Облачность
Облака состоят из бесчисленного множества микроскопических капель воды, образующихся при конденсации растворенного в воздухе водяного пара. Когда теплый и влажный приземный воздух поднимается вверх, он охлаждается. С уменьшением температуры максимально возможная концентрация воды в воздухе уменьшается и она начинает конденсироваться в виде облака.
Точка росы - температура воздуха, при охлаждении до которой начинается конденсация влаги.
Кроме тумана, образующегося в охлаждающемся от соприкосновения с холодной землей воздухе, все облака образуются в воздухе, который поднимается вверх. Облачность определяется количеством облаков, покрывающих небесный свод. Она определяется на глаз по 10-ти бальной шкале: 0 баллов - небо без облаков, 10 баллов - небо полностью закрыто облаками.
Существует бесконечное множество облаков, которые отличаются друг от друга по форме, размерам, высоте расположения над землей, но все это многообразие может быть легко систематизировано, если разделить их по типу и высоте расположения их нижней кромки над землей. Подавляющее большинство облаков относятся к одному из двух типов: кучевым или слоистым (смотри рис 111).
Рис. 111. Кучевые (слева) и слоистые облака.
|
Кучевые облака представляют из себя отдельные плотные образования с плоскими основаниями и округлыми вершинами.
Нас, в первую очередь, будут интересовать кучевые облака нижнего яруса и грозовые облака.
Кучевые облака нижнего яруса - это облака хорошей погоды. Они образуются при конденсации влаги из охлаждающихся термических потоков. Эти облака похожи на горы хлопка или цветную капусту и являются отличными указателями на наличие и расположение термических восходящих потоков.
Кучево-дождевые и грозовые облака по сути являются суперразвитыми кучевыми облаками. Внешне они похожи на кучевые облака, но существенно мощнее. Для пилота СЛА грозовые облака чрезвычайно опасны.
При приближении грозового облака полеты СЛА должны быть прекращены.
Гроза на расстоянии 20 км может оказаться над вами менее чем через 20 минут.
Выполнение полетов в облаках запрещается.
• В облаке пилот теряет возможность вести осмотрительность, так как видимость в нем часто не превышает 30 м. Это создает более чем реальную опасность столкновения с другими аппаратами или со склоном при полете вблизи горы.
• Внутри мощных кучево-дождевых и особенно в грозовых облаках находятся мощные восходящие и нисходящие потоки с вертикальными скоростями более 10-15 м/с. Нагрузки на аппарат могут оказаться настолько велики, что появляется реальная опасность его разрушения.
• В условиях сильной болтанки, отсутствия видимости земли и линии горизонта пилот может потерять пространственную ориентировку и контроль над аппаратом.
• При затягивании аппарата восходящим потоком мощного кучевого облака на большую высоту пилот может потерять сознание от недостатка кислорода и погибнуть от холода.
Вертикальное развитие грозовых облаков достигает 10-15 тыс м при высоте нижней кромки над землей (базы облака) 300-600 м. Человек же может нормально дышать до высоты 4000-4500 м. Выше начинается кислородное голодание. Рубеж в 6000 м характеризуется развитием апатии к происходящему и потерей пилотом интереса к жизни.
Убывание температуры воздуха с высотой в нижних слоях атмосферы составляет примерно 0,8-1 градус на 100 м. Если на высоте 2000 м становится ощутимо холоднее, чем у земли, то на 4000 м - мороз.
Осадки
В дождь от полетов лучше воздержаться. Такие полеты не только выжигают ресурс крыла, но и небезопасны. Дело в том, что намокшая ткань купола начинает слипаться. В результате существенно затрудняется раскрытие крыла в случае его сложения.
Зимние снегопады не влияют на летные характеристики параплана, но они могут начать слепить пилота и существенно затруднить ему ведение осмотрительности в воздухе. Следует иметь в виду, что применение очков не спасет положения. На голом лице снег будет хотя бы таять, а на стеклах очков он мгновенно превратится в плотную и непрозрачную корку. Вы можете взлетать только в том случае, если уверены в том, что слег не будет вас слепить.
Если у вас перед стартом возникли сомнения в летности погоды, то лучше от полета воздержаться. Не забывайте, что после отрыва от земли у вас не всегда может быть возможность немедленно приземлиться.
Видимость
Полетная видимость - видимость объектов, наблюдаемых с борта ЛА на фоне земли и неба. Различают горизонтальную, вертикальную и наклонную видимости. Частным случаем наклонной видимости является видимость при заходе на посадку. Она характеризует дальность обнаружения и опознавания начала посадочной площадки с траектории снижения Видимость ухудшают туман, дымка, пыль, дождь, снегопад.
Если начинающий пилот с места старта не в состоянии наблюдать за площадкой, запланированной для приземления, то это существенно усложняет полет, поскольку в воздухе пилот может обнаружить, что посадочная площадка закрыта, например другими парапланами или дельтапланами, и будет вынужден, меняя план полета, выполнять посадку в ином, возможно, малопригодном для этого месте.
Понятие простых метеоусловий
Для параплана сложность метеоусловий, главным образом, определяется скоростью и направлением ветра. Под простыми метеоусловиями мы будем подразумевать погоду, при которой:
• скорость ветра не превышает 4 м/с, ветер ровный, встречный;
• отсутствуют термические восходящие потоки;
• условия видимости обеспечивают беспрепятственный просмотр с места старта всей траектории полета и посадочной площадки.
При организации полетов зимой допускаются незначительные осадки в виде снега, если они не будут мешать пилоту вести осмотрительность.
Динамический восходящий поток (ДВП)
При обтекании воздушным потоком горного хребта или холма воздух, преодолевая возникшее на его пути препятствие, начинает подниматься вверх. Эта область называется ДВП.
Рис. 114. Вечерние полеты в ДВП у горы Юца под Пятигорском.
|
ДВП может существовать, только когда дует ветер и только около препятствий, заставляющих обтекающий их воздушный поток подниматься вверх. С точки зрения удобства выполнения полетов ДВП хорош тем, что наличие восходящего потока можно легко определить по наличию склона и дующего на него ветра.
При обтекании холма или хребта с наветренной стороны холма воздух поднимается, образуя ДВП. Над вершиной скорость потока несколько возрастает. За холмом воздушный поток опускается, часто закручиваясь при этом в мощный вихрь, называемый подгорным ротором (смотри рис 115).
1 - невозмущенный поток. 2 - зона парения. 3 - ускорение воздушного потока над вершиной. 4 - подгорный ротор. 5 - восходящий поток в подгорном роторе.
|
Напомним причину ускорения воздушного потока над вершиной. В курсе аэродинамики рассказывалось о том, что при уменьшении площади сечения изолированной струйки газа скорость потока в ней возрастает. Именно это происходит и над вершиной. На рисунке 115 хорошо видно, как вершина горы поджимает поток.
Ощутимое ускорение воздушного потока над вершиной возникает при скорости ветра свыше 5-6 м/с. Из-за ограниченности скорости параплана при парении в ДВП следует с определенной осторожностью приближаться к вершине холма для того, чтобы аппарат не был снесен в подгорный ротор.
Восходящий поток в подгорном роторе может возникнуть у холмов значительной высоты с достаточно крутыми склонами. При скорости ветра над вершиной 10-20 м/с внизу, у основания подветренной стороны холма она может быть 2-3 м/с в обратную сторону.
Полеты на подветренной стороне холма чрезвычайно опасны!
При удалении от склона аппарат неизбежно попадет в мощнейший нисходящий поток подгорного ротора который сначала сложит крыло, а затем бросит его вниз.
ДВП образуется у склонов холмов. Его форма и зона действия определяются формой, размерами склона и направлением ветра. Для определения зоны действия ДВП достаточно представить себе схему обтекания склона. Если склон низкий и пологий, то и зона парения будет низкой и широкой. На высоком и крутом склоне ДВП также вытянут вверх (смотри рис 116).
|
При обтекании узкого холма воздух, почти не поднимаясь, обходит его с боков. Интересная картина наблюдается на изрезанных оврагами склонах. Огибая выступы, воздух устремляется в ложбины и по ним поднимается вверх. В результате над выступами восходящий поток если и есть, то слабый, а основной набор высоты происходит над ложбинами. Однако при выпаривании над изрезанным склоном, ни в коем случае не следует заходить внутрь ложбин. Цепляясь за неровности грунта и растущие там кусты, воздух в ложбинах сильно турбулизируется. Это
чревато сложениями крыла, что вдвойне опасно по причине близости склона (смотри рис 117).
Рис. 117. Обтекание узкого холма и склона изрезанного оврагами.
|
Если ветер дует вдоль склона, то зона парения резко сужается. Неровности грунта и кусты турбулизируют поток воздуха и существенно затрудняют пилотирование. Учебные полеты на парение в ДВП в таких случаях не проводятся.
Термические восходящие потоки (ТВП)
Как говорилось ранее, под действием Солнца поверхность Земли нагревается и нагревает находящийся над ней воздух. Нагревшийся воздух поднимается вверх, образуя термические потоки или термики. Наиболее мощные термические потоки наблюдаются летом после полудня при хорошем прогреве земли. По мере удаления потока от земли он охлаждается. Поток прекращает свое существование, когда температура воздуха в нем сравнивается с температурой окружающей среды. Именно благодаря освоению ТВП для пилотов безмоторных СЛА (сверхлегких летательных аппаратов) стали возможны длительные маршрутные полеты протяженностью в сотни километров.
Рис. 118. Вращаясь словно в карусели, парпаланы набирают высоту в термике.
|
Условием возникновения термических потоков является нестабильность нижних слоев атмосферы. Выясним, в каком случае атмосфера считается стабильной, а в каком нет.
Воздух является очень плохим проводником тепла. Поэтому достаточно большой объем воздуха, обладающий одной температурой и перемещающийся в атмосфере с другой температурой, практически не отдает тепло и не получает его от окружающей среды. Если частица воздуха поднимается, давление в ней уменьшается. Это приводит к уменьшению ее температуры. И наоборот, если частица воздуха опускается, давление и ее температура увеличиваются. В приземных слоях атмосферы поднятие частицы воздуха на 100 м приводит к уменьшению ее температуры примерно на 1° С
В нестабильном слое случайно переместившиеся вверх частицы оказываются теплее окружающего воздуха, и их восходящее движение продолжается. Очевидно, что если частица воздуха вдруг со своего уровня опустится вниз, то ее температура хотя и увеличится, но все равно будет меньше температуры соседних слоев воздуха. Это приведет к продолжению ее нисходящего движения.
Атмосфера состоит из последовательности стабильных и нестабильных слоев. Термические потоки образуются в нестабильных слоях и блокируются стабильными (в частности инверсионными). На рисунке 122 можно увидеть, как инверсионный слой блокирует подъем дыма.
Рис. 122. Блокирование подъема дыма инверсионным слоем.
|
Термическая активность имеет ярко выраженный суточный цикл. Ночью не подогреваемая солнцем земля теряет тепло путем излучения. Охлаждение земли передается самым нижним слоям атмосферы, в то время как более высокие слои охлаждаются слабо. Максимальное охлаждение достигается к рассвету. В это время при удалении от земли на расстояние порядка нескольких сотен метров температура будет увеличиваться. Далее она начинает понижаться как обычно. Таким образом, за ночь у земли создается устойчивый инверсионный слой, в котором термические потоки невозможны.
Такая инверсия проявляется тем сильнее, чем более ясной была ночь. Это объясняется тем, что при наличии облаков потери тепла землей уменьшаются, так как часть излученного землей тепла, отражаясь от облаков, возвращается обратно.
После восхода солнце начинает подогревать землю. Происходит это очень неравномерно. Над наиболее нагретыми участками начинают формироваться термические потоки. Сначала эти потоки слишком слабы
для их использования пилотами СЛА, но они постепенно разрушают образовавшуюся за ночь приземную инверсию.
После разрушения ночной инверсии термическая активность быстро нарастает. Максимум ее интенсивности достигается к середине второй половины дня (около 15 часов).
Ближе к вечеру температура воздуха у земли начинает медленно уменьшаться. Потоки становятся более слабыми и широкими («мягкими»). Расстояния между ними увеличиваются. Постепенно, по мере приближения заката солнца, все потоки исчезают. Эти предвечерние часы являются наиболее благоприятными для организации первых учебных выпариваний в термических потоках.
О термиках
Можно очень легко смоделировать образование ТВП в домашних условиях. Для этого следует взять емкость возможно больших размеров и заполнить ее водой. После того как вода успокоится, на дно емкости через тонкую трубку влейте еще немного воды, подкрашенной какой-либо краской, но так, чтобы она не перемешалась с основной массой. Затем начните ее медленно подогревать. Нагреваясь, нижний подкрашенный слой будет подниматься вверх, образуя термики. Холодная (неокрашенная) вода станет опускаться на дно, имитируя нисходящие потоки.
В центре термика находится восходящий поток. По периферии - нисходящие. Если воздух достаточно влажный, то вершину ТВП может венчать кучевое облако. Впрочем, ТВП не всегда завершается образованием облака. Тогда его следует искать по другим признакам. Способы обнаружения ТВП будут разобраны позже (смотри рис 124).
3 - область нисходящих потоков. 4 - область формирования ТВП.
|
Поднимающийся в ТВП воздух сносится ветром. Поэтому в полете его нужно искать не над местом возможного образования, а несколько в стороне по ветру. Следует отметить, что мощные термики часто закручивают поднимающийся воздух. В северном полушарии воздух закручивается против часовой стрелки, в южном - по часовой стрелке (как в циклоне). Можно рассчитывать на лучший подъем аппарата, если он вращается против потока (в северном полушарии правая спираль). Это объясняется тем, что в таком случае аппарат движется относительно земли медленнее и для его удержания в потоке нужен меньший угол крена (смотри рис 125).
Рис. 125. Закручивание воздуха в ТВП в северном полушарии (вид сверху).
|
В условиях реального полета не стоит рассчитывать на вход в термические потоки только против их вращения, так как заранее определять точные местоположения потоков обычно не представляется возможным. Но при обработке уже найденного потока полезно ставить аппарат в правую спираль (в северном полушарии) для увеличения скорости набора высоты.
В средних широтах на равнине ТВП дают восходящую скорость в среднем порядка 2 м/с, но максимальные наблюдаемые значения могут составлять около 7-8 м/с.
Значительно чаще регулярных (непрерывных) термиков в природе встречаются тепловые пузыри (ТП). Они возникают при недостаточной «подпитке» ТВП нагревающимся у земли воздухом, или если ТВП разрывается меняющимся по высоте ветром. Пузыри больших размеров, можно использовать для набора высоты. Но они становятся практически бесполезны, если начинают дробиться и возникает беспорядочное кипение. В этом случае ТП могут начать представлять опасность как источники турбулентности (смотри рис 126).
Рис. 126. Образование тепловых пузырей.
|
Термические потоки следует искать над участками земной поверхности, подвергающимися наибольшему прогреву солнцем. Прежде всего это каменистые россыпи, песок, сухие поля, обращенные к солнцу склоны холмов. При поиске потоков над склонами полезно учесть, что вогнутые склоны нагревают воздух быстрее выпуклых (смотри рис 127).
Рис. 127. Области быстро нагреваемого воздуха над склонами холмов.
|
При условии неустойчивости приземного воздуха даже небольших размеров пригорки и лесозащитные полосы могут стать своего рода генераторами термиков. Объясняется это тем, что если гонимый ветром перегретый слой приземного воздуха наталкивается на бугор или стену деревьев, то, обтекая их, он начинает подниматься вверх. Получив от наземного препятствия вертикальный импульс, воздух часто продолжает свой подъем, образуя ТВП (смотри рис 128).
|
Над возвышенностями и плоскогорьями термическая активность обычно несколько выше, чем в долине. Это объясняется тем, что над возвышенностями слой атмосферы тоньше, рассеивание солнечных лучей меньше и, следовательно, прогрев поверхности сильнее. Кроме того, воздух на высоте холоднее воздуха в долине. Совместное действие этих факторов ведет к увеличению температурных контрастов и усилению неустойчивости атмосферы.
Природа, как известно, не терпит пустоты. Если в одних местах воздух поднимается, то в других он будет опускаться. Наиболее сильные нисходящие потоки формируются над холодными участками местности. Это, в первую очередь, низины, особенно если по их дну протекают ручьи. Холодными будут озера, реки, зеленые (влажные) поля, леса, болота.
Мы определили условия и места образования термических потоков. Теперь рассмотрим признаки, по которым можно распознать активные термики.
Если в штиль на горе на вас вдруг набегает слабый, но быстро крепчающий ветерок, или направление ветра начинает быстро меняться то это значит, что где-то рядом начал формироваться термик. А место уходящего наверх нагретого воздуха занимает холодный. Если поток сходит непосредственно под склоном, то для того чтобы успеть его поймать, пилотам СЛА иногда приходится стартовать с попутным ветром (смотри рис 129).
Рис. 129. Сход термика со склона холма. 1 - поднимающийся теплый воздух. 2 - холодный воздух
заполняет освобождающееся место.
|
Отличным указателем наличия ТВП являются высоко поднимающиеся дым или пыль (смотри рис 130).
Рис. 130. Определение ТВП по поднимающемуся дыму.
|
В момент входа в ТВП пилот может ощутить теплое дуновение набегающего потока воздуха, а также физически почувствовать, как аппарат начинает подниматься вверх. Однако следует иметь в виду, что все эти ощущения будут возникать только в момент входа в достаточно сильный поток. При обработке слабых потоков и полете на больших высотах пилоту целесообразнее рассчитывать не на свои чувства а на показания приборов.
Сначала пилоты СЛА использовали авиационные барометрические приборы. Немного позже появилось множество более компактных, легких и несоизмеримо более чутких электронных приборов, созданных специально для полетов на дельтапланах и парапланах (смотри рис 131).
Рис. 131. Приборное оборудование парапланериста.
|
На ТВП может указать пролетающий рядом дельтаплан или параплан, если он вдруг начинает набирать высоту. Поиск термиков по другим парапланам и дельтапланам используется многими пилотами. Если вы взлетаете не первым, то по летящим впереди вас аппаратам можно без труда определить распределение и интенсивность потоков на 10-15 км вперед по трассе маршрута.
Птицы больших размеров и веса «чувствуют» термики и активно используют их для набора высоты. Однако при определении термиков по птицам следует помнить о том, что их скорость снижения значительно меньше скорости снижения параплана. Поэтому птицы будут уверенно набирать высоту в таких потоках, которые не смогут удержать параплан. Для того чтобы не оказаться раньше времени на земле, прежде чем пристраиваться к какому-нибудь выпаривающему орлу оцените скорость его набора высоты.
Кучевые облака часто указывают на вершину ТВП. При поиске ТВП по кучевым облакам следует обратить внимание на их форму. На активный ТВП указывает растущее облако с широким основанием и вытянутой вверх вершиной (треугольник с вершиной, направленной вверх). Если подпитка облака термиком прекратилась, то основание облака становится размытым, а основная его масса сосредоточивается в верхней части (треугольник с вершиной, направленной вниз). Искать восходящие потоки под таким облаком не имеет смысла (смотри рис 132).
Рис. 132. Определение термиков по кучевым облакам.
|
Особенности полетов вблизи кучевых облаков
В центральной части кучевого облака, венчающего активный ТВП, находятся восходящие потоки, по краям - нисходящие. Диаметр восходящего потока под небольшим облаком обычно составляет около 1/3 его диаметра. По мере приближения к нижней кромке облака скорость восходящего потока увеличивается. Облако начинает как бы «подсасывать» выпаривающий аппарат. Внутри облака вертикальные скорости потоков еще возрастают и в мощных кучевых и кучево-дождевых облаках достигают 10-15 м/сек. Следует отметить, что нижняя кромка облака в центральной его части расположена немного выше, чем по краям (смотри рис 133).
Рис. 133. Структура кучевого облака.
1 - граница облака. 2 - область восходящих потоков. 3 - область нисходящих потоков. 4 - втягивание
нижней кромки в центре облака.
|
Эффект «подсасывания» и ускорения потоков внутри облака объясняется тем, что при конденсации водяного пара выделяется тепло. Это тепло подогревает находящийся внутри облака воздух. Формируется как бы вторичный термик, который и разгоняет потоки внутри облака. Очевидно, что чем облако больше, тем эффект подсасывания выражен сильнее. Учитывая это явление, при приближении к облаку пилоту необходимо заблаговременно прекратить набор высоты и не допускать попадания аппарата внутрь облака.
Наличие восходящих и нисходящих потоков приводит к тому, что нижняя кромка в центральной части облака находится несколько выше, чем по краям. Если оказавшийся под нижней кромкой в центре облака пилот попытается уйти по прямой к его краю, то, вероятнее всего, некоторое время он будет лететь внутри облака вне видимости земли.
На приведенном рисунке восходящий поток расположен строго по центру облака. Это справедливо для облаков небольшого размера. У облаков среднего размера восходящий поток располагается под его наиболее толстой (темной) частью. Под облаками большого размера может быть несколько восходящих потоков различной интенсивности, но найти их часто бывает трудно, так как подлежащая обследованию область оказывается довольно велика. В том случае когда из-за сильного ветра вершина облака оказывается сдвинута относительно его основания,
восходящий поток следует искать с наветренной стороны облака (смотри рис 134).
Рис. 134. Восходящий поток находится с наветренной стороны облака.
|
Небольшие облака очень удобно использовать в маршрутных полетах, особенно если направление маршрута хотя бы частично совпадает с направлением ветра и перед пилотом не ставится задача пройти маршрут с максимально высокой скоростью. Поднявшись с термиком к нижней кромке облака, можно зацепиться за него и спокойно сноситься вместе с ним по ветру на расстояние до нескольких десятков километров. Удобство этой тактики заключается в том, что пилоту не нужно рисковать, тратя драгоценную высоту на поиски новых потоков (которые он может и не найти...). Его уверенно держит облако. Конечно, если вы будете использовать эту тактику, вам не занять на соревнованиях первого места, но, научившись стабильно и уверенно долетать до финиша, место в первой десятке сильнейших вы себе обеспечите.
Однако не все так просто. Маленькое кучевое облачко может незаметно превратиться в грозового монстра и затянуть в себя парящий под ним аппарат со всеми вытекающими отсюда печальными последствиями. Находящийся непосредственно под нижней кромкой облака пилот не может точно определить динамику роста облака и его вертикальное развитие. Единственное, что можно и нужно делать, - это постоянно следить за вертикальными скоростями восходящих потоков. И при первых признаках их усиления НЕМЕНДЛЕННО уходить вниз.
Грозовые облака
Грозовые облака по своей сути являются суперразвитыми термическими кучевыми облаками. Для их образования необходимы мощная термическая активность и высокая влажность приземного воздуха. Рассмотрим процесс образования и жизненный цикл грозового облака.
В утренние часы яркое солнце обещает пилотам термичную погоду, что гарантирует хорошие маршрутные полеты. Действительно, ночная инверсия быстро разрушается и появляются первые, но уже достаточно активные потоки. Поскольку прогрев земной поверхности неравномерен, то и мощности расположенных по соседству потоков не одинаковы. Термик 2 оказался сильнее своих соседей 1 и 3 (смотри рис 135).
Рис. 135. Начало термической активности.
|
Над потоками появляются первые вспышки кучевых облаков. Очевидно, что над более сильными потоками облака формируются активнее (смотри рис 136).
Рис. 136. Начало образования кучевых облаков.
|
Большее выделение тепла за счет конденсации пара в облаке 2 приводит к еще большему увеличению мощности восходящего потока в 2 по сравнению с 1 и 3.
Нижняя граница кучевых облаков на этом этапе обычно располагается на высоте 1000-1500 метров. Их вертикальная мощность составляет до 1000-2000 метров. Скорости восходящих и нисходящих потоков не превышают 3-6 м/сек. Видимость в облаке 35-45 м. Эти облака пока еще безопасны, и их можно прекрасно использовать для выпаривания.
Быстрый рост мощности облака 2 приводит к тому, что его нисходящие потоки начинают как бы подавлять термики 1 и 3. На самом деле нисходящие потоки от 2 не подавляют термики 1 и 3, а перенаправляют их и заставляют питать быстрорастущее облако 2 (смотри рис 137).
Рис. 137. Кучевое облако превращается в мощное кучевое.
|
Облако 2 отрывается от питавшего его термика. Оно начинает жить своей жизнью, продолжая быстро увеличиваться уже только за счет засасывания масс приземного влажного воздуха благодаря внутреннему прогреву. Облака 1 и 3 исчезают. А облако 2 заметно темнеет из-за увеличения содержания в нем воды.
Кучевое облако, быстро развиваясь по вертикали, достигает высоты 4-5 км и превращается в мощное кучевое. Его основание опускается до 600-1000 м. В это время внутри облака наблюдаются потоки со скоростями до 10-15 м/сек. Видимость в облаке уменьшается до 20-25 м. Потемнение нижней кромки облака, увеличение его ширины и вертикальных скоростей потоков под облаком должны послужить сигналом пилоту СЛА к немедленному уходу из под облака вниз.
Восходящий поток продолжающего свой рост облака затягивает капли воды на большую высоту, где они превращаются в град. Затянутые в облако массы воды и образовавшийся град удерживаются во взвешенном состоянии благодаря продолжению подпитки облака влажным приземным воздухом. Размеры облака продолжают увеличиваться. Вершина облака может достигнуть высотных атмосферных течений. В этом случае на вершине облака образуется так называемая «наковальня». Она является признаком уже вполне созревшей грозы (смотри рис 138).
Рис. 138. Созревшее грозовое облако с наковальней на вершине.
|
Выросшее грозовое облако оказывается в состоянии неустойчивого равновесия. С одной стороны, накопленные массы воды и града стремятся опуститься вниз. С другой, подпитка облака теплым и влажным приземным воздухом создает восходящий поток, удерживающий их на высоте и, кстати, продолжающий гнать наверх все новые и новые массы влаги.
Вершина развитого грозового облака поднимается до высоты 7-10 км, основание опускается до 300-600 м. Скорости восходящих и нисходящих потоков в нем могут достигнуть 20-30 м/сек.
После высасывания всей влаги приземного воздуха или при переходе в более сухой район подпитка грозового облака уменьшается. Это нарушает равновесие, и накопленные в облаке массы воды и града лавинообразно опускаются вниз, затягивая за собой холодный воздух верхних слоев атмосферы. Быстрое перемещение больших объемов воды и воздуха приводит к возникновению разрядов статического электричества. Сверкают молнии. Гремит гром. Нисходящие потоки воздуха создают под облаком зону сильных порывов ветра. Активная грозовая деятельность длится обычно 20-30 минут.
Нисходящие потоки холодного воздуха стабилизируют приземные слои атмосферы. Подавлению термической активности также способствуют быстрое охлаждение земной поверхности дождем и охлаждение воздуха за счет частичного испарения дождевых капель.
После подавления термической активности и потери избыточной влаги грозовое облако начинает постепенно рассасываться.
Продолжительность жизненного цикла грозового облака в среднем составляет от 1 до 5 часов. Признаком начала формирования грозового облака является появление под быстрорастущим кучевым облаком очень широкого и поэтому относительно спокойного восходящего потока с вертикальной скоростью около 1-2 м/с. Пилоту не следует обманываться, рассчитывая на приятное парение в таком легкообрабатываемом потоке. Лучше, не дожидаясь его усиления, приземлиться, чтобы не оказаться втянутым в грозовую тучу.
В поток под грозовым облаком легко войти, но из него очень трудно выйти.