4.4.3. Фён

Фёном называется теплый, сухой порывистый ветер, дующий временами с гор в долины. Температура воздуха при фёне значительно и быстро повышается, а относительная влажность резко падает, иногда до одного-двух десятков процентов. 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 наблюдаются на Западном Кавказе, 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 следующим средним годовым числам дней с фёнами: в Кутаиси − 114, в Тбилиси − 45, во Владикавказе − 36, на Телецком озере −до 150, в Инсбруке (Австрия) − 75.

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. Высокая температура при фёне обусловлена его адиабатическим нагреванием при нисходящем движении. Вертикальный градиент температуры в набегающем потоке почти всегда меньше сухоадиабатического, т. е. меньше 1° С/100 м. Также он меньше и сухоадиабатического градиента в воздухе долины до фёна. Воздух фёна, спускающийся по горным склонам в долину, нагревается сухоадиабатически, т. е. на 1 °С на каждые 100 м спуска. Поэтому в долину он приходит с более высокой температурой, чем температура воздуха, ранее занимавшего долину. Температура фёнового воздуха тем выше, чем больше высота, с которой он опускается. Относительная влажность в нем понижается по мере роста температуры.

Допустим, что гребень хребта возвышается над уровнем долины на 3000 м, температура в долине до начала фена +10 °С, а средний градиент температуры 0.6 °С/100 м. На уровне гребня хребта температура будет +10 − (0.6–30) = –8 °С. Опустившись в долину и нагревшись на 30 °С (по одному градусу на каждые 100 м), воздух фёна будет иметь внизу температуру: –8+30 = +22 °С. Таким образом, температура в долине повысится в сравнении с первоначальной на 12 °С. Вместе с тем, если относительная влажность вверху была 100%, то при той же удельной влажности, но при повышении температуры фёнового воздуха с –8 до +22 °С относительная влажность понизится до17%.

Бывает и так, что фён, особенно вначале, сводится к постепенному оседанию и динамическому нагреванию воздуха в антициклоне, занимающем горный район. По мере снижения инверсии оседания 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. Особенно сильное повышение температуры при фёне бывает тогда, когда воздух, в котором развивается фён, с самого начала очень теплый, например при перетекании через хребет тропического воздуха за теплым фронтом. Высокая температура воздуха дополнительно повышается адиабатически при нисходящем движении. 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 ч.

Продолжительный и интенсивный фён может привести к бурному таянию снега в горах, к повышению уровня и разливам горных рек, сходу снежных лавин и т.д. Летом фён вследствие высокой температуры и сухости может губительно действовать на растительность, вызывая высыхание и опадание листьев. На северных склонах Копетдага известен ветер гармсиль, представляющий фён, развивающийся в тропическом воздухе, текущем из Иранского нагорья и переваливающемся через хребет. Температуры при гармсиле достигают 48−49 °С, а относительная влажность опускается до 4−5%.

Фён может наблюдаться и в арктическом воздухе, если последний, например, перетекает через Альпы или Кавказ и опускается по южным склонам. Даже в Гренландии стекание воздуха с трехкилометровой высоты ледяного плато на фиорды создает очень сильные повышения температуры. В Исландии при фёнах наблюдались повышения температуры почти на 30 °С за несколько часов.

При переваливании через хребет в воздушном течении могут возникать стоячие волны, так называемые фёновые волны, с амплитудой порядка нескольких километров, иногда приводящие к образованию чечевицеобразных облаков. Эти волны захватывают слой высотой в несколько раз большей, чем высота хребта.