Пилоты воздушных шаров предпочитают летать либо рано утром, либо поздним вечером, когда нет сильных ветров у земли. Однако, на высоте ветер есть, и он обеспечивает дрейф шара. На разных высотах слои воздуха движутся в различных направлениях. Пилоты воздушных шаров используют это для полета в нужном направлении. Довольно часто опытные пилоты шаров могут привести шар и посадить его в месте старта, находя на различных высотах нужные потоки.

Рис. 88. Градиент температуры и профиль ветра

СТРУЙНЫЕ ТЕЧЕНИЯ МАЛЫХ ВЫСОТ

Струйные течения малых высот не сравнимы с полярным струйными течениями, но природа их возникновения аналогична — температурный градиент. Они обычно возникают ночью из-за плотных холодных ветров, движущихся с больших высот вниз к земле. В результате разница в скоростях, ведь основной ветер ослабевает с высотой (рис. 89). Маловысотное струйное течение может быть достаточно интенсивным и турбулентным.

Днем интенсивность течения снижается вследствие перемешивания воздуха под и над ним. Однако имеются исключения, например, ветер, который пересекает Великие равнины в США (рис. 59). Его можно отнести к струйным течениям, но интенсивность его максимальна днем, когда наивысший прогрев.

Рис. 89. Струйное течение у поверхности

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ВЕТРЫ

Мы начали эту главу с упоминания о ветрах настолько знаменитых или особенных, что они получили собственные имена. Многие из них являются фенами. Фен — это общий термин для обозначения ветра, который осушается и нагревается при сжатии, когда он переваливает горную гряду и спускается в долину (приложение III). Термин фен пошел от ветров Швейцарии, дующих с гор в глубокие долины. Еще один тип ветра называется бора. Он тоже относится к ветрам, спускающимся вниз с гор. Бора более холодный, чем замещаемый им воздух. Обычно бора возникает в полярных районах, таких как Аляска и Скандинавия.

Существует два типа фенов. Первый возникает, когда холодные, сухие воздушные массы высокого давления застаиваются в запирающем их горном районе. Воздух начинает перетекать через вершины и, если в долинах по другую сторону гор низкое давление, возникает фен. Скорость его 60-100 км/ч, отмеченный максимум около 150 км/ч. Этот ветер может продолжаться несколько дней с постепенным затиханием, внезапными прекращениями и возобновлениями. Он типичен для зимы и весны, когда существуют мощные барические системы.

Второй тип фена возникает, когда маловысотный слой влажного воздуха пересекает горы. Этот воздух нагревается и осушается таким образом, как показано в приложении III.

Фены могут действовать как теплый фронт и выдавливать более холодный воздух от подветренной стороны гор, если этому способствует градиент давления. Иногда фен может дуть на некоторой высоте, лишь изредка прорываясь к поверхности. Он может приходить как фронт или как относительно узкий поток, в зависимости от топографических особенностей и барической модели в данном районе. В любом случае фен повышает температуру и понижает влажность Действие фенов часто связано с волновыми процессами в атмосфере (гл. 8). На подветренном склоне провоцируется волна, которая меняет длину или амплитуду там, где фен достигает земли.

Хорошо известен фен в Альпах, в основе которого лежит подобный механизм. Воздух, двигаясь волнообразно вверх и вниз, достигает периодически уровня конденсации, и поэтому фен часто сопровождается слоисто-кучевыми облаками, расположенными группами, как показано на рисунке 91.

Рис. 90. Типы ветров фен

Рис. 91. Феновая щель (глаз)

ВЕТРЫ СЕВЕРНОЙ АМЕРИКИ

На рисунке 92 показана западная часть северо-американского континента. Основные ветры здесь это фены.

Рис. 92

Восточные ветры (east wind) значительно выше к северу. Они могут быть слабыми и дуть над поступающим с запада холодным морским воздухом и сильными, проникая в долины.

Северные (north) и Mono (Mono) ветры Северной Калифорнии дуют в Большом Бассейне между Скалистыми горами и побережьем.

Ветры chinook дуют с западных склонов Скалистых гор. В зимнее время они могут быстро принести оттепель, известны случаи, когда температура поднималась на 17°-22 °C за несколько минут.

В Южной Калифорнии фен называют Santa Ana. Эти ветры также зарождаются в Большом Бассейне и часто дуют на южном побережье. Если Santa Ana слаб, он дует высоко над морскими бризами и может преобладать только на отдельных склонах. Морской бриз может повернуть этот ветер, который не заходит далеко в море. В другом случае сильный Santa Ana прижимается к поверхности и образует северо-восточный ветер, передавливая дневной морской бриз и создавая турбулентность.

Сильный Santa Ana сравнительно мало отличается днем и ночью. Однако, если он слабее, днем морской бриз дует с моря вверх на склоны, a Santa Ana над ним. Ночью земля, остывая, делает воздух стабильнее и Santa Ana на прибрежных склонах становится единоличным хозяином. Этот ветер может стать причиной возникновения волновых потоков.

Голубой северный ветер (blue norther), показанный на рисунке, — не фен, он движется вдоль Скалистых гор с севера на юг у поверхности. Известен как холодный, сильный и часто турбулентный ветер.

ВЕТРЫ СТАРОГО СВЕТА

Возможно, самый известный ветер в Европе мистраль (mistral), который дует с северной части Альп на юг к Средиземноморью. Он усиливается, проходя как в аэродинамической трубе, между Центральным массивом и южными Альпами во Франции (рис. 93).

Рис. 93

Мистраль возникает из-за высокого давления на севере и низкого в бассейне Средиземного моря. Он приносит с собой очень холодные условия на юго-восток Франции и может дуть несколько дней.

Соседний с mistral ветер — tramontane, что значит "пересекать гору". Дует он на юге Франции, параллельно Пиренеям по низменностям и долинам, между этими горами и Центральным массивом. Он возникает при перемещении слабых барических систем. Иногда эти два ветра дуют одновременно. Когда в Европе антициклон, настоящий tramontane может дуть, пересекая Италию, создавая эффект сухого фена вдоль всего юго-восточного побережья.

Ветры, являющиеся по природе своей фенами, в Европе имеют свои названия. Это сухие, низовые, дующие над горными склонами ветры в Альпах, во Франции, Швейцарии и Австрии. Часто они сопровождаются тяжелой облачностью на Итальянской стороне Альп, которая по виду подобна феновым валам, как показано на рисунке 91. В этом случае также присутствуют феновые щели.

Есть еще ветры интересные для пилотов. Это harmattans, который часто пылевой и дует, пересекая горы Атлас к атлантике; levanter, который дует с запада Среднего Востока к Средиземному морю; khamsin — жаркий и сухой с юга в Египте. И, конечно, sirocco, который формируется в пустыне Сахара, пересекает Средиземное море, достигая Сицилии и Италии и несет огромное количество пыли и песка.