21.23. Однородна ли погода в циклоне?
Нет, погода в циклоне внетропических широт далеко не однородна: различают переднюю и тыловую части циклона и левую и правую по отношению к направлению его движения. В передней части циклона преобладают сплошная слоистообразная облачность теплого фронта, обложные осадки с ветрами южной четверти горизонта. В тылу циклона, за холодным фронтом, погода отличается неустойчивостью, с выпаданием осадков ливневого типа, порывистым ветром северо-западной и северной четвертей; облачность может быть с разрывами и даже с кратковременными прояснениями, летом она будет конвективного типа. Левая (чаще всего северная) часть циклона характеризуется условиями погоды, которые можно назвать промежуточными между передней и тыловой частями циклона; преобладают ветры восточной и северо-восточной четверти, причем дуют они у земли, облака сплошные, осадки обложные, выпадающие с перерывами и постепенно переходящие в кратковременные ливневого типа. Правая южная часть циклона некоторый период его жизни является «теплым сектором» – она заполнена теплой воздушной массой, со временем вытесняемой наверх; здесь, в зависимости от сезона и типа воздушной массы, погода может быть очень неодинаковой, но преимущественно она бывает без существенных осадков, в холодное время года – с туманами или низкой тонкой слоистой облачностью, в летнюю пору – нередко безоблачная и всегда теплая, со слабыми или умеренными ветрами юго-западной четверти.
Для многих видов спортивных занятий, и в первую очередь для проводимых на открытом воздухе, условия погоды – важнейший фактор, иногда даже решающий. Так, занятия парусным спортом и виндсерфингом в равной степени невозможны ни при штормовой, ни при штилевой безветренной погоде, а для планеристов и парашютистов нужны метеорологические условия, как минимум не препятствующие полетам самолетов, а также отвечающие ряду других требований. На закрытых спортивных манежах, катках и стадионах с искусственным климатом зависимость занятий от погоды «на улице», конечно, минимальная, но все же состояние внешней среды может влиять на настроение, психологическую готовность спортсменов «выкладываться», показывать высокие результаты (не говоря уже о занимающихся в группах здоровья людях, чувствительных к колебаниям атмосферного давления, одинаковы внутри помещений и снаружи).
Сильный мороз или чрезмерная жара, дождь или снег, густой туман, метель или пыльная буря способны повлиять на спортивные показатели конькобежцев, лыжников, легкоатлетов, стрелков, саночников, конников, велосипедистов, гребцов и многих других любителей различных видов спорта.
Конечно, для истинного спортсмена почти не бывает погоды, полностью исключающей занятия физической культурой: есть лыжники и конькобежцы, не прекращающие занятий любимым спортом даже летом, при отсутствии снега и льда, «моржи» купаются и плавают в прорубях в покрытых льдом водоемах, футболисты «гоняют мяч» на заснеженном поле, а яхтсмены зимой превращаются в любителей буерного спорта…
Однако никому: ни классным спортсменам – мастерам и разрядникам, ни начинающим юным физкультурникам, ни пожилым членам групп здоровья или индивидуально бегающим «трусцой», – никому нельзя заниматься избранным видом спорта, не учитывая состояния погоды, ее влияния на занятия и возможные последствия игнорирования этого влияния. Всем без исключения приходится с погодой считаться, всегда принимать ее во внимание, и делать это, как выясняется, надлежит сугубо индивидуально, сообразуясь с возрастом, тренированностью, личным опытом, состоянием здоровья и наклонностями.
Вместе с тем помимо личных, сугубо индивидуальных критериев состояния погоды, благоприятной и неблагоприятной для занятий тем или иным видом спорта, существуют и некие средние, более или менее общепринятые метеорологические показатели, рекомендуемые специалистами для групповых, массовых занятий спортом, а также для проведения соревнований и других спортивных мероприятий.
Ниже мы рассмотрим некоторые из них, давая ответы на возможные вопросы любителей физкультуры и различных видов спорта.
22.1. Что такое термики и чем они интересны для спортсменов-планеристов?
Планеры как безмоторные летательные аппараты тяжелее воздуха могут, медленно снижаясь, парить над землей, используя подъемную силу встречного ветра, но предварительно они должны быть забуксированы на некоторую высоту самолетом или запущены в полет специальным устройством с возвышенности. Для самостоятельного набора высоты планеру нужны устойчивые восходящие потоки воздуха, возникающие днем вдоль склонов возвышенностей или в так называемых термиках – больших пузырях или струях теплого воздуха, поднимающегося вверх над нагретой солнцем земной поверхностью. Термики возникают в результате процесса термической конвекции (подъема вверх массы теплого, менее плотного, чем окружающий, воздуха) над сушей днем и над водной поверхностью ночью и могут быть самых различных размеров – от нескольких сантиметров в поперечном сечении до нескольких сот метров и даже километров. Вертикальная скорость устремляющегося вверх теплого воздуха также может колебаться в очень широких пределах – от нескольких сантиметров в секунду до нескольких метров в секунду.
Поскольку минимально приемлемый радиус спирали планера составляет приблизительно 50 м, а собственная скорость снижения примерно 1 м/с, то пригодные для парения планеров термики, так называемые планерные термики, должны иметь горизонтальные размеры не менее 100 м и обладать вертикальной скоростью воздушного потока не менее 1 м/с.
Опытным путем и теоретическими расчетами установлено, что наибольшую массу воздуха переносят термики размером именно около 100 м. Структура термика такова, что его можно представить в виде вихревого кольца, то есть вихря с вертикальной осью, с максимальными восходящими потоками в центре и нисходящими – на периферии.
Планер в термике может подниматься по спирали вокруг центральной части термика до тех пор, пока скорость вертикальных потоков в термике достаточна для удержания его от снижения. Считается, что планер в состоянии подниматься до тех пор, пока он не достигнет уровня, на котором разность его вертикальной скорости и скорости подъема верхней части самого термика окажется равной скорости снижения планера.
22.2. Как спортсмены-планеристы обнаруживают термики для набора высоты в свободном полете?
Для обнаружения термиков спортсмен-планерист должен хорошо знать условия их возникновения и особенности местности, над которой идет полет. Хорошим признаком наличия термиков в дневное время над сушей являются находящиеся в стадии развития кучевые и мощные кучевые облака, которые возникают в результате термической конвекции. (При растекании или распаде таких облаков конвекция ослабевает и вертикальные восходящие токи прекращаются.)
Термики обычно развиваются над обращенными к солнцу склонами холмов и возвышенностей, над застроенными участками равнинной местности. При наличии ветра они могут оказаться несколько смещенными в подветренную сторону. Парение птиц на высоте также может подсказать планеристу, где следует искать восходящие потоки воздуха, связанные с термиками.
Некоторые представления о термиках и о возможности их использования спортсменами-планеристами дают рис. 91-94.
22.3. Насколько реальна возможность использования термиков спортсменом-планеристом над различными ландшафтами?
В теплое время года термики днем развиваются повсеместно как над равнинной, так и над горной местностью. Их количество на единице площади, равной 1 км2, может сильно колебаться в зависимости от характера рельефа, растительного покрова, времени суток и состояния воздуха (уровня его термодинамической неустойчивости), и, таким образом, в каждом конкретном случае оценить его непросто. На европейской части нашей страны в пределах широт от Новгорода до Тбилиси количество термиков на 1 км2 изменяется от 30 до 130, а вертикальная протяженность слоя их проявления над сушей обычно достигает 2000 м, а над озерами (ночью) – 500 м.
Над лесом размеры термиков меньше, чем над полем. В горной местности термики над не покрытыми снегом горами достигают больших абсолютных высот, чем над соседними долинами. Например, на Кавказе, над Кахетинским хребтом, они достигают высоты 3000 м, а над дном соседней Алазанской долины – редко поднимаются выше 1500 м. Над горами размеры термиков и температуры воздуха в них также больше, чем над равнинами. Это объясняется условиями облучения обращенных к солнцу склонов гор, которые, сильно нагреваясь, нередко бывают на 25 – 30°C теплее соседних затененных участков.
