В дополнение отметим, что ветры в долине могут быть очень сильными, потому что они постоянно подпитываются нисходящим воздухом. Они могут быть сильнее, чем ветер, буквально на 100 м выше. Ветер в долине вечером можно представить как реку холодного воздуха, текущего под теплым слоем инверсии, что определяет некоторую турбулентность среза и механическую. Пилоты, летающие или совершающие посадку в длинной долине, должны быть готовы к разного рода неожиданностям и опасностям: турбулентность, изменение скорости и направления ветра, особенно вечером.
Будем закрывать эту главу о местных условиях, но хотелось бы отметить, что некоторые территории имеют своеобразную погоду, отличную от описанной выше. Например, горы St. Pierre в Квебеке и St. Andre в южных Альпах, как и подобные территории с высокими горами, морем или озерами и высокогорными плато, дают наложение эффектов морского бриза, тепловых фронтов, долинных ветров и ветров на склоны и со склонов.
Слияние и разделение местных течений с основным ветром дают очень своеобразные условия, восходящие и нисходящие потоки. Ветер часто меняет направление и скорость или возникают отдельные потоки. Ключ к пониманию таких сложных микросистем — изучить все присутствующие элементы и, конечно, длительные наблюдения. Знание циркуляционной модели на местном уровне, привязка к ней тепловых процессов и анализ того, как и что они изменяют, есть ключ к прогнозированию разнообразных эффектов, с которыми мы можем столкнуться. Показателем, как драматически комбинируются местные эффекты и большие барические системы, может служить один пример: Mohave в Калифорнии 18.11.91 г. в 6:00 скорость ветра была 160 км/час, потому что к ветру от движения барической системы добавлялся гравитационный ветер. Через час после прогрева долины установился штиль.
ИТОГИ
В этой главе мы вплотную познакомились с мелкомасштабными эффектами, условиями, которые возникают на местном уровне и движущей силой которых является солнце. Они имеют циклическую природу.
Мы дали простые имена различным циркуляциям: морской бриз, тепловой фронт или бриз на склон.
Мы сможем больше, дальше и, главное, приятнее летать, если научимся использовать местные эффекты.
Путь к использованию атмосферных краткосрочных колебаний погоды — это понять важность различного прогрева соседних территорий или дисбаланса прогрева.
Теперь на фоне полученных знаний почему, как и где возникают и меняются ветры и погода в атмосфере, научившись применять знания о метеорологии и местных эффектах, мы обратим свое внимание на образование и исчезновение вертикальных потоков.
Глава 8
Парящие условия. Восходящие потоки
В противовес силам гравитации большинство видов спортивной авиации используют восходящие воздушные потоки. Даже в моторизованных авиационных дисциплинах пилоты, которые знают секреты поднимающегося воздуха, могут расширить характеристики своего летательного аппарата и увеличить безопасность. Мы можем быть в воздухе как дома, в гармонии с небесными течениями. Чтобы добиться этого, мы должны понимать движение воздуха в вертикальном направлении так же хорошо, как и в горизонтальном.
В этой главе мы посмотрим на небо не с целью избегать или уклоняться от чего-нибудь, но с целью искать и найти. Что же мы собираемся искать? Поднимающийся воздух или восходящие потоки. Мы будем изучать причины и механизмы возникновения восходящих потоков. Поняв их, мы научимся летать высоко и далеко.
ПАРИТЬ
Слово soar (парить) произошло от латинского ex aura, что означает в воздухе, на воздухе. Чтобы пилот чувствовал себя в воздухе, как дома, необходимо понимать и использовать восходящие потоки для увеличения длительности и дальности полета. Парение — это полет с набором высоты при помощи управления, мастерства и знаний пилотом воздушной обстановки.
Условие для парения очевидно: мы должны найти воздух, поднимающийся вверх со скоростью равной или большей, чем минимальная скорость снижения нашего летательного аппарата. В природе существуют различные причины для того, чтобы воздух поднимался вверх. Это отклонение ветра, волны, конвергенция, фронтальное движение и термичность. Последнее так важно, что мы выделим эту тему отдельно в следующие две главы.
ВОСХОДЯЩИЕ ПОТОКИ У ГРЕБНЕЙ
Ветер, наталкиваясь на гору, гребень или холм, отклоняется так же, как и вода, обтекающая препятствие. Если в направлении, перпендикулярном ветру, на поверхности находится достаточно обширное препятствие, оно будет отклонять воздух, создавая восходящие потоки, как показано на рисунке 137. Мы называем их динамическими или орографическими потоками.
Рис. 137. Динамический восходящий поток
Различные формы препятствий по разному влияют на набегающий поток. В основном более крутые склоны дают большую вертикальную составляющую при одинаковой скорости ветра. Это показано на рисунке 138, где изображены линии тока при различной крутизне склона. На графике (рис. 139) представлена зависимость вертикальной составляющей потока от силы ветра и крутизны склона. Например, на склоне 40° при ветре 24 км/час максимальная составляющая будет ~ 4 м/сек.
Рис. 138. Изменение динамического потока
Рис. 139. Максимальный восходящий поток в зависимости от угла склон и скорости ветра
Если есть гребень или гора с различными склонами, то мы надеемся найти лучшие восходящие потоки над более крутыми местами, где ветер дует перпендикулярно склону. Все безмоторные летательные аппараты (за исключением воздушных шаров), как птицы и бабочки, когда не машут крыльями, снижаются, а подниматься могут только, находясь в зоне восходящего потока над горой. Зона устойчивого парения имеет определенную форму и местоположение, как показано на рисунке 140, в зависимости от формы возвышенности, от силы ветра и состояния воздуха. Отметим, что более крутые склоны дают лучшие условия для па рения. Также линия максимальной подъемной силы (А-В) слегка наклонена вперед. В более стабильных условиях зона парения сдвигается вперед и становится ниже. С увеличением ветра назад и выше.
Рис. 140. Зоны парения в различных условиях
СКЛОН СЛОЖНОЙ ФОРМЫ
В реальной жизни ветер не всегда идеально прямо дует на склон. Лучшей формой для создания хорошего динамического потока является чаша, как показано на рисунке 141. Здесь весь воздух, попадающий в нее поднимается вверх.
Рис. 141. Обтекание склонов различной формы
Противоположная по эффекту форма — выступ. Если ветер дует прямо на него, то поток разделяется и вертикальная составляющая его меньше.
Когда направление ветра не перпендикулярно склону, то динамический поток слабее, так как набегающий воздух делится на поднимающийся вверх и двигающийся в горизонте вдоль склона. Фактически, чем круче склон, тем сильнее отклонение. Динамический поток на вертикальных склонах сильнее зависит от направления ветра, чем на пологих. График на рисунке 142 показывает изменение максимума восходящего потока в зависимости от крутизны склона и угла натекания ветра. Например, отвесный склон (90°) создает половинный по силе восходящий поток при отклонении ветра от перпендикуляра только на 30°. В то же время склон 15° уменьшает вполовину динамик только при отклонении на 60°. Но даже вполовину ослабленный поток на отвесном склоне больше динамика при перпендикулярном ветре той же силы на склоне 15°.
