Морской бриз или береговой бриз — это любой ветер , который дует с большого водоема по направлению к суше или на нее . Напротив, береговой бриз или офшорный бриз — это любой ветер, который дует с суши по направлению к большому водоему или на него. Морские и береговые бризы являются важными факторами преобладающих ветров в прибрежных регионах . [1]
Морской бриз и береговой бриз развиваются из-за разницы в давлении воздуха , создаваемой разной теплоемкостью воды и суши. Таким образом, морской бриз и береговой бриз более локализованы, чем преобладающие ветры . Поскольку земля нагревается намного быстрее, чем вода под воздействием солнечного излучения , морской бриз является обычным явлением вдоль побережий после восхода солнца . С другой стороны, суша также охлаждается быстрее, чем вода без солнечного излучения, поэтому ветер вместо этого дует с суши к морю, когда морской бриз рассеивается после захода солнца .
Береговой бриз в ночное время обычно слабее морского бриза в дневное время. В отличие от дневного морского бриза, который движим конвекцией , ночной береговой бриз движим конвергенцией [ необходимо определение ] [ необходима цитата ]
Термин «морской ветер» относится к любому ветру над открытой водой, который связан с морским бризом, но не является его синонимом.
Море имеет большую теплоемкость , чем земля , поэтому поверхность моря нагревается медленнее, чем поверхность земли. [1] По мере того, как температура поверхности земли повышается, земля нагревает воздух над собой посредством конвекции . Гипсометрическое уравнение гласит, что гидростатическое давление зависит от температуры. Таким образом, гидростатическое давление над землей уменьшается меньше на большей высоте. Поскольку воздух над побережьем имеет относительно более высокое давление, он начинает двигаться к морю на большой высоте. Это создает обратный поток воздуха вблизи земли. [2] Сила морского бриза прямо пропорциональна разнице температур между землей и морем. Если присутствует сильный ветер с берега (то есть ветер со скоростью более 8 узлов (15 км/ч)) и противоположен направлению возможного морского бриза, морской бриз, скорее всего, не разовьется. [3]
Ночью суша остывает быстрее, чем океан из-за разницы в их теплоемкости, что приводит к затуханию дневного морского бриза, поскольку температура суши приближается к температуре океана. Если суша становится холоднее, чем температура прилегающей морской поверхности , давление воздуха над водой будет ниже, чем у суши, создавая бриз с суши на море, пока ветровая структура поверхности окружающей среды не будет достаточно сильной, чтобы противостоять этому.
Фронт морского бриза — это погодный фронт, созданный морским бризом, также известный как зона конвергенции . Холодный воздух с моря встречается с более теплым воздухом с суши и создает границу, похожую на неглубокий холодный фронт . Когда этот фронт мощный, он создает кучевые облака, а если воздух влажный и нестабильный , фронт иногда может вызывать грозы . Если поток наверху совпадает с направлением морского бриза, места, испытывающие фронтальный проход морского бриза, будут иметь благоприятную или ясную погоду в течение оставшейся части дня. На фронте теплый воздух продолжает течь вверх, а холодный воздух постоянно движется, чтобы заменить его, и поэтому фронт постепенно движется вглубь суши. Его скорость зависит от того, помогает ли ему или препятствует преобладающий ветер, а также от силы термического контраста между сушей и морем. Ночью морской бриз обычно меняется на береговой бриз из-за обращения тех же механизмов.
Грозы, вызванные мощными морскими бризовыми фронтами, часто случаются во Флориде , полуострове, ограниченном с востока и запада Атлантическим океаном и Мексиканским заливом соответственно. Во время сезона дождей, который обычно длится с июня по сентябрь/октябрь, любое направление, в котором дуют ветры, всегда будет от воды, что делает Флориду местом, в которое чаще всего поражаются молнии в Соединенных Штатах [4] , и одним из самых часто встречающихся на Земле. [ необходима цитата ] Эти штормы также могут вызывать значительный град из-за огромного восходящего потока , который он вызывает в атмосфере, особенно в периоды, когда верхние слои атмосферы прохладнее, например весной или осенью.
В спокойные летние дни с небольшим преобладающим ветром морские бризы с обоих побережий могут столкнуться в середине, создавая особенно сильные штормы в центре штата. Эти грозы могут дрейфовать как к западному, так и к восточному побережью в зависимости от относительной силы морских бризов, и иногда выживают, чтобы выйти над водой ночью, создавая впечатляющие молнии от облака к облаку в течение нескольких часов после захода солнца. [5] [6] Из-за своего большого размера озеро Окичоби также может способствовать этой активности, создавая свой собственный озерный бриз, который сталкивается с морскими бризами восточного и западного побережья.
На Кубе подобные столкновения морских бризов с северным и южным побережьями иногда приводят к штормам.
В юго-восточных австралийских штатах Новый Южный Уэльс и Виктория интенсивный морской бриз, называемый южным штормом [7], вызывает резкое, шквалистое изменение южного ветра с порывами более 40 узлов (74 км/ч) в прибрежных городах, таких как Сидней в Новом Южном Уэльсе к югу от Маллакуты, Виктории и Мельбурна , поскольку он приближается с юго-востока, в основном в жаркий день, принося прохладную, обычно суровую погоду и резкое падение температуры, таким образом, в конечном итоге заменяя и смягчая предыдущие жаркие условия. Отмечая границу между горячими и прохладными воздушными массами, южный шторм иногда представлен свернувшимся облаком, перпендикулярным побережью. [8]
Южный шторм вызван взаимодействием мелкого холодного фронта с блокирующим горным хребтом ( Большой Водораздельный хребет ), который выравнивает побережье, поскольку холодный воздух оказывается запертым напротив хребтов. Горы создают эффект канала , когда южные штормовые ветры перемещаются через побережье Нового Южного Уэльса, и фрикционные контрасты над материком и океаном, которые разъединяют поток. [9] [10] [11] [12] Изменения температуры могут быть резкими, с падением на 10–15 °C (18–27 °F), которое часто происходит за несколько минут. [13]
Береговой бриз, состоящий из прохладного воздуха, поступающего с суши, выталкивает более теплый воздух вверх над морем. Если имеется достаточно влаги и нестабильности, береговой бриз может вызвать ливни или даже грозы над водой. Развитие ночной грозы у берега из-за берегового бриза может быть хорошим предсказателем активности на суше на следующий день, если не ожидается никаких изменений в погодных условиях в течение следующих 12–24 часов. Это в основном потому, что сила берегового бриза слабее, чем морского бриза. [3] Береговой бриз исчезнет, как только земля снова прогреется следующим утром.
Ветряные электростанции часто располагаются вблизи побережья, чтобы использовать обычные суточные колебания скорости ветра, вызванные морскими или береговыми бризами. В то время как многие береговые и морские ветровые электростанции не полагаются на эти ветры, прибрежная ветряная электростанция — это тип морской ветряной электростанции, расположенной на мелководье прибрежных вод, чтобы использовать как морские, так и береговые бризы. По практическим причинам другие морские ветряные электростанции располагаются дальше в море и полагаются на преобладающие ветры, а не на морские бризы.