Плавание под парусом. Ветер, волнение и течения

Встречные ветры, возникающие при изменении направления вымпельного и истинного ветра, очень сходны, но понимание происходящего позволяет их различать. Интересно, что почти на всех стадиях изменения направления и силы порыва частично маскируются или исключаются противоположными факторами, влияющими на направление вымпельного ветра – которое наиболее важно для яхтсмена. Таким образом, изменения направления ветра в порывах уловить нелегко, но поскольку из них можно извлечь определенные преимущества, яхтсмену следует научиться этому.

Влияние порыва на направление вымпельного ветра сказывается на разных типах яхт по-разному, так как при изменениях ветра легкие яхты ускоряются и, соответственно, замедляются быстрее, чем тяжелые.

На рис. 76 показан прямолинейный курс яхты через порыв. Из рассмотренного выше влияния порыва на вымпельный ветер с очевидностью следует, что это не наилучший курс. Для наискорейшего продвижения рулевой должен уваливаться или приводиться в соответствии с тем, что диктует ему ветер.

ГЛАВА 15. Ветер у побережья

Наиболее известной особенностью ветров, дующих с моря на сушу и с суши на море, является их стремление пересечь береговую линию под прямым углом. Это показано на рис. 81 и 82. В действительности ветер никогда не перпендикулярен к берегу, но тенденция к этому имеется.

Рис. 81. Ветер на сушу отклоняется, у линии берега

Рис. 82. Ветер с суши отклоняется на подходах к воде

В примере, приведенном на рис. 81, ветер дует иод углом к берегу. Приближаясь к суше, он постепенно меняет направление и пересекает береговую линию под прямым углом, а затем постепенно возвращается к первоначальному направлению.

То же самое происходит при ветре с берега. Из рис. 82 видно, что ветровой поток заметно отклоняется вблизи береговой линии и стремится пересечь ее почти под прямым углом, а затем возвращается к первоначальному направлению.

Такое поведение ветра связано со многими факторами, которые могут существенно изменяться в зависимости от погодных условий, очертаний береговой линии и ряда других причин, которые будут изложены ниже. Поэтому вначале рассмотрим каждый фактор отдельно, а затем изучим их совместное влияние при различных сочетаниях.

Искривление из-за рефракции

Основной причиной искривления воздушного потока при пересечении береговой линии, так же как и разворота волн параллельно берегу (см. рис. 8), несомненно, является обыкновенная рефракция. Как уже отмечалось, трение о сравнительно неровную поверхность суши существенно замедляет воздушный поток, приходящий с более гладкой водной поверхности. Естественно, что при ветре с суши справедлива обратная картина – ветер сильнее, или, если хотите, быстрее, над водой, чем над сушей. Изменение скорости вызывает рефракцию.

Рефракцию ветрового потока наиболее просто представить, рассматривая столб воздуха, движущегося с поверхности воды и под углом к берегу (рис. 83). На рисунке линии, ограничивающие столб воздуха, разделены на отрезки, равные примерно 100 метрам. Для удобства рассмотрим ветер, движущийся над водой со скоростью 400 м/мин (примерно 13 узлов). Тогда движение столба воздуха за минуту можно показать штриховой линией через 400 метров. Предположим также, что скорость ветра над сушей составляет ³/4 скорости над водой, то есть 300 м/мин; Следовательно, при пересечении линии берега правая часть столба воздуха пройдет только 300 метров, а левая – 400 метров. В результате- изменяется направление движения воздуха. На рисунке это показано достаточно четко. Из рис. 83 также хорошо видно, как происходит рефрагирование берегового ветра; картина здесь обратная.

Построение диаграмм искривления ветрового потока в основном такое же, как при рефракции световых волн по волновой теории света. Это показано на рис. 84, где АВ – расстояние X, пройденное столбом воздуха за 1 минуту над водой. Расстояние, пройденное воздухом за 1 минуту над сушей, уменьшилось (за счет трения) до ³/₄ X. Следовательно, мы можем описать полукруг с центром в точке В и радиусом ³/₄X. Линия из точки Р касается полукруга в точке Q. BQ дает направление перемещения столба воздуха над сушей.

Однако построение плана рефракции имеет небольшое практическое значение, так как на воздушный поток одновременно влияет много других факторов.

Рис. 83. Замедление одного края столба воздуха раньше другого вызывает рефракцию ветрового потока. Трение о поверхность суши уменьшило скорость ветра с 400 до 300 метров в минуту.