WYMUSZONE PRĄDY POWIETRZNE

Wymuszenie ruchu powietrza w tym przypadku ma charakter dwojaki:

1. zmiana poziomego kierunku ruchu przez zjawiska zachodzące jedynie w terenie pofałdowanym

2. skierowanie przez pofałdowanie terenu tego ruchu ku górze, lub ku dołowi, czyli spowodowanie przemieszczeń pionowych.

Wyobraźmy sobie głęboką dolinę górską ciągnącą się z północy na południe. Po wychyleniu się słońca zza gór zaczyna ono prędko nagrzewać jej jedną stronę - tą wystawioną na jego działanie - powoduje to unoszenie się nagrzanego powietrza po zboczach ku szczytom. Ten ruch rozpoczyna się zwykle około godziny 10-tej (do tego czasu słońce musi wyłonić się zza gór i mieć czas na nagrzanie nasłonecznionych zboczy). Wygląda to mniej więcej tak, jak pokazuje rysunek 17. W miarę przesuwania się słońca po niebie objętych jego promieniami zboczy stale przybywa i koło południa sytuacja zaczyna wyglądać mniej więcej tak, jak pokazuje rysunek 18. Unoszące się powietrze musiałoby spowodować na dole jego brak i dla zrównoważenia sytuacji rozpoczyna się "zasilanie" od strony wlotu doliny. Ten wiatr zwany wiatrem dolinnym może osiągnąć w dni o dużej chwiejności duże wielkości i stanowić nawet duże zagrożenie dla bezpieczeństwa latania na paralotniach. Zasięg pionowy tego wiatru nie jest duży i zwykle nie sięga wyżej niż do 1/3 wysokości zboczy tworzących dolinę. Pamiętając o tym zjawisku powinniśmy idąc na lądowanie pomiędzy 11:30, a 15:00 godziną pamiętać o tym, żeby dolot w rejon lądowiska wykonywać w obrębie zbocza na nieco większej wysokości tak, aby silny wiatr dolinny nie zagroził koniecznością lądowania poza lądowiskiem. Czasami, gdy prędkość wiatru dolinnego przekracza możliwą do osiągnięcia prędkość (dotyczy to częściej paralotni szkolnych), powinniśmy lądować na lądowisku szczytowym, które to lądowiska są specjalnie w tym celu przygotowywane - lub powinny być przygotowane tam, gdzie jest to zorganizowany teren lotów paralotniowych.

Potem, w miarę jak słońce przechodzi dalej w kierunku zachodnim, zaczyna się spływ ocienionymi stronami zboczy, a co za tym idzie siła wiatru dolinnego maleje - pokazuje to rysunek 19. Jeszcze później, gdy słońce zaczyna znikać za górami (do jego zachodu jeszcze brakuje trochę czasu) sytuacja zaczyna się odwracać. Po obu stronach doliny rozpoczyna się spływ wieczorny i gromadzony w ten sposób nadmiar powietrza w dolinie zostaje wypchany przez wlot doliny - czyli wiatr dolinny zmieni swój kierunek na przeciwny. Pokazuje to rysunek 20. Taki obieg wydarzeń w górach, w zwykły dzień o umiarkowanej równowadze chwiejnej w niżu, jest obrazem typowych zjawisk wymuszonych i mogą wystąpić jedynie różnice czasowe spowodowane czy to głębokością doliny (inne godziny nasłonecznienia i ocienienia zboczy), czy jej kierunkiem w stosunku do ruchu słońca na niebie. Siła wylotowych wiatrów dolinnych jest zwykle nieco mniejsza niż dziennych wiatrów zasilających.

Dla sprawy budowania się zachmurzenia poza równowagą w masie duże znaczenie ma to, czy sprawa odbywa się w niżu czy w wyżu. Podstawowy mechanizm tej różnicy pokazują rysunki nr 21 i 22 - widać na nich wpływ ciśnienia powietrza na proces ruchów konwekcyjnych w tych dwóch podstawowych rodzajach układów.

W czasie występowania wiatru dolinnego w obrębie lądowisk znajdujących się zwykle na dnie dolin występuje zagrożenie silnej turbulencji spowodowanej prędkością wiatru. Każda przeszkoda na drodze ruchu powietrza powoduje zakłócenia w ruchu jego strugi i o ich występowaniu i zasięgu warto wiedzieć i korzystać z tej wiedzy budując manewr do lądowania. Na rysunkach 23 i 24 pokazane są schematycznie te turbulencje. Należy wiedzieć, że ich zasięg pionowy i poziomy zależne są od prędkości wiatru i wraz ze wzrostem jego siły zasięg pionowy nieznacznie maleje, a poziomy znacznie się zwiększa. Pionowy zasięg tych turbulencji nie przekracza na ogół podwójnej wysokości przeszkody, a poziomy 10- do 15-krotnej wysokości przeszkody. Te wiadomości są bardzo istotne przy doborze miejsc na lądowiska - tu można popełnić czasem błędy nie do darowania.

Jeżeli prędkość przesuwania się masy powietrza nad obszarem górzystym jest nie za wielka, to masa przemieszcza się wysoko ponad szczytami gór, a w ich obrębie i tak zachodzi opisana wyżej cyrkulacja dzienno-nocna. Powoduje to, że często latamy na zawietrznej w stosunku do ruchu zasadniczego masy powietrza, a jednak w stosunku do zbocza znajdujemy się na nawietrznej. Potrzeba sporej znajomości układu lokalnego, żeby sobie te różnice w kierunkach i szybkościach ruchu uzmysłowić i brak rozeznania w tym zakresie jest niezwykle często przyczyną poważnych błędów w podejmowanych decyzjach. Prowadzi to, niestety często, do groźnych wypadków, ze śmiertelnymi włącznie. Jeden z przykładów silnego zróżnicowania kierunków i siły ruchu powietrza w obrębie doliny górskiej pokazuje rysunek 25. Wiatr górny to kierunek ruchu masy, dolny natomiast zdeterminowany jest kierunkiem wlotu do doliny i jest dokładnie przeciwny do ruchu masy. Pokazany tutaj przykład obrazuje jakiś konkretny układ i praktycznie dla każdej lokalizacji w górach można sporządzić taki schemat właściwy dla niej właśnie.

Zajmijmy się teraz przez chwilę tym, jak wyglądają różnice w opływie stromego zbocza w zależności od siły wiatru. Rysunek 26 pokazuje, jak rozkłada się strefa zawirowań przy wietrze słabszym, a rysunek 27 - przy wietrze silniejszym. Widać wyraźnie, że w miarę wzrostu siły wiatru rośnie liczba zawirowań i obejmuje coraz szerszą warstwę przy samym zboczu. Tak samo opływ zbocza wykorzystywanego często do lotów w zależności od siły wiatru zmienia się dosyć znacznie, co możemy zobaczyć na rysunkach 28 przy wietrze słabszym i 29 przy wietrze silniejszym. Również widać przesunięcie chmury szczytowej przy wietrze silniejszym, co szczególnie z powietrza pozwala na dobrą orientację co do siły wiatru. W połowie zbocza pokazany próg w miarę wzrostu prędkości wiatru zaczyna być miejscem wystąpienia turbulencji - miejscem gdzie może "klapić", co przy słabych wiatrach wystąpi znacznie słabiej. Obraz opływu przewieszonej skarpy pokazuje rysunek 30, który również tłumaczy trudności przy starcie w podobnie ukształtowanym terenie.

Jeżeli wiatr zrobi się na tyle silny, że groziłoby nam wywianie na zawietrzną, warto przeanalizować sobie obraz ruchów powietrza pokazany na rysunku 31 i pamiętać, że ponad szczytem, wyżej niż około 150 metrów, kontakt z rotorem jest już mało prawdopodobny, czyli przyjmuje się, że na takie przewianie dopiero powyżej tej wysokości możemy możemy się zdecydować. W przypadku kiedy wiatr jest z jednej strony zbocza, a słońce z drugiej, sytuacja jest znacznie bardziej złożona i jej rozwój bardziej może być zróżnicowany. Pokazuje to rysunek 32, z którego wynika, że niżej na zawietrznym zboczu w takiej sytuacji także można dosyć bezpiecznie sobie polatać, mając jednak na uwadze to, co może nas zaskoczyć na większej trochę wysokości i dalej od zbocza. Prawidłowe wykorzystanie pionowych prądów wymuszonych na zboczu góry pokazuje rysunek 33, na którym widzimy, że w obrębie zbocza powinniśmy wznosić się przy pomocy ósemkowania, a na krążenie możemy sobie pozwolić dopiero ponad szczytem. W zależności od stromizny zbocza mamy przy tej samej od niego odległości różną wysokość, co pokazują rysunki 34 i 35 dlatego musimy zawsze pamiętać, ile możemy maksymalnie stracić przy nagłej klapie czy podwinięciu i że sama tylko odległość pozioma od zbocza nie zawsze gwarantuje tę bezpieczną wysokość.

W przypadku wiatru halnego (fen) sytuacja staje się dla paralotniarza groźna i w zasadzie zamyka się wszelkie paralotniowe loty w tym czasie. Przypadek ten zachodzi, kiedy ruch masy jest znacznie szybszy niż zazwyczaj, a kierunek tego ruchu jest bliski prostopadłości w stosunku do łańcucha gór. Po stronie nawietrznej może wybudować się tzw. mur halniakowy, czyli nieprzerwana warstwa chmur (wznoszenie wymuszone wilgotnego powietrza) sięgających szczytu, ale tylko po stronie nawietrznej. Nad szczytami tworzy się strefa zwiększonej prędkości ruchu (dysza), która powoduje zafalowanie po stronie zawietrznej zobrazowane wystąpieniem chmur Cu len, Ac len, Sc len - na takim zafalowaniu w bardzo spokojny sposób zdobywa się bardzo duże wysokości na szybowcach, ale ta przyjemność jest zarezerwowana jedynie dla tych, którzy mozolnie zaliczą trudny hol halniakowy przez strefę bardzo silnych turbulencji i rotorów - i zupełnie na razie niedostępna dla paralotniarzy. Po stronie zawietrznej następuje wiatr opadowy. Początek tworzenia się halniaka, jeszcze przed wystąpieniem muru i chmur soczewkowatych pokazuje rysunek 36 - jeśli stwierdzimy wystąpienie wiatru spadowego to jest to równoznaczne z koniecznością zwijania skrzydła do worka.

Dla dokończenia tego bardzo obrazkowego rozdziału jeszcze kilka charakterystycznych sytuacji związanych z prądami pionowymi powietrza w rozmaitych warunkach lokalizacyjnych. Na początek poważne zagrożenie które możemy napotkać w Bassano na Grappie - jest to wiatr nazywany bora - bardzo silny wiatr spadowy, który przychodzi nagle i prawie bez ostrzeżenia wtedy, kiedy nad Austrią następuje przejście silnego frontu chłodnego z kierunku północno-zachodniego. Po przejściu frontu gwałtownie zmienia się kierunek wiatru z WNW na N i to właśnie wraz z napływem chłodnej masy jest przyczyną wystąpienia bory. Potrafi ona narobić wiele szkód - szczególnie groźna jest zwłaszcza dla żeglarzy, ale i dla paralotniarzy to też zjawisko bardzo niebezpieczne. Zjawisko to pokazuje rysunek 37.

Nagrzewający się od podłoża bąbel powietrza często zostaje od podłoża oderwany przez wiatr dopiero, gdy nastąpi impuls odrywający go od podłoża (także wymuszenie). Takim impulsem może też być np. ściana lasu na drodze wiatru - tak jak to pokazuje rysunek 38 - ta porcja powietrza porusza się ku górze aż w konsekwencji tworzy chmurę Cu - rysunek 39 - pokazuje on jaki obraz przyjmują wznoszenia w czasie tego procesu.

Nad morzem, tam gdzie chłodna woda graniczy z nagrzanym piaskiem plaży, także dochodzi do wymuszeń - innego co prawda charakteru. Powstaje rząd chmur Cu wzdłuż plaży i stały wiatr od morza nazywany bryzą dzienną (w nocy zachodzi zjawisko odwrotne). Ten wiatr pozwala na przyjemności lotów klifowych, a jeśli dojdzie do kontaktu ze wznoszeniami bryzowymi to mamy jak w kieszeni długi przelot z bocznym wiatrem. Zjawisko bryzy pokazuje rysunek 40. Jeśli klif nie jest ekstremalnie stromy i wystarczająco wysoki (jak np. w okolicy Dover w Anglii) to zjawisko to jest znacznie wyraźniej wyrażone i pokazuje to rysunek 41 - tam łatwiej jest o kontakt z żagla z kominem termicznym.

W następnej i zarazem ostatniej pogadance zajmiemy się nieco podsumowująco zagadnieniem taktyki przelotowej pod kątem pozyskanych już wiadomości.

Ryszard Lutosławski
(ryszard@vossnet.de)