книги из ГПНТБ / Воронцов, П. А. Аэрологические исследования пограничного слоя атмосферы

вленный с суши на море. Высота нижнего бризового потока вследствие этого приобретает большую толщину по наблюде­

бриза постепенно возрастает, но после восхода солнца быстро-

уменьшается. По наблюдениям в 8 час., т. е. 1,5—2 часа спустя после восхода солнца, мощность нижнего бризового потока по

сравнению с данными за 20 час. имеет на всех пунктах неболь­ шое увеличение в пределах 100—200 м. Наличие в береговом бризе только двух слоев — нижнего слоя и слоя общей цирку­ ляции, сливающейся с верхним бризовым потоком — отра­ жается на снижении высоты слоя общей циркуляции и умень­ шении мощности пограничного слоя. Высота слоя общей цирку­ ляции, если принять ее за высоту начала юго-западного или западного направления ветра, составляет для Поти 0,9 км

ничного слоя составит вечером 2,0 км, утром 3,0 км при мор­ ском бризе 4,0 км.

Если на Кавказском побережье Черного моря устанавли­ вается длительный период с бризами, то слой примерно от 0,6—0,8 до 1,5—2,0 км сохраняет в течение суток почти постоян­ ное направление ветра с суши на море. Смена направления ветра соответственно времени суток происходит только в самом нижнем слое 0,6—0,8 км.

В распределении скорости ветра при береговом бризе можно аналогично морскому бризу выделить от земной поверх­ ности и до верхней границы пограничного слоя два максимума скорости ветра и два минимума. Как мы уже отмечали, в Поти и отчасти в Сухуми скорости берегового бриза значительно

больше нормальной для бриза, что вызвано наличием в неко­ торые дни в Рионской долине феновых ветров, имеющих в утренние и вечерние часы одинаковое направление ветра по высоте с береговым бризом и отличающихся только большими скоростями ветра.

Интенсивность развития берегового бриза в районе Поти значительно меньше, чем в районе ст. Гагра. В Сухуми берего­ вой бриз развит сильнее, чем в Батуми. Таким образом, чем ближе к данному пункту горы и чем эти горы выше, тем более интенсивно развит береговой бриз (табл. 103). Очевидно, что-

для развития берегового бриза, помимо величины разности тем­

пературы воздуха над сушей и морем вследствие выхолажи­

Интенсивность стока будет зависеть от близости гор, их высоты и степени охлаждения склонов горы. В этом случае горный ветер усиливает береговой бриз, который здесь часто получает

300

большее развитие как по времени, так и по величинам скорости,

чем морской бриз.

В работе автора (1948) приведены две типовые схемы раз­

вития бризовых ветров на Черноморском побережье Кавказа.

На рис. 103 изображены схемы бризовой циркуляции для районов, где вблизи берега моря располагаются горы. Эта схема построена по материалам шаропилотных наблюдений на ст. Гагра с наличием бризовой циркуляции и метеорологиче­ ских наблюдений на высотах 920 и 1600 м по склонам Гагрин-

Рис. 103. Схема бриза в горной приморской местности.

А — нижний бризовый поток, В — верхний бризовый поток, С — слой свободной атмо­

Т а б л и ц а 103

Средние высоты развития берегового бриза (в км)

301

ского хребта. По этим данным можно было установить сроки начала и конца морского и берегового бризов в слое до 1600 м. Начинаясь у берега моря в 7—8 час., бризовый поток подни­ мается вдоль склона гор с вертикальной скоростью в среднем около 0,2 м/сек. Вследствие более раннего освещения солнцем склонов высоких гор долинный ветер в слое 0,9—1,6 км начи­ нает развиваться почти одновременно около 9 час. и сливается с бризовым потоком. Таким образом, развитие бриза 1-го рода идет снизу вверх.

Рис. 104. Схема бриза в равнинной приморской местности.

а — морской бриз в полуденные часы, б — береговой бриз в ночное время, А — ниж­

ского бриза идет сверху вниз. К вечеру наблюдается также сни­ жение высоты пограничного слоя. Так как поток с гор имеет нисходящее движение, то развитие кучевых облаков на склонах гор прекращается и они постепенно распадаются. На уровне 0,9 км поток воздуха с гор продолжается около 16 час. с моря примерно 8 час. Максимальное развитие береговой бриз приоб­ ретал к моменту восхода солнца, в некоторых случаях на уровне 0,9 км скорость стока воздуха с гор достигала почти ураганной силы.

На рис. 104 приведена схема развития бризовой циркуляции в районе Поти, где к морю подходит низкий, местами заболо­ ченный берег. Для построения схемы были использованы шаро­ пилотные наблюдения в Поти, Анасеули, Зугдиди и Цулукидзе.

Относительно недалеко от этих пунктов располагаются горы, поэтому морской бриз может также переходить в долинный ве­ тер. В полуденные часы мощность морского бриза на берегу

302

моря и долинного ветра над пунктами, удаленными от берега моря, составляет 0,4—0,5 км. Таким образом морской бриз по­ степенно распространяется в глубь равнины, со скоростью при­ мерно равной 4 м/сек. и переходит в долинный ветер.

Береговой бриз начинает развиваться сразу же после захода

солнца и к 20 час. обычно достигает значительного развития.

После захода солнца поток с моря ослабевает и начинается тяга с суши. Аналогично наблюдениям на ст. Гагра, в Поти при береговом бризе также наблюдается снижение мощности погра­

ничного слоя.

Рис. 105. Скорость ветра на разных высотах.

На рис. 105 приведено распределение скорости ветра с вы­ сотой над ст. Гагра и Поти. Здесь по оси абсцисс отложены скорости, полученные как проекции вектора ветра на плоскость, перпендикулярную береговой линии. Справа от нуля оси ординат

дила на высотах 0,7 и 2,3 км над Поти на 0,4 и 1,8 км, ночью

соответственно 1,2 и 1,1 км.

Приведенные данные показывают на наличие относительно мощного потока с суши как при морских, так и при береговых бризах. Это следует объяснить влиянием Главного кавказского хребта, отражающего часть воздуха обратно и усиливающего соответствующие ветры бризовой циркуляции.

Для выяснения термического строения бризов по высоте было проведено несколько полетов над берегом и морем.в дни

303

с хорошо развитым бризом. Полеты совершались над мысом Пицунда. При полетах проводилось зондирование атмосферы до высоты 1000 м над берегом и над морем на расстоянии 55— 60 км от берега. Затем делался горизонтальный зондаж на вы­ сотах 50, 100, 200, 300, 500 и 800 м по прямой на 60—70 км, из

них 55—60 км над морем и 7—10 км над сушей. Полеты над сушей более 7—10 км были затруднены близким расположением

гор.

Результаты температурного зондирования над морем и су­ шей 20, 22 и 23/VIII 1955 г. в полуденные часы приведены на рис. 106. На рис. 106 нанесено и распределение направления и скорости ветра по высотам в Адлере.

Судя по записям термографа и гигрографа, можно считать,

что начало морского бриза на мысе Пицунда 20 и 23/VIII было

скачков в ходе температуры и влажности воздуха, поэтому

и НО м. Переходный слой, отделяющий нижний и верхний по­ токи морского бриза, характеризовался наличием уменьшенных значений вертикального температурного градиента у, как это

куляций термического происхождения, переходный слой в них также часто имел уменьшенные значения у иногда с инверсией. Распределение температуры воздуха над морем показывает,

что 23/VIII инверсия температуры отсутствовала, 20/VIII была изотермия, a 22/VIII слой инверсии был на 460 м и слой изо­ термии на той же высоте, что и над сушей. Очевидно, по мере

приближения массы воздуха к берегу изотермия переходит в инверсию. Над водой слой раздела ниже, чем над сушей. Рас­

пределение метеорологических элементов по высотам над морем и берегом за 6 час. 23/VIII дано на рис. 107.

Отметим относительную слабость ночного бриза, высота по­ тока с берега была всего 100—120 м. Обратный поток с моря был только в слое 180—300 м, скорости ветра 1—2 м/сек. Над

берегом в слое ночного бриза наблюдалась изотермия, пере­ ходной слой с 120 до 180 м так же, как и морской бриз, харак­ теризовался инверсией температуры воздуха, в слое обратного

Над морем в это время до 350 м наблюдалась повышенная

304

стратификация в общем была противоположной стратификации над берегом: неустойчивая стратификация в нижнем приводном слое и повышенно устойчивая наверху, над берегом — инверсия внизу и сравнительно большие величины у выше слоя инверсии.

Для характеристики стратификации массы воздуха над мо­ рем и сушей приведем распределение величины у в слое 1000 м

(табл. 104).

Таблица 104

Величины у над морем определены на расстоянии 55—60 км по нормали от берега, над сушей у подсчитаны в 3 5 км от

берега моря.

Над морем в нижнем слое утром величины у больше, чем в дневные часы. Над сушей в нижнем слое днем у > Г, затем идет слой в 100—200 м с уменьшенными значениями у ~ 0,2 — 0,6°/100 м. Под слоем инверсии величина у снова возрастает до

Рис. 108. Распределение t и г на разных уровнях.

a — 20/VIII 13 час., б — 22/VIII 13 час., в — 23/VIII 13 час., г — 23/VIII 6 час.

сушей и морем в слое от 50 до 800 м. Для большей наглядности приведем вычисленные величины горизонтального градиента

температуры ст7111 км при морском и для сравнения при бере­

говом бризе. Величины о подсчитаны по нормали к линии бе­ рега (табл. 105).

В табл. 105 знак минус перед числом показывает, что ст на­

правлена от берега к морю. При морском бризе величины ст над сушей значительно (от 3 до 10 раз) больше, чем над морем.

При береговом бризе величины ст всюду меньше, чем при мор-

306