Что такое катабатический ветер и чем он опасен для яхтсменов?

Катабатический ветер – это плотный, холодный поток воздуха, стекающий вниз по склонам под действием силы тяжести. Проще говоря, когда на возвышенностях (горы, плато, ледники) воздух сильно охлаждается, он становится тяжелее и начинает «сползать» вниз, в долины или к побережью. Такой ветер иногда называют падающим ветром или стоковым ветром. Чаще всего он возникает ночью, когда земля остывает и охлаждает прилегающий воздух. Холодный воздух у вершины склона плотнее, чем более тёплый воздух внизу, поэтому он устремляется вниз по рельефу. В отличие от феновых (суховеев) или шималов, которые нагреваются при спуске, катабатические ветры сохраняют низкую температуру и несут холод.

Катабатические ветры бывают разными по масштабу. Это может быть как лёгкий ночной бриз с берега (тоже по сути небольшой сток холодного воздуха), так и настоящий штормовой поток воздуха с гор, достигающий ураганной силы. Для яхтсменов школа капитанов знание о таких ветрах важно, потому что они могут внезапно обрушиться в определённых районах, хотя в прогнозе общей погоды это не всегда очевидно. Рассмотрим подробнее, как и почему возникают катабатические ветры, где они встречаются и чем опасны для моряков.

Как возникает катабатический ветер?

Катабатический ветер (синяя стрелка) образуется, когда холодный тяжёлый воздух устремляется вниз с возвышенности под действием силы тяжести. На схеме показан поток холодного воздуха с Антарктического ледяного плато в сторону океана.

Главная причина формирования катабатического ветра – разница плотности воздуха над склоном. Обычно это происходит при охлаждении воздуха на возвышенности. Например, ночью грунт и горные склоны быстро отдают тепло (особенно если небо ясное и ветер слабый), из-за чего воздух у поверхности холодает. Холодный воздух становится плотнее и тяжелее тёплого и начинает стекать вниз – это и есть катабатический поток. Гравитация как бы «вытягивает» холодную воздушную массу вниз по склону, в долину или к морю.

Иногда катабатический ветер усиливается благодаря большому запасу холода на вершинах. Так происходит на ледниках и снежных плато: воздух над ними постоянно охлаждается от ледяной поверхности. Такой ледниковый ветер может дуть непрерывно, днём и ночью. В Антарктиде, например, холодный воздух стекает с внутреннего ледяного щита к окраинам континента, формируя постоянные сильные потоки. Ветер разгоняется, поскольку по мере спуска всё больше холодного воздуха “вливается” в поток. В узких горных долинах эффект усиливается – воздух как в аэродинамической трубе ускоряется в ущельях и на выходе из них.

Важно отметить, что не каждый ветер с гор – катабатический. Если воздух спускаясь нагревается (по суше, за счёт сжатия при падении давления), такой ветер называют фёном (например, тёплый сухой ветер с гор на подветренной стороне). Катабатический же ветер изначально имеет источник холода – охлаждение на высоте. Таким образом, ключевые условия для катабатического ветра: наличие возвышенности (горы, плато), резкое охлаждение воздуха наверху (ночью, зимой или над льдами) и возможность этому воздуху стекать вниз (слабый фоновый ветер, открытая долина или склон к низменности).

Где и когда встречается катабатический ветер?

Катабатические ветры – явление локальное, но распространённое по всему миру. В любом регионе, где есть горы или возвышенности рядом с низменностями или морем, при подходящих условиях могут возникнуть такие нисходящие потоки. Как правило, они наблюдаются в холодное время суток или года – ночью, ранним утром, зимой, когда охлаждение наиболее сильное. Вот несколько типичных ситуаций и мест возникновения катабатических ветров:

• Горные долины – ночью склоны гор остывают и холодный воздух стекает в долину. Многие яхтсмены, ночуя у берегов фьордов или под гористым берегом, отмечают, что под утро с берега потянуло прохладным ветром – это классический ночной бриз суши на море, катабатический по природе. Днём солнце прогреет склон и ветер переменится на анабатический (восходящий вверх по склону), но ночью опять спустится холодный поток с гор.

• Зимой в континентальных районах – над плато или равниной устанавливается холодный антициклон, и воздух вытекает с возвышенности в сторону более тёплого побережья. Часто так происходят сильные катабатические ветры в прибрежных зонах умеренных широт: холодный воздух с материка устремляется к относительно тёплому морю. Например, в Северной Европе зимой холодный воздух может схлынуть с Норвежского или Шотландского нагорья к фьордам и побережью, вызывая сильные порывы на берегу.

• Полярные области – самые мощные и постоянные катабатические ветры наблюдаются в Антарктиде и Гренландии. Огромные ледяные шапки этих регионов служат «холодильниками», откуда воздух стекает к краям. В Антарктиде ветер со скоростью 50–100 м/с (до 200–300 км/ч) в прибрежных станциях – не редкость во время сильных катабатических штормов. В Гренландии катабатический ветер известен под названием питаарак – он зарождается на ледяном плато и обрушивается на восточное побережье.

Спутниковый снимок NASA (MODIS) показывает мощный поток воздуха у восточного побережья Гренландии (размытая серая полоса над тёмной поверхностью моря) – это холодный штормовой ветер питаарак, сходящий с ледника. Такие ветры способны достигать ураганной силы и выносить снег и лёд далеко в океан.

Как видно из примера Гренландии, катабатический ветер особенно силён при сочетании следующих условий: ясная погода (атмосфера теряет тепло излучением), наличие холодного высокогорья (ледник), и близость моря или низменности, куда стекает воздух. Питаараки в Гренландии часто происходят, когда над ледяным щитом стоит область высокого давления, а к побережью приближается циклон. Холодный воздух, накопившийся над льдом, стремительно «рванет» вниз, к зоне низкого давления у берега. Местные жители сильно опасаются питаараков – само слово piteraq на гренландском означает «то, что нападает». Метеослужбы Гренландии и Дании (DMI) даже выпускают специальные штормовые предупреждения о питаараках.

Помимо полярных регионов, катабатические ветры известны и в более тёплых широтах – в районах Средиземного моря, Северной Америки, Азии. Они обычно носят локальные названия. Далее мы рассмотрим самые известные катабатические ветры мира и их особенности.

Известные катабатические ветры мира

Мистраль

Мистраль гонит пыль и пенный прибой на побережье Марселя (юг Франции). Горный массив с севера и долина Роны действуют как «труба», ускоряя этот ветер к Средиземному морю.

Мистраль – это сильный холодный северо-западный ветер, дующий в районе Прованса (юг Франции) по долине реки Роны в сторону Средиземного моря. Он возникает, когда над центральной Францией устанавливается область высокого давления, а над западным Средиземноморьем – область низкого (так называемая «генуэзская депрессия»). Воздух устремляется с севера на юг и, прорвавшись через горные перевалы Центрального массива и долину Роны, разгоняется до штормовых значений. Средняя дневная скорость мистраля может достигать ~50 км/ч (≈27 узлов), а порывы – более 90 км/ч (до 25 м/с, ≈49 узлов). Особенно сильный ветер бывает зимой и весной, после прохождения холодных фронтов, и дуть он может по несколько дней подряд. Небо при мистрале обычно ясное, воздух прозрачный и сухой – зато на море бушуют высокие короткие волны.

Для яхтсменов мистраль – один из самых грозных ветров Средиземноморья. Он внезапно начинается после штиля или слабого бриза, причем погода остается солнечной, что может ввести в заблуждение неопытных моряков. Буквально за часы в заливе Льва (район между побережьем Франции и островом Корсика) поднимается сильнейший ветер и 2–4-метровые волны. Известно немало случаев, когда мистраль повреждал мачты и паруса яхт, срывал плохо закрепленные суда с якорей. Поэтому, планируя переходы в Провансе и Лигурии, шкиперам нужно внимательно следить за прогнозом: если ожидается мистраль, лучше переждать в надежной марине или укрытии. Если же застал в открытом море – необходимо быстро убирать паруса (или как минимум ставить минимальное рифление) и искать убежище с подветренной (восточной) стороны островов или бухт.

Бора

Спутниковый снимок Sentinel-2 показывает эффект боры: параллельные полосы пены на поверхности Адриатического моря у берегов Хорватии. В день съемки порывы боры превышали 100 км/ч, ветер дул с материка (справа вверху) через горы на остров Паг и далее в море.

Бора – это порывистый северный или северо-восточный ветер на побережье Адриатического моря (Хорватия, Словения, Черногория, северо-восток Италии). Он также относится к катабатическим: холодный воздух с Балканского полуострова стекает через горные перевалы Динарского нагорья к морю. Бора наиболее характерна зимой, когда над Восточной Европой стоит холодный антициклон, а над Адриатикой – область низкого давления. Ветер дует рывками, отдельные шквалы невероятно сильны. В зоне от Триеста до северной Далмации порывы боры входят в число сильнейших в мире – зарегистрированы скорости свыше 200 км/ч в моменты наиболее мощных струй (эквивалент >100 узлов). Более частые значения – 80–150 км/ч в бурных порывах на побережье и в проливах. В открытом же море бора ощутимо слабеет, хотя и там может поддерживать крепкий штормовой ветер.

Бора опасна своей внезапностью и разрушительной силой. Часто она приходит после относительного затишья, при ясной холодной погоде. В горах Хорватии появление особых облаков «шапок» над хребтом Velebit – верный признак надвигающейся боры: за гребнем уже «переливается» холодный воздух. Для яхтсменов чартер яхт – серьезное испытание. Этот ветер обрушивается с гор порывами, поэтому даже при умеренном среднем ветре шквалы могут многократно превышать его. Известны случаи, когда бора переворачивала в порту небольшие суда и срывала яхты с швартовов. В заливе Кварнер порывы боры сбивали людей с ног на набережных. При плавании в Адриатике каждый капитан должен учитывать бору: при прогнозе боры лучше стоять в закрытой марине или надежной бухте, прикрытой от северо-востока. Хорошо защищены южные стороны крупных островов (в тени ветра). На якоре нужно давать большой лишний отдачу цепи (5–7 глубин) и проверять держак, а лучше ставить два якоря. В марине – удвоить швартовы. Если бора настигла в пути, срочно убрать паруса и, если позволяет обстановка, ложиться в дрейф или уходить под мотором в укрытие. Помните, что бора часто длится не один день, а короткими «приступами» может повторяться несколько суток.

Другие известные катабатические ветры

Помимо мистраля и боры, по всему миру есть немало местных катабатических ветров с собственными именами. Приведём несколько примеров:

• Питаарак (Гренландия) – о нём мы уже рассказали выше. Ледниковый штормовый ветер, который срывается с ледяного щита Гренландии на восточное побережье. Название переводится как «атакующий ветер», что отражает его опасный характер. Питаараки обычно происходят зимой; при их появлении температура воздуха может резко упасть, небо – оставаться ясным, а ветер достигает силы урагана, вызывая разрушения в прибрежных поселках.

Пылевые шлейфы тянутся над Тихим океаном от побережья Южной Калифорнии под действием ветров Санта-Ана. Спутниковый снимок NASA, февраль 2002 г.

• Санта-Ана (Калифорния) – сухой горячий ветер, дующий с гор и пустынь внутренней части Южной Калифорнии к тихоокеанскому побережью. Несмотря на тёплый характер, Санта-Ана имеет катабатическую природу: высокие плато и пустыни к востоку от побережья ночью охлаждаются, и воздух устремляется вниз через горные перевалы (Кахон, Сан-Горгонио и др.) к уровню моря. Санта-Ана обычно дуют осенью и в начале зимы, когда в районе Большого Бассейна (Невада, Юта) формируется область высокого давления. Ветер следует через каньоны к Лос-Анджелесу и Сан-Диего, разгоняясь на спусках. Порывы Санта-Ана часто достигают 40–60 узлов (20–30 м/с), особенно в ущельях. Этот ветер beret известен тем, что приносит сильную сушь и пыль: небо может застилать дымка из пыли и дыма лесных пожаров, которую ветер уносит далеко в океан. Для яхтсменов на побережье Калифорнии Санта-Ана опасен прежде всего возле берега – резкие offshore-порывы могут застать врасплох при выходе из гавани или в прибрежном плавании. Однако, в открытом океане влияние Санта-Ана обычно ослабевает. Тем не менее, marinero, планируя переходы вдоль побережья Южной Калифорнии, должны учитывать периодические предупреждения Национальной метеослужбы США о сильных ветрах Санта-Ана (особенно осенью).

• Мельтеми (Эгейское море) – сезонный северный ветер в восточном Средиземноморье. Летом над Балканами устанавливается устойчивый высокое давление, а над раскаленной Малоазийской равниной – низкое, и из-за этой разницы давления с севера несколько месяцев дуют этезии (они же мельтеми в Греции). Строго говоря, мельтеми – не классический катабатический ветер (воздух не настолько холоден), однако в ночные часы он усиливается за счёт стока прохладного воздуха с гор Греции и Турции. Мельтеми знамениты тем, что почти каждый летний день после полудня в Эгейском море устойчиво дует 20–30 узлов северного ветра, иногда с порывами до 40 узлов. Для отдыхающих это спасение от жары, а для яхтсменов – серьёзное испытание: плавание против мельтеми затруднено, волна короткая и резкая. Опытные шкиперы в Греции планируют маршруты с учетом укрытий от мельтеми и предпочитают выходить в море ранним утром, пока ветер стихает. К вечеру, как правило, мельтеми снова разгоняется.

Конечно, это далеко не полный список. Сильные катабатические ветры имеют и другие названия: фён Марми («чёрный буран») на Алтае, вилливау на Аляске, орог в Японии, норд-ост в Новороссийске и т.д. Знание местных ветров приходит с опытом и изучением района плавания. Главное – понимать природу их возникновения и учитывать в навигации.

Как идентифицировать катабатический ветер в прогнозах?

Катабатические ветры представляют сложность для прогнозирования. Дело в том, что они очень локальны и зависят от рельефа местности и времени суток. Крупномасштабные модели погоды (такие как GFS, ECMWF и др.) часто имеют недостаточное разрешение, чтобы учесть узкие горные долины и резкое ночное охлаждение. Поэтому в обычном прогнозе на большом пространстве катабатический ветер может усредняться и не выделяться как отдельное явление. Например, прогноз может показывать “штиль” или слабый ветер в районе бухты, а на деле ночью с прилегающих склонов ворвётся сильный порывистый поток.

Чтобы вовремя обнаружить угрозу, стоит обращать внимание на локальные прогнозы и специальные модели. В метеорологии существуют высокоразрешающие модели, способные моделировать ветер с учётом деталей рельефа. Пример – французская модель AROME от Météo-France с сеткой ~1,3 км, разработанная специально для прогноза опасных локальных явлений. Она умеет предсказывать, например, струи мистраля вдоль долины Роны или боры в отдельных горных проходах, тогда как глобальная модель может этого не показать. Однако, такие модели дают прогноз лишь на 1–2 дня вперёд и не покрывают всю планету. На сервисах вроде Windy доступны региональные модели: опытные шкиперы в Средиземноморье используют AROME для краткосрочного прогноза на 24–36 часов, сравнивая его с глобальным ECMWF. Таким образом можно заметить, если локально где-то модель AROME “рисует” узкую полоску ветра 30–40 узлов при общем штиле – вероятно, это и есть катабатический ветер.

Кроме AROME, существуют и другие локальные модели: например, ICON-D2 для Альпийского региона, HIRLAM для Скандинавии, HRRR для США и т.д. На Windy или аналогичных платформах стоит переключаться на эти модели в районах, известных своими катабатическими ветрами. Также читайте предупреждения местных метеослужб: национальные ведомства часто отдельно упоминают сильные горные ветры. Например, Meteo-France выпускает штормовые бюллетени по мистралю и трамонтане, хорватская DHMZ – предупреждения по боре, а американская NWS – по ветрам Санта-Ана.

Наконец, обратите внимание на признаки в природе и детали прогноза: резкое выхолаживание воздуха (низкие ночные минимумы в горах), ясное небо, высокое давление над сушей и более низкое над морем – всё это звоночки возможного катабатического ветра. Если модель неявно показывает усиление ветра ночью с берега (даже если направление “суша-море” не доминирует днём) – будьте настороже. Лучше перестраховаться, чем пропустить внезапный шквал. Помните, что такие ветры сильно влияют на навигацию: порывы боры, например, способны остановить продвижение судна или вынудить его менять курс. Высокоточные прогнозы (типа сервисов Copernicus Marine) сейчас интегрируют данные о локальных ветрах, помогая морякам прокладывать безопасный маршрут. Пользуйтесь этими возможностями при планировании.

Как подготовить яхту к катабатическому ветру?

Если вы подозреваете, что в районе стоянки или плавания возможен катабатический ветер, важно заранее подготовиться. Вот несколько рекомендаций для начинающих яхтсменов и шкиперов:

• Изучите район и прогноз. Ещё до выхода в море узнайте, какие местные ветры характерны для вашего маршрута. Посмотрите прогнозы высокоразрешимых моделей или специальные предупреждения. Если прогноз указывает на возможность сильного порывистого ветра с берега (особенно ночью или утром), планируйте соответственно.

• Выберите безопасную стоянку. Избегайте якорных стоянок и марин, открытых в сторону возможного ветра. Например, в Адриатике при угрозе боры не стоит ночевать на северо-восточном берегу острова – лучше перейти на подветренную сторону. Ищите бухты, зачищенные горами от направления стока ветра. Если такой возможности нет, убедитесь, что якорь и швартовы выдержат сильную нагрузку.

• Проверьте такелаж и снасти. Перед наступлением катабатического ветра уберите/надёжно закрепите паруса. Особенно это касается геннакеров, спинакеров – их лучше вовсе спрятать. Уберите тенты, бимини и всё, что может поймать ветер. Проверьте, что шлюпки, доски, канистры и прочие предметы на палубе крепко привязаны – порыв ветра легко выбросит их за борт.

• Укрепите якорь и швартовы. Если стоите на якоре, увеличьте вытравленную длину якорной цепи (больше обычного, до 5–7 глубин или даже больше в штормовых условиях). При возможности выставьте второй якорь (например, веером) для подстраховки. В порту добавьте дополнительные швартовые концы, разместите побольше кранцев между судном и причалом – катабатический ветер может прижимать или рывками отбрасывать яхту.

• Будьте готовы маневрировать. Держите мотор в готовности на случай, если якорь начнёт дрейфовать или швартовы не выдержат – возможно, придётся выйти в море и держаться носом к ветру на двигателе. На ходу при ожидаемом порывистом ветре сразу ставьте минимальный парус (грод сильно зарифленный или штормовой стаксель) либо идите под одним мотором, чтобы не рисковать парусами. Всегда используйте спасательные жилеты и страховочные леера в штормах.

• Следите за изменениями погоды. Катабатический ветер часто даёт подсказки: внезапный резкий спад температуры воздуха, затишье перед ударом ветра, характерные облака над горами (например, линзообразные или «шапки» на вершинах) – все это признаки надвигающегося стока воздуха. Если заметили их, немедленно завершайте все приготовления и будьте на посту.

Следуя этим рекомендациям, вы существенно повысите безопасность плавания. Дружественный совет: не стесняйтесь спрашивать местных моряков о локальных ветрах. Опытные капитаны и рыбаки охотно поделятся знаниями о том, где “дуть начинает к утру” и где можно переждать. Катабатический ветер – грозное явление, но зная о нем и грамотно подготовившись, вы сможете его переждать без приключений. В конечном счёте, уважение к силам природы и тщательное планирование – залог успешного и безопасного яхтинга для капитана любого уровня. Курс Яхтинг для всех!

С семь футов под килем!