Гидрометеорологическая характеристика в районе плавания на переходе Фритаун (Сьерра-Леоне) – Гавана (Куба) в декабре 2007 года

Министерство Образования и Науки Украины

Одесская Национальная Морская Академия

Кафедра гидрографии и морской геодезии

КУРСОВАЯ РАБОТА

НА ТЕМУ:

«Гидрометеорологическая характеристика в районе плавания на переходе Фритаун (Сьерра-Леоне) – Гавана (Куба) в декабре 2007 года»

Одесса – 2008

Введение

Навигационные курсы, проложенные по картам ветров и морских течений Мори (1871), позволили морякам на много дней сократить сроки рейсов. Так выявилась навигационная ценность этих карт. Моряки быстро осознали, что в их интересах не только усовершенствование самих карт, но и увеличение сведений обо всех аспектах системы океан–атмосфера. Поэтому они охотно взяли на себя задачу наблюдать и записывать погодные и морские условия и снабжали Мори копиями своих вахтенных журналов в обмен на карты ветров и течений, выдаваемые им гидрографической службой США, которой руководил Мори. Мори, считал желательным, чтобы наблюдения производились и записывались согласно единому образцу, и вот в 1853 г. по его инициативе в Брюсселе состоялась конференция представителей нескольких морских держав с целью выработать код наблюдений.

Умение хорошо ориентироваться в любых погодных условиях и в полной мере использовать гидрометеорологическую информацию от метеорологических служб различных стран. А также личные наблюдения за погодой и морем позволяет значительно сократить время перехода судна из одного порта в другой.

Для грубого представления о некоторых этапах составления прогнозов погоды нет необходимости вдаваться в массу технических подробностей. Прогнозисту надо как можно больше сведений о погоде на момент прогноза и до него, его интересуют тенденции в изменении погоды на большом пространстве вне зоны прогноза. У него имеется карта, охватывающая большой район, на карте показаны метеорологические спутники и станции, включая специальные суда погоды. В определенные сроки эти станции передают сведения об атмосферном давлении, направлении и скорости ветра, облачности, температуре и т.д. Различные торговые суда также посылают свои сообщения (такие наблюдения называются попутными судовыми). Принятые данные прогнозист наносит на карту.

Осуществлять более эффективное ведение промысла, обезопасить в пути следования и стоянки судна в порту, предотвратить шторм, ураган, туман и потерю перевозимых грузов, создать более комфортные условия плавания для экипажа, пассажиров и т.д.

Для этого судоводителю необходимо уметь:

à разбираться в физических процессах и явлениях, происходящих в атмосфере, морях и океанах;

à правильно оценивать влияние тех или иных погодных и гидрологических условий на судно;

à производить судовые гидрометеорологические наблюдения, их кодирование для передачи в подразделения Службы погоды;

à использовать в навигационной практике факсимильные карты погоды, штормовые предупреждения, прогнозы погоды, передаваемые метеорологическими центрами разных стран;

à учитывать местные признаки погоды (наблюдаемые с судна) для уточнения официальных прогнозов погоды;

à грамотно оценивать рекомендации по выбору наиболее выгодного пути плавания в зависимости от гидрометеорологических условий.

Указанные задачи будут рассмотрены и решены в данной курсовой работе.

Курсовая работа по переходу Фритаун – Гавана содержит трансатлантическую часть следования по дуге большого.

1. Гидрометеорологическая характеристика перехода по многолетним данным

1.1 Перечень материалов подобранных для «Оценки перехода»

Для выполнения предстоящей курсовой работы были использованы как издания ГУНИО, так и адмиралтейские источники. Согласно Каталогу карт и книг для данного района плавания нужны пособия, показанные в Таблице 1.1.1.

Таблица 1.1.1

Кроме вышеуказанных бумажных публикаций, были использованы и компьютерные программы: Horizon XP (ECDIS), а также обучающая программа по метеорологии Weather trainer. Другие источники информации, которые были использованы в курсовой работе, показаны в «Списке использованной литературы».

1.2 Атмосферное давление, ветер

Погодные условия в северной части Атлантического океана формируются под влиянием барического поля, характерной чертой которого является чередование с севера на юг зон пониженного и повышенного давления. К северу от параллели 40˚N располагается зона пониженного давления – Исландский минимум, который в ноябре очень сильно выражен. Над этой частью океана устанавливается циклональная погода со слабыми и умеренными ветрами; штормы наблюдаются довольно часто. В западной части зоны летом господствует SE муссон, который приносит из тропических широт влажный, теплый воздух. Над холодной водной поверхностью образуется низкая слоистая облачность, обильная морось и густой туман. Повторяемость пасмурного неба составляет 60–80%, а ясного не превышает 10–20%.

К югу от параллели 40˚N располагается зона повышенного давления – Азорский максимум. В октябре антициклон значительно усиливается, смещаясь к северу, и становится, таким образом, господствующим барическим образованием над северной частью Атлантического океана. По его SE периферии к экватору дуют устойчивые NE ветры – пассаты со скоростью 5–8 м/с. В области пассатов наблюдается устойчивая погода: малоразвитые невысокие кучевые облака непрерывно перемешаются с NE на SW со скоростью приземного ветра. Изредка выпадают небольшие дожди, которые часто не достигают поверхности океана, образуя характерные «полосы падения».

Область океана, расположенная к югу от параллели 30˚N и к западу от меридиана 150˚E, находится в зоне действия летнего SE муссона, который приносит в эти районы влажный теплый воздух экваториальных широт. Повторяемость пасмурного неба составляет 30–40%, между меридианами 120˚-140˚W увеличивается до 60–70%. Повторяемость ясного неба не превышает 10–20%. На восточное побережье Соединенных Штатов влияют ветры, которые зарождаются в основном в южном секторе при циркуляции по часовой стрелке вокруг области высокого давления Северной Атлантики.

Около побережья Северной Америки зимой ветры в среднем сильнее, чем летом, что в значительной степени связано со сменой сезонов и переходом от высокого давления над Канадой к низкому. Однако основная ветровая циркуляция вызывается областями высокого давления над северными частями Тихого и Атлантического океанов; в последнем случае высокое давление летом движется дальше к востоку.

Тропическая зона: В течение всего года здесь преобладает морской тропический воздух. В данной зоне в течение всего года господствует морской тропический воздух, определяющий в основном антициклонический характер погоды. В открытом море преобладает прохладная погода.

В этой зоне возможны тропические циклоны; наблюдаются смерчи. Погода устойчивая, теплая, с умеренными N и NE ветрами. В открытом океане в течение почти всего года преобладают N ветры (суммарная повторяемость 40–65%). На побережье повторяемость ветров от N в отдельные месяцы достигает 70%, а от NE – 32%. Средняя месячная скорость ветра в открытом океане 3–5 м/с, на побережье в большинстве пунктов она колеблется от 2 до 6 м/с. Повторяемость штилей в открытом океане колеблется от 1 до 15%, а на побережье от 4 до 15%. Повторяемость ветра со скоростью 16 м/с и более в открытом океане лишь изредка превышает 5%. На побережье среднее месячное число дней со скоростью ветра 17,5 м/с и выше редко бывает больше 1. В июле и августе вдоль побережья иногда дует «темпоралис» – штормовой ветер SW или W, вызывающий сильное волнение. Устойчивые бризы отмечаются в июне-августе. Морской бриз начинается около 10 ч, между 18 и 20 ч он сменяется береговым бризом, прекращающимся около 8 ч. Береговой бриз менее устойчив как по направлению, так и по скорости. Обычно он ощущается на расстоянии не более 10 миль от береговой линии.

Субтропическая зона: Для этой зоны характерна сезонная смена воздушных масс: зимой преобладают воздушные массы умеренных широт.

С августа по ноябрь здесь возможны тропические циклоны. Внетропические циклоны наблюдаются не чаще трех-четырех раз в год; они следуют обычно на восток севернее зоны, но некоторые из них проходят через Азорские острова.

Нередко здесь наблюдаются смерчи.

Согласно многолетних данных о ветрах в приземном слое Североатлантического океана взятых из Атласа погоды можно сделать вывод о том, что в южной части северной Атлантики в течение декабря преобладают ветра восточного и северо-восточного направления.

Средние скорости ветра в течение года в тропической зоне, плавание в которой предстоит совершить не превышает 7 м/с, что делает условия судоходства в этом районе весьма благоприятными.

1.3 Видимость, водный режим атмосферы

Отдаленные предметы видны хуже, чем близкие, не только потому, что уменьшаются их видимые размеры. Даже и очень большие предметы на том или ином расстоянии от наблюдателя становятся плохо различимыми вследствие мутности атмосферы, сквозь которую они видны. Эта мутность обусловлена рассеянием света в атмосфере. Понятно, что она увеличивается при возрастании аэрозольных примесей в воздухе.

Для многих целей очень существенно знать, на каком расстоянии перестают различаться очертания предметов за воздушной завесой. Это расстояние называют дальностью видимости, или просто видимостью. Дальность видимости чаще всего определяется на глаз по определенным, заранее выбранным объектам (темным на фоне неба), расстояние до которых известно. Но имеется и ряд фотометрических приборов для определения видимости. В очень чистом воздухе, например арктического происхождения, дальность видимости может достигать сотен километров. Рассеяние света в таком воздухе производится преимущественно молекулами атмосферных газов. В воздухе, содержащем много пыли или продуктов конденсации, дальность видимости может понижаться до нескольких километров и даже до метров. Так, при слабом тумане дальность видимости составляет 500–1000 м, а при сильном тумане или сильной песчаной буре может снижаться до десятков и даже нескольких метров.

Различают геометрическую, оптическую и метеорологическую дальность видимости. Геометрическая дальность видимости АС (рис. 1.5.2) определяется кривизной Земли и светового луча и зависит от высоты наблюдателя и наблюдаемого объекта. Оптическая дальность видимости – это расстояние, на котором реальный объект при данных условиям погоды, освещения и наблюдения находится на границе восприятия зрением. Она зависит от прозрачности атмосферы, остроты зрения наблюдателя, свойств наблюдаемого объекта и фона, на котором наблюдается объект. Все указанные факторы весьма изменчивы, поэтому оптическую дальность видимости затруднительно применять в практических целях в качестве метеорологического элемента.

Субтропическая зона. В течение всего года преобладает видимость более 5 миль; ее повторяемость 90–95%.

Видимость 30 миль и более наблюдается редко.

Повторяемость видимости менее 2 миль не превышает 5%.

Тропическая зона. Здесь на протяжении всего года преобладает видимость более 5 миль; ее повторяемость 90–95%.

Повторяемость видимости 30 миль и более колеблется от 5 до 15%. Повторяемость видимости менее 2 миль обычно не превышает 5%.

Повторяемость видимости менее 2 морских миль для декабря составляет менее 10%. При этом повторяемость видимости более 5 миль составляет до 90% и выше.

Облачность и осадки.

Тропическая зона: Средняя месячная облачность в описываемой зоне колеблется от 2 до 8 баллов. Наибольшие ее значения приходятся на ноябрь-март, а наименьшие на июль-сентябрь.

В открытом океане повторяемость пасмурного состояния неба колеблется от 20 до 50%, а повторяемость ясного состояния неба – от 20 до 70%.

Осадков в целом выпадает немного. Среднее годовое количество осадков в открытом океане колеблется от 100 до 500 мм.

Осадки выпадают обычно в виде кратковременных ливней и моросящих дождей.

Облачность в декабре не превышает 6 баллов.

Местные признаки погоды.

На Азорских островах перед началом шторма от S часто отмечается необыкновенная прозрачность воздуха.

Субтропическая зона: Средняя месячная облачность колеблется от 2 до 7 баллов. Наибольшие значение облачности приходятся на ноябрь-март, наименьшие на июль и август.

В открытом океане повторяемость ясного состояния неба (облачность 0–2 балла) составляет 30–40% и лишь в мае и в августе достигает 50–60%. Повторяемость пасмурного состояния неба (облачность 8–10 баллов) колеблется от 20–70%. Осадков в целом выпадает немного. Среднее годовое количество осадков в открытом океане составляет 250–1000 мм, возрастая с юга на север.

В годовом ходе осадков выделяется дождливый период (с октября-ноября по март-апрель) и сухой (с мая по сентябрь).

Осадки выпадают обычно в виде сильных кратковременных дождей.

Туманы

Субтропическая зона. Повторяемость туманов в открытом океане обычно не превышает 1% в месяц. Нередко туманы выносятся береговыми бризами в океан и наблюдаются там, в виде отдельных островков различной густоты. Как правило, туманы наблюдаются утром, а к полудню рассеиваются.

Дымка в данной зоне бывает нечасто.

Тропическая зона. Повторяемость туманов в открытом море не более 1%. Повторяемость дымки в большей части тропической зоны не превышает 12% в месяц. Возможно также образование дымки на островах Мадейра, как правило, при ветрах от 0.

Повторяемость туманов для декабря не превышает 7%.

1.4 Тепловой режим атмосферы

Продолжительность дня (от восхода до заката Солнца) в начале перехода составляет 12 часов 40 минут; в середине перехода 14 часов 06 минут, а в конце рейса 13 часов 55 минут.

Температура и влажность воздуха

Тропическая зона: Средняя месячная температура воздуха в открытом океане колеблется от 24 до 28°C, а на побережье от 22 до 29°C. Абсолютный максимум температуры 41°C. Относительная влажность воздуха в течение года составляет в среднем за месяц 60–85%.

Субтропическая зона: Наиболее теплым периодом года является июнь – сентябрь; в это время средняя месячная температура воздуха на севере зоны 16–20°на юге: 23–28°C. Набольшая температура воздуха 32–35°C, а наименьшая 12–19˚С. Относительная влажность воздуха в течение года высокая. С июля по август достигает 80–90%.

На переходе температура воздуха колеблется от 20 до 26 °С.

Температура воды в поверхностном слое мало изменяется в течение года. Наиболее высокая средняя температура наблюдается в августе и составляет 16–20˚ у северной границы района и 26–29˚ в остальной части района.

Как видно по вышепоказанным температурам в разных частях предстоящего перехода, совершаем переход с теплой зоны в холодную и потом опять в теплую зону. Переходим из зоны с малой повторяемостью туманов и стабильной стратификацией атмосферы в зону с повышенной повторяемостью туманов, стабильной стратификацией и обратно. Несмотря на то, что большая часть перехода проходит через зону с повышенным образованием туманов и неблагоприятной погодой, будем следовать этим путем, так как сэкономим большое расстояние, а риск от непогоды не является угрожающим безопасности судна.

На пути следования судна по предварительной прокладке температура воды согласно многолетних данных будет находиться в пределах 23–27 °С.

1.5 Опасные (особые) явления погоды

Грозы. Повторяемость гроз в открытом океане не превышает 1%. На Азорских островах среднее месячное число дней с грозой не более 1.

Смерчи . В описываемом районе нередко отмечаются смерчи или торнадо. Давление воздуха в смерче понижено. Скорость перемещения смерча в среднем 10 м/с. Длина его пути колеблется от 0,5 до 250 миль.

Следует отметить, что вблизи смерча (поблизости от его пути) может наблюдаться почти полное затишье. Смерчи продолжаются обычно около 30 мин, приходят с берега и не распространяются далеко в океан. Температура воздуха при смерче понижается на 4–7^о С.

Тропические циклоны . Тропический циклон представляет собой перемещающуюся со скоростью обычно от 70 до 240 миль в сутки область низкого атмосферного давления диаметром от 20 до 600 миль, в которой происходит интенсивное круговое движение воздушных масс против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой – в южном.

Тропические циклоны зарождаются в тропических широтах и от места зарождения движутся с постепенно возрастающей скоростью в область субтропических и умеренных широт; продолжительность их существования от 3–5 до 20 суток.

Атмосферное давление в тропическом циклоне от периферии к центру падает и в центре циклона составляет 950–970 мб, а в отдельных случаях еще меньше; сила ветра от периферии к центру возрастает и вблизи центра достигает ураганной силы. Прохождение тропического циклона всегда сопровождается мощной облачностью, очень сильными и продолжительными ливнями и значительным волнением. Только в самом центре циклона в зоне диаметром не более 20 миль небо обычно ясное («глаз бури») или покрыто тонкими высоко слоистыми облаками. В этой зоне ветер ослабевает до штиля, однако развивается толчея, опасная для судов. У побережья Северной Америки тропические циклоны называются ураганами. Они наблюдаются севернее параллели 10˚N с мая по ноябрь. В западной части Тихого океана они зарождаются в районе между параллелями 8˚ и 15˚N и меридианами 125˚ и 150˚E, откуда перемещаются на N, а затем на NE. Тропические циклоны данного района известны под названием тайфуны, возможны они здесь в течение всего года, но чаще всего бывают с мая – июня по декабрь. В эти месяцы за 10-летний период наблюдалось от 3 до 18 дней в месяц с тропическими циклонами.

Средняя повторяемость тропических циклонов на переходе не более 5%. Кроме того маршрут лежит вдали от основных путей следования циклонов.

Признаки приближения тропического циклона . Отдельные признаки приближающегося циклона можно наблюдать на значительном удалении от него. Так, например, ветры, связанные с тропическим циклоном, иногда распространяются на расстояние до 700 миль от его центра; зыбь отмечается на расстояниях до 400–500 миль, а в отдельных случаях-до 1000 миль от центра циклона. На больших удаленьях от центра тропического циклона наблюдается ясное небо, высокая температура воздуха, духота, штиль или слабый ветер. Иногда отмечаются необычно окрашенные восходы и заходы солнца, при которых небо принимает огненный или медно-красный цвет с разнообразными оттенками, а также необычная флуоресценция моря и ореолы вокруг солнца и луны.

Важным признаком приближающегося тропического циклона на расстояниях до 1500 миль от центра циклона может служить появление перистых облаков в виде тонких прозрачных полос, перьев или хлопьев, которые хорошо видны при восходе и заходе солнца. Когда


29-04-2015, 01:08