Течения воздуха в атмосфере отличаются друг от друга своей масштабностью и природой возникновения. Наиболее глобальными являются течения, связанные с общей солнечной энергией, падающей на землю.
 |
Нагретый в экваториальной части, воздух поднимается в верхние слои тропосферы и растекается к северу и югу, остывая, в районе тридцатых градусов воздух опускается и начинает (в Северном полушарии) движение к югу, но под действием отклоняющей силы Кориолиса ветер отклоняется вправо на запад, эти ветры называются пассаты. Скорость воздуха в пассатах составляет 5...6 м/с. Рис.11.11. Упрощённая схема глобальных атмосферных течений |
У Северного полюса холодный воздух, опускаясь к земле, начинает движение сначала к югу, а затем под действием отклоняющей силы начинает движение на восток, поэтому в северных широтах преобладают северные и северо-восточные ветры. По этой причине достичь полюса на воздушном шаре довольно сложно, придется долго дожидаться локального изменения погоды с ветрами противоположного направления.
Полярные и экваториальные течения вовлекают в общую циркуляцию массы воздуха в умеренных широтах, так, для большей части России характерны западные ветры.
Материки и океаны также вносят свою лепту в формирование воздушных течений. Зимой суша более холодная, чем окружающий ее океан, поэтому над океанами воздух, поднимаясь вверх в верхних слоях тропосферы, перемещается в сторону суши, у земли, наоборот, воздух начинает движение к океану. Возникает так называемая муссонная циркуляция. Летом ветры дуют со стороны холодного океана в сторону материков, а зимой преобладает обратная картина (см. рис. 11.12).
 |
Муссонная деятельность атмосферы влияет на глобальные атмосферные течения, в том числе и на пассаты. В России муссонная деятельность наиболее ярко проявляется на Дальнем Востоке. Рис. 11.12. Схема муссонной циркуляции. Летом ветры дуют с океанов в сторону материка, зимой картина меняется |
Течение воздуха в нижних слоях тропосферы определяют также и другие причины, вызванные местными особенностями. К таким течениям можно отнести бризы и горно-долинные ветры.
Бризы возникают в районе побережий морей и больших озер и рек. Физическая природа возникновения бриза во многом схожа с причиной, вызывающей муссоны. В обоих случаях из-за цикличности солнца возникает разность температур воздуха над сушей и морем, связанная с различной теплоемкостью и теплопроводностью фунта и воды. Отличие состоит в том, что в случае муссонов определяющим является сезонный цикл (зима-лето), а в бризе - суточный (ночь-день). Днем суша прогревается быстрее волы, и теплый воздух поднимается вверх, его замешает более холодный воздух с моря - возникает морской бриз. Ночью картина меняется: вода становится более теплой, чем суша, и ветер у земли начинает дуть с суши к морю. Такой ветер называется береговым бризом. Устанавливается своеобразный термик, который может иметь в ширину несколько десятков километров, а в высоту до двух километров (см. рис. 11.13).
Сменяют бризы друг друга утром и вечером между 9 и 11 часами по
местному времени. Если отсутствуют другие причины, скорость ветра при
бризе обычно не превышает 5 м/с. При смене бризов в течение одного- двух
часов на побережье устанавливается штиль. Чем сильнее солнечная
активность, тем ярче проявляют себя бризы. Чем ближе к экватору, тем они
сильнее. Рис. 11.13. Возникновение бризов: а - морской бриз возникает днем,
распространяется вглубь на 20...40км; б - береговой бриз возникает ночью и
распространяется в сторону моря на 8...
10км
Учитывать бризы необходимо, если полеты на аэростатах проходят вблизи больших открытых водных пространств. Днем морской бриз распространяется в глубь суши на 20...40 километров и заканчивается холодным микрофронтом. Если ваш полет проходит в условиях морского бриза, постарайтесь совершить посадку до того, как ваш аэростат окажется в этом фронте. При полетах вечером существует опасность попасть в смену бризов и быть унесенным в сторону моря. Ниже приведен случай, который имел счастливый конец.
Это было в Дагестане, в Махачкале: Вечерний полет начался очень хорошо, дул слабый ветерок вдоль побережья Каспия. В корзине кроме пилота были еще два пассажира. Из трех полностью заправленных баллонов один был стальной бытовой, доработанный умельцами для использования в аэростате. Поддерживалась хорошая радиосвязь с машиной сопровождения. В какой-то момент ветер начал менять направление в сторону моря, пилот не придал этому значения, считая, что сумеет совершить посадку на находящейся впереди площадке, но ветер продолжал поворачивать, и площадка осталась в стороне. Через некоторое время аэростат оказался над морем, связь с машиной стала пропадать, аэростат все быстрее удалялся от берега. Внизу промелькнула рыбацкая лодка, рыбак так и не понял, что ему кричали сверху. Начинало темнеть, берег уже практически исчез из виду, газ остался только в одном баллоне. Находящиеся в корзине уже начали решать, кому в качестве спасательного средства достанется бытовой баллон. В этот момент на горизонте появился катер, который через несколько минут подошел к шару. Пилот на остатках газа приземлился (если так можно сказать об этой посадке) на палубу этого маленького катера. Все закончилось благополучно.
Посмотрите на рисунок 11.13 б: внизу ветер дует в сторону моря, но на высоте его направление меняется на противоположное. Если бы пилот аэростата знал об этом, то вернуться на берег он смог бы самостоятельно. При возникновении подобных ситуаций необходимо обязательно начать набирать высоту, если ветер в сторону моря действительно определялся бризом, то на высоте 0,5...1,5 км вы обязательно встретите обратный поток.
В горной местности возникают так называемые горно-долинные ветры. Они появляются из-за неодинакового прогрева солнцем горизонтальной почвы в долине и наклонного склона в горах.
 |
Днем склон горы прогревается сильнее, и воздух, нагретый от него, начинает подъем вверх вдоль склона, увлекая за собой воздух, находящийся в долине. Такой ветер называется долинным. Ночью ситуация меняется: так как почва на склоне начинает остывать, то вместе с ней остывает и воздух, находящийся в непосредственной близости к склону, в то время как воздух, находящийся на той же высоте, но вдалеке от склона, продолжает оставаться теплым. Холодный воздух начинает стекать с гор, так возникает горный ветер. Схема возникновения горно-долинных ветров показана на рисунке 11.14. Средняя скорость горно-долинных ветров составляет 3...6 м/с, иногда скорость горных ветров, дующих в долины, может достигать 20 м/с. Рис. 11.14. Схема возникновения горно-долинных ветров: а - долинный ветер возникает днем; б - горный ветер возникает ночью |
Вырваться из восходящего вдоль склона потока, не изменяя высоту полета, невозможно. Нужно смириться и искать место для посадки, следуя этому потоку на малой высоте, или резко подняться выше и выйти из влияния этого локального термического восходящего потока и уже тогда оценивать подходящие места посадки и возможности захода на них сверху. Однако это можно делать при условии неограниченного пространства для посадок во всех близлежащих долинах или точного знания на момент полета метеоданных по высотам. Дать точные рекомендации по высоте, на которой влияние горно-долинного ветра прекращается, трудно, но она должна быть соизмерима с высотой склонов, порождающих этот эффект.
Очень интересным явлением природы являются струйные течения в атмосфере. Они представляют собой относительно узкий воздушный поток высотой 3...5 км и шириной до 1000 км. Скорости ветра в струйных течениях превышают 100 км/ч, так, над Японией скорости достигают 550 км/ч. Природа струйных течений связана с наличием горизонтальных температурных градиентов в атмосфере, а ось располагается на 1...2 км ниже уровня тропопаузы. Струйные течения используются воздухоплавателями при установлении рекордов дальности и при кругосветных перелетах.
Обнаружить струйное течение можно даже с земли. Обычно в области струйных течений наблюдается ясная погода. Быстродвижущиеся облака среднего и верхних ярусов, как правило, это перистые или перисто-кучевые, меняют свои очертания в течение коротких промежутков времени. Облака разбросаны по небу отдельными пятнами или в виде валов, расположенных перпендикулярно струйному течению. Причина возникновения облаков связана с сильной турбулентностью на границе течения. Субтропическое тропосферное течение располагается между 25 и 35° северной широты и может опоясывать весь земной шар, обычная высота этого течения составляет 12... 14 км. Над территорией России струйные течения наблюдаются практически везде, но они носят периодический характер. Наибольшая повторяемость и максимальные скорости этих течений наблюдаются в холодное время года, то есть зимой, весной и осенью.
