Определение барических зон по направлению ветра

Введение

Метод определения местоположения барометрических максимумов и минимумов по направлению ветра.

В метеорологии закон Бьюиса Баллота можно сформулировать следующим образом: в Северном полушарии, если человек стоит спиной к ветру, атмосферное давление будет низким слева и высоким справа. Это происходит потому, что ветер движется против часовой стрелки вокруг областей низкого давления в Северном полушарии. Это справедливо в большей степени в высоких широтах Северного полушария, и действует обратным образом в Южном полушарии, однако угол между градиентом давления и направлением ветра не является прямым в низких широтах. Версия, которую преподавали курсантам военно-морского флота во время Второй мировой войны, звучала так: "В Северном полушарии, если вы повернетесь спиной к ветру, центр низкого давления будет находиться слева от вас и немного впереди". (Аэрология для пилотов, МакГроу Хилл, 1943, стр. 43)

История

Еще в XVI веке обширные наблюдения за погодой стали регулярно включаться в судовые журналы. Эти наблюдения, а также другая информация из журналов, передавались в национальные гидрографические институты различных стран, прежде всего в Германию и Англию, а позднее – в США. Данные, собранные с множества кораблей об отдельных плаваниях, накапливались на берегу и впоследствии стали тем, что и сегодня издается в Англии – трехтомным собранием с картами под названием «Руководство для плавания по всему миру». Кроме того, Агентство оборонного картографирования США публикует 47-томное «Руководство для плавания», выполняющее схожую функцию. Эта информация представляет собой результат обобщения эмпирических наблюдений тысяч капитанов судов за тысячи плаваний, охватывающих несколько столетий. Закон Бауза Баллота, впервые выведенный американскими метеорологами Дж. Х. Коффином и Уильямом Феррелем, является прямым следствием закона Ферреля. Свое название закон получил в честь голландского метеоролога К. Х. Д. Буйса Баллота, опубликовавшего его в Comptes Rendus 9 ноября 1857 года. Хотя Уильям Феррель впервые теоретически обосновал этот закон в 1856 году, именно Буйс Баллот впервые предоставил его эмпирическое подтверждение. Несмотря на надежды Буйса Баллота на подтверждение его закона другими метеорологическими службами в разных странах, его распространение и внедрение за рубежом происходили медленно. Французские и американские метеорологические службы того времени отдавали приоритет описанию текущего состояния штормов, а не их прогнозированию, и не видели особой пользы в прогностической ценности закона Бауза Баллота. Однако британское метеорологическое бюро начало активно использовать закон Бауза Баллота после восстановления системы штормовых предупреждений в 1867 году, последовавшего за смертью его бывшего директора Роберта Фицроя. Это практическое правило стало более широко применяться благодаря его эффективному использованию в британских прогнозах. Закон Бауза Баллота впервые появился в ранних изданиях (до 1900 года) «Американского практического навигатора» Боудича и других публикаций, предназначенных для помощи в планировании плавания и обеспечении безопасного ведения судов в море, и до сих пор включен как в «Навигатор Боудича», так и в «Руководство для плавания» (см. ссылку ниже) в качестве справочного материала.

As early as the 16th century extensive weather observations were included as part of a ship's log. These observations as well as other log information, were turned over to national hydrographic institutes in various nations, most notably Germany and England and later the US. The information from many ships about individual voyages was compiled ashore and later became what today is still published by England, a 3 volume set complete with charts titled "Sailing Directions for the World". Additionally the US Defense Mapping Agency publishes a 47 volume set Sailing Directions which serves much the same purpose. The information is the distillate of empirical observations of thousands of ships masters over thousands of voyages spanning several hundred years. Buys Ballot's law, which was first deduced by the American meteorologists J. H. Coffin and William Ferrel, is a direct consequence of Ferrel's law. The law takes its name from C. H. D. Buys Ballot, a Dutch meteorologist, who published it in the Comptes Rendus, 9 November 1857. While William Ferrel theorized this first in 1856, Buys Ballot was the first to provide an empirical validation. While Buys Ballot hoped that his law would be validated by other meteorological services in other countries, foreign dissemination and adoption of Buys Ballot's law was slow. The French and American meteorological services of the era prioritized describing the state of storms rather than forecasting them, finding little use for the predictive value of Buys Ballot's law. However, the British Meteorological Office began to use Buys Ballot's law extensively after reintroducing a storm warning system in 1867 following the death of its former director Robert FitzRoy. The rule of thumb became more widely accepted following its effective use in the British forecasts. Buys Ballot's law first appeared in early versions (prior to 1900) of Bowditch's American Practical Navigator and other publications written to assist in passage planning and the safe conduct of ships at sea and is still included today both in Bowditch and in Sailing Directions (see following reference) as an item of practical reference and information.

Применение

Закон очерчивает общие правила поведения для капитанов как парусных, так и паровых судов, чтобы помочь им увести суда от центра и правого переднего квадранта (в Северном полушарии и левого переднего квадранта в Южном полушарии) ураганов или любых других вращающихся атмосферных возмущений в море. До появления радиосвязи, спутниковых наблюдений и возможности передачи оперативной информации о погоде на большие расстояния, единственным способом прогнозирования погоды для капитана судна было наблюдение за метеорологическими условиями (видимые облачные образования, направление ветра и атмосферное давление) в его текущем местоположении. В "Руководстве для плавания по всему миру" содержатся методы Бьюиса Баллота, позволяющие избежать наиболее опасной части любой вращающейся штормовой системы в море, используя только локально наблюдаемые явления – облачные образования, скорость ветра и тенденции изменения барометрического давления в течение нескольких часов. Эти наблюдения и применение принципов закона Бьюиса Баллота помогают оценить вероятность возникновения шторма и выбрать оптимальный курс, чтобы минимизировать его воздействие и повысить шансы на выживание. Основные принципы закона Бьюиса Баллота заключаются в том, что для человека, находящегося на берегу в Северном полушарии и на пути урагана, наиболее опасным местом является правый передний квадрант шторма. Там наблюдаемая скорость ветра является суммой скорости ветра в циркуляции шторма и скорости его перемещения. Закон Бьюиса Баллота называет это "опасным квадрантом". В левом переднем квадранте шторма наблюдаемая скорость ветра – это разница между скоростью ветра шторма и его скоростью перемещения. Этот квадрант называется "безопасным", поскольку в нем наблюдаются более низкие скорости ветра. Иными словами, в Северном полушарии, если человек находится справа от места выхода урагана или тропического шторма на сушу, это считается опасным квадрантом. Если же он находится слева от точки выхода на сушу, это безопасный квадрант. В опасном квадранте наблюдатель будет испытывать более сильный ветер и, как правило, значительно более высокий штормовой нагон из-за направления ветра, дующего на берег. В безопасном квадранте наблюдатель будет испытывать несколько меньший ветер и возможность более низкого, чем обычно, уровня воды из-за направления ветра, дующего с моря. Это очень общие правила, которые зависят от множества других факторов, включая форму береговой линии и рельеф местности. Хотя эти принципы в ограниченной степени применимы к наблюдателю на берегу во время приближения и прохождения шторма, закон Бьюиса Баллота был сформулирован в основном на основе эмпирических данных для помощи судам, находящимся в море.

The law outlines general rules of conduct for masters of both sail and steam vessels, to assist them in steering the vessels away from the center and right front (in the Northern Hemisphere and left front in the Southern Hemisphere) quadrants of hurricanes or any other rotating disturbances at sea. Prior to radio, satellite observation and the ability to transmit timely weather information over long distances, the only method a ship's master had to forecast the weather was observation of meteorological conditions (visible cloud formations, wind direction and atmospheric pressure) at his location. Included in the Sailing Directions for the World are Buys Ballot's techniques for avoiding the worst part of any rotating storm system at sea using only the locally observable phenomena of cloud formations, wind speed and barometric pressure tendencies over a number of hours. These observations and application of the principles of Buys Ballot's law help to establish the probability of the existence of a storm and the best course to steer to try to avoid the worst of it—with the best chance of survival. The underlying principles of Buys Ballot's law state that for anyone ashore in the Northern Hemisphere and in the path of a hurricane, the most dangerous place to be is in the right front quadrant of the storm. There, the observed wind speed of the storm is the sum of the speed of wind in the storm circulation plus the velocity of the storm's forward movement. Buys Ballot's law calls this the "Dangerous Quadrant". Likewise, in the left front quadrant of the storm the observed wind is the difference between the storm's wind velocity and its forward speed. This is called the "Safe Quadrant" due to the lower observed wind speeds. To look at it another way, in the Northern Hemisphere if a person is to the right of where a hurricane or tropical storm makes landfall, that is considered the dangerous quadrant. If they are to the left of the point of landfall, that is the safe quadrant. In the dangerous quadrant an observer will experience higher wind speeds and generally a much higher storm surge due to the onshore wind direction. In the safe quadrant, the observer will experience somewhat lower wind speeds and the possibility of lower than normal water levels due to the direction of the wind being offshore. These are very general rules that are subject to many other factors, including shapes of the coastline, and topography in any location. Although the principles apply to a very limited extent to a coastal observer during the approach and passage of a storm in any location, Buys Ballot's law was primarily formulated from empirical data to assist ships at sea.