Судовые гидрометеорологические приборы

Прогноз погоды делается как на основании показаний судовых приборов, так и информации, передаваемой береговыми метеорологическими службами.

Основной элемент при прогнозировании погоды – атмосферное давление. Нормальное атмосферное давление – это масса ртутного столба высотой 760 мм на площади 1 см². Для измерения давления в судовых условиях применяют барометр-анероид и барограф (рис. 1).

Барограф – прибор, ведущий непрерывную запись атмосферного давления на специальной бумажной ленте-барограмме. Это позволяет судить об изменении атмосферного давления во времени и делать соответствующие прогнозы.

Для измерения скорости и направления истинного ветра служат анемометр, секундомер и круг СМО (рис. 2).

Анемометр служит для измерения средней скорости ветра за определен­ный промежуток времени. Счетчик анемометра имеет три циферблата:

• большой, разделенный на сто частей, дающий единицы и десятки делений;
• два малых – для счета сотен и тысяч делений.

Перед определением скорости ветра необходи­мо записать отсчет шкал. Затем встать на верхнем мостике с наветренного борта в таком месте, где ветровой поток не искажается судовыми конструкциями. Держа анемометр в вытянутой руке, одновременно включить его с секундоме­ром. По истечении 100 секунд анемометр выключить и записать новый отсчет. Найти разность отсчетов и разделить на 100. Полученный результат – скорость ветра, измеренная в метрах в секунду (м/с).

Предлагается к прочтению: Навигационная гидрометеорология

Если судно на ходу, то измеряется кажущее (наблюдаемое) направление и скорость ветра, т. е. результирующая скоростей истинного ветра и судна. При определении кажущегося направ­ления ветра следует помнить, что ветер всегда «дует в компас».

Для определения истинного направления и скорости ветра на движущемся судне применяется круг СМО (Севастопольская морская обсерватория). Порядок расчета приведен на обратной стороне круга.

На современных судах устанавливаются автоматические метеостанции. На верхнем мостике крепится измерительная аппаратура, на мостик выведены ин­дикаторы, показывающие направление и скорость истинного ветра в данный момент.

Для измерения влажности на судах применяют аспирационный психро­метр (рис. 3), состоящий из двух термометров, вставленных в металлическую никелированную оправу, сверху которой навинчен аспиратор (вентилятор). При заведенном аспираторе воздух всасывается снизу через двойные трубки, кото­рыми защищены резервуары термометров. Обтекая резервуары термометров, воздух сообщает им свою температуру. Правый резервуар обертывают батистом, который при помощи пипетки смачивают за 4 минуты до пуска вентилятора. Измерения производят на крыле мостика с наветренной стороны. Отсчеты сни­мают сначала с сухого термометра, потом с мокрого.

Влажность воздуха характеризуется содержанием водяного пара в возду­хе. Количество водяного пара в граммах, приходящееся на один кубический метр влажного воздуха, называется абсолютной влажностью.

Относительная влажность – отношение количества водяного пара, со­держащегося в воздухе, к количеству пара, необходимого для насыщения воздуха при данной температуре, выражается в процентах. При понижении темпера­туры относительная влажность увеличивается, при повышении – уменьшается.

При охлаждении воздуха содержащего водяной пар, до некоторой темпе­ратуры он окажется настолько насыщенным водяным паром, что дальнейшее охлаждение вызовет конденсацию, т. е. образование влаги, или сублимацию – непосредственное образование кристаллов льда из водяного пара. Температура, при которой содержащийся в воздухе водяной пар достигает насыщения, назы­вается точкой росы.

Для измерения температуры атмосферного воздуха применяется термометр (рис. 4).

Чтение факсимильных карт

Сведения о погоде и состоянии моря, необходимые для решения вопроса о выборе курса следования или производстве работ в море, могут быть получены в виде факсимиль­ных передач различных карт. Этот вид гидро­метеорологической информации является наиболее информативным. Он характеризует­ся большим разнообразием, оперативность и наглядностью.

Региональные гидрометеорологические центры состав­ляют и передают в эфир большое количество самых разнообразных карт. Ниже приводится список карт, наиболее используемых для нужд мореплавания:

• приземный анализ погоды. Карта составляется на основе приземных метео­рологических наблюдений в основные сроки;
• приземный прогноз погоды. Показывает ожидаемую погоду в указанном рай­оне через 12, 24, 36 и 48 часов;
• приземный прогноз малой заблаговременности. Приводится ожидаемое поло­жение барической системы (циклонов, антициклонов, фронтов) в приземном слое на следующие 3-5 дней;
• анализ поля волнения. Эта карта дает характеристику поля волнения по райо­ну – направление распространения волн, их высоту и период;
• прогноз поля волнения. Показывает прогнозируемое поле волнения на 24 и 48 часов – направление волнения и высоту преобладающих волн;
• карта ледовых условий. Показана ледовая обстановка в данном районе (спло­ченность, кромка льда, полыньи и другие характеристики) и положение айс­бергов.

Карты приземного анализа содержат данные о фактической погоде в ниж­них слоях атмосферы. Барическое поле на этих картах представлено изобарами на уровне моря. Основные приземные карты составляют на 00:00, 06:00, 12:00 и 5:00 часов среднего гринвичского времени.

Прогностические карты – это карты ожидающейся синоптической обста­новки (12, 24, 36, 48, 72 часов). На приземных прогностических картах, указыва­ются предполагаемые положения центров циклонов и антициклонов, фронталь­ных разделов, барических полей.

При чтении факсимильных гидрометеорологических карт первоначаль­ную информацию штурман получает из заголовка карты. Заголовок карты со­держит следующую информацию:

• тип карты;
• географический район, охватываемый картой;
• позывные гидрометеостанции;
• дата и время издания;
• дополнительные сведения.

Тип и район карты характеризуется первыми четырьмя символами, при­чем первые два характеризуют тип, а последующие два – район карты. Например:

• ASAS – приземный анализ (AS – analysis surface) для азиатской части (AS – Asia);
• FWPN – прогноз волнения (FW – forecast wave) для северной части Тихого океана (PN – Pacific North).

Часто встречаемые сокращения приведены ниже:

• Карты анализа гидрометеообстановки.
  • AS – приземный анализ (Surface Analysis);
  • AU – высотный анализ (Upper Analysis) для различных высот (давлений);
  • AW – анализ волнения/ветра (Wave/Wind Analysis);
• Прогностические карты (на 12, 24, 48 и 72 часа).
  • FS – приземный прогноз (Surface Forecast)
  • FU – высотный прогноз (Upper Forecast) для различных высот (давлений).
  • FW – прогноз ветра/волнения (Wave/Wind Forecast).
• Специальные карты.
  • ST – ледовый прогноз (Sea Ice Condition);
  • WT – прогноз тропических циклонов (Tropical Cyclone Forecast);
  • CO – карта температуры поверхности воды (Sea Surface Water Temperature);
  • SO – карта поверхностных течений (Sea Surface Current).
• Для обозначения района, охватываемого картой, обычно используются следующие сокращения:
  • AS – Азия (Asia);
  • AE – юго-восточная Азия
  • PN – северная часть Тихого океана (Pacific North);
  • JP – Япония (Japan);
  • WX – экваториальный пояс (Equator zone) и т. д.

Четыре буквенных символа могут сопровождаться 1-2 цифровыми симво­лами, уточняющими тип карты, например FSAS24 – приземный анализ на 24 ча­са или AUAS70 – надземный анализ для давления 700 гПа.

За типом и районом карты следуют позывные радиостанции, передающей карту (например, JMH – Japan Meteorological and Hydrographic Agency). Во второй строке заголовка указывается дата и время составления карты. Дата и время приведены к Гринвичскому или Всемирному координированному времени. Для обозначения приведенного времени используются сокращения Z (ZULU) и UTC (Universal Coordinated Time) соответственно, например, 240600Z JUN 2007 – 24.06.07 г., 06.00 по Гринвичу.

В третьей и четвертой строках заголовка расшифровывается тип карты и дается дополнительная информация (рис. 5).

Барический рельеф на факсимильных картах представлен изобарами – ли­ниями постоянного давления. На японских картах погоды изобары проведены через 4 гектопаскаля для давлений, кратных 4 (например, 988, 992, 996 гПа). Каждая пятая изобара, т. е. кратная 20 гПа, проведена жирной линией (980, 1000, 1020 гПа). На таких изобарах обычно (но не всегда) подписано давление. В слу­чае необходимости, проводятся также промежуточные изобары через 2 гекто­паскаля. Такие изобары проводятся пунктирной линией.

Барические образования на картах погоды Японии представлены цикло­нами и антициклонами. Циклоны обозначаются буквой L (Low), антициклоны – буквой H (High). Центр барического образования обозначен знаком «×». Рядом указано давление в центре. Стрелка возле барического образования указывает направление и скорость его перемещения.

Существуют следующие способы обозначения скорости передвижения барических образований:

• ALMOST STNR – практически неподвижный (almost stationary) – скорость барического образования менее 5 узлов;
• SLW – медленно (slowly) – скорость барического образования от 5 до 10 узлов;
• 10 kT – скорость барического образования в узлах с точностью до 5 узлов;

К наиболее глубоким циклонам даются текстовые комментарии, в кото­рых дается характеристика циклона, давление в центре, координаты центра, направление и скорость перемещения, максимальная скорость ветра, а также зо­на ветров со скоростями, превышающими 30 и 50 узлов.

Пример комментария к циклону:

где:

• DEVELOPING LOW – развивающийся циклон. Может также быть DE­VELOPED LOW – развитой циклон;
  • давление в центре циклона – 992 гПа;
  • координаты центра циклона: широта – 56.2° N, долгота – 142.6° E;
  • циклон движется на NNE со скоростью 6 узлов;
  • максимальная скорость ветра вблизи центра циклона – 55 узлов.

В развитии тропический циклон проходит 4 основные стадии:

1. TD – тропическая депрессия (Tropical Depression) – область понижен­ного давления (циклон) со скоростью ветра до 17 м/с (33 уз., 7 баллов по шкале Бофорта) с ярко выраженным центром;
2. TS – тропический шторм (Tropical Storm) – тропический циклон со скоростью ветра 17-23 м/с (34-47 уз., 8-9 баллов по шкале Бофорта);
3. STS – сильный (жестокий) тропический шторм (Severe Tropical Storm) – тропический циклон со скоростью ветра 24-32 м/с (48-63 уз., 10-11 баллов по шкале Бофорта);
4. T – тайфун (Typhoon) – тропический циклон со скоростью ветра более 32,7 м/с (64 уз., 12 баллов по шкале Бофорта).

Направление и скорость перемещения тропического циклона указывается в виде вероятного сектора движения и кругов вероятного положения через 12 и 24 часа. Начиная со стадии TS (тропический шторм), на картах погоды дается текстовый комментарий к тропическому циклону, а, начиная со стадии STS (сильный тропический шторм), тропическому циклону присваивается номер и имя.

Пример комментария к тропическому циклону:

T (тайфун) – стадия развития тропического циклона;

• 0408 – национальный номер;
• имя тайфуна – TINGTING;
• (0408) – международный номер (восьмой циклон 2004 года);
• давление в центре 942 гПа;
• координаты центра циклона 56.2° N 142.6° E. Координаты определены с точностью до 30 морских миль (PSN GOOD).

Для указания точности определении координат центра циклона использу­ются следующие обозначения:

• PSN GOOD – точность до 30 морских миль;
• PSN FAIR – точность 30-60 морских миль;
• PSN POOR – точность ниже 60 морских миль;
• движется на NORTH со скоростью 13 узлов;
• максимальная скорость ветра 75 узлов вблизи центра;
• ожидаемая максимальная скорость ветра 85 узлов на следующие 24 часа.

На картах погоды также указываются опасные для навигации явления в виде гидрометеорологических предупреждений. Виды гидрометеорологических предупреждений:

• [W] – предупреждение о ветре (Warning) со скоростью до 17 м/с (33 узлов, 7 баллов по шкале Бофорта);
• [GW] – предупреждение о сильном ветре (Gale Warning) со скоростью 17-23 м/с (34-47 узлов, 8-9 баллов по шкале Бофорта);
• [SW] – предупреждение о штормовом ветре (Storm Warning) скоростью 24-32 м/с (48-63 узлов, 10-11 баллов по шкале Бофорта);
• [TW] – предупреждение об ураганном ветре (Typhoon Warning) со ско­ростью более 32 м/с (более 63 узлов, 12 баллов по шкале Бофорта).
• FOG [W] – предупреждение о сильном тумане (FOG Warning) с види­мостью менее 4 мили. Границы района предупреждения обозначаются волнистой линией. Если район предупреждения невелик, границы его не указываются. В этом случае считается, что район занимает прямоугольник, описанный вокруг надписи предупреждения.

Нанесение гидрометеорологических данных на карты погоды производит­ся по определенной схеме, условными знаками и цифрами, вокруг кружка, обо­значающего местоположение гидрометеостанции или судна.

Пример информации от гидрометеостанции на карте погоды:

В центре находится круг, изображающий гидрометеостанцию.

Штриховка круга показывает общее количество облаков (N):

• dd – направление ветра, обозначается стрелкой, идущей к центру кружка станции со стороны, откуда дует ветер.
• ff – скорость ветра, изображается в виде оперения стрелки следующими символами:
  • малое перо соответствует скорости ветра 2,5 м/с;
  • большое перо соответствует скорости ветра 5 м/с;
  • треугольник соответствует скорости ветра 25 м/с.

При отсутствии ветра (штиль) символ станции изображается двойным кружком.

• VV – горизонтальная видимость, показываемая цифрой кода по следующей таблице:

• PPP – атмосферное давление в десятых долях гектопаскаля. Цифры тысяч и сотен гектопаскалей опускаются. Например, давление 987,4 гПа наносится на карту как 874, а 1018,7 гПа как 187. Знак “×××” указывает, что давление не измерялось.
• ТТ – температура воздуха в градусах. Знак “××” указывает, что температура не измерялась.
• Nh – количество облаков нижнего яруса (CL), а при их отсутствии количество облаков среднего яруса (CM), в баллах.
• CL, CM, CH – форма облаков нижнего (Low), среднего (Middle) и верхнего (High) ярусов, соответственно.
• pp – величина барической тенденции за последние 3 часа, выражается в десятых долях гектопаскаля, знак “+” или “–” перед pp означает соответственно повышение или понижение давления за последние 3 часа.
• a – характеристика барической тенденции за последние 3 часа, обозначается символами, характеризующими ход изменения давления.
• w – погода между сроками наблюдений.
• ww – погода в срок наблюдения.