Ветровая активность

На морском побережье

Скорость и сила ветра

Морское волнение

Ветровая активность на морском побережье

Турист, путешествующий по большой воде, должен быть всегда готов к встрече с бурей или даже ураганом на морском берегу и к шторму на море. Над поверхностью моря ветер часто разгоняется до приличной силы и воднику придётся укрываться от него на берегу. Человек, имеющий хоть небольшое количество здравого смысла, никогда не пойдёт в море, если существует хоть ничтожный шанс встретить бурю. Однако пережидать её на берегу воднику когда-то обязательно придётся. Чтобы понять, какую опасность для туриста-водника представляет ветер и волнение воды, необходимо разобраться с терминами.

Ветер – это поток воздуха горизонтально перемещающийся параллельно земной поверхности. Ветер возникает в результате неравномерного распределения тепла и атмосферного давления и имеет направление из зоны высокого давления в зону низкого давления

Бриз – слабый береговой ветер. Перемещение теплого воздуха с суши в сторону моря, большого озера, водохранилища, охватывающее пространство до 10 км в каждую сторону. имеющий силу до 4 баллов.

Шквал (от англ. squall) – внезапное резкое усиление ветра (на 8 м/с и более за период времени 1-2 минуты), связанное с кучево-дождевыми облаками. Скорость ветра при шквале превышает 12 м/с (может достигать 20-25 м/с и более), продолжительность – от нескольких минут до 1-1.5 часов. От урагана отличается непродолжительным характером и возникает преимущественно на стыке фронтов. Шквал нередко сопровождается ливневым дождём и грозой, в ряде случаев – градом, а если почва сухая и нет осадков – пыльной бурей. При скорости больше 18-20 метров в секунду, шквальный ветер сносит установленные на берегу палатки плохо продуманной (высокие и неоптекаемые) конструкции, а также плохо закреплённые. Может ломать приличные по размеру ветки деревьев. В метеорологии используется понятие шквальной бури. Так называют ветры, которые быстро (в течение 10-15 минут) достигают ураганной скорости (33 м/с) и так же быстро теряют эту скорость до 1-2 м/с.

Буря (Шторм) – длительный и штормовой до ураганного ветер, силой больше 9 баллов (по шкале Бофорта), сопровождающийся разрушениями на суше и сильным волнением на море (штормом). К штормам относятся ветры скоростью более 20 м/с, то есть свыше 9 баллов по шкале Бофорта. По силе шторма разделяют на: сильный шторм со скоростью 24,5-28,4 м/с (10 баллов); жестокий шторм со скоростью 28,5-32,6 м/с (11 баллов). Бури бывают: 1) шквальные; 2) пыльные (песчаные); 3) беспыльные; 4) снежные. Шквальные бури начинаются внезапно и так же быстро оканчиваются. Их действия характеризуются огромной разрушительной силой (такой ветер разрушает строения и вырывает деревья с корнем). Эти бури нередки и возможны в любое время года повсеместно на европейской части России, как на море, так и на суше. Для противостояния бури конструкция туристской палатки должна быть продумана до мелочей. В России северная граница распространения пыльных бурь проходит через Саратов, Самару, Уфу, Оренбург и пригорья Алтая. Снежные бури большой силы бывают на равнинах европейской части и в степной части Сибири. Обычно бури обусловлены прохождением активного атмосферного фронта, глубокого циклона или смерча. В метеорологической литературе также применяется термин шторм, а при скорости ветра больше 30 м/сек – ураган. Кратковременные усиления ветра до скоростей 20-30 м/сек и более называются шквалами.

Вихрь – атмосферное образование с вращательным движением воздуха вокруг вертикальной или слегка наклонённой к горизонту оси. В северном полушарии направление вращения воздуха – против часовой стрелки, а в южном – по часовой стрелке, что является результатом действия т.н. силы Кориолиса, зависящей от вращения Земли. Действие этой силы вы можете наблюдать ежедневно, когда из ванны выпускаете воду: возникший водоворот закручивается против часовой стрелки (мы обращаемся в данном случае к жителям северного полушария нашей планеты). Высота вихря составляет сотни метров (в ряде случаев 1-2 км), диаметр 10-30 м, время существования – от нескольких минут до 1 часа и более. Вихрь проходит узкой полосой, так что непосредственно на метеостанции значительного усиления ветра может и не быть, но фактически внутри вихря скорость ветра достигает 20-30 м/с и более.

Смерчи – термин русского происхождения от слова "сумрак", то есть мрачная, грозовая обстановка. В Америке и Западной Европе используются термины «торнадо» и «тромб». Эти слова являются синонимами слова «смерч», т.к. обозначают одно и то же явление – вращающийся вихрь (tornado по-испански «вращающийся», tromb по-французски «труба» – форма вихря по вертикали). Смерч – это сильный атмосферный вихрь, образующийся в жаркую погоду под хорошо развитым кучево-дождевым облаком и распространяющийся к поверхности земли (или водоёма) в виде гигантского тёмного вращающегося столба или воронки. Возникает вихрь из-за неустойчивости атмосферы на границе раздела тёплого и холодного воздуха. Смерч, как правило, рождается из дождевой тучи, которая называется материнской. Она обычно находится на высоте до 10 километров, т.е. на границах раздела, которые отделяют воздушные массы с различной скоростью ветра, с разными температурами и влажностью воздуха. Из тучи холодный воздух опускается на поверхность земли, навстречу тёплому воздуху, поднимающемуся вверх. Возникает вращательное движение воздуха – смерч. Внутри его давление сильно падает – до величины ниже 700 мбар (нормальное атмосферное давление равно 1013 мбар). Смерч, опустившись на поверхность земли, с шумом закручивает и словно гигантский пылесос засасывает в себя пыль, песок, воду, траву, камни и другие предметы. При приближении смерча слышен оглушительный гул. Движутся смерчи с той скоростью, с которой их гонит ветер: 30-60 км/час. Среднее расстояние, которое проходит смерч – около 25 километров, а средняя ширина захвата смерча (своего рода средний диаметр) составляет 150 метров. Интенсивность смерча обусловлена скоростью внутреннего ветра, которая может составлять от 18 до 140 метров в секунду. Поэтому характер разрушений, причиняемых смерчем, бывает самый различный – от слабых до катастрофических. Смерч оценивается в баллах от 0 до 5 в зависимости от его интенсивности и вызываемых последствий (разрушений). Смерчи недолговечны. Одни из них "живут" секунды или минуты, и лишь немногие – до получаса. В России смерчи бывают на Урале, Черноморском побережье, в Поволжье и Сибири. В среднем на территории России смерчи случаются два раза в год, обычно летом (июнь-июль) и чаще всего – после полудня, т.е. в часы максимального переноса тепла и воздушных масс в атмосфере. Самыми разрушительными были смерчи, которые пронеслись по Москве 29 июня 1904 года и по Иваново 9 июня 1984 года. «Пробег» первого смерча составил только 30 километров, а второго – 160. Смерч 1904 года в московском парке Сокольники повалил почти все деревья, а некоторые из них вырвал с корнями. В Иваново смерч прошёл полосой в 500 метров в направлении на север, срывал крыши домов, валил деревья, столбы и опоры линий электропередач, переворачивал вагоны, не говоря уже об автомобилях. Самым большим по диаметру – до 1 километра был смерч, который прошёл по Башкирскому заповеднику в июле 1935 года. Если для России смерчи – редкость, то в США торнадо – сущее национальное бедствие. Торнадо очень часто проходят на среднем западе США, где воздух теплого Мексиканского залива встречает холодный полярный воздух из Канады. Но ни одно место в мире не застраховано от торнадо. В Книгу рекордов Гиннесса как самый страшный и разрушительный за всю историю наблюдений вошел смерч в Бангладеш, наблюдавшийся в 1989 г. Несмотря на то что жители города Шатурии были заранее предупреждены о приближении смерча, его жертвами стали 1300 человек.

Ураган (тайфун) – термин пришел к нам из Северной и Южной Америки, где термин ураган (исп. huracan, англ. hurricane) происходит от имени индейского бога ветра Huracan, они этим термином обознчают тропические циклоны. На Дальнем Востоке и в Юго-Восточной Азии тропические циклоны называются тайфунами. Ураган – это атмосферный вихрь с пониженным атмосферным давлением в центре, с ветром разрушительной силы, скорость которого превышает 120 км/ч (т.е. 33 метра в секунду и больше), и значительной продолжительности. Принято считать, что буря переходит в ураган при скорости ветра более 120 км/час, при скорости 180 км/час ураган называют сильным ураганом. Ураганы могут зарождаться мощной грозой, сильной конвекцией, но все-таки очень часто они ассоциируют с проходом холодного фронта. Обычно ураган имеют небольшой (по сравнению с другими циклонами) размер, составляющий около 200-300 километров в диаметре, в то же время давление в центре его опускается до 0,95 (а иногда и до 0,9) атмосфер, оба эти фактора обеспечивают очень большие барические градиенты. Ветры достигают силы шторма и урагана. В нижних слоях воздушные массы втекают внутрь циклона, в высоких слоях эта конвергенция (сходимость) поля ветра перекрывается ещё более сильной дивергенцией (расходимостью). Это приводит к сильному восходящему движению воздуха во всей области циклона и к развитию мощной облачной системы с обильными ливневыми осадками и грозами. От мощных облаков свободна только небольшая (диаметром от 8 километров) внутренняя часть циклона, называемая глаз бури или глаз тайфуна. В штилевом центре, «глазе» циклона находится тёплый воздух, который опускается к поверхности земли (или воды). Размеры такого глаза в поперечнике могут быть от 6,5 до 40 км. Наличие в центре тёплого воздуха способствует понижению атмосферного давления у поверхности. Тёплый влажный воздух закручивается спиралью вокруг «глаза». Конденсация вызывает образование кучево-дождевых облаков, сопровождаемое выделением тепла, что в свою очередь усиливает спиральное восхождение воздуха вокруг центра урагана. Сила Кориолиса (отклоняющая сила вращения Земли) является причиной возникновения вращения циклона, следовательно ветры в ураганах северного полушария дуют против часовой стрелки, а южного полушария – по часовой стрелке. Современные исследования показывают, что ураганы возникают когда в сильный ветер образуются крупные грозы, так что туча наклоняется, и в этом случае нисходящие потоки не разрушают восходящие. Срез ветра является причиной вращения, в результате чего вращающийся цилиндр воздуха сжимается, вытягиваясь, как столб восходящего потока (механизм аналогичен смерчу). Внутри урагана, в спиральных завихрениях воздуха скорость ветра может достигать 230 км/час. Основной источник энергии урагана – выделение тепла при конденсации водяного пара в восходящем воздушном потоке, этим так же объясняется то, что попадая на сушу, они быстро затухают. Также известно, что для зарождения циклона температура у поверхности воды должна подняться минимум до 27°С. "Живет", т. е. двигается, ураган обычно 9–12 суток. Синоптики присваивают ему имя. Ураган разрушает здания, вырывает с корнем деревья, сносит легкие строения, обрывает провода, повреждает мосты и дороги. По разрушительной силе его можно сравнить с землетрясением. Родина ураганов – океанские просторы, ближе к экватору. Насыщенные водяными парами циклоны отсюда уходят на запад, все более закручиваясь и увеличивая скорость. Диаметры этих гигантских вихрей – несколько сотен километров. Наиболее активны ураганы в августе и сентябре. В России ураганы чаще всего бывают в Приморском и Хабаровском краях, на Сахалине, Камчатке, Чукотке, Курильских островах.

Синоптики относят бури, смерчи и ураганы к чрезвычайным событиям. Однако туристу-воднику обязательно когда-нибудь придётся сталкнуться, если не с ураганом, то с бурей обязательно. Буря может наблюдаться: при прохождении и внетропического циклона; при местной или фронтальной грозе; при прохождении смерча. В бурю скорость ветра у земной поверхности превышает 20 м/сек. Надо быть всегда готовым к встрече с таким ветром, разумеется не на море, а на суше. На территории Европейской России и Сибири бури, смерчи и ураганы движутся с умеренной скоростью распространения, поэтому чаще всего удаётся вовремя спрятаться на берегу за возвышенность рельефа. При встрече со шквальной бурей, смерчем или ураганом, лучше всего укрыться в любой близлежащей выемке, подальше от опасных деревьев, лечь за возвышенность или на дно оврага и плотно прижаться к земле. Палатка правильной конструкции должна спокойно выдерживать ветер до 33 м/сек (жестокий шторм 11 баллов), а для тропического урагана нужны специальные конструкции. Для палатки нужно выбрать максимально защищённое место и правильно закрепить все оттяжки.

Любой ветер характеризуется скоростью (силой) и направлением. Направление определяется сторонами горизонта, откуда он дует, и измеряется в градусах. Скорость ветра измеряется в метрах в секунду и километрах в час (м/с, км/час). Сила ветра измеряется в баллах.

Шкала Бофорта – условная шкaлa для визуальной оценки и записи силы (скорости) ветра в баллах. Первоначально, была разработана английским адмиралом Френсисом Бофортом для определения силы ветра по характеру проявления на море.

Англичане с давних пор считаются лучшими мореплавателями. Адмиралтейские карты и поныне – эталон морских карт. Если добавить к этому прочность английских традиций, становится понятно, почему именно английский капитан адмирал сэр Френсис Бофорт в 1806 г. ввел в действие стандарт измерений силы ветра, которым пользуются и в настоящее время. Не силы шторма, а именно силы ветра.

К этому времени в Англии стало возможно не только предсказывать погоду, но и передавать метеопрогнозы на расстояния. Для их точного понимания и потребовалось унифицировать информацию о силе морских ветров.

С 1874 г. шкала Бофорта принята для повсеместного (на суше и на море) использования в международной синоптической практике. В последующие годы менялась и уточнялась (таблица 2). За ноль баллов было принято состояние полного штиля на море. Изначально система была тринадцатибальная (0-12). В 1946г. шкалу увеличили до семнадцати (0-17). Сила ветра в шкале определяется по взаимодействию ветра с различными предметами. В последние годы силу ветра, чаще, оценивают по скорости, измеряемой в метрах в секунду – у земной поверхности, на высоте порядка 10м над открытой, ровной поверхностью.

В таблице приведена шкала Бофорта, принятая в 1963 году Всемирной метеорологической организацией. Шкала волнения на море – девятибальная (параметры волнения даны для большой морской акватории; на малых акваториях волнение меньше).

Сила ветра в баллах по шкале Бофорта и морское волнение

Баллы	Словесное обозначение силы ветра	Скорость ветра, м/с	Скорость ветра км/ч	Действие ветра
				на суше	на море (баллы, волнение, характеристика, высота и длина волны)
0	Штиль	0-0,2	Менее 1	Полное отсутствие ветра. Дым поднимается вертикально, листья деревьев неподвижны.	0. Волнение отсутствует Зеркально гладкое море
1	Тихий	0,3-1,5	2-5	Дым слегка отклоняется от вертикального направления, листья деревьев неподвижны	1. Слабое волнение. На море лёгкая рябь, пены на гребнях нет. Высота волн 0,1 м, длина – 0,3м.
2	Легкий	1,6-3,3	6-11	Ветер чувствуется лицом, листья временами слабо шелестят, флюгер начинает двигаться,	2. Слабое волнение Гребни не опрокидываются и кажутся стекловидными. На море короткие волны высотой 0,3 м. и длиной – 1-2м.
3	Слабый	3,4-5,4	12-19	Листья и тонкие ветки деревьев с листвой непрерывно колеблются, колышутся лёгкие флаги. Дым как бы слизывается с верхушки трубы (при скорости более 4 м/сек).	3. Легкое волнение Короткие, хорошо выраженные волны. Гребни, опрокидываясь, образуют стекловидную пену, изредка образуются маленькие белые барашки. Средняя высота волн 0,6-1 м, длина – 6м.
4	Умеренный	5,5-7,9	20-28	Ветер поднимает пыль, бумажки. Качаются тонкие ветви деревьев и без листвы. Дым перемешивается в воздухе, теряя форму. Это лучший ветер для работы ветродвигателя	4.Умеренное волнение Волны удлинённые, белые барашки видны во многих местах. Высота волн 1-1,5 м, длина – 15 м
5	Свежий	8,0-10,7	29-38	Качаются ветки и тонкие стволы деревьев, ветер чувствуется рукой. Вытягивает большие флаги. Свистит в ушах.	4.Неспокойное море Хорошо развитые в длину, но не очень крупные волны, повсюду видны белые барашки (в отдельных случаях образуются брызги). Высота волн 1,5-2 м, длина – 30 м
6	Сильный	10,8-13,8	39-49	Качаются толстые сучья деревьев, тонкие деревья гнутся, гудят телеграфные провода, зонтики используются с трудом	5.Крупное волнение Начинают образовываться крупные волны. Белые пенистые гребни занимают значительные площади. Образуется водяная пыль. Высота волн – 2-3 м, длина – 50 м
7	Крепкий	13,9-17,1	50-61	Качаются стволы деревьев, гнутся большие ветки, трудно идти против ветра.	6.Сильное волнение Волны громоздятся, гребни срываются, пена ложится полосами по ветру. Высота волн до 3-5 м, длина – 70 м
8	Очень  крепкий	17,2-20,7	62-74	Ломаются тонкие и сухие сучья деревьев, говорить на ветру нельзя, идти против ветра очень трудно.	7. Очень сильное волнение Умеренно высокие, длинные волны. По краям гребней начинают взлетать брызги. Полосы пены ложатся рядами по направлению ветра. Высота волн 5-7 м, длина – 100 м
9	Шторм	20,8-24,4	75-88	Гнутся большие деревья, ломает большие ветки. Ветер срывает черепицу с крыш	8.Очень сильное волнение Высокие волны. Пена широкими плотными полосами ложится по ветру. Гребни волн начинают опрокидываться и рассыпаться в брызги, которые ухудшают видимость. Высота волн – 7-8 м, длина – 150 м
10	Сильный  шторм	24,5-28,4	89-102	На суше бывает редко. Значительные разрушения строений, ветер валит деревья и вырывает их с корнем	8.Очень сильное волнение Очень высокие волны с длинными загибающимися вниз гребнями. Образующаяся пена выдувается ветром большими хлопьями в виде густых белых полос. Поверхность моря белая от пены. Сильный грохот волн подобен ударам. Видимость плохая. Высота – 8-11 м, длина – 200 м
11	Жестокий  шторм	28,5-32,6	103-117	Наблюдается очень редко. Сопровождается большими разрушениями на значительных пространствах.	9. Исключительно высокие волны. Суда небольшого и среднего размера временами скрываются из вида. Море всё покрыто длинными белыми хлопьями пены, располагающимися по ветру. Края волн повсюду сдуваются в пену. Видимость плохая. Высота – 11м, длина 250м
12	Ураган	32,6	Более 117	Опустошительные разрушения. Отдельные порывы ветра достигают скорости 50–60 м/сек. Ураган может случиться перед сильной грозой	9. Исключительное волнение Воздух наполнен пеной и брызгами. Море всё покрыто полосами пены. Очень плохая видимость. Высота волн >11м, длина – 300м.

Средняя скорость ветра по шкале Бофорта в разные годы ее применения

Балл	Словесная характеристика	Средняя скорость ветра (м/с) по рекомендациям
		Симпсона	Кеппена	Международного метеорологического комитета
		1906	1913	1939	1946	1963
0	Штиль	0	0	0	0	0
1	Тихий ветер	0,8	0,7	1,2	0,8	0,9
2	Легкий ветер	2,4	3,1	2,6	2,5	2,4
3	Слабый ветер	4,3	4,8	4,3	4,4	4,4
4	Умеренный ветер	6,7	6,7	6,3	6,7	6,7
5	Свежий ветер	9,4	8,8	8,7	9,4	9,3
6	Сильный ветер	12,3	10,8	11,3	12,3	12,3
7	Крепкий ветер	15,5	12,7	13,9	15,5	15,5
8	Очень крепкий ветер	18,9	15,4	16,8	18,9	18,9
9	Шторм	22,6	18,0	19,9	22,6	22,6
10	Сильный шторм	26,4	21,0	23,4	26,4	26,4
11	Жестокий шторм	30,0		27,1	30,6	30,5
12	Ураган			29,0	33,0	32,7
13					39,0
14					44,0
15					49,0
16					54,0
17					59,0

Шкала ураганов – шкала Саффира-Симпсона

Шкала ураганов была разработана Гербертом Саффиром и Робертом Симпсоном в начале 1920-х годов для измерения потенциального ущерба от урагана. Она основывается на скорости ветра и включает оценку штормовых волн в каждой из пяти категорий.

№	Категория	Скорость ветра, км/ч	Штормовые волны, м	Действие на наземные предметы	Действие на прибрежную зону
1	Минимальный	119-153	12-15	Повреждены деревья и кустарники	Небольшие повреждения пирсов, некоторые небольшие суда на стоянке сорваны с якорей
2	Умеренный	154-176	18-23	Значительные повреждения деревьев и кустарников; некоторые деревья повалены, сильно повреждены сборные домики	Значительные повреждения пирсов и пристаней для яхт, небольшие суда на стоянке сорваны с якорей
3	Значительный	179-209	27-36	Повалены большие деревья, сборные домики разрушены, у отдельных небольших зданий повреждены окна, двери и крыши	Сильные наводнения вдоль береговой линии; небольшие здания на берегу разрушены
4	Огромный	210-249	39-55	Деревья, кустарники и рекламные щиты повалены, сборные домики разрушены до основания, сильно повреждены окна, двери и крыши	Затоплены участки, находящиеся на высоте до 3 метров над уровнем моря; наводнения распространяются на 10 км вглубь суши; ущерб от волн и переносимых ими обломков
5	Катастрофа	Более 250	Более 55	Все деревья, кустарники и рекламные щиты повалены, многие здания серьезно повреждены; некоторые здания разрушены полностью; сборные домики снесены	Сильный ущерб причинен нижним этажам зданий на высоте до 4,6 метров над уровнем моря в зоне, простирающейся на 457 метров вглубь суши. Необходимы массовые эвакуации населения с прибрежных территорий

Шкала торнадо

Шкала торнадо (шкала Фудзита-Пирсона) разработана Теодором Фудзита для классификации торнадо по степени причиненного ветром ущерба. Торнадо характерно, в основном, для Северной Америки.

Категория	Скорость, км/ч	Ущерб
F0	64-116	Разрушает дымовые трубы, повреждает кроны деревьев
F1	117-180	Срывает сборные (щитовые) домики с фундамента или перевертывает их
F2	181-253	Значительные разрушения. Сборные домики разрушаются, деревья вырываются с корнем
F3	254-332	Разрушает крыши и стены, разбрасывает легковые автомобили, переворачивает грузовики
F4	333-419	Разрушает укреплённые стены
F5	420-512	Поднимает дома и переносит их на значительное расстояние

Точная скорость ветра определяется с помощью прибора – анемометра. Если такого прибора нет, можно изготовить самодельную ветромерную "доску Вильда" (см. рисунок), с достаточной точностью измерений для скорости ветра до десяти метров в секунду.

Самодельная ветромерная доска-флюгер Вильда:
1 – вертикальная трубка (длиной 600 мм) с заваренным заостренным верхним концом, 2 – передний горизонтальный стержень флюгера с шариком-грузом противовеса; 3 – крыльчатка флюгера; 4 – верхняя рамка; 5 – горизонтальная ось шарнира доски; 6 – ветромерная доска (весом 200 г). 7 – нижний неподвижный вертикальный стержень с укрепленными на нем указателями сторон света: С – север, Ю – юг, 3 – запад, В – восток; № 1 – № 8 – штифты-указатели скорости ветра.

Флюгер устанавливается на высоте 6 – 12 метров, над открытой ровной поверхностью. Под флюгером неподвижно укреплены стрелки–указатели направления ветра. Над флюгером к трубке 1 на горизонтальной оси 5 шарнирно прикреплена к рамке 4 ветромерная доска 6 размером 300х150 мм. Вес доски – 200 грамм. От рамки 4 отходит назад, прикрепленный к ней отрезок дуги (радиусом 160 мм) с восемью штифтами, из которых четыре – длинные (по 140 мм) и четыре – короткие (по 100 мм). Углы, под которыми они закреплены, составляют с вертикалью для штифта №1–0°; №2 – 4°; №3 – 15,5°; №4 – 31°; №5 – 45,5°; №6 – 58°; №7 – 72°; №8–80,5°.
Скорость ветра узнают путем отсчета угла отклонения доски. Определив положение ветромерной доски между штифтами дуги, обращаются к табл. 1, где этому положению соответствует определенная скорость ветра.
Положение доски между штифтами дает лишь приблизительное представление о скорости ветра, тем более что сила ветра быстро и часто меняется. Доска никогда не остается долго в каком-нибудь одном пол жении, а постоянно колеблется в некоторых пределах. Наблюдая в течение 1 минуты за меняющимся наклоном этой доски, определяют её средний наклон и только после этого судят о средней минутной скорости ветра. Для большой скорости ветра, превышающей 12–15 м/сек, показания этого прибора имеют малую точность.

Сегодня шкала Бофорта известна каждому моряку, метеорологу и туристу. Однако, кроме шкалы, описывающей силу ветра, существуют еще три шкалы оценки волнения моря. Свой вклад в составление универсальной шкалы морских волнений внесли не только англичане, но и американцы, и русские. Во всех вариантах основой для оценки волнения является «сигнификэнс вэйв хайт» (Significance Wave Height), сокращено SWH – параметр, определяющий «среднюю высоту значительных волн».

По американской шкале значительными считаются 30 % самых крупных волн, по английской – 10 %, а по российской – всего 3 %. Таким образом, одно и то же волнение на море по американской шкале может быть 4-балльным, по английской – 5-балльным, а по русской шкале насчитывать все 6 баллов. Так, шторм в 5 баллов – это много или мало?

Что понимают моряки под силой волнений и как она связана с высотой волн, показывает прилагаемая таблица:

В таблице нет ни единого упоминания о шторме.

Почему для оценки высоты волн ввели именно SWH? Для этого нужно вспомнить курс школьной физики, из которого известно, что волны имеют способность интерферировать, проще говоря, складываться и вычитаться. Интерференция волн приводит к тому, что наряду с определенным количеством SWH возникают волны других высот.

Например, в соответствии с американской шкалой, 50 % волн будет высотой 0,5 SWH, а 3 % волн – 1,5 SWH. В этом случае по теории вероятностей каждая 1175-я волна может оказаться высотой 1,9 SWH, а каждая трехмиллионная волна достичь высоты 2,5 SWH. Отсюда следует, что, находясь в 4-балльном волнении, можно встретить разовую волну высотой 5,5 м. Видимо, это и есть легендарные «волны-убийцы», внезапно рождающиеся и моментально исчезающие.

Возможно ли измерить высоту волн с максимальной точностью? Нет, никаких реальных приборов для этих измерений не существует. Поэтому единственный инструмент для яхтсмена – собственный глазомер. И дальше все как у рыбаков. Одна и та же волна, по рассказам в портовой таверне, может приобретать совершенно разные размеры. Все зависит от рыбака.

Известно, что на восприятие силы ветра и морского волнения влияют как субъективные  факторы (степень подготовленности, выносливость и численность экипажа), так и объективные (размеры лодки, погодные условия, продолжительность плавания).

А шторм указан на шкале Бофорта. В ней три последних позиции названы штормом – «шторм», «сильный шторм» и «жестокий шторм», что соответствует 9, 10 и 11 баллам. Поэтому, строго говоря, шторм не может быть 5-балльным, как не может быть 12-балльным. Шторм – это 9 баллов по Бофорту. А «жестокий шторм» – 11. Все это относится только к силе ветра и не имеет никакого отношения к высоте волны.

За 200 лет метеорология как наука ушла невероятно далеко. Но суть вечного поединка человека и моря не изменилась: метеопрогнозы, как и прежде, остаются всего лишь аргументированным предположением. Поэтому, отправляясь в плавание, нужно помнить о том, что в море все относительно; штормовое предупреждение по-английски звучит как «гэйл ворнин» (gale warning), надеяться на интуицию, помноженную на опыт и знания, и молить судьбу, чтобы та самая «трехмиллионная волна» прошла мимо.

Морское волнение

Морское волнение представляет собой один из результатов передачи энергии атмосферы поверхностному слою воды. При воздействии движущегося потока воздуха на водную поверхность в воде возникают своеобразные колебательные движения, характеризующиеся тем, что частицы поверхностного слоя начинают описывать круговые орбиты, располагающиеся в вертикальной плоскости, причем в верхней части такой орбиты частица воды движется в направлении действия, вызвавшего это движение ветра, а в нижней – в противоположную сторону. При этом в каждый данный момент частицы, находящиеся в одной фазе орбитального движения, располагаются рядами, ориентированными по нормали к направлению ветра. Будучи в наивысшей фазе орбитального движения, они образуют гребни волн, в наинизшей – ложбины волн.

Ветровое волнение, возникающее при непосредственном воздействии воздушных потоков на водную поверхность, представляет собой неупорядоченное движение, что объясняется неправильными пульсациями воздушных потоков, частой сменой их направлений, общей турбулентностью движущегося над водой слоя воздуха. Вследствие значительной вязкости воды волновые колебания водного слоя продолжаются некоторое время и после прекращения ветра. При этом происходит упорядочивание движения, волы приобретают более или менее одинаковые параметры и направлении распространения. Такое упорядоченное волнение называется зыбью. Характер движения частиц воды в волнах зыби может быть уподоблен движению точки, находящейся на радиусе катящегося круга. Траектория такой точки называется трохоидой, а соответствующий тип волн – трохоидальными волнами.

Энергия волны в первую очередь определяется ее высотой, т.е. амплитудой колебания или диаметром орбиты, а на глубине порядка 200 м эта амплитуда ничтожна даже для очень крупной поверхностной волны. Поэтому геоморфологическое воздействие волн на дно ограничивается очень узкой прибрежной мелководной полосой шельфа.

Величина волн зависит от скорости вызвавшего их ветра и от длины разгона, т.е. пути ветра над водной поверхностью. Максимальные высоты волн отмечены в зонах развития западной атмосферной циркуляции. Средние высоты волн, наблюдающиеся в океане при умеренных ветрах, 1 – 3 м, при значительных – 6 – 10 м. Известны случаи экстремально высоких волн высотой до 20 – 30 м. Например, в 1933 году с судна «Рамапа» в северной части Тихого океана наблюдалась ветровая волна высотой 34 м.

Наиболее спокойной зоной в океане является экваториальная, где штормовые волнения крайне редки, а повторяемость штилей достигает 20- 33%. Области действия пассатов характеризуются почти постоянным неспокойным состоянием водной поверхности, но здесь преобладают умеренные волнения.