Meteorologia dla żeglarzy śródlądowych

Umiejętność przewidywania pogody na podstawie zaobserwowanych zjawisk na niebie jest bardzo ważna dla naszego bezpieczeństwa na wodzie, proponujemy więc powtórkę z podstaw meteorologii, zwłaszcza dla tych, którzy nie szkolili się w tym zakresie na kursach żeglarskich, a chcą skorzystać z dobrodziejstwa żeglowania bez uprawnień.

Motorem procesów pogodowych zachodzących w atmosferze jest Słońce ogrzewające Ziemię. Ogrzewanie to jednak nie zachodzi równomiernie ze względu na różne kąty padania promieni słonecznych na powierzchnię kuli ziemskiej i pochylenie jej osi obrotu (co skutkuje zmiennością pór roku). Wielki wpływ ma siła Coriolisa, a w końcu położenie lądów, pasm górskich, mórz i oceanów.

Ogólny obieg mas powietrza

Obecnie przyjęty model obiegu mas powietrza pokazuje, jak jest on skomplikowany i niestabilny. Są trzy główne powody takiego stanu rzeczy:

- Powierzchnia naszej planety nie jest gładka. Nie jest też jednolita. Duży wpływ ma kontrast termiczny pomiędzy masami wody i lądów oraz związane z nim różnie ogrzewane masy powietrza;

- Masy powietrza są niestabilne, stąd szczególnie na ich styku powstają zawirowania (będące przyczyną np. wdzierania się serii niżów/wyżów w masy przemieszczającego się powietrza);

- Oś ziemi jest pochylona o 23,5 stopnia w stosunku do ekliptyki – stąd pory roku.

Ponadto rozbudowują się quasistacjonarne wyże i niże, których położenie i intensywność zmienia się w cyklu rocznym. Jak to jest u nas? Polska, z punktu widzenia meteorologicznego, znajduje się w szczególnym miejscu. Z jednej strony położona jest na tyle daleko na północy, że jest pod bliskim wpływem stacjonarnego frontu podbiegunowego i odrywających się od niego naprzemiennie zatok wyżowych i układów niżowych. Z drugiej strony – niziny ciągnące się od Francji, Niemiec, przez Polskę do Białorusi i Ukrainy, odgrodzone od południa pasmami górskimi zmniejszającymi wpływ gorących mas powietrza z północnej Afryki. Dzięki temu to szczególne miejsce jest polem starć różnych mas powietrza, dających tak zmienny i skomplikowany obraz pogody w Polsce. Gigantyczny wpływ na pogodę w naszej części Europy ma ciepły Prąd Zatokowy nawilżający i ogrzewający masy powietrza zmierzające ku quasistacjonarnemu frontowi arktycznemu. Na granicy tych mas powietrza (poruszającego się w przeciwnych kierunkach) tworzą się zawirowania przekształcające się w niże wdzierające się w głąb obu mas, pojawiają się także wtargnięcia wyżowe. Niże te poruszają się z zachodu na wschód, a ponieważ strefa stacjonarnego wyżu polarnego latem przesuwa się na południe, trasy centrów niżów przybliżają się do Polski. Interesujące jest, że każdy następny, w serii kilku niżów, przesuwa się coraz bardziej na południe. Taki obraz zakłócany jest „podparciem” serii niżów przez silny wyż powstający nad Rosją i Ukrainą oraz wejściem nad Polskę gorących i wilgotnych mas powietrza znad Afryki Północnej i Morza Śródziemnego.

Niż i wyż

Niż baryczny to obszar o obniżonym ciśnieniu atmosferycznym związany zazwyczaj z systemem frontów atmosferycznych. Na naszych szerokościach geograficznych niże baryczne przynoszą zmiany temperatury, wilgotności, zachmurzenie i częste opady. Wyżem barycznym nazywamy obszar podwyższonego ciśnienia atmosferycznego, w którym największe ciśnienie jest w centrum wyżu. Latem pogoda wyżowa charakteryzuje się: niewielkim zachmurzeniem i wysoką temperaturą powietrza ogrzewającego się od powierzchni ziemi. Masy powietrza przemieszczają się od centrum wyżu do niżu, poruszając się – na półkuli północnej – po spirali o kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Ponieważ niż powstaje jako zawirowanie pomiędzy masami ciepłego i chłodnego powietrza, tworzą się wokół niego fronty: ciepły i chłodny, a w konsekwencji także i front zokludowany. Przy czym pamiętajmy, że wiatr jest tym większy, im większy jest gradient ciśnienia (tzn. różnica ciśnienia na jednostkę odległości).

Fronty

Masy powietrza dzielą się na: ciepłe i chłodne. Granica pomiędzy tymi masami nazywana jest frontem. Gdy ciepłe masy powietrza nasuwają się na chłodne, mamy do czynienia z frontem ciepłym. Gdy chłodne masy powietrza wciskają się pod ciepłe, mamy front chłodny. Czasami front chłodny (jako szybszy) dogania ciepły i wtedy powstaje front zokludowany, ale gdy front porusza się z prędkością mniejszą od 2 m/s, mamy do czynienia z frontem stacjonarnym. Przechodzenie danego rodzaju frontu niesie za sobą różne zjawiska pogodowe dla niego charakterystyczne. Rozpoznanie zbliżającego się frontu i znajomość sekwencji tych zjawisk jest podstawą synoptyki, czyli nauki o krótkookresowym prognozowaniu pogody na podstawie obserwacji meteorologicznych.

Przechodzi front...

Ponieważ niże baryczne na naszych szerokościach geograficznych mają postać wirów mas powietrza, na granicy quasistacjonarnego wyżu polarnego wokół ich centrum krążą masy ciepłego i chłodnego powietrza. Na styku tych mas powietrza powstają fronty: zimny, ciepły i okluzyjny. Zbliżanie się każdego z nich charakteryzuje się innym rodzajem i inną kolejnością towarzyszących im obserwowalnych zjawisk meteorologicznych. Masy ciepłego powietrza napierają na chłodniejsze i (po powierzchni frontowej) unoszone są do góry. Nachylenie powierzchni frontowej jest niewielkie i wyraża się wielkością 0,5 – 1 proc. Tak małe nachylenie powoduje, że pionowa składowa prędkości powietrza jest znikomo niska, co decyduje o warstwowym charakterze chmur towarzyszących przejściu
frontu ciepłego. Inną cechą charakterystyczną zbliżającego się frontu wyżowego są stosunkowo rozciągnięte w czasie zmiany wysokości i typów chmur. Przyczyny należy upatrywać w niewielkiej prędkości przesuwania się tego frontu (do 100 km/dobę) oraz we wspomnianym niewielkim kącie nachylenia powierzchni frontowej.
Pierwszym objawem nadchodzącego frontu ciepłego są pojawiające się na bezchmurnym niebie chmury piętra górnego: cirrus (chmury pierzaste), cirrostratus (chmury warstwowo-pierzaste) i cirrocumulus (chmury kłębiasto-pierzaste). Składają się one z kryształków lodu, są białe, na wpół przezroczyste i mało zasłaniają światło słoneczne. Cirrus (Ci) wygląda jak pojedyncze włókna, ławice lub wąskie włókniste pasma. W Europie cirrusy występują na wysokościach 6 – 12 km, a temperatury wewnątrz nich to od -10 do -40oC. Pojawienie się cirrusów może również oznaczać:

- Nadciąganie zimnego powietrza z północy lub północnego zachodu. Wraz z tymi chmurami pojawiają się cumulusy;
- Ustalenie się pięknej pogody. Chmury wtedy wolno przesuwają się ze wschodu na zachód.

Gdy zaobserwujemy cirrusy, linia frontu znajduje się w odległości około 900 km. Cirrostratus (Cs) to chmura...

Cały artykuł można przeczytać we wrześniowym numerze miesięcznika "Żagle".
Archiwalne numery "Żagli" można zakupić w Wydawnictwie Murator tel. (0-22) 59 05 555