Пространство, занимаемое термическими потоками

Не все термики, зарождающиеся на поверхности, доходят до базы облаков. Действительно, многие из них останавливаются, так как их энергия была недостаточна и они растворяются в окружающем воздухе. Другие объединяются с соседними потоками и поднимаются вместе. Рисунок 194 показывает, что потоки поднимаются до разных высот: одни выше, другие ниже. Идеальный вариант для нас находить самые мощные, которые поднимаются выше всех.

Суммарная площадь сечений терминов тесно связана с их максимальной высотой. Термики имеют тенденцию на максимальной высоте занимать в 1,5 - 3 раза меньше места. Ниже термики более обширны. Выше они уже, но мощнее. Число, определяющее суммарную площадь сечений термических потоков, не может очень сильно меняться в течение дня, но возможны изменения между территориями в зависимости от дневных условий.

Можно привести некоторые другие относительные величины. Термики имеют тенденцию охватывать приблизительно 1/10 неба. Меньшее их количество поднимается выше, но они шире. Облака в типично термичный день закрывают, примерно, 1/4 часть неба. Может показаться, что облака занимают большее пространство, но это потому, что они имеют вертикальное развитие и наблюдаются вдали, как сплошное поле (рис. 195). Диаметр термиков обычно составляет 1/3 диаметра облаков.

МОДЕЛИ ТЕРМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ

Природа показывает нам, как создать ячейки, занимающие все пространство и имеющие минимальную длину линий границ. Это шестигранные соты. Мы можем видеть формы примерно похожие на соты, когда подмораживается грязь и при некоторой доле воображения на небе в облаках. Модель термиков (независимо над пустыней или водой) будут иметь такую сотовую форму, как показано на рисунке 196. Здесь мы видим восходящий поток в центре шестиугольника и нисходящий по периметру. Фактически, высококучевые (Ас) облака (небо похожее на чешуйчатое) возникают при тепловой циркуляции, вызванной поднимающимся слоем нестабильного воздуха и автоконвекцией. Практически любой процесс в атмосфере близок к модели шестиугольных сот. За годы наблюдений натуралистов за полетами чаек и других морских птиц, была обнаружена еще одна интересная модель. В некоторых условиях птицы долгое время парят над морем, летая по спирали, как будто бы они в термическом потоке; в другом случае, птицы летают по прямой как если бы они находились в длинном коридоре восходящего потока. После исследований и экспериментов было обнаружено, что в первом случае они действительно крутятся в ячейке термического потока, как было описано выше. Размер и высота этой ячейки конвекции (иногда ее называют ячейка Бенарда) зависит от суммарного прогрева и толщины прогреваемого слоя.

Если дует ветер, ячейка отклоняется. Если ветер превышает 24 км/час, ячейка как бы ложится на боковую сторону и тогда образуется цилиндр с горизонтальной осью, как показано на рисунке. Такие цилиндры очень важны для спортивной авиации и похожи на улицы термических потоков. Использование восходящей части цилиндра позволяет птицам совершать длительные дальние перелеты.

УЛИЦЫ ТЕРМИКОВ

Мы используем термин улица термиков, применяя его к любому ряду термических потоков. Причиной образования рядов могут быть различные механизмы. Первый - это постоянно выдающее термики одно место, например холм или каменоломня. Некоторые из таких постоянных источников термиков могут дать облачность по модели, похожей на изображенную на рисунке 197. Здесь мы видим ряды облаков различной частоты и размеров, зависящих от эффективности места - источника термиков, его размещения и прогрева. Ряды облаков или термиков формируются в образования, которые называют облачные улицы или термические улицы, в зависимости от погоды: формируются облака или нет. Таким образом, ряды могут простираться на 5 - 25 км по ветру от точки зарождения термика в зависимости от скорости ветра и того, как быстро они распадаются. Но надо учитывать, что такие ряды пригодны для использования толь ко, примерно, половину их длины, до начала распада облаков.

Другая форма термических или облачных рядов наблюдается вдоль горных цепей или длинных хребтов, как изображено на рисунке 198. Такие ряды могут быть названы улицами, но они не формируются классическим методом, описанным ранее. Улицы вдоль гор имеют тенденцию быть стационарными и формируются термиками и конвергенцией над вершиной горы. Автор этой книги сам это попробовал над Пенсильванскими гребнями с рядами облаков вдоль каждого с самого утра. Был полный штиль и не могло существовать динамического потока. Но пилоты поднимались в термиках до 1300 м над вершиной и летали вдоль гребня. Полчаса полета и облака начали исчезать с уменьшением влажности. Однако, термические улицы оставались над гребнем, подтверждалось это еще двухчасовым полетом в чистом термике. Пилоты, которые отважились пойти в долину, не нашли сколько-нибудь полезных восходящих потоков

УЛИЦЫ ОБЛАКОВ

Улицы облаков возникают над равнинными территориями в процессе цилиндрической циркуляции воздуха, описанной выше. На рисунке 199 мы видим такие цилиндры и возникшие улицы облаков над восходящими потоками с рядами нисходящих потоков, или улицами нисходящих потоков между ними. Параллельные цилиндры не являются существующей реальностью, но дают представление о воздушной циркуляции. В идеальном случае воздух частично по спирали движется вдоль цилиндров, как показано.

Условия, предпочтительные для образования улиц облаков - это ровный ветер и по скорости и по направлению, силой 24 км/час или более в пределах 2/3 высоты базы облаков. Также желательно иметь стабильный слой над улицей, тогда ни одно облако не может расти исключительно большим и быть выбросом из модели.

Когда такие улицы термиков сухие, их называют голубыми улицами. Это улицы при ясном небе, они возникают в районах, предрасположенных к образованию улиц, намного чаще, чем думают многие пилоты. Работая в термическом потоке в таких условиях, полететь по или против ветра -мудрая идея.

Улицы облаков возникают намного чаще, когда доминируют воздушные массы высокого давления. Это потому, что сверху образуются стабильные слои. Так как инверсия не частый гость в пустынных районах юго-запада Америки, то настоящие улицы облаков там - редкое явление. Где-нибудь в другом месте улицы облаков - обычная ситуация, и их можно наблюдать, как только появляются термические кучевые облака. Иногда наблюдая за небом с неудачного места, бывает трудно определить наличие улиц облаков. Есть маленькая хитрость: наблюдайте за тенями облаков на земле.

Можно ожидать возникновение улиц облаков после прохождения каждого холодного фронта, если не вмешаются какие-нибудь случайные эффекты, действующие на прогрев воздушных масс на данной территории. Часто улицы облаков трудно связать с каким-либо отдельным местом поверхности - источником термических потоков, но надо знать, что некоторые, наиболее мощные источники, изменяют модель улиц и могут действительно быть определяющим фактором в их размещении.

ПОВЕДЕНИЕ УЛИЦ ОБЛАКОВ

Улицы облаков могут быть сплошными линиями облаков во влажных условиях или редкими точками облаков в более сухом воздухе. В основном, более толстые облака вдоль улицы говорят о лучших восходящих потоках. Каждая из них распространяется по ветру на расстояние в 2 - 3 раза превышающие высоту облаков. То есть при базе облаков 2000 м, мы получим длину улицы 4,5 - 7 км. Это расстояние зависит от градиента температуры.

Обычное явление, когда один ряд прекратит свое существование, прервется, в то время, как остальные останутся. Нет ничего необычного, если отдельный ряд протянется на 80 км или больше и вся территория, где возникают улицы, растянется на сотни километров как в длину, так и в ширину. В таком случае, они обычно изгибаются, отслеживая изобары на высоте.

Улицы не являются устойчивыми формами существования облаков. Они регулярно распадаются и замещаются. Также они часто пропадают и реформируются в стороне. Правильный выбор времени и удача нужны для полетов в быстро изменяющихся условиях улиц. Иногда солнечные места и тени на поверхности находятся "в фазе" с облаками в ряду, как показано на рисунке 200. В этом случае солнечный прогрев под восходящим потоком усиливает его. В противном случае, в конце концов, ряд может заглохнуть или перейти в сторону. Движение солнца относительно направления улиц может даже изменить модель восходящих потоков.

Для того, чтобы полет в условиях наличия улиц облаков был наиболее продолжительным надо выбирать самую здоровую по виду улицу и лететь по ней оставаясь как можно выше. Иногда вы можете лететь прямо в мощном восходящем потоке. В другой раз будете перелетать от термика к термику. В любом случае нисходящие потоки будут слабее, чем между улицами. Нисходящие потоки между улицами могут быть очень сильными течениями воздуха вниз, которые часто не ослабевают до самой земли.

Когда надо перейти от одной улицы к другой, это надо делать очень осторожно. Начинать перемещение по кратчайшему пути между наиболее хорошими облаками и с максимальной высоты. Вы должны знать, что 300 м это минимум для этой непростой затеи. Сильный нисходящий поток между улицами облаков может полностью уничтожить динамический восходящий поток, пересекая его, как это описано в главе 8. В основном более слабые нисходящие потоки между голубыми улицами чем между улицами облаков объясняется тем, что причиной последних является более сильная циркуляция.

Иногда улицы облаков смещаются в сторону, когда пересекается слой инверсии. В этом случае возможно движение воздуха вверх перед барьером из облаков и даже в ясном небе над потоками. Эта модель была описана в главе 8.

Подведем итоги по всему вышесказанному об улицах облаков.