Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Современное состояние гидрометеорологического обеспечения парусных судов 8
1.1 Краткая историческая справка 8
1.2 Современное гидрометеорологическое обеспечение плаваний парусных судов ... 11
Глава 2. Использование карт атмосферных переносов, карт модулей ветра и его среднеквадратичного отклонения, карт преобладающих ветров и их устойчивости при выборе оптимальных маршрутов парусных судов 19
Глава 3. Гидрометеорологические условия и рекомендации по выбору оптимальных курсов на основных маршрутах парусных судов в атлантическом океане 44
3.1 Переход от восточного побережья Балтийского моря до Канарских островов 45
3.2 Переход от Канарских островов до побережья Америки 51
3.3 Переход от побережья Северной Америки до побережья Западной Европы (пролив Ла-Манш) 55
3.4 Плавание вдоль восточных берегов Южной Америки и вокруг мыса Горн 62
3.5 Переход от мыса Доброй Надежды до пролива Ла-Манш 78
Глава 4. Особенности плавания и рекомендации по управлению парусным судном в районах прохождения тропических и глубоких циклонов 86
4.1 Общие сведения о тропических и глубоких циклонах 87
4.2 Определение местонахождения судна по отношению к движущемуся циклону 90
4.3 Расхождение парусного судна с тропическими и глубокими циклонами 91
Глава 5. гидрометеорологические условия и выбор маршрутов в трансокеанских плаваниях барка "Крузенштерн" 100
5.1 Кругосветное плавание барка "Крузенштерн" (28.10.1995 г. - 31.08.1996 г.) 100
5.2 Трансатлантическая парусная регата "Tall Ship 2000" 131
Заключение 152
Список использованной литературы 159
- Современное гидрометеорологическое обеспечение плаваний парусных судов
- Использование карт атмосферных переносов, карт модулей ветра и его среднеквадратичного отклонения, карт преобладающих ветров и их устойчивости при выборе оптимальных маршрутов парусных судов
- Переход от Канарских островов до побережья Америки
- Определение местонахождения судна по отношению к движущемуся циклону
Введение к работе
В настоящее время в мире насчитывается около тысячи крупнотоннажных и среднетоннажных парусных судов, совершающих учебные и коммерческие рейсы. Если к их числу добавить мелкие парусные суда и крейсерские яхты, совершающие трансокеанские переходы, то эта цифра увеличится многократно. В развитых странах мира повсеместно возрастает интерес к морскому туризму на парусных судах. Парусники используются также и в качестве научно-исследовательских судов. В перспективе, в связи с сокращением традиционных энергетических ресурсов и удорожанием дизельного топлива, рассматривается возможность использования парусных судов для грузовых перевозок, не требующих срочной доставки груза в порт назначения. Это может значительно удешевить транспортные трансокеанские перевозки.
Россия обладает элитным парусным флотом. На крупнейших в мире учебных барках "Седов" и "Крузенштерн", фрегатах "Мир", "Паллада", "Товарищ" и других, участвующих ежегодно в международных парусных гонках и регатах, проходят морскую практику курсанты мореходных училищ. Победы на парусных состязаниях повышают престиж отечественной морской школы и Российского флота. Они определяются не только конструктивными особенностями судов и навыками экипажей, но и знанием гидрометеорологических условий районов плавания, умением правильно выбрать оптимальный курс и маршрут судна.
Современные суда, оснащенные мощными двигателями, нередко терпят аварии, оказавшись в сложных гидрометеорологических условиях. Неверный выбор курса для парусного судна с гораздо большей степенью вероятности может привести к потерям времени, такелажа и даже гибели находящихся на борту людей и судна. В прошедшем двадцатом столетии таких случаев было немало. Так, в 1906 г. не выдержав урагана в водах Северной Атлантики погиб бельгийский парусник "Граф де Найер", в 1928 г. в Южной Атлантике бесследно исчез, вероятно, после столкновения с айсбергом, датский пятимачтовый барк "Копенгаген". В 1932 г. у о. Голланд под воздействием шквального ветра в одночасье затонула немецкая учебная шхуна "Ниобея", в 1957 г. в районе Азорских островов погиб немецкий четырехмачтовый барк "Памир", и, сравнительно недавно, в 1992 г. недалеко от Бермудских островов в зоне тропического урагана потерпел кораблекрушение английский парусник "Маркиз". Аварии и гибель мелких парусных судов трудно учесть.
За свою почти восьмидесятилетнюю историю барк "Крузенштерн" прошел практически все основные маршруты парусных судов в Мировом океане. Преимущественно маршруты парусника проходили в Атлантическом океане. В довоенные годы судно совершило серию коммерческих рейсов вокруг м. Горн к тихоокеанским берегам Южной Америки и вокруг м. Доброй Надежды в Австралию. После войны, парусник в качестве гидрографического судна ходил, в основном, в водах Северной Атлантики, включая бассейны Балтийского, Карибского и Средиземного морей. В этот период на его борту работали известные советские океанологи, которые внесли заметный вклад в изучение Атлантического океана. Причем, в 1933 г. переход от побережья Европы до Австралии (от п. Гамбург до п. Виктория) вокруг м. Доброй Надежды был осуществлен за 66 суток, что до сегодняшнего дня является непревзойденным по скорости переходом среди крупнотоннажных парусных судов (Newby, 1965; Ger-dau, 1978).
В 1995-1996 гг. судно "Крузенштерн" совершило кругосветное плавание под российским флагом, повторив в общих чертах маршрут первой русской экспедиции 1803-1806 гг. под командованием И.Ф. Крузенштерна и Ю.Ф. Лисянского (Крузенштерн, 1950; Лисянский, 1947). В отличие от классических "кругосветок", когда парусные суда, огибая м. Доброй Надежды, идут на восток с попутными ветрами, барк "Крузенштерн" обогнул землю в западном направлении против преобладающих встречных западных ветров (Ремесло, Лаптиховский, 1996; Седов, Ремесло, 1999; Sedov et al., 2003).
В 1992 и 2000 гг. барк участвовал и побеждал в целом ряде престижных парусных переходов, таких как трансатлантическая регата "Colombus-92", посвященная 500-летию открытия Америки, и трансатлантическая регата "Tall Ships 2000", посвященная началу нового века.
В общей сложности, только за советский и российский период своей истории "Крузенштерном" было пройдены сотни тысяч морских миль. За это время штурманами судна был приобретен богатейший опыт плавания под парусами в различных районах Мирового океана.
Цель настоящей работы заключается в анализе влияния гидрометеорологических условий на выбор оптимальных курсов и их описании на основных маршрутах парусных судов, учете экстремальных гидрометеорологических условий, которые могут возникнуть во время длительных походов на парусных судах, и выработке рекомендаций при прохождении сложных для плавания районов.
Двадцатилетний опыт работы автора на барке "Крузенштерн" в качестве штурмана, а затем капитана судна показал практическую необходимость подобной работы. Существующие рекомендации и наставления, как правило, не учитывают специфику управления парусным судном или не охватьшают весь спектр возникающих проблем управления судном и оптимизации прохождения маршрута. С другой стороны, наблюдения и измерения различных гидрометеорологических параметров на парусном судне, когда человек находится "ближе" к морю и лучше его "ощущает" могут дополнить знания о природе океана. Вероятно, по этой причине, описания природы океана, выполненные на парусных судах нашими предшественниками, до настоящего времени представляют интерес для мореведов различных специальностей не только с исторической, но и научной точек зрения.
Оптимизация маршрута и условий заключается в одновременном учете многих факторов, влияющих на скорость и живучесть судна. Прохождение заданного маршрута можно осуществить многими путями и отнюдь не самый короткий маршрут может оказаться оптимальным. Выбор маршрута по оптимальным скоростям ветра (встречного и попутного) является, по всей видимости, самой сложной проблемой плаванья. При слабых ветрах судно проигрывает за счет малой скорости. При ураганных ветрах и невозможности двигаться под полным парусным вооружением судно не может набрать максимальную скорость, тем более при встречном ветре и волнении. Кроме того, при очень сильных ветрах имеется риск поломки такелажа и потери парусов. Это неизбежно приведет к потерям, а возможно и к авариям. Сильные ветра сопровождаются повышенным волнением, что не способствует наилучшему движению судна к цели.
В связи с этим, исходя из имеющихся материалов, в представляемой работе были определены следующие основные задачи:
Проанализировать современное состояние гидрометеорологического обеспечения и возможность его применения на парусных судах на примере барка "Крузенштерн".
Дать рекомендации по использованию карт атмосферных переносов, преобладающих ветров и их повторяемости, рассчитанных и построенных автором на основе новейшей информации, а также карт уровня моря для оптимизации плаваний на парусных судах в Атлантическом океане.
Описать и проанализировать гидрометеорологические условия на традиционных маршрутах парусных судов в Атлантическом океане и дать рекомендации по выбору оптимальных курсов в зависимости от изменчивости гидрометеорологических условий и исторического опыта парусных плаваний.
Разработать рекомендации по управлению парусным судном в районах прохождения тропических ураганов и глубоких циклонов.
Описать изменчивость гидрометеорологических условий и оценить их влияние на выбор маршрутов на примере кругосветного плавания барка "Крузенштерн" в 1995-1996 гг. и международной трансатлантической регаты "Tall Ship 2000".
Материалами для выполнения поставленных задач послужили: комплексные гидрометеорологические наблюдения, осуществленные во время плаваний барка "Крузенштерн" за период 1995-2004 гг., гидрометеорологическая база данных АтлантНИРО, международные базы данных, обобщающие гидрометеорологические наблюдения за последний двадцатилетний период, литературные источники. Кроме того, использованы судовые журналы барка "Крузенштерн" и личные дневниковые записи автора.
Значительное внимание уделено анализу материалов, собранных во время уникального кругосветного плавания в 1995-1996 гг., а также во время трансатлантической гонки "Tall Ship 2000" лучших парусников мира, посвященной началу нового века.
Собранный материал и натурные данные были обработаны традиционными методами, применяемыми в современных океанологических и гидрометеорологических исследованиях.
Представленная работа состоит из введения, пяти глав и заключения.
В первой главе дается краткая историческая справка возникновения морской гидрометеорологической службы, анализируется современное состояние гидрометеорологического обеспечения судов: общая и оперативная гидрометеорологическая информация и возможности ее применения. Рассматриваются основные гидрометеорологические процессы и факторы, которые необходимо учитывать при выборе оптимальных маршрутов плавания: тропические и внетропические циклоны, зоны устойчивого переноса воздушных масс, фронтальные зоны, океанические течения, районы сильного волнения и т.д. Особое внимание обращается на возможность использования карт уровня поверхности океана, которые впервые в практике парусного судовождения нашли применение на барке "Крузенштерн".
Во второй главе приводится описание карт атмосферных переносов, карт модуля и повторяемости ветров, а также карт среднеквадратичного отклонения модуля ветра, построенных автором на основе новейших гидрометеорологических баз данных. Приводятся рекомендации по их использованию во время длительных парусных плаваний и проработки предварительного маршрута.
В третьей главе дается комплексное описание и анализ изменчивости гидрометеорологических условий на основных маршрутах современных парусных судов в Атлантическом океане: погодообразующих факторов, ветрового режима, течений, температурного режима и т.д., систематизированных по региональному принципу. На основании этого анализа и накопленного исторического опыта хождения под парусами, даются рекомендации по выбору оптимальных курсов и сроков при прохождении данных маршрутов.
В четвертой главе на основе современных представлений приводится описание глубоких и тропических циклонов, представляющих реальную угрозу для парусных судов вне зависимости от их класса и водоизмещения. На основе личного опыта, опыта капитанов барка "Крузенштерн" предшествующих лет приводятся конкретные рекомендации по управлению парусным судном в районах прохождения глубоких и тропических циклонов.
Пятая глава посвящена описанию гидрометеорологических условий и анализу правильности выбора курсов в наиболее интересных районах во время кругосветного плавания барка "Крузенштерн" и трансатлантической международной регаты "Tall Ship 2000".
В Заключении представлены основные выводы и результаты диссертации.
Результаты работы представлялись на отечественных и международных конференциях, докладывались на коллоквиумах в Атлантическом научно-исследовательском институте рыбного хозяйства и океанографии, Балтийской Государственной Академии рыбопромыслового флота. По мнению автора, они могут представлять интерес для специалистов в области географии океана и быть использованы штурманами парусных судов и яхтсменами.
Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и основных результатов. Текст изложен на 168 страницах, содержит 104 рисунка, 21 таблицу. В конце работы приводится список использованной литературы, состоящей из 143 наименований.
Работа выполнена в Калининградском Государственном Университете на кафедре географии океана.
Автор выражает искреннюю благодарность за помощь в написании работы, ее оформлении и полезные советы руководителям диссертации д.г-м.н., профессору В.В. Орленку, к.г.н., доценту П.П. Чернышкову, профессору С.Н. Тупикину, сотрудникам АтлантНИРО к.г.н. Г.А. Чернега, к.г.н. A.M. Сироте, к.г.н. А.В. Ремесло, И.А. Теницкой.
Современное гидрометеорологическое обеспечение плаваний парусных судов
Любое длительное трансокеанское плавание парусного судна нуждается в самой тщательной и детальной проработке маршрута, основанной на предварительном изучении климатических гидрометеорологических пособий, ретроспективной и общей гидрометеорологической информации. По принципу использования гидрометеорологические пособия разделяются на справочные и расчетные (Васильев, 1966, 1967, 1972).
Расчетные пособия позволяют определять или рассчитывать значение параметра по конкретным условиям и месту на определенный момент или период времени. К таким пособиям относятся: атласы и пособия приливо-отливных колебаний уровня и течений, расчетные таблицы волнения.
Справочные пособия содержат общие сведения о различных гидрометеорологических параметрах. Они дают представление об осредненных величинах скорости и направлении ветра, частоте штормов, направлении и скорости течений, частоте туманов, температуре воды и воздуха, солености воды, атмосферной видимости, ледовых и прочих условий. Такими пособиями являются: гидрометеорологические очерки лоций, гидрометеорологические карты и атласы, атласы физико-географических данных, атласы отдельных гидрометеорологических параметров (льда, течений, повторяемости штормов и ураганов и т.д.). Они позволяют перед началом длительных парусных переходов проанализировать предполагаемые гидрометеорологические условия на маршруте. Следует отметить, что в настоящее время все большее распространение получают электронные атласы и пособия, которые занимают значительно меньше места и содержат большое количество информации.
Выбранный на основании этих данных маршрут называется климатическим или сезонным путем судов (Дремлюг, Шифрин, 1976). Из существующих зарубежных пособий климатические пути наиболее подробно описаны в выдержавшем несколько изданий и проверенным временем специальном выпуске "Ocean passages for the World" (1973). Вторая часть этого издания посвящена плаванию под парусами. Из отечественных изданий не потеряла своего значения, в том числе и применительно к маршрутам парусных судов, работа Абузярова, Сиротова "Рекомендуемые курсы плавания судов в океане" (1970).
Васильев (1972) рекомендует обращать внимание на следующие сведения при работе с климатическими пособиями: - длину ряда наблюдений, использованных при составлении пособия; - амплитуду колебаний значений рассматриваемого параметра; - амплитуду колебаний значений параметра в данный период времени; - повторяемость данного параметра, что особенно важно в отношении опасных явлений (значительного волнения, тропических циклонов, обледенения и т.д.).
Длина ряда имеет первостепенное значение, так как определяет степень доверия к опубликованным сведениям. Амплитуда колебаний рассматриваемого параметра и его повторяемость важны как характеристики устойчивости процесса.
Климатические пути, основанные на общем анализе гидрометеорологических условий, не являются кратчайшими по расстоянию, часто включают значительные обходы, обусловленные климатическими особенностями. Очевидно, что климатические пути будут являться оптимальными только в том случае, когда фактические гидрометеорологические условия совпадают с климатическими. На практике, во время длительных трансокеанских или кругосветных плаваний нередко наблюдается значительные отклонения фактического состояния погоды от среднемноголетних характеристик. Предусмотреть все возможные варианты и нюансы изменчивости гидрометеорологических условий, которые могут возникнуть во время длительного кругосветного плавания, практически невозможно. Поэтому непосредственно во время плавания первостепенное значение должно быть уделено анализу и изучению оперативной гидрометеорологической информации. Корректировка маршрута во время плавания осуществляется на основании поступающих из метеоцентров прогнозов, обычно заблаговременностью 3-5 суток (качество и надежность прогнозов чаще всего убывает с увеличением времени упреждения прогноза), фактических и прогностических карт погоды, а также метеорологических данных, получаемых непосредственно на борту судна. Оперативное гидрометеорологическое обеспечение современных парусных судов практически ничем не отличается от обеспечения судов других типов. Однако, как правило, парусные суда оснащены большим числом гидрометеорологических приборов, которые позволяют отслеживать и анализировать более широкий спектр поступающей гидрометеорологической информации. Подавляющее большинство парусных судов оснащено автономными метеостанциями, которые дают возможность анализировать поступающую информацию об основных и наиболее необходимых гидрометеорологических элементах: скорости и направлении ветра, давлении, температуре и влажности воздуха и т.д. Данные записываются на магнитные носители и обрабатываются на компьютере, что сокращает время обработки и дает больше возможностей для оперативного анализа и прогноза.
К числу оперативной и наиболее востребованной информации относятся фактические и прогностические карты погоды, принимаемые на судах в факсимильном режиме. В специальных периодически обновляемых справочниках публикуются частоты и адреса, основных метеослужб, передающих карты погоды для различных районов Мирового океана, таких как "Расписание передач навигационных предупреждений и гидрометеорологических сообщений радиостанциями Северного Ледовитого и Атлантического океанов" (1999)и др.
Справочники являются одним из основных источников, по которым производится учет влияния погодных условий на судно (Васильев, 1966, 1967). Их описание и работа с ними достаточно подробно изложены в целом ряде учебно-методических пособий, например, в работе Васильева (1966).
Фактические карты погоды, или синоптические карты погоды, дают представление о реальной гидрометеорологической обстановке. По ним можно своевременно обнаружить ошибочность прогноза погоды и скорректировать курс судна. Высотные фактические карты погоды позволяют судить о воздушных потоках на определенных высотах.
Прогностические карты приземного давления указывают положение барических центров с заблаговременностью от 72 до 120 часов. Зная ожидаемое положение барических образований, можно предсказать гидрометеорологические условия в интересующем районе на срок заблаговременности прогноза.
Немаловажную роль для выбора маршрута могут иметь также фактические и прогностические карты волнения и карты температуры поверхности океана (ТПО). По картам волнения ведется расчет потерь скорости судна на волнении, определяются периоды бортовой качки (явление резонанса), и возможности потери остойчивости судна на попутном волнении.
Карты ТПО играют косвенную, но в то же время существенную роль при выборе наиболее оптимального маршрута, поскольку распределение температуры отражает направление и изменчивость квазистационарных течений и мезомасштабных океанских вихрей (Fedulov et al., 1983; Legeckis, Gordon, 1982; Каменкович и др., 1987; Федулов, Ремесло, 1989; Ремесло, 2000).
Поскольку течения разделяются на теплые и холодные, то по картам ТПО для использования их в навигационных целях несложно определить их границы и направления. Кроме того, максимальным градиентам ТПО, как правило, соответствуют максимальные скорости поверхностных течений.
Практика хождения под парусами на барке "Крузенштерн" показала целесообразность использования еще одного вида информации: спутниковых снимков ТПО в инфракрасном спектре и телевизионных снимков облачного покрова земли.
Телевизионные черно-белые снимки хорошо отражают вихревые воздушные образования, положение циклонов и фронтальных разделов, что в совокупности с картами погоды также дает более полное представление о синоптической обстановке в районе нахождения судна.
Использование карт атмосферных переносов, карт модулей ветра и его среднеквадратичного отклонения, карт преобладающих ветров и их устойчивости при выборе оптимальных маршрутов парусных судов
Современные атласы и карты, показывающие осредненные данные различных гидрометеорологических элементов, находят самое широкое применение при подготовке длительных плаваний на парусных судах. Однако, в ряде случаев, они рассчитаны по устаревшим данным, имеют короткие ряды наблюдений, не соответствуют "текущей климатической эпохе" и по этой причине нуждаются в постоянном обновлении. Кроме того, они не всегда удобны для "визуального восприятия" и практического использования. Поэтому, в практике подготовки длительных морских переходов барка "Крузенштерн", нашли широкое дополнительное применение подготовленные на основе расчетов автора карты преобладающих атмосферных переносов, карты модулей ветра и его среднеквадратичного отклонения, карты преобладающих ветров и его устойчивости. Совместный анализ этих карт с данными современных атласов и других пособий, позволяет более обоснованно и корректно определить климатические маршруты во время подготовки предстоящего плавания парусного судна.
Карты атмосферных переносов (индексов Каца) для акватории Атлантического океана были построены и рассчитаны совместно с Г.А. Чернега (АтлантНИРО) по двадцатилетнему ряду среднемесячных значений приземного давления за период с 1970 по 2000 г.
Среднемесячные значения приземного давления на каждом пятиградусном участке параллелей и меридианов пересчитывались на градус экватора. Полученные величины являются физически обоснованными индексами количественной оценки зональных и меридиональных переносов воздушных масс (Кац, 1960). Величина и знак градиентов давления по параллели характеризуют интенсивность и направление меридиональных геострофических переносов масс воздуха, а соответствующие величины и знак по долготе характеризуют зональные переносы. Поскольку ось Y направлена на север, а ось X - на восток, то в Южном полушарии, в соответствии с влиянием силы Кориолиса, положительным значениям широтных и долготных градиентов дав ления соответствует перенос воздушных масс на юг и восток, отрицательньм - на запад и север. В Северном полушарии - наоборот: положительные значения характеризуют перенос воздушных масс на север и запад. Отрицательные - на юг и восток соответственно.
Применение этих карт удобно при предварительном выборе маршрутов трансатлантических переходов и анализе возможных преобладающих переносов воздушных масс. При выборе маршрутов необходимо исходить из наиболее оптимального сочетания зональных и меридиональных переносов воздушных масс. В электронном виде эти карты построены для всех месяцев года и занесены на магнитные носители. В данной работе они приводятся только для центральных месяцев сезонов (рис. 4-31).
На рис. 4-7 отчетливо видно, что западные зональные переносы в северной части Атлантического океана преобладают приблизительно от 30 до 60с.ш. и достигают максимальных значений в центральной части океана приблизительно в районе 50с.ш., 30з.д. Они достигают максимальных значений в январе и октябре и ослаблены в июле и апреле. При этом область преобладающих зональных переносов несколько сужается в апреле июле, особенно в восточной части северной Атлантики.
Область преобладающих восточных зональных переносов простирается от Иберийского полуострова до Мексиканского залива. Наибольшие значения индексов характерны для апреля и июля, что согласуется с усилением североатлантического пассата весной и летом.
Распределение индексов меридиональных переносов в северной части Атлантического океана имеет более сложный характер (рис. 8-11). Ось максимальных южных меридиональных переносов простирается от района открытой части океана от Антильских до Британских остовов. В январе они достигают максимальных величин к северу от 40с.ш.; в апреле расположены в центральной части северной Атлантики между 40-50с.ш., в июле по отношению к предшествующему периоду времени смещаются в район о. Ньюфаундленд, в октябре максимальны между островами Исландия и Великобритания, а также несколько восточнее Антильских островов.
Максимальные северные переносы наиболее отчетливо выражены в январе у восточного побережья США и острова Гренландия, с апреля по октябрь в центрально-восточной части северной части Атлантического океана, где достигают максимальных значений в районе Канарских островов.
В южной части Атлантического океана в полном соответствии с районом преобладания западных ветров и прохождением циклонов в восточном направлении, область преобладания западных зональных переносов воздушных масс находится к югу от 28-35ю.ш. и достаточно стационарна. При этом ось максимальных западных переносов проходит приблизительно вдоль так называемых "неистовых" 50-х широт Южного полушария. Достаточно велики значения западных меридиональных переносов воздушных масс и в восточной части южной Атлантики районе "ревущих" сороковых широт (рис. 12-15).
Границы области преобладающих восточных зональных переносов, расположенной приблизительно между 15 и 35ю.ш., в течение года также изменяются незначительно. Максимальные значения приурочены приблизительно к 20ю.ш. и более отчетливо выражены в восточной части океана. Вторая область повышенных значений восточных зональных переносов воздушных масс расположена в непосредственной близости от побережья восточнее моря Уэдделла (рис. 12-15).
В январе северные меридиональные переносы охватывают акваторию южной Атлантики приблизительно от 15 до 45ю.ш. и от побережья Южной Америки до 5-10з.д. В апреле-октябре распределение индексов меридиональных переносов воздушных масс имеет более сложный характер. Ось, соединяющая их максимальные значения, проходит от побережья Южной Америки вблизи 25ю.ш. до 50ю.ш. в рай-оне10-20в.д., Наиболее отчетливо область северных воздушных переносов выражена в северо-западной части рассматриваемой акватории.
Южные меридиональные переносы наиболее выражены и имеют максимальные значения в восточной части южной Атлантики у побережья Африканского континента между 20-30ю.ш. Они также имеют высокие значения между антарктическим побережьем и 50ю.ш. В районе юго-западной части Южной Атлантики южные меридиональные переносы максимальны в июле, т.е. зимой Южного полушария, и ослаблены в январе (рис. 16-19).
Переход от Канарских островов до побережья Америки
Этот традиционный "колумбовский" маршрут издревле используется капитанами парусных судов, как наиболее благоприятный для достижения американского побережья (см. рис. 32). В настоящее время им часто пользуются яхтсмены во время пересечения Атлантики и капитаны парусных судов, принадлежащих туристическим фирмам, таких как Roal Clipper, Sea Cload, на которых успешно работают моряки, прошедшие подготовку на барке "Крузенштерн".
Обычно этот маршрут разделяют на два самостоятельных перехода: это плавание от Канарских до Бермудских островов и далее до побережья Северной Америки и от Канарских островов до восточного побережья Бразилии. После выхода с Канарских островов на начальной стадии плавания оба маршрута схожи: парусное судно необходимо вести в южном или юго-западном направлениях, как можно быстрее удаляясь от Канарских островов, где часто наблюдаются местные неустойчивые ветры переменных направлений, до вхождения в зону северовосточного пассата и сопутствующего ему северо-пассатного течения.
Северное пассатное течение начинается в районе о-вов Зеленого Мыса и идет на юго-запад, затем запад, пересекая океан в общем направлении с востока на запад. Границы течения непостоянны, их положение сильно меняется в продолжение года. Северная граница проходит примерно между параллелями 20-25с.ш. Средняя скорость течения преимущественно менее 0,5 уз. Скорость течения увеличивается при усилении северо-восточных ветров. Устойчивость 25-50%, в отдельных местах до 70%.
Парусникам, следующим на Бермудские острова, рекомендуется продолжать движение бейдевиндом правого галса в юго-западном направлении до достижения 25с.ш. на 40%д. и далее, следуя вдоль этой параллели, дойти до 60з.д. После прохождения 60 з. д. можно повернуть на Бермудские острова. Такая тактика ведения парусного судна вполне оправдана, поскольку в западной части тропической Атлантики юго-восточный пассат пересекает экватор и преобладающими становятся благоприятные юго-восточные ветры (Ocean passages for the World, 1973).
Корректировка маршрута на этом переходе может быть внесена в зависимости от положения южной периферии Азорского максимума, которая на факсимильных картах погоды отчетливо прослеживается как зона максимальных градиентов приземного атмосферного давления и к которой соответственно будут приурочены зоны максимальных скоростей ветра.
Плавание парусника на этом переходе проходит в относительно "комфортной" тропической зоне, где в течение всего года господствует морской тропический воздух. В открытом океане преобладает относительно прохладная погода. А вблизи побережья - жаркая, удушливая и изнуряющая, с малым количеством осадков и устойчивыми северо-восточными и северными ветрами.
Относительно прохладный период отмечается с декабря по март, когда в открытом океане среднемесячная температура воздуха составляет 22-25С. Наиболее жаркий период года июль-сентябрь. В это время средняя температура в открытом океане составляет 22-26С, а на побережье и островах 20-27С. Особенно высокая температура отмечается во время дующих из пустынь восточных и юго-восточных ветров. Относительная влажность в большей части зоны 60-75%, уменьшаясь или увеличиваясь в отдельных пунктах до 55 или 90% соответственно.
Средняя скорость ветра в открытом океане 4-7 м/с. Ветры со скоростями более 15 м/с редки. Повторяемость штилей в открытом океане не превышает 7% (Лоция западного берега Африки, 1994).
Следует, однако, помнить, что на этом переходе, особенно в зимнее и осеннее время возможны тропические циклоны и смерчи, представляющие реальную угрозу для парусных судов. Прохождение тропических ураганов более характерно для западной зоны тропической Атлантики, однако, и на востоке зоны могут возникать ветры ураганной силы.
Тем не менее, именно этот маршрут в настоящее время чаще других используется фирмами, специализирующимися на перевозке туристов на парусных судах через Атлантический океан.
Капитанам, ведущим парусные суда к восточному побережью Бразилии, рекомендуется поступать следующим образом. Продолжая следовать в южном или юго-западном направлениях в зависимости от направления ветра и возможностей судна, о-ва Зеленого Мыса предпочтительнее обходить с запада, поскольку наиболее сильные и устойчивые ветры наблюдаются именно к западу от архипелага. На траверзе о-вов Зеленого Мыса поворачивайте на прямой курс по направлению к выбранному пункту назначения.
Экватор в зависимости от времени года следует пересекать в различных точках, и поступать следующим образом: - После прохождения архипелага Зеленого Мыса следует вести судно на юг между меридианами 26 и 29з.д.; с мая по октябрь ближе к 26з.д., а с ноября по апрель -к29з.д.; - В январе-апреле, когда Северо-восточный пассат достаточно хорошо развит, продолжайте двигаться южными курсами и пересекайте параллель 5с.ш. между 25 и 28з.д., а экватор между 28 и 31з.д.; - В мае-июне, когда южные ветры будут преобладать между 5 и 10с.ш., ведите судно галсом левого борта, так чтобы пересечь 5с.ш. между 18 и 20з.д. Между 5 и 4с.ш. переводите судно на галс левого борта и пересекайте экватор между 25 и 23з.д.; - В июле, августе и сентябре южные ветры будут преобладать между 10 и 12с.ш. Поэтому следует повернуть на галс правого борта и пересечь параллель 5с.ш. между 17 и 19з.д. Затем следует повернуть на галс левого борта и пересечь экватор, как в мае-июне, между 25 и 23з.д.; - В октябре, ноябре и декабре южные ветры преобладают между 8 и бс. ш. Поэтому следует вести судно таким образом, чтобы пересечь 5с.ш. между 20 и 23з.д., после чего лечь галс, который позволил бы идти как можно больше в южным направлении, и пересечь экватор между 29 и 24з.д. (Ocean passages for the World, 1973).
Необходимо также помнить общее правило, что чем западнее будет пересечен экватор, тем меньше вероятность попадания судна в экваториальную штилевую зону. Кроме того, следует учитывать влияние межпассатного противотечения, которое наиболее ярко выражено с мая по октябрь, идет с запада на восток между Северным и Южным пассатными течениями. Оно не имеет четко очерченных границ. Северная граница меняет свое положение от параллели 8с.ш. до параллели 10-12с.ш. южная граница проходит приблизительно в районе 4с.ш. Средняя скорость колеблется от 0,5 до 1 уз., а максимальная скорость достигает 3 уз. Устойчивость 50-75% и более.
После прохождения экватора рекомендуется вести судно поперек юго-восточного пассата галсом левого борта, и даже развернуть судно примерно на курс 260з.д., и затем вести судно прямо на восток до достижения южной границы устойчивых ветров.
При приближении к бразильскому берегу в период между мартом и сентябрем, когда происходит усиление юго-восточного ветра и прибрежных течений, рекомендуется держаться на удалении 120-150 миль от побережья, и поворачивать в пункт назначения с наветренной стороны.
В октябре-ноябре, когда преобладают северо-восточные ветры, а прибрежное течение имеет юго-западные направление, следует приближаться к берегу в соответствии со сложившейся обстановкой.
Определение местонахождения судна по отношению к движущемуся циклону
Современная оперативная гидрометеорологическая информация (синоптические прогнозы и обзоры погоды, карты погоды, спутниковые снимки, информация, получаемая с радиолокаторов и пр.), как правило, позволяют заблаговременно оповещать судоводителей о приближении циклонов. Дополнительная данные о приближении циклонов могут быть получены на основе анализа изменчивости местных признаков погоды, достаточно подробно описанных Зубковым (Зубков, 1970). В любом случае, судоводитель обязан постараться обойти циклон или провести судно через его наиболее безопасную область. Соответственно, первоочередной задачей, вне зависимости от типа судна, является определение местонахождения судна относительно центра движения циклона, которое можно определить по ветру, зыби, движению облаков или с помощью штормовой картушки и радиолокатора. Для этого можно воспользоваться хорошо известным правилом: если стать спиной к ветру, то центр циклона будет находиться впереди на 45-65 влево от направления ветра в Северном полушарии и на столько же вправо в Южном. Центр циклона всегда будет находиться в Северном полушарии с правой стороны, а в Южном - с левой от наблюдателя, стоящего лицом к движению облаков. Ориентиром для определения центра циклона может также служить зыбь, которая всегда движется от его центра.
Очевидно, что признаком приближения циклона является падение атмосферного давления. Если ветер ослабевает, а давление повышается - циклон отходит от судна. Если давление и скорость ветра остаются неизменными - циклон проходит стороной. Для определения приблизительного расстояния до центра циклона по изменению приземного атмосферного давления и ветра можно пользоваться специальными расчетными таблицами.
Штормовая картушка (рис. 46) позволяет более точно определить движение циклона. Для этого сначала наносят на карту стрелку истинного ветра в точке нахождения судна. Затем накладывают на карту картушку таким образом, чтобы одна из стрелок ветра совпадала с направлением истинного ветра, а линия NS была параллельна меридиану карты. Это позволит определить направление на центр циклона.
При выборе соответствующей окружности картушки (изобары) исходят из величины часового падения давления. При слабом падении давления судно находится на внешней изобаре; при падении давления на величину от 1,0 до 1,5 мбар/час - между первой и второй изобарами, от 1,6 до 2,6 и более - между третьей изобарой и центром. Таким образом, можно получить представление не только о месте положения центра циклона, но и в каком направлении по отношению к судну движется его центр.
Одновременное использование радиолокатора кругового обзора с вышеописанными методами позволяет получить наиболее точные представления о местонахождении циклона и его движении.
Определив направление на центр циклона и на его область, которая надвигается на судно, необходимо лечь на курс, который уводил бы судно с траектории его движения в благоприятную для навигации сторону.
Плавание в районах тропических и глубоких циклонов для современных судов, использующих силовые установки, достаточно подробно описаны в целом ряде работ (Лившиц, Хованский, 1967; Шалаев, 1975; Гордиенко, Дремлюг, 1989). Управление парусными судами в зонах сильных и ураганных ветров изучено недостаточно.
Рекомендации, приводимые ниже, являются общими как для судовождения в районах прохождения тропических ураганов, так и глубоких циклонов.
1. Получив штормовое предупреждение о приближении тропического циклона, несмотря на относительно благоприятные погодные условия, необходимо уйти на "свободную" воду или в порт-убежище. Практика судовождения парусных судов свидетельствует также о том, что вблизи урагана, штурман не всегда может точно определить четверть циклона, в которой находится судно. В подобных случаях рекомендуется пользоваться следующим правилом: нужно считать, что судно находится в наиболее опасной четверти. Если данное предположение не оправдалось, то можно лечь на курс бакштаг или даже на фордевинд для ухода с пути циклона.
2. В случае нахождения парусника в передней, наиболее опасной четверти циклона следует придерживаться следующих правил: в Северном полушарии судно ложится на курс бейдевинд правого галса, в Южном полушарии - на бейдевинд левого галса.
До тех пор, пока сила ветра позволяет движение судна в обычном режиме, необходимо держать судно как можно круче к ветру и использовать максимальное число парусов с тем, чтобы как можно дальше отойти от центра циклона.
По мере усиления ветра и изменения его направления, постепенно убирается часть парусов, однако, по-прежнему необходимо вести судно, как можно круче к ветру. Следует помнить и о шквалах, которые часто возникают в циклонах и которые могут привести к потере рангоута, а в худшем случае и к потере самого судна. На рис. 49 буквами А, А1, А2, A3 показаны последовательные положения парусного судна, приведенного на курс бейдевинд. Вполне естественно, что с переходом в тыловую часть циклона и по мере ослабления ветра, можно ложиться на курс бакштаг.
3. При нахождении судна в передней относительно безопасной, или "судоходной" четверти необходимо поступать следующим образом: в Северном полушарии судно курсом бакштаг правого галса должно стремиться уйти из зоны урагана, а в Южном полушарии этот маневр следует делать курсом бакштаг левого галса.
Не рекомендуется держать курс полным ветром, так как, идя почти на фордевинд, парусник неизбежно войдет во внутреннюю часть урагана и приблизится к его центру (на рис. 49 - Б, Б1, Б2). Как показывает схема, до тех пор пока курс не станет бейдевинд (Б2), необходимо постепенно приводиться круче к ветру.
Если судно недостаточно далеко ушло от средней части зоны урагана, а сила ветра еще велика и нет возможности лечь на промежуточный курс галфвинд, то в этом случае необходимо привестись на курс бейдевинд, но уже с противоположного галса. В этой очень тяжелой ситуации поворот возможен только "через фордевинд", поскольку он не требует обстенивания парусов фок-мачты при хаотичном волнении и смене ветра. На схеме (рис. 49) это будет выглядеть, как переход из положения Б в положение В или из положения Б1 в положение В1.
В отличие от "опасной" четверти, где рекомендуется идти с максимальной скоростью и держать курс бейдевинд как можно полнее, в "безопасной" четверти наоборот, пренебрегая скоростью, необходимо идти как можно круче к ветру, не давая возможности судну приближаться к центру урагана.
Даже в относительно безопасной четверти при продвижении вперед тяжелая штормовая обстановка будет сохраняться. Выход на периферию циклона из положения В2 или ВЗ путем поворота "через фордевинд" и приведения на бейдевинд другого галса сопряжен с большими трудностями. Но, если это удается сделать, то судно быстро пересечет путь, пройденный центром урагана и перейдет в тыловую четверть, как показано буквой А4, курсом бакштаг. Если же поворот "через бакштаг" не получится, то судно рискует стремительно войти в опаснейшую зону - центр урагана, носящую название "глаз бури".
