Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Strona główna arrow Artykuły arrow Pogoda dla żeglarzy – podstawy

Pogoda dla żeglarzy – podstawy

środa, 21.01.2009

Trąba powietrzna nad brzegiem morza
Trąba powietrzna
Pogoda dla każdego żeglarza jest czynnikiem decydującym, zarówno o udanym bądź nie rejsie, bezpieczeństwie żeglugi, jak i o wynikach osiąganych podczas regat. Jednak o ile zawodnicy startujący w mniejszych lub większych regatach mają na ogół zapewnioną pełną obsługę meteo i wsparcie służb ratowniczych o tyle żeglarze decydujący się na rekreacyjny rejs samotnie, z grupą znajomych lub rodziną, muszą sami zadbać o bezpieczeństwo i zaznajomienie się prognozą pogody dla żeglarzy. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom i prośbom naszych czytelników przygotowaliśmy cykl artykułów poświęconych zagadnieniom związanym z podstawami meteorologi, z którymi każdy żeglarz powinien być zaznajomiony. Postaramy się jak najprościej opisać zjawiska i prawa, którymi rządzi się pogoda.

Na początku musimy sobie powiedzieć jasno – nie ma stuprocentowo sprawdzalnej prognozy pogody. Wszelkie modele prognostyczne posiadają swoje wady i zalety oraz margines błędu. Obecnie używane systemy prognostyczne wykorzystują zaawansowane modele matematyczne, metody numeryczne a także sztuczne sieci neuronowe. Można w skrócie powiedzieć, że w tych modelach, przewidywania meteorologiczne są „produkowane” przez komputery o olbrzymiej mocy obliczeniowej, na podstawie danych o pogodzie z przeszłości i danych z teraźniejszości przekazywanych do systemu z olbrzymiej liczby naziemnych stacji meteo a w przypadku modeli bardziej zaawansowanych także na podstawie zdjęć satelitarnych w dużej rozdzielczości. Jednak nawet dziś, nic nie jest w stanie zastąpić doświadczonego meteorologa, który na podstawie posiadanej wiedzy potrafi częstokroć stworzyć o wiele dokładniejszą prognozę pogody.

Jak nieprzewidywalna potrafi być pogoda, przekonali się między innymi uczestnicy regat Sydney-Hobart w roku 1998. Podczas tamtych, pamiętnych regat, olbrzymi szkwał uderzył na ścigających się żeglarzy. Wiatr osiągał w porywach 80 węzłów a fale dochodziły do 18 metrów. Sześć osób straciło wtedy życie a kilkanaście jachtów doznało mniejszych lub większych uszkodzeń z czego kilka z nich zatonęło. Dzięki sprawnej akcji ratunkowej udało się uniknąć większej liczby ofiar.

Poznanie zasad i praw rządzących pogodą pozwoli każdemu żeglarzowi uniknąć czyhających niebezpieczeństw a po pewnym czasie i zyskaniu doświadczenia także prognozować pogodę we własnym zakresie. W tym artykule zajmiemy się podstawowym a jednocześnie jednym z najważniejszych czynników meteorologicznych dla każdego żeglarza jakim jest wiatr.

Jak podają definicje, wiatr to inaczej poziomy ruch powietrza przemieszczającego się od wyżu do niżu, choć trzeba sobie jasno powiedzieć, że jest to definicja uproszczona gdyż w rzeczywistości wiatry rzadko wieją od centrum wyżu do centrum niżu. Na kierunek wiatru mają także wpływ sąsiadujące układy ciśnienia a nawet ukształtowanie terenu i ruch obrotowy ziemi.

Powstawanie ośrodków ciśnienia.
Powstawanie ośrodków ciśnienia.
Aby lepiej zrozumieć mechanizm powstawania wiatru zajmijmy się przez chwilę układami ciśnienia. W modelu uproszczonym, gdyby Ziemia byłą płaska i jednorodna, słońce równomiernie ogrzewałoby każdy skrawek powierzchni i ciśnienie atmosferyczne byłoby wszędzie identyczne a co za tym idzie z braku różnic ciśnień nie występowałyby wiatry. W rzeczywistości powierzchnia Ziemi ogrzewa się w różnym stopniu. Wpływa na to ma między innymi ukształtowanie, rodzaj i kolor podłoża (ciemne podłoże silniej absorbuje energię cieplną przenoszoną przesz słońce) oraz występowanie zbiorników wodnych (woda, ze względu na większą gęstość, ogrzewa się o wiele wolniej niż gleba). Także prądy morskie o różnej temperaturze mogą mieć wpływ na występowanie wyżów i niżów.

W obszarze, w którym masy powietrza ogrzewają się szybciej, np. na skutek wspomnianego wcześniej ciemnego koloru podłoża, powietrze zaczyna się wypiętrzać i wędruje ku górze. Nad tym obszarem powstaje niż. Wypiętrzone ku górze ciepłe powietrze zaczyna się rozprzestrzeniać nad sąsiadujące obszary i tam powoli opada powodując tym samym wzrost ciśnienia i powstanie wyżu. Każdy, kto kiedyś miał okazję oglądać rozkład ciśnień, zauważył zapewne, że wyże są z reguły rozleglejsze i cechuje je mniejszy gradient ciśnień.

Na ruch powietrza (a co za tym idzie na kierunek wiatrów) olbrzymi wpływ ma wspomniany wcześniej ruch obrotowy Ziemi. Gdyby nie on, na naszej planecie występowałby tylko dwa obszary wysokiego ciśnienia oraz jeden olbrzymi niż. Dlaczego? Wyobraźmy sobie, że Ziemia nie porusza się wokół własnej osi. W tym wypadku słońce bardzo silnie ogrzewałoby strefę równikową, gdyż promienie słoneczne padałby tam prawie prostopadle. Z kolei na biegunach promienie słoneczne padają prawie równolegle do powierzchni. W takim modelu nad równikiem, ze względu na unoszenie się mas gorącego powietrza, powstałby niż. Wędrujące ku biegunom powietrze stopniowo traciłoby swoją temperaturę, powodując powstanie układów wyżowych w okolicach obu biegunów.

Przybliżony model cyrkulacji atmosfery.
Model cyrkulacji atmosfery.
W rzeczywistości na masy powietrza oddziałuje tak zwana siła Coriolisa będąca następstwem ruchu obrotowego Ziemi. Siła Coriolisa na półkuli północnej odchyla wędrujące masy powietrza w prawo, na półkuli południowej zaś w lewo. W modelu zbliżonym do rzeczywistego powietrze unoszące się znad równika powoli jest odchylane i na szerokościach około 30º przyjmuje ruch prawie równoleżnikowy tworząc słoneczne wyże, cechujące się typowo „plażową” pogodą z minimalnymi, zmiennymi wiatrami. Są to tak zwane końskie szerokości. Bardzo słabe, zmienne wiatry występują także w równikowym niżu. Wspomniany tu układ równikowego niżu i podzwrotnikowych wyżów powoduje powstawanie pasatów czyli wiatrów wiejących ku równikowi, odchylanych na półkuli północnej w prawo, na południowej zaś w lewo. Strefa zbieżności dwóch układów pasatowych tworzy strefę konwergencji zwaną także równikowym pasem ciszy, gdzie ruch poziomy powietrza jest niewielki.

Gdy spojrzymy na rysunek ilustrujący cyrkulację atmosfery, zauważymy, że powietrze wędrujące od biegunów ku równikowi także podlega oddziaływaniu siły Coriolisa i przy szerokościach około 60º przyjmuje kierunek zbliżony do równoleżnikowego. Powstaje tu kolejny układ niżowy.

Gdy znamy już przybliżony model cyrkulacji atmosfery oraz wiemy jak powstają wyże i niże a co za tym idzie jak wieje wiatr, zastanówmy się przez chwilę co wpływa na siłę wiatru. Podstawowym czynnikiem mającym wpływ na siłę wiatru jest różnica ciśnień między układami wysokiego i niskiego ciśnienia. Z pomocą przychodzi nam tu fizyka, gdyż prędkość ruchu mas powietrza nie jest liniowa, raczej przypomina ruch przyspieszony. Z tego powodu w wyżu wieją bardzo słabe wiatry, w niżu z kolei, wiatry osiągają najwyższe prędkości. Prędkość wiatru wyrażana jest w różnych jednostkach – w m/s, km/h, w węzłach a także wg  trzynastostopniowej skali Beauforta.

Aby żeglować jednocześnie bezpiecznie i jak najefektywniej korzystać z siły wiatru, żeglarze muszą starać się unikać zarówno bezwietrznych wyżów jak i niebezpiecznych obszarów niskiego ciśnienia. Tutaj z pomocą przychodzi reguła Buys-Ballota. Reguła ta łączy kierunek wiatru z rozkładem ciśnienia atmosferycznego. Mówiąc w skrócie – na półkuli północnej, obserwator stojący tyłem do kierunku wiatru, centrum niżu ma z lewej strony, nieco z przodu, zaś centrum wyżu po prawej stronie, nieco z tyłu. Na półkuli południowej sytuacja jest odwrotna.

W naszych dotychczasowych rozważaniach na temat wiatru, kilkakrotnie wspominaliśmy o tym, że wiatr nie wieje prosto od wyżu do niżu, lecz oddziałują na niego czynniki zewnętrzne, takie jak siła Coriolisa oraz ukształtowanie terenu. Ma to szczególne znaczenia podczas żeglugi na śródlądziu – jeżeli jezioro osłonięte jest pagórkami, w ich pobliżu mogą wystąpić silne zawirowania powietrza znacznie różniące się kierunkiem jak i prędkością od wiatrów wiejących nieopodal. Podobne zjawiska występują także na morzu – wysokie, górzyste brzegi wysp czy lądów zmieniają kierunki wiatrów. Znajomość tych zasad ma ogromny wpływ na bezpieczeństwo żeglugi jak i wykorzystanie tego typu zjawisk do naszych, żeglarskich celów.

Na początku niniejszego artykułu wspomnieliśmy także o różnicy w prędkości z jaką nagrzewa się ląd i woda. Różnie te powodują powstawanie rejonach przybrzeżnych wiatrów zwanych bryzami. Bryza morska, zwana także bryzą dzienną powstaje na skutek szybkiego nagrzewania się lądu i wolnego nagrzewania się wody. W wyniku tego, nad lądem ciśnienie jest niższe niż nad chłodną, nieogrzaną jeszcze wodą. Powstanie takiego lokalnego układu ciśnień skutkuje wiatrem wiejącym od morza w kierunku lądu. W nocy sytuacja się odwraca – ląd bardzo szybko się wychładza, podczas gdy woda dłużej magazynuje zgromadzoną energię cieplną. Nad wodą powstaje lokalny niż co skutkuje wiatrami wiejącymi od lądu w kierunku morza. Mówimy wtedy o bryzie nocnej, inaczej zwanej bryzą lądową. Siła wiejących bryz w dużej mierze zależy zatem od różnicy temperatur między wodą a lądem. Warto tu także zwrócić uwagę na fakt, że bryzy występują także na większych jeziorach.

W następnych artykułach z cyklu „Pogoda dla żeglarzy” poruszymy kolejne zagadnienia, których znajomość pozwoli poszerzyć wiedzę na temat zjawisk meteorologicznych oraz prognozowania pogody. Jeśli chcesz być poinformowany o pojawieniu się nowych artykułów na ten temat oraz otrzymywać raz w tygodniu podsumowanie najważniejszych wydarzeń ze świata żeglarstwa, zapisz się na listę subskrybentów naszego bezpłatnego magazynu.

 
Szukaj w portalu
Image
Znajdź nas na Facebooku
Image

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

Get Adobe Flash player

Image
współpraca
Image Image

 

Image

 

Image

 

Image

BEZPŁATNY MAGAZYN ŻEGLARSKI

Już nigdy nie przegapisz najważniejszych informacji ze świata żeglarstwa! Zapisz się na naszą listę newsletter a raz w tygodniu otrzymasz bezpłatny biuletyn z podsumowaniem aktualnych wydarzeń!

Zgodnie z ustawą o ochronie danych osobowych z 29 sierpnia 1997 roku (Dz. U. nr 133, poz. 883), wysłanie wypełnionego formularza oznacza zgodę użytkownika na gromadzenie, przetwarzanie i wykorzystywanie zawartych w formularzu informacji przez portal żeglarski sailnews.pl w celach statystycznych i marketingowych.