|
е. слоев, в которых вместо обычного для тропосферы падения температуры с высотой она растет (инверсионные слои) или не меняется (изотермическиеслои).
Одним из распространенных случаев является турбулент
Рис. 135. Сдвигветра
ность, связанная со сдвигом ветра. Когда два слоя воздуха движутся с разными по силе и направлению скоростями, то слой между ними оказывается под действием противоположно направленных сил трения, которые разрушают этот слой (рис. 135). Такое распределение скоростей возможно только в случае большого перепада плотностей (теплый разряженный воздух движется над холодным, более плотным) и при малых скоростях потока. В большинстве же случаевнеоднородностьпограничногослоябыстроприводиткеготурбулизации.
Особая ситуация возникает в условиях, изображенных на рис.136. Наиболее часто она случается зимой, когда относительно теплый воздух движется над котловиной, в которой застоялсяхолодныйвоздух.
Рис. 136. Сдвиг ветра над долинойпри движении теплого воздуха над застойной зоной холодного воздуха
Благодаря тому, что турбулентные вихри обладают запасами кинетической энергии, они в состоянии самостоятельно перемешиваться внутри потока. Взаимодействуя между собой, они могут терять устойчивость и распадаться на более мелкие части. Если вначале все вихри могли иметь одинаковые размеры, то в дальнейшем под влиянием турбулентности в потоке одновременномогутоказатьсявихрисразличнымиразмерами.
Воздействие турбулентности на дельтаплан. Хотя пульсации скорости потока могут иметь произвольные направления, их всегда можно разложить (мысленно) на вертикальную и горизонтальную составляющие. Хотя на условия полета влияют и горизонтальные и вертикальные пульсации скорости, однако наибольшее влияние оказывают последние, так называемые вертикальные порывы. Величины вертикальных порывов, как правило, не превышают 1–2 м/с, но иногда, особенно с подветренной стороны гор, а летом и в слое с интенсивной конвекцией, они достигают 10–15 м/с. В среднем наибольшая турбулентность наблюдается у земли, а самые «спокойные» потоки расположены в слое 4–6 км, где сильная турбулентность можетнаблюдатьсялишьвмощныхкучевыхоблаках.
При полете в турбулентной зоне дельтаплан пересекает атмосферные вихри, под воздействием которых то поднимается, то опускается. Чередующиеся перегрузки вызывают появление болтанки дельтаплана. Она тем интенсивнее, чем больше величина вертикального порыва и чем круче нарастает его скорость. В кучевых облакахтакаятурбулентность существуетпочтивсегда.
Вне облаков самая сильная турбулентность наблюдается с подветренной стороны горных хребтов, где вихреобразование связано с деформацией потока, обтекающего гору. Заметная турбулентность может наблюдаться и над горами, а также вниз по потоку, куда вихри сносятсяветром.
Крупные вихри вблизи земли. В нижней части тропосферы, чаще всего у самой поверхности земли, могут образовываться более устойчивые и долгоживущие вихри, чем турбулентные. К ним относятся подветренные роторы, пыльные или песчаные вихри (микросмерчи) и вихри, возникающиеприобтеканиинеровностирельефа.
Подветренные роторы. В подветренной зоне горных хребтов довольно часто существуют крупные цилиндрические вихри с почти горизонтальной осью – роторы. С ними связаны чрезвычайно сильные горизонтальные и вертикальные порывы воздуха. Наиболее крупными вихрями (с диаметром до 1 км) являются роторы, образующиеся у подветренного склона хребта (рис. 137). Они периодически отрываются и, уплывая вместе с потоком, вызывают
усиление турбулентности и вдали от гор. На месте уплывших образуются новые вихри. Характерно, что около основных роторов часто возникают крупные (хотя и меньше самих роторов) вихри, вращение которых уже не обязательно идет вокруг горизонтальной оси. Наличие тaкoгo вихревогоскопленияделаетпотокивроторнойзонеещеболеепорывистыми.
|
