Размеры и мощность термических потоков
Термики - желанные призраки. Мы не можем их видеть, но они всецело захватывают наши мысли и желания. Все мы после полета можем рассказать об их размерах: диаметр, высота. Но даже эти данные неоднозначны в рассказах двух пилотов, летавших в одном потоке.
Так какие же общие, наиболее типичные характеристики термиков? Из опыта полетов можно сказать, что термик диаметром 50 м является крупным, чаще встречаются 30 м и менее. Некоторые термики, особенно в слабых условиях, могут быть больше. Когда мы находим зону восходящего потока больше чем 100 м в одном направлении, стоит задуматься только ли термик этому причина.
Давайте поближе познакомимся со сферическим пузырем диаметром около 30 м. Если подсчитать объем воздуха в нем, получим около 15000 кубических метров. На уровне моря масса воздуха в термическом потоке примерно составит 20 т. Не удивительно, что он может легко нести наш легкий летательный аппарат вверх. Чтобы получился такой шар теплого воздуха, должен собраться слой воздуха с квадратного поля со стороной 100 м толщиной приблизительно 1,5 м. Если наш термик будет иметь диаметр в два раза больше, то объем увеличится в 8 раз, а вес возрастет до 150 тонн. Это огромная масса воздуха, живущая по определенным законам.
Силу термика логично определять по его скорости поднятия вверх. Она может изменяться в широких пределах от 0 до 17 м/сек в грозу. Обычно во влажном климате термики поднимаются со скоростью 1,1 - 3,9 м/сек , до 5,5 м/сек. В условиях пустынь 2,8 - 8,4 м/сек и даже больше. Самая большая скорость наблюдается на высоте, где градиент температуры наиболее нестабилен, как показано на рисунке 180.
Один метеоролог установил связь между силой термика и его высотностью. Это в основном так же верно, как-то, что сухие термики несколько слабее влажных, образующих облака. Данные можно свести в таблицу, по которой очень быстро определяется среднее значение скорости в термическом потоке.
Сила термического потока
Сухие термики
| Мах высота термика | Средняя скорость |
| 1000 м | 1,7 м/сек |
| 2000 м | 2,5 м/сек |
| 3000 м | 3,6 м/сек |
Влажные термики
| 1000 м | 1,9 м/сек |
| 2000 м | 3,0м/сек |
| 3000 м | 4,0м/сек |
Средние скорости, приведенные в таблице, не учитывают скорость снижения вашего летательного аппарата. В условиях пустынь можно ожидать более сильные потоки и цифры в таблице должны быть выше. Кроме того, мы можем сделать вывод о том, что более сильные термики чаще всего более турбулентные, более компактные и долго живущие. Более слабые потоки мягче и часто шире.
ВЫСОТА ТЕРМИЧЕСКИХ ПОТОКОВ
Максимальная высота термиков зависит от нескольких факторов: высоты слоя инверсии, высоты образования облаков или высоты слоя сухоаддиабатического градиента (рис. 185). В первом случае мы видим, что поток остановлен инверсионным слоем. Когда термик достигает его, он турбулизируется и распадается. Если более влажный термик останавливается более сухим инверсионным слоем, то в нем могут образовываться облака, - обычно слоисто-кучевые (Sc). Слои инверсии могут быть везде, от земли до нормальной высоты работы термика. Некоторые термические восходящие потоки могут пробивать слой инверсии, если он нетолстый. Это самые сильные термики в данных условиях. Чтобы поток прошел сквозь слой инверсии, ему необходимо иметь концентрированную сердцевину (центр). Часто такой термик сохраняется над слоем инверсии.
Во втором случае поток достигает уровня точки росы и образует кучевые облака. Когда это происходит, идет сильное перемешивание с окружающим воздухом из-за выделяемой при конденсации энергии скрытого тепла. При этом перемешивании термик теряет свою форму и направленность энергии. Высота точки росы зависит от профиля температуры воздуха и влажности термика. Различия или изменения базы облаков зависит от различия воздушных масс над разными территориями.
Последняя картинка показывает прекращение потока, когда он входит в нейтрально стабильный воздух и становится все слабее и слабее по мере перемешивания с окружающим воздухом. Это ситуация с сухим термином, когда отсутствует слой нверсии.