Горно-долинные ветры
Горно-долинные ветры формируются в горных районах и меняют своё направление два раза в сутки. Воздух по-разному нагревается над гребнями горных хребтов, склонами и дном долины. В высокогорьях мало жидкой воды – в основном лед и камни. Поэтому над ними в воздухе мало водяного пара и слабее парниковый эффект, чем над дном долин, где много растительности, ручьев и озер. Камни имеют по сравнению с дном таких долин малую теплоемкость. Поэтому подстилающая поверхность высокогорий при хорошей погоде днем нагревается до более высоких температур, чем дно долин. В результате этого над дном долин атмосферное давление оказывается более высоким и возникает поток воздуха из них в высокогорье. Это горно-долинный ветер хорошей погоды. Обычно он возникает часа через три после восхода Солнца и продолжается в течение всего дня.
Ночью воздух над высокогорьями, содержащий меньше водяного пара охлаждается сильнее, чем над дном долин. Он становится более плотным, чем над долиной на той же высоте, и стекает в нее, создавая ночной горно-долинный ветер хорошей погоды. Скорости горно-долинных ветров до 10 м/с.
Схемы дневных и ночных горно-долинных ветров хорошей погоды
Горно-долинные ветры отчетливее всего выражены в теплые, ясные летние ночи. Скорость горного ветра зависит от крутизны склона, а также от ширины и глубины долины. При плохой погоде схемы дневных и ночных горно-долинных ветров противоположны. Поэтому по наблюдениям за ними можно предсказывать перемены погоды.
В некоторых районах Земли, например на отдельных плоскогорьях, где при радиационном выхолаживания накапливается холодный воздух, наблюдаются очень сильные ветры стокового характера. Стоковый ветер направлен от холодных и высоких участков к теплым и ниже расположенным и возникает под действием силы тяжести. Сильные ветры, связанные с радиационным выхолаживанием воздуха, носят также название катабатических. В некоторых районах им дают местные названия, которые не следует путать с термином «катабатические», общеупотребительным среди метеорологов. Сам этот термин указывает на то, что радиационное выхолаживание воздуха сопровождается стоком его под действием силы тяжести. На французском побережье Средиземного моря такие ветры называют мистралями. На побережьях норвежских фиордов их называют стоковыми. Когда они дуют с высокогорных плато на северном побережье Адриатического моря, то их, как и на Черном море называют «бора». Катабатические ветры возникают также во время длительного перемещения воздуха над обширными заснеженными пространствами. Выхолаживание происходит за счет соприкосновения движущегося воздуха с холодой снежной поверхностью, причем катабатический ветер в этом случае может дуть с небольшими перерывами в течение нескольких суток.
Фён и чинук
Орографические особенности горных районов могут вызывать возникновение еще одного вида ветра. Воздух, движущийся по земной поверхности, встретив на своем пути горы, вынужден подниматься по ним и при этом адиабатически охлаждаться. Так происходит, например, при встрече индийского летнего муссона с Гималаями. В этом случае на наветренных склонах гор выпадают осадки. К тому времени, когда воздух переваливает через вершины горного хребта и начинает опускаться по подветренной его стороне, он успевает потерять значительную часть содержавшегося в нем ранее водяного пара, получив при этом скрытую в паре теплоту конденсации. Далее он нагревается вследствие сжатия, которое происходит, когда он опускается по подветренному склону. Таким образом, воздух на подветренных склонах оказывается очень теплым и сухим. Подветренные склоны попадают в так называемую дождевую тень, и климат здесь становится до некоторой степени похожим на климат пустынь. Так образуется ветер Фён - теплый и сухой, дующий со стороны гор в долины, действующий от нескольких часов до нескольких суток.
Хотя фёны наблюдаются в определенных районах и относятся к местным ветрам, они, а противоположность горно-долинным ветрам, возникают лишь в тех случаях, когда мощные воздушные течения, вызванные макроциркуляционными процессами, переваливают через горный хребет средней высоты. Скорости фёнов нередко достигают 20-25 м/с.
Сравнительно высокая температура воздуха при фёнах определяется адиабатическим нагреванием его при опускании с вершины хребта в долину. Температура воздуха на одних и тех же высотах на наветренной стороне заметно ниже, чем на подветренной.
Фёны часто наблюдаются в горах Кавказа, Средней Азии, Алтая, в Альпах, Скалистых горах и других горных районах земного шара. В зависимости от времени года температура воздуха бывает разная. Летом она может повыситься до 35-40° и более при относительной влажности 10-20%. Иногда при фёнах температура в долине возрастает очень быстро. За несколько часов она может повыситься даже на 30-40°.
На Кавказе фёны наиболее часты в Рионской долине. Здесь они наблюдаются в среднем более 100 дней в году.
Фен дует на северных склонах Альп, преимущественно в конце зимы или в начале весны. Во время фена температура быстро повышается и зимой снег тает скорее, чем от непосредственного нагревания солнечными лучами. Летом при фене засыхает и желтеет трава и листья опадают с деревьев; иногда этот ветер даже способствует созреванию винограда. Долгое время фен считали свойством только определенных местностей, но теперь такие ветры констатированы во всех горных странах.
Фен возникает при условии, когда давление по одну сторону горного хребта низкое, а по другую - высокое. Воздух под влиянием разницы давления движется от места высокого давления к месту низкого и переваливает через хребет, поднимаясь по одному склону и опускаясь по другому. При подъеме влажного воздуха происходит понижение его температуры в среднем только на 0,5° на каждые 100 м, благодаря тому, что при конденсации влаги, содержащейся в воздухе выделяется значительное количество тепла. Переваливающий через гребень горы воздух содержит в себе гораздо меньше водяного пара, чем у ее подножья. При его опускании повышение температуры происходит на 1 градус на каждые 100 м. В результате этого в долину он приходит более теплым и сухим.
Наступление фена в Швейцарии описывается А. Чуди в следующих словах: «В южной части горизонта над горными вершинами появляется легкий покров облаков, бледное солнце закатывается на пурпурном небе. Еще долго рдеют облака яркими пурпурными красками. Воздух приобретает высокую степень прозрачности и ясности, так что горы кажутся совсем близкими. Издали доносится шелест лесов, расположенных на верхних склонах гор; горные потоки, переполнившиеся талой водой, шумят с большой силой, во всей природе чувствуется какая-то тревога, надвигающаяся вниз па долину. Несколькими сильными порывами сказывается приближающийся фен, затем водворяется на некоторое время тишина. С тем большей силой прорываются затем в долину жаркие, сухие массы воздуха, приносимые феном, который держится от 2 до 3 дней. Вся природа приходит в беспокойство, деревья ломаются, целые глыбы отрываются с гор, горные потоки переполняются водой». С особенной силой фен свирепствует в тех частях долины, которые прилегают к южной стене гор.
По своей сухости и теплоте фен сходен с ветрами пустынь, которые приобретают эти свойства вследствие того, что возникают в пустынях или проносятся над ними. Таков хамсин в Египте, гарматан в Верхней Гвинее, самум в Аравии. К этой категории ветров относили прежде также сирокко в Сицилии и южной Италии.; Однако, как показывают более тщательные наблюдения, сирокко пе имеет ничего общего с ветрами пустынь, и под этим названием соединяют ветры различных свойств. Чаще всего сирокко называется в Италии и на Далматинском побережье теплый влажный ветер южного направления, но иногда под сирокко разумеют не что иное, как фен, т. е. ветер с высокой температурой и сухостью.
Сухой и теплый ветер такого происхождения в США называется чинук. Он часто бывает в Скалистых горах и в горах Сьерра-Невада. Знаменитая Долина Смерти находится на подветренной стороне гор Сьерра-Невада. В Европе такой ветер называют феном.
Когда воздух опускается по подветренным склонам гор, в нем развивается сильная турбулентность. Сухой и теплый воздух интенсивно испаряет снежный покров и воду, содержащуюся в почве. Заимствованное у индейцев название ветра — чинук — можно перевести как «снегоед».
При фёне происходит быстрое испарение облаков, снега, почвы, водоемов, растительного покрова. За одни сутки под действием такого ветра стаивает снежный покров высотой несколько десятков сантиметров, а температура воздуха иногда менее чем за 12 часов повышается на 25° С. При этом усиливающийся сухой и теплый ветер иногда вызывает у людей так называемую «фёновую ''болезнь». В сущности, это не настоящая болезнь, а лишь ухудшение самочувствия вследствие резкой смены окружающих условий.
Бора
Еще больше скорость ветра, возникающего при разновидности фёна, которая возникает осенью на многих гористых участках морских побережий и называется нордост (бора) в Новороссийске, бора в Триесте, бораско в Болгарии, стражеско на Байкале и мистраль в Провансе.
Бора (итал. bora от греч. boreas— северный ветер) - сильный порывистый холодный ветер, дующий на побережье морей или крупных озер с горных хребтов, разделяющих сильно охлажденную и более теплую (особенно приморскую) поверхность у их подножий. Он образуется, если невысокие горные хребты отделяют холодный воздух над сушей от тёплого воздуха над водой.
Бора возникает всегда, когда встречаются осень, теплое море и гора.
Новороссийская бора представляет, подобно фену и сухой ветер, который может в порывах достигать скорости 60м/с. Осенью, над горами воздух охлаждается быстрее чем над морем, где еще продолжается купальный сезон. В результате этого над горами образуется область более высокого давления, из которой воздух начинает, подобно лавине, перемещаться к морю. Скорость ветра так велика, что в он , в порывах, буквальном смысле сваливает людей с ног и переворачивает автобусы. Несмотря на то, что, опускаясь, воздух нагревается, достигнув поверхности моря, он все равно оказывается существенно холоднее ее. Вследствие этого при боре не только усиливается ветер, но и быстро падает температура на побережьях, водяные пары конденсируются и в виде инея оседают на снастях судов, мачтах, телеграфных проволоках и т. д. Суточный перепад температур во время боры может достигать 40 °C.
Шквалистый ветер не только приносит сильное похолодание, но и поднимает на море высокие волны, а брызги воды намерзают на корпуса кораблей. Иногда с наветренной стороны на судне нарастает слой льда толщиной до 4 метров, под тяжестью которого корабль может перевернуться и затонуть.
Бора продолжается от нескольких суток до недели. В приморской части города здания покрывались инеем и льдом и принимали весьма фантастический вид вследствие такого убора. Перед появлением боры у вершин гор можно наблюдать густые облака, которые жители Новороссийска называют «борода». Первоначально ветер крайне неустойчив, меняет направление и силу, но постепенно приобретает определённое направление и разгоняется до скорости 60 м/с (на Маркотхском перевале близ Новороссийска). в Новороссийске в 2002 бора стала причиной гибели нескольких десятков человек.
Бора ощущается не только в Новороссийске, но и далее к югу, в Геленджике и до Туапсе. Бывает бора в ноябре и в Крыму в районе Ялты- Алушты.
При аналогичных условиях возникают бора в Триесте, на берегу Адриатического моря (в районе городов Триест, Риека и др.), мистраль в Провансе, сарма на Байкале, норд – в Баку (на Каспийском море). Типична бора также на западном склоне Урала — восточная Кизеловская бора. Особый тип боры — стоковый ветер, наблюдается в Антарктиде и на северном острове Новой Земли.
Бора - холодный и порывистый ветер, дующий с гор к морю или озеру
В Баку при норде ветер достигает нередко скорости 20-30 м/с. Он может дуть несколько дней подряд. Возникает норд при высоком давлении на Северном Кавказе и низком давлении - на юге Каспия. Холодный воздух, зажатый в предгории юго-востока Большого Кавказского хребта, вырывается на просторы Западного Каспия в районе Апшерона.