A termik szerkezete
A termik szerkezete
Forrás:
Írta: Fotók: Fordította: Lektorálta: |
Gleitschirm, 1997/3. 14.o.
Hannes Schmalzl Hannes Schmalzl Szabóné Koleszár Edina Szabó Péter |
(Thermik Verlag, Stelzhamerstraße 18. A-4600 Wels;
tel: ++43 (0) 7242/45224-0; fax: ++43 (0) 7242/45224-22,
( http://www.gleitschirm-magazin.com/ )
További sokszorosítás csak a szerkesztőség, és a fordító írásos beleegyezésével jogszerű!
Azt az elméletet, hogy a termik az emelkedése során legalább megközelítően örvénygyűrű alakú szerkezetet képez, megfigyelések és kísérletek támasztják alá. Az áramlási modellt cumulusokról készült gyorsított felvételek és más látványos, de kevésbé jótékony légköri folyamatok megfigyelései segítségével bizonyítják. Mély benyomást keltő megfigyelési lehetőséget nyújtanak például az olyan vulkánkitörések, mint a Mt. St.’ Helen 1980-as kitörése, mely során hatalmas mennyiségű por és hamu került a sztratoszférába. Az atomrobbanást követő, többszáz km/h sebességgel emelkedő gombafelhő forgómozgásai is közel kör alakú örvénytestet képeznek. Kevés kivételtől eltekintve a civilizált országokban az a nézet vált uralkodóvá, hogy az atomrobbantásokra vonatkozóan most már elegendő ?kutatási eredmény”, fotó- és filmanyag áll a mai, és az eljövendő generációk rendelkezésére!
A fotókon jól látható a fölfelé fodrozódó, homlokoldali örvénygyűrű.
Az összeszűkülő törzs miatt a felhő gomba alakú. Az első képen az örvénygyűrűre gomolyulatok tornyosulnak.
Más katasztrófák, mint például a tűzvészek (pl. olajtartály-tüzek) esetében is jól megfigyelhető az emelkedő légáramlatok örvénymozgása a füst, és a korom mozgásán keresztül.
A mindennapi életben ez a mozgás a gyárkéményeken távozó égéstermékek füstjén keresztül figyelhető meg jól, vagy – kevésbé ártalmas példánál maradva – a hűtőtornyok fölött látható felhőképződményeken. Dohányzók, és nemdohányzók számára egyaránt remek megfigyelési lehetőséget nyújtanak a cigaretta füstkarikái is.
A felhő különböző részeinek hömpölygése néha nem csak gyorsított felvételen keresztül, hanem szabad szemmel is jól látható. Többnyire az örvénymozgás azonban olyan lassan megy végbe, hogy alig lehet észlelni. A neves angol meteorológus, Richard S. Scorer átfogó elméleti és kísérleti tanulmányt készített ebben a témában. Akit közelebbről érdekel a téma, annak Scorer “Environmental Aerodynamics” című könyvét ajánlhatom. /Ellis Horwood Limited, Chichester 1977./
Örvénygyűrűt alkotó, különálló termikbuborék
A környezeténél melegebb levegőbuborék a környezetével szemben felhajtóerővel rendelkezik, amely ha megfelelő nagyságú, akkor elemeli a buborékot a talajról. Az emelkedő mozgás miatt az előzőleg nyugodt környező levegőben vízszintes szélnyírások keletkeznek, melyeket a nyomáskiegyenlítő áramlások tovább erősítenek.
Függőlegesen, felül húzódik a homlokoldali gyűrű,
alatta a legkülönbözőbb helyeken keletkeznek kidudorodások.
A buborék aztán örvénygyűrű formát felvéve kezd emelkedni. Minél erősebb a nyírás, annál határozottabb az örvényképződés. Ez a jelenség tehát akkor várható elsősorban, ha a buborék a környező levegőhöz képest gyorsan emelkedik. Az örvénygyűrű forgómozgása hozzáadódik a meleglevegő-buborék emelkedési sebességéhez, ami azt eredményezi, hogy a feláramlásban jellegzetes sebességbeli elkülönülés jön létre: a mag közelében a legnagyobb az emelkedési sebesség, mely a buborék széle felé egyre gyengül, végül átmegy leáramlásba.
Becslések, és mérések alapján megállapították, hogy az örvény magjában az emelés a termik egésze emelkedési sebességének kétszerese.
A felhő középső részén még látható a hatalmas, eredeti gomoly
(időközben más feláramlások vették át a vezető szerepet)
Ezen a két fotón is jól nyomon követhető a gyűrű alakú felhőörvény hömpölygő mozgása
Örvénygyűrűk sorozata: a termikkémény
Ha a talajmenti rétegekből elegendő meleglevegő utánpótlás érkezik, akkor hosszabb ideig tartó feláramlás alakul ki. Ez a termikkéménynek vagy -oszlopnak nevezett képződmény általában egymást követő örvénygyűrűkből épül fel. A további meleglevegő tömegek a termikfej, illetve a homlokörvény vonalában érkeznek. A leegyszerűsödött emelkedési feltételek miatt a további feláramlások nem csak utolérhetik a vezérörvényt, hanem meg is előzhetik.
Aszimmetrikus örvény
Nagyon ritkán keletkeznek teljesen szimmetrikus örvények. A termikképződmények többnyire nem teljesen kör alakúak, és az emelkedési sebességük sem egyenletes. Általában több, nagyobb, egymás mellett elhelyezkedő, egymást kölcsönösen befolyásoló (zavaró), aszimmetrikus termiktestek jönnek létre, melyekre több, kisebb örvény rétegződik.
Az első két képen két irányban keletkeznek felhőörvények, a harmadikon pedig három irányban. A harmadik képen a bal oldali gomoly tetején kis felhősapka (pileus) látható.
Az alábbiakban tekintsük át, hogy minket, siklóernyősöket mennyiben érint az, hogy a termikbuborékok egy vízszintes, ideális esetben kör alakú tengely mentén forognak.
Hasznos következtetések termikrepülők számára
A termikek a magassággal lényegesen nagyobb mértékben tágulnak, mint azt a vertikális légnyomáscsökkenés alapján várnánk. Ez a felhígulás a fent leírt örvénymozgás következtében, a környező levegővel való keveredés miatt következik be. Főként a nagyjából félgömb alakú termikkupola körül jellemző ez a keveredés, és azt eredményezi, hogy az emelkedés során a termik mérete, és átmérője jelentősen megnő.
Érdemes figyelembe vennünk, hogy – eltekintve a kondenzációs és párolgásos folyamatoktól -, szinte ugyanilyen áramlási szerkezet van a felhők alatt, a feláramlás nem látható, siklóernyősök által kihasználható részén is.
A bemutatott fotók csupán pillanatfelvételek, a változások folyamatát természetesen nem mutatják meg. Felismerhető viszont rajtuk az áramlási modellek ismétlődésének rendszere, és kis fantáziával a mozgások dinamikája is. Megkönnyítik számunkra a változásban lévő objektumok, pl. felhők megfigyelését.
Ezen a hatalmas gomolyfelhőn jól látható az emelkedő,
közel gyűrű alakú örvények sora.
Míg az eddigi felhők tornyos gomolyok – cumulus congestusok – voltak,
ezen a képen az örvénytestben erős jegesedés megy végbe,
ami kedvező feltételeket teremt a cumulonimbus képződéséhez.
Ezen a pillanatfelvételen jól látszik a hömpölygő mozgás.
A fotó alapján könnyebben elképzelhető, ahogy túlfejlődik a gomolyfelhő.
A felhígulás hatása a felhőkre
A viszonylag szárazabb levegővel való keveredés a felhő különböző részeinek erózióját okozza. A vízcseppecskék párolgásba kezdenek. A párolgás hőt von el, amit a feláramlás energiája fedez. Az emelés gyengül, a felhő szétszakadozik, kirojtosodik, egyes helyeken ki is lyukadhat.
A felhígulás hatásának mértéke főként a mindenkori hőmérsékleti gradienstől, vagyis a környező levegő hőmérsékletének a magassággal való változásától, és a páratartalomtól függ. Tipikus, zivataros napokon szinte mindig nagyon párás a levegő. Az ilyen levegővel való keveredés a magassággal erősödő feláramlást nem képes megfékezni (a felhőben a hőmérsékleti gradiens az ilyen napokon kisebb, mint a környező levegőé). A felhígulásnak természetesen kék termikek esetében is vannak láthatatlan, de érezhető hatásai.
A feláramlásban az erős örvénylés hatására átló irányú mozgások is jellemzőek. A gyorsan emelkedő termikben, vagy annak közelében időnként még szélcsendes napokon, és magasan a szélrendszerek fölött is jelentkezhetnek erős, vízszintes irányú szélkomponensek, amelyek legtöbbször a legjobb emelés irányába mutatnak, ami kedvező számunkra (hacsak nem egy túlfejlődő gomolyfelhő van fölöttünk), de van, hogy éppen a legjobb emeléstől kifelé mutatnak. A termik szerkezete folyamatosan változik. Állandó szélviszonyokat legjobb esetben is csak lejtőrepülés közben tapasztalhatunk.
A felhő bal felső részén, és az alatta lévő jobb oldali részen is megfigyelhető az örvénylés.
A kastély tornyaihoz hasonló dudorok folyamatosan változnak.