Ветер Берг (от африкаанс berg «гора» + wind «ветер», т. е. горный ветер) — южноафриканское название катабатического ветра : горячего сухого ветра, дующего вниз по Большому Уступу с высокого центрального плато к побережью.
Когда воздух, нагретый на обширном центральном плато, стекает по уступу к побережью, он подвергается дальнейшему нагреванию за счет адиабатических процессов . Это объясняет жаркие и сухие свойства этих ветров с берега, где бы они ни возникали вдоль побережья Южной Африки. [1] [2]
Хотя берговые ветры часто называют фёновыми ветрами , это, вероятно, неправильное название, поскольку фёновые ветры — это дождевые теневые ветры, возникающие при движении воздуха над горным хребтом, что приводит к выпадению осадков с наветренной стороны. Это высвобождает скрытое тепло в атмосферу, которое затем нагревается еще больше по мере того, как воздух опускается с подветренной стороны (например, Чинук или первоначальный фён ). [2] [3] Берговые ветры возникают не из-за осадков, а в основном на сухом, часто засушливом центральном плато Южной Африки . С другой стороны, катабатические ветры технически являются дренажными ветрами, которые переносят высокоплотный, обычно холодный воздух с большой высоты вниз по склону под действием силы тяжести. [3] Таким образом, это «осенние ветры», которые чаще всего возникают на прибрежных ледяных склонах Антарктиды и Гренландии . Берговые ветры дуют с африканского уступа в ответ на крупномасштабные погодные системы в южной части Атлантического океана , внутренних районах Африки и южной части Индийского океана .
Ветры бергов обычно сопровождаются прибрежными циклонами. [3] Эти прибрежные циклоны обязаны своим существованием конфигурации плато, уступа и прибрежной равнины (см. диаграмму справа выше), поскольку они ограничены прибрежными районами, всегда ниже уступа. Хотя они могут возникнуть практически в любом месте вдоль побережья, они часто сначала появляются на западном побережье или даже на побережье Намибии . Затем они всегда распространяются против часовой стрелки вдоль береговой линии Южной Африки со скоростью от 30 до 60 километров в час (от 19 до 37 миль в час), от западного побережья на юг до Капского полуострова , а затем на восток вдоль южного побережья и, наконец, на северо-восток вдоль береговой линии Квазулу-Натал , чтобы окончательно рассеяться к северу от Дурбана из-за расхождения береговой линии от плато, которое полностью исчезает в районе долины Лимпопо . [4] Всегда есть горячий оффшорный айсберговый ветер перед прибрежным низким уровнем, который может дуть в течение нескольких дней или всего лишь в течение нескольких часов. Затем следуют прохладные береговые ветры, которые приносят в регион низкие облака, туман или морось, но могут, в некоторых случаях, вызывать существенные осадки в сочетании с приближающимся холодным фронтом . [3]
Прибрежные циклоны являются общей чертой прибрежной погоды в Южной Африке, в среднем через Порт-Элизабет проходит около пяти циклонов различной интенсивности в месяц. [4] Это неглубокие (не более 1000–1500 метров (3300–4900 футов) в глубину), мезомасштабные (среднего размера) системы, которые обычно не превышают 100–200 километров (62–124 миль) в поперечнике, запертые на прибрежной равнине уступом с внутренней стороны, эффектами Кориолиса с океанической стороны и слоем инверсии выше. Минимумы давления этих систем лежат недалеко от берега. В юго-западном углу страны прибрежные низменности ограничены с внутренней стороны горами Кейп-Фолд [4] , которые, как правило, имеют более высокую высоту, чем уступ, и образуют почти непрерывный горный барьер протяженностью 1000 километров (620 миль), идущий параллельно побережью от Седерберга , в 300 километрах (190 миль) к северу от Кейптауна , до мыса Хангклип на восточной стороне залива Фолс-Бей , а затем на восток на протяжении 700 километров (430 миль) до Порт-Элизабет , где они в конечном итоге исчезают (см. карту выше).
Прибрежные циклоны инициируются взаимодействием крупномасштабных погодных систем, таких как квазипостоянные южноатлантические и южноиндийские антициклоны (системы высокого давления), холодные фронты , приближающиеся к субконтиненту из южной части Атлантического океана , а также системы давления на плато, в результате чего воздух, нагретый на плато 2–3 днями солнечной погоды, стекает по Большому уступу на прибрежную равнину либо на западном, либо на южном побережье страны (т. е. вызывая айсберговый ветер). Нисходящий воздух нагревается адиабатически, нагревая прибрежную равнину, и в то же время вызывая ветер с берега, который сдувает поверхностную воду с суши, заменяя ее холодной водой, которая поднимается с глубин. Этот подъем холодной подповерхностной воды из океана увеличивает разницу температур между океаном и сушей, вызывая ветер с берега. [3]
Воздушный поток на берегу усиливается тем фактом, что ветер айсберга не только горячий, но и «растянут» вертикально из-за внезапного понижения пола, по которому он движется под уступом. Его низкая плотность, следовательно, снижает атмосферное давление на побережье. [4] Эта область низкого давления, вызванная ветром айсберга, тянет плотный влажный морской воздух на берег справа от ветра айсберга. Сдвиговые силы между этими ветрами на берегу и на берегу справа от ветра айсберга, как правило, вызывают вращение воздуха по часовой стрелке (или циклоническое ). Кроме того, при достижении уступа морской воздух изгибается вправо вокруг зоны низкого давления из-за сил Кориолиса (в южном полушарии), усиливая циклоническую циркуляцию «прибрежного минимума». [2] [3] Вся система увенчана инверсией, состоящей из слоя теплого воздуха, который сместился горизонтально с плато на уровне верхнего края уступа. [4] Этот инверсионный слой не позволяет восходящему спиральному циклоническому воздуху прибрежной депрессии подняться выше 1000–1500 м, тем самым не давая ему вызывать значительные осадки. [3]
Вдоль южного побережья прохождению прибрежного минимума обычно предшествует северо-восточный ветер, приносимый Южно-Индийским океанским антициклоном. Затем ветер быстро меняется с северного на северо-западный по мере повышения его температуры. Это фаза айсбергового ветра прибрежного минимума. Затем ветер резко меняется на сильный, холодный, южный или юго-западный ветер (называемый «бустером», если изменение скорости ветра превышает 35 км/ч). Бустер совпадает с прохождением минимума давления. Береговой ветер постепенно ослабевает в течение примерно дня и ассоциируется с облачной, туманной или моросящей погодой. [3] [4]
Из-за часто резких изменений в горизонтальной и вертикальной скорости и направлении ветра, которые могут происходить в пределах этих небольших погодных систем, они представляют значительную опасность для самолетов при посадке и взлете. Во время набора высоты и захода на посадку скорость и высота самолета близки к критическим значениям, что делает самолет особенно восприимчивым к неблагоприятным последствиям этих сдвигов ветра. [4]
Холодные фронты Атлантики , которые движутся в субконтинент и пересекают его, особенно в более прохладные месяцы года, часто связаны накануне с прибрежным циклоном, который движется впереди фронта. При этих обстоятельствах южный или юго-западный прибрежный ветер прибрежного циклона постепенно ослабевает в течение 12–20 часов, когда он сменяется западным ветром (который может временно достигать размеров бустера) и дальнейшим падением температуры, сопровождаемым дождем, что указывает на прохождение холодного фронта. [3] Таким образом, особенно в Кейптауне , очевидный айсберговый ветер обычно рассматривается как предвестник холодной, влажной погоды.
Прибрежные депрессии — это орографически захваченные погодные системы, которые также встречаются в других частях мира, где есть горные хребты длиной от 1000 до 4000 километров (620–2490 миль). Таким образом, они встречаются вдоль побережья Чили , восточной Австралии и западного побережья Северной Америки, а также на восточной стороне Аппалачских гор в Соединенных Штатах. В каждом из этих случаев погодные системы захвачены вертикально устойчивыми стратификациями , а латерально — эффектами Кориолиса против гор. [4] Однако только южноафриканские и южноамериканские прибрежные возмущения являются «прибрежными депрессиями»; остальные, как правило, создаются прибрежными хребтами . [4]