1. Феном называется теплый, сухой порывистый ветер, дующий
временами с гор в долины. Температура воздуха при ф?не резко
повышается, а относительная влажность падает, иногда до очень малых
значений. В начале фёна могут наблюдаться резкие и быстрые колебания
температуры и влажности вследствие встречи теплого воздуха фёна с
холодным воздухом, заполняющим долины. Порывистость фёна указывает
на сильную турбулентность фёнового потока. Продолжительность фёна
может быть от нескольких часов до нескольких суток, иногда с
перерывами (паузами).
Фёны с давних времен известны в Альпах. Они очень часты на Западном
Кавказе как на северных, так и на южных склонах хребта. Фёны
наблюдаются и под обрывистой стеной Яйлы на Южном берегу Крыма, в
горах Средней Азии и Алтая, в Якутии, западной Гренландии, на
восточных склонах Скалистых гор и во многих других горных системах.
О повторяемости фёнов можно судить по средним климатологическим
данным. Например, в Кутаиси в среднем за год насчитывается 114 дней,
в Тбилиси 45, в Орджоникидзе 36, на Телецком озере до 150, в
Инсбруке (Австрия) 75.
2. Фён может возникнуть в любой горной системе, если воздушное
течение общей циркуляции пересекает хребет достаточной высоты. С
подветренной стороны воздух оттекает от хребта, а в создавшееся
разреженное пространство устремляется воздух вышележащих слоев (рис.
112).
Высокая температура воздуха при фёне обусловлена его адиабатическим
нагреванием при нисходящем движении. Вертикальный градиент
температуры в атмосфере почти всегда меньше сухоадиабатического, т.
е. меньше 1 °С/100 м. Воздух, опускающийся по горным склонам в
долину, нагревается сухо-адиабатически, т. е. на 1 °С на каждые 100
м спуска. Поэтому он поступает в долину, имея более высокую
температуру, чем температура воздуха, ранее занимавшего долину.
Температура фёнового воздуха будет тем выше, чем больше высота, с
которой он опускается. Относительная влажность в нем будет
понижаться по мере роста температуры.
Допустим, например, что гребень хребта возвышается над уровнем
долины на 3000 м, температура воздуха в долине до начала фёна +
10°С, а средний градиент температуры 0,6°С/100м. На уровне гребня
хребта температура будет, таким образом, + 10- (0,6 - 30) =-8 °С.
Опустившись в долину и нагревшись при этом на 30 °С (по одному
градусу на каждые 100 м), воздух фёна будет иметь внизу температуру
-8 + 30= + 22°С, т. е. температура в долине повысится в сравнении с
первоначальной на 12°С. Вместе с тем, если относительная влажность
вверху была 100 %, то при той же массовой доле водяного пара, но при
повышении температуры фёнового воздуха с -8 до + 22°С она понизится
до 17%.
3. При. сильном развитии фёна на подветренной стороне хребта нередко
на наветренной стороне наблюдается восходящее движение воздуха по
горному склону. Если хребет высок, то этот восходящий воздух,
достигнув уровня конденсации, будет охлаждаться уже не
сухоадиабатически, а влажно-адиабатически. При этом на наветренной
стороне произойдет образование облаков и, стало быть, выделение
теплоты конденсации.
Допустим, что на подветренном склоне воздух на столько же опустится
вниз, на сколько, он поднялся вверх на наветренном склоне. Облака в
воздухе фёна будут при этом испаряться. Однако если часть продуктов
конденсации выпала из воздуха в виде осадков при восхождении по
наветренному склону, то воздух опустится в долину с более высокой
температурой, чем была в начале процесса. Получим процесс,
приближающийся к псевдоадиабатическому (см. главу вторую, параграф
23).
Рис. 112. Схема фёна.
Если воздух сначала поднимается по наветренным склонам и в нем
происходит облакообразование, то из долины на подветренной стороне
можно наблюдать над гребнем хребта стену облаков. При опускании
фёнового воздуха по подветренному склону содержащиеся в нем капли
облака испаряются, на наветренном склоне они, напротив, все время
образуются заново. В результате облачная масса в фёновом потоке -
фёновая стена - кажется неподвижно прикрепленной к гребню хребта.
4. Бывает и так, что фён, особенно вначале, сводится к постепенному
оседанию и динамическому нагреванию воздуха в антициклоне,
занимающем горный район. По мере снижения инверсии высокие
температуры захватывают все более низкие места, однако до самых
низких долин потепление может и не дойти, они останутся занятыми
холодным воздухом. При таком антициклоническом фёне скорости ветра
невелики, а фёновое повышение температуры может происходить на обоих
склонах хребта одновременно, как это много раз наблюдалось и на
Кавказе, и в Альпах.
5. Особенно сильное повышение температуры при фёне бывает тогда,
когда воздух, в котором развивается фён, с самого начала очень
теплый, например когда через хребет перетекает тропический воздух за
теплым фронтом. Высокая температура воздуха дополнительно повышается
адиабатически при нисходящем движении. Так, в первых числах мая 1935
г. в северных предгорьях Кавказа южный фён приносил воздух с
Армянского нагорья. При этом температура повышалась в Нальчике до 32
°С, в Моздоке до 40 °С, а относительная влажность опускалась до 13%.
Эффект повышения температуры особенно велик, если до фёна воздух в
долине был сильно выхоложен излучением. В Монтане (Скалистые горы)
однажды в декабре температура повысилась с -40 до 4°С в течение 7
часов.
Продолжительный и интенсивный фён может привести к бурному таянию
снега в горах, к повышению уровня и разливам горных рек и т. д.
Летом фён вследствие своей высокой температуры и сухости может
губительно действовать на растительность. В Закавказье (район
Кутаиси) случается, что при летних фёнах листва деревьев высыхает и
опадает.
Но фён может наблюдаться и в арктическом воздухе, когда последний,
например, перетекает через Альпы или Кавказ и опускается по южным
склонам. Даже в Гренландии стекание воздуха с 3-километровой высоты
ледяного плато на фьорды создает очень сильные повышения
температуры. В Исландии при фёнах наблюдались повышения температуры
почти на 30 °С за несколько часов.
При переваливании хребта в воздушном течении могут возникать стоячие
волны, так называемые фёновые волны с амплитудой примерно нескольких
километров, иногда приводящие к образованию чечевицеобразных
облаков. Эти волны распространяются вверх до высоты в несколько раз
большей, чем высота хребта.
