Общая характеристика плавания в Мировом океане и влияние физических процессов в океане на судно и выбор морских путей

Изучение условий плавания в Мировом океане или его райо­нах сводится к рассмотрению физико-гидрологических процессов, протекающих в воздушной и водной средах, и степени их воздей­ствия на судно.

В основе методов изучения лежит непременное условие рассмат­ривать все элементы, характеризующие эти явления, в комплексе. Для удобства остановимся каждом элементе в отдельности.

Метеорологические элементы характеризуют процессы, проте­кающие в воздушной среде. К ним относятся: температура и влажность воздуха, туманы и осадки, атмосферное давление, ветер, цик­лоны и антициклоны, тропические циклоны.

Географическое распределение температур нагляднее всего изу­чается по месячным картам изотерм средних, максимальных и мини­мальных температур, которые издаются метеорологической службой.

Влияние температуры на суда заключается в том, что функцией от ее распределения является размещение ледового покрова как наи­более труднопроходимого природного препятствия. При низких тем­пературах воздуха происходит обмерзание водяных брызг, попадаю­щих на надводную часть судна и вызывающих обледенение, сниже­ние скорости и уменьшение остойчивости. Ледовый покров образу­ется в морях Северного Ледовитого океана, а также в отдельных мес­тах ряда северных районов Тихого океана, у берегов Антарктиды. Обледенение судов чаще наблюдается в северной части Атлантичес­кого и Тихого океанов, а также в некоторых внутренних морях: Грен­ландском, Норвежском, Баренцевом, Северном, Охотском.

Высокие температуры снижают мощность главных двигателей, например дизелей, для которых важен вес заряда воздуха, всасывае­мого в цилиндры; высокие температуры вызывают нагревание кор­пуса и создают сложные условия для хранения перевозимого груза.

Высокая влажность воздуха преобладает в районах с теплым климатом и в сочетании с высокой температурой, при определен­ных условиях, может привести к конденсации влаги в трюмах и порче грузов.

Туманом называют ухудшение видимости в приземном слое ат­мосферы, вызываемое сгущением в них водяных паров. При изуче­нии карт туманов в первую очередь выясняют районы их распростра­нения и повторяемость, которая выражается в процентах или днях за определенный период. Наибольшая повторяемость туманов в летний период наблюдается в районе Курильских островов, о. Хоккайдо и у о. Ньюфаундленд.

Осадки (дождь, снег, крупа, град и т. д.) подобно туманам ухуд­шают видимость. При изучении осадков обращают внимание не только на их количество, но и на число дней выпадания в определенный срок (например, в месяц).

Туманы, осадки и видимость - факторы, тесно связанные меж­ду собой. Сами по себе они не влияют на движение судна, но при большой интенсивности создают зоны плохой видимости, вынуждая судно значительно снижать скорость движения из-за возрастающей опасности столкновения со встречными судами, плавучими льдами, айсбергами и другими опасностями.

Обеспечение судов современными радионавигационными при­борами снижает их зависимость от некоторых природных явлений, но не исключает необходимости их учета.

Атмосферное давление является одним из элементов погоды и обусловливает различные перемещения воздушных масс. Давление измеряется весом (пропорционально массе) вышележащего столба воздуха на единицу горизонтальной поверхности.

Распределение давления атмосферы на поверхности Земли не­равномерно. Это обусловлено тем, что вес и, следовательно, давле­ние воздуха зависит от его плотности и от широты места (с широтой изменяется сила тяжести). Изучение географического распределения давления воздуха производится по картам изобар (линии, соединяю­щие одинаковые значения давлений).

Ежемесячные карты изобар издаются за счет осреднения боль­шого числа наблюдений и приводятся в специальных изданиях.

Чтобы представить циркуляцию воздушных масс над Миро­вым океаном, рассмотрим карты средних давлений зимних и лет­них месяцев.

Так, зимой характерен большой, хорошо развитый центр высокого давления над Евразией и несколько меньший по раз­мерам и интенсивности - над западной частью Северной Америки. Менее развитые центры располагаются в южных частях Атлантичес­кого и Индийского океанов и в юго-восточной части Тихого океана.

Центры низкого давления формируются над юго-западной час­тью США, в Южной и Центральной Африке и в Южной Америке.

Летом большой район с низким давлением, опреде­ляющим ветер и климатический режим значительных территорий, рас­положен над материком Юго-Западной Азии.

Области высокого давления формируются в основном над вод­ной поверхностью.

Анализ карт всех месяцев года показывает, что над северным полушарием происходит исчезновение зимних центров высокого дав­ления над континентами и замена их летом на муссонные депрессии на несколько более низких широтах. Это является причиной сезонного изменения направления ветра и смены дождливых и сухих сезонов в тропических и субтропических районах.

Между давлением, скоростью и направлением ветра существу­ет тесная зависимость. В любой точке ветер дует почти параллельно изобарам, пересекая их под небольшим углом в сторону низкого дав­ления.

Ветром называют горизонтальное движение воздуха относитель­но земной поверхности. Непосредственная причина возникновения его - неравномерное распределение атмосферного давления на Зем­ле. Из района, где давление выше, т. е. масса воздуха больше, воздух начинает перемещаться в область, где оно ниже, т. е. масса воздуха меньше.

На двух следующих рисунках (рис. 8, 9) приведены карты пре­обладающих ветров и повторяемости штормов на поверхности Ми­рового океана в январе и июле. Анализируя их по сопоставимым пе­риодам легко заметить, что над океанами, где в течение года сохраня­ются постоянные центры действия атмосферы, устойчив и режим вет­ра (исключение составляет север Индийского океана, который нахо­дится под воздействием обширного азиатского материка).

Для материков характерны сезонные центры действия, и, соот­ветственно, и режим ветра на большей части континентов носит се­зонный характер (исключая Антарктику).

Наиболее устойчивыми в течение всего года являются ветры тропического пояса - пассаты.

Пассаты - ветры, дующие круглый год от субтропических ан­тициклонов северного и южного полушарий в направлении приэкваторной полосы пониженного давления. В северном полушарии они имеют северо-восточное, в южном - юго-восточное направление. Вместе с восточными ветрами их повторяемость превышает 80 %, приближаясь к 100 %.

Скорость пассатных ветров обычно постоянна и составляет 5-8 м/сек, редко достигая 10 м/сек.

В экваториальной полосе пониженного давления пассатные по­токи обоих полушарий принимают восточное направление (кроме Индийского океана), и ослабевают, нередко до штиля (эту зону часто называют зоной экваториального затишья). В этом районе происхо­дит интенсивное восходящее движение воздуха, развитие мощной кучево-дождевой облачности и проходят ливневые дожди.