Руководство для моряков: теория квадрантов и морские бризы

Градиентные ветры полностью меняют поведение прибрежных морских бризов. Саймон Роуэлл объясняет, как теория квадрантов помогает прочитать эти сдвиги.

В прошлом месяце мы разбирали базовые механизмы морских бризов. Обычный бриз хорошо иллюстрируется знакомой схемой, где над термически вызванной бризовой ячейкой находится офшорный градиентный ветер. Однако вся система сильно зависит от относительного направления градиентного ветра по отношению к берегу — это и называется теорией квадрантов.

Теория была впервые разработана Дэвидом Хаутоном и Фионой Кэмпбелл — опытными синоптиками, прогнозировавшими ветер для парусных соревнований от Олимпийских игр до Кубка Америки.

Квадранты определяются по направлению градиентного ветра относительно линии берега. Если смотреть на берег (см. рисунок), то квадрант 1 (Q1) — с носа по левому борту (port bow), Q2 — с носа по правому борту (starboard bow), Q3 — с кормы по левому борту (port quarter), Q4 — с кормы по правому борту (starboard quarter). Например, на западном побережье Уэльса бриз Q1 будет северо-восточным; в Грейт-Ярмуте на восточном побережье Норфолка (берег, ориентированный с севера на юг) Q1 соответствует юго-западному ветру.

Градиентный ветер вверху хорошо виден по движению низких облаков — прибрежный поверхностный ветер может значительно отличаться из‑за трения о сушу и препятствий.

Офшорные градиенты (Q1 и Q2) порождают разные «вкусы» бризов, но в обоих случаях формируется бризовая ячейка, причём градиентный ветер впоследствии может помочь её развитию. Различия зависят от того, как ветер приходит с суши.

Для Q1 градиентный ветер обычно повернут вправо примерно на 30° по отношению к поверхностному ветру над сушей из‑за торможения трением. Перейдя над водой, трение уменьшается и ветер обычно вновь поворачивает вправо примерно на 15° (этот сдвиг может происходить на дистанции от 0,5 до 3 морских миль, в зависимости от температур воды, суши и воздуха).

Это даёт расхождение ветра у берега (дивергенцию): воздух отходит от побережья, образуя пространство, в которое может опуститься воздух сверху, что способствует образованию бризовой ячейки. Обычно такой бриз сильнее и держится дольше. Сначала он идёт прямо на берег, затем быстро поворачивает вправо и стабилизируется в среднем направлении между 20–40° относительно основной линии берега (в зависимости от местной географии).

При Q2 (низкие облака движутся к вашей правой носовой части при взгляде на берег) ветер с суши, переходя над водой, также ускоряется и поворачивает вправо, но в этом случае он направляется к берегу, вызывая схождение (конвергенцию) вдоль побережья. Это затрудняет нисходящие потоки воздуха сверху, поэтому бриз дольше устанавливается и обычно слабее. При сохранении конвергенции ячейка бриза может формироваться немного в море и не доходить до пляжа. Практическая подсказка: обращайте внимание на место, где волны (чоп) заметно уменьшаются ближе к берегу — это свидетельство зоны ослабления ветра.

При оншорном ветре из квадрантов Q3 или Q4 (ветер идёт на берег с кормы) развитие бриза осложнено: возвратная часть ячейки, отводящая воздух обратно в море, должна преодолеть градиентный ветер. Поэтому бриз может возникнуть только при очень слабом оншоре и обычно будет кратковременным; в ряде случаев наблюдается полный спад ветра до того, как слабый бриз успеет установиться.