в 3,5 кбт к SSE от мыса Пенай. Глубины здесь 10—28 м, грунт — ил и песок, местами камень и ракушка.

Банки с глубиной 20 м расположены в 1 и 2,2 мили к SSE от мыса Пенай.

Камень с глубиной 20,5 м лежит в 2,2 мили к SSE от мыса Пенай.

Район якорных мест № 414 находится в 3 кбт к WNW от мыса Пенай. Глубины в районе 11—27,5 м, грунт — глина и ил, песок и ра­кушка.

Нечистый грунт имеется в 1,5 мили к WNW от мыса Пенай.

Камень с глубиной 11 м лежит вблизи юго-восточной границы района в 1,1 мили к WSW от мыса Пенай. Камень ограждается светя­щим буем.

Район якорных мест № 412 расположен в 2,5 кбт к NE от око­нечности Суджукской косы. Глубины в этом районе 16,6—24 м, грунт — ил с ракушкой. Район предназначен для транспортных судов грузоподъем­ностью до 20 000 т.

Район якорных мест № 416, предназначенный для стоянки танкеров и судов со взрывоопасными грузами во время штормовых северо-восточ­ных ветров (бора), находится в 1,4 мили к SSE от мыса Дооб. Глубины в этом районе 20—40 м, грунт — ил, песок, ракушка, камень.

Наставление для входа в порт Новороссийск. Суда, следующие в порт Новороссийск с моря, должны выйти на место встречи лоцманов (между точками 44°37,8' N, 37°51,3' Е и 44°37,8' N, 37°52,8' Е). Приняв лоцмана на борт, надо лечь на курс 334,2° и идти в расстоянии не более 1 кбт справа от оси Новороссийского створа маяков (направление створа 154,2°—334,2°). Наиболее узкую часть западного фарватера между Пенайскими банками и отмелью, простирающейся к SE от острова Суджук, следует проходить строго по створу. После прохода наиболее узкой части фарватера суда могут идти к якорному месту, руководствуясь рекоменда­циями лоцмана.

При следовании к причалам порта Новороссийск из районов якорных мест № 413 и 414 нужно сначала выйти к линии Новорос­сийского створа, а затем следовать не далее чем в 1 кбт справа от его оси.

Суда, следующие к причалам порта из района якорных мест № 415, выходят на линию Новороссийского створа, сообразуясь с обстановкой в районе якорных мест № 414, по свободной акватории с разрешения Центра СУДС.

Суда, выходящие из порта Новороссийск, должны лечь на курс 154,2° и идти параллельно оси Новороссийского створа, не далее чем в 1 кбт справа от нее. Этим курсом необходимо следовать до места высадки лоцмана, после чего идти в зависимости от назначения.

ПОРТ БУРГАС (42°29'N, 27°28'Е), один из наиболее значительных портов Черного моря, расположен в вершине Бургасского залива. Бухты, вдающиеся в южный берег порта между мысом Акин и вершиной Бургас­ского залива, защищены от ветров с моря. Эти бухты разделены тремя высокими скалистыми мысами, которые открываются по мере приближе­ния к вершине залива.

Южный берег порта приглуб, и плавание вдоль него безопасно. Рифы выступают здесь от берега и прибрежных островов не далее чем на 3 кбт.

Порт состоит из Внешнего и Бургасского рейдов, портового пункта Атия, нефтяной гавани Дружба, Рыбного порта и торговой гавани Бур­гас. Гавань Бургас доступна для судов дедвейтом до 20 ООО т, а гавань Дружба — для судов дедвейтом до 70 000 тис осадкой до 11,9 м. В 1987 г. порт посетило 729 судов общим дедвейтом 9 113 000 т.

Граница порта проходит по линии, соединяющей мысы Таласакра и Лахна.

Приметные пункты. При подходе к порту Бургас с Е приметны трубы и многоэтажные здания города Бургас.

Подводные кабель и трубопровод проложены между островом Боль­шевик и южным берегом Бургасского залива.

Лоцманская служба. Лоцманская проводка в Бургасский залив осу­ществляется по системе разделения движения судов. Лоцманская про­водка судов по системе разделения движения судов до порта Бургас необязательна для иностранных судов. Иностранные суда, которым необ­ходима эта лоцманская проводка, должны через представителя агентирующей фирмы подать заявку на лоцмана не позднее чем за 8 ч до при­бытия к месту встречи лоцманов.

При следовании иностранных судов по Внешнему рейду, в гавани порта Бургас, в рыбный порт и обратно, а также при перестановке от одного причала к другому лоцманская проводка обязательна. Места приема лоцмана находятся в районе кругового движения системы раз­деления движения в 2,6 и 5,8 мили к NE и в 6,2 мили к ENE от мыса Таласакра.

Заявка на лоцманскую проводку для входа в порт подается за-8 ч до подхода к якорным местам; при выходе из порта надо подавать ее не позднее чем за 2 ч до полной готовности судна к выходу.

В случае если судно не вышло из порта в указанный в заявке срок или отказалось от лоцманской проводки, капитан судна обязан указать в лоцманской квитанции причину задержки или отказа, подписать ее и оплатить лоцманский сбор как за состоявшуюся проводку.

При швартовке суда валовой вместимостью более 1000 per. т обя­заны использовать буксиры.

Портовые средства и оборудование. Есть плавучие краны и буксиры. Для производства погрузочно-разгрузочных работ в порту имеются краны грузоподъемностью 3—32 т, более 20 самоходных кранов грузо­подъемностью от 3 до 25 т. Порт располагает достаточным количеством складских помещений. Имеется плавучий кран грузоподъемностью 100 т.

Ремонт. В порту можно произвести небольшой ремонт судна. Име­ется плавучий док для судов дедвейтом до 3000 т.

Магнитная аномалия наблюдается на большей части акватории порта Бургас.

Снабжение. В порту можно пополнить запасы жидкого топлива и в небольшом количестве угля. Вода подведена к причалам гавани и прини­мается из гидрантов.

Сигнальная станция находится на оконечности Западного мола. На ней поднимаются сигналы о штормах и сильных ветрах.

Сообщение и связь. Порт имеет морское сообщение с другими пор­тами Черного моря. Есть международный аэропорт.

Предупреждение. Глубины в порту могут не соответствовать пока­занным на картах. Сведения о глубинах в порту можно получить у лоц­мана.

Мыс Таласакра (42°27'N, 27°39'Е), южный входной мыс порта Бургас, высокий и утесистый, находится в 1,2 мили к N от мыса Хрисосотира. Мыс Таласакра окаймлен рифом шириной до 1 кбт.