Понять небо
Шрифт:
Термические облака с их огромной массой могут создать конвективный барьер. Смысл этого в том, что термики поднимаются от земли с меньшей скоростью, чем быстрее движется воздух, в котором они поднимаются. Хотя мы думаем, что облака как легкие пушистые клубы, но воздух в них весит тонны, и их инерция препятствует их повороту вправо вместе с ветром при подъеме. Поэтому воздух движется вокруг и над ними. Линия таких облаков может создать барьер, который станет причиной волн так же, как гора или хребет.
Как показано на рисунке 155, линии кучевых облаков "улицы" могут создавать волны над своими вершинами, когда ветер поворачивает и пересекает их. Эти термические волны как они называются, могут быть достаточны для парения на наветренной стороне
Рис. 155. Термическое волнообразование
ВОСХОДЯЩИЕ ПОТОКИ КОНВЕРГЕНЦИИ
Как уже говорилось ранее, "конвергенция" — значит двигаться вместе. Когда воздушные потоки объединяются, если они не двигаются в сторону, то они двигаются вместе вверх. Это то, что нам надо.
Давайте разберем различные пути, которые приводят к восходящим потокам конвергенции.
Ранее мы рассматривали существование конвергенции в крупных барических системах низкого давления. Связанный с этим поднимающийся воздух может помогать термической деятельности, но сам по себе не достаточно силен, чтобы поддерживать парение. Мы также видели, что конвергенция имеет место, когда ветер дует в сужающуюся расщелину (рис. 112) или пролом (рис. 144). Эти формы восходящих потоков конвергенции используются, когда ветер не слишком силен, потому что при сильном ветре велика опасность турбулентности и увеличения скорости потока. Чаши, перекрытые длинные каньоны и долины не только дают характерный динамик у гребня, но также поток конвергенции, который часто расположен там же, но шире (рис. 156).
Рис. 156. Восходящий поток конвергенции
Если ветер внезапно меняет направление, могут возникать зоны конвергенции, особенно, если новый ветер сильнее. Подобная ситуация имела место весной 1991 г. на соревнованиях в Теннеси. В горах дул легкий юго-восточный ветер и пилоты парили низко в слабых термиках. Сплошная слоистая облачность, пришедшая с юга, принесла более сильный южный ветер. Изменение ветра прогрессировало вверх по долине к северу и сопровождалось зоной конвергенции, которая помогла набрать нескольким удачливым пилотам высоту 1600 м над горой и пролететь 40 км.
Заранее определить такую зону конвергенции можно по надвигающемуся слою облаков, но все равно возникает она внезапно. В любое время направление ветра может измениться, и тогда мы должны искать зону конвергенции.
Легкие кучевые облака отмечают конвергенцию. Но это только один из признаков, и восходящий поток в этом месте может оказаться иллюзией. В этой ситуации восходящий поток двигается по направлению нового ветра. На самом деле условия, описанные здесь, имеют все характеристики теплого фронта и, возможно, им будут являться. Метеослужба не сообщает о таких вещах, поэтому необходимо наблюдать за погодой для предсказания изменений ветра и облачных эффектов.
Другим местом, где присутствует изменение направления ветра с конвергенцией, является переход от воды к суше. Этот процесс не аналогичен морскому бризу. Как это происходит; показано на рисунке 157.
Рис. 157. Восходящий поток конвергенции возле воды.
Воздух
Конвергенция усиливает поток и делает воздух более нестабильным. Изменение направления ветра на берегу 20–40 градусов против часовой стрелки на подветренной стороне (по часовой стрелке в южном полушарии).
Ранее мы видели, что волны могут образовываться за холмом. Даже когда нет условий для возникновения волн, наличие конвергенции может создать восходящий поток позади изолированного холма, как показано на рисунке 158.
Рис. 158. Восходящие и нисходящие потоки возле изолированного холма
Наиболее часто подобная ситуация встречается, когда морской бриз дует на сушу в горных районах. Если стабильный морской воздух встречает изолированный холм, он делится и обдувает холм по сторонам, после чего очень часто двигается вверх. Сложная горная система, как мы видим на рисунке 159, может создать многочисленные зоны конвергенции.
Рис. 159. Конвергенция в горах возле моря
Используя восходящие потоки конвергенции такого типа, очень важно помнить об опасностях роторов, нисходящих потоков и турбулентности на подветренных склонах возвышенностей (рис. 110).
Ранее мы изучали конвергенцию и местные циркуляции (глава 7), возникающие по причине неравномерного прогрева, такие как поле — лес, например (рис. 131). Также мы исследовали конвергенцию, возникающую в середине долины, когда с двух сторон в долину дуют ветры со склонов. Это изображено на рисунке 160 и на рисунке 136 (вечерние условия).
Рис. 160. Вечерняя конвергенция в долине
В данном случае восходящий поток обычно легкий и обширный, у которого есть свое имя: магический воздух. Особенная конвергенционная ситуация возникает, когда верховой ветер в долине встречается с низовым. Это может произойти, когда основной ветер, ориентированный вниз по долине, борется с противоположным по направлению, который возникает из-за различий прогрева. Ветер вверх по долине может дуть утром до перемешивания нижних слоев и усиления противоположного ветра. Другой путь возникновения ветра вниз по долине в течение дня — это существенное охлаждение в основании долины. Как пример можно привести долину Rhone в Швейцарии. Северо-восточный ветер вверх по долине встречает после обеда сильный снижающийся поток с холодных ледников и лесов, которые украшают вход в нее. Этот ветер вниз хорошо известен как "Grimsel snake". Его конвергенция может двигаться вверх и вниз по долине и изменять направление ветра у поверхности.