Стационарные волны — это вид превращения горизонтального
движения воздуха в волнообразное. Волна может возникнуть при встрече
быстро движущихся воздушных масс с горными хребтами значительной
высоты. Необходимым условием возникновения волны является простирающаяся
на значительную высоту стабильность атмосферы.
Чтобы увидеть модель атмосферной волны, можно подойти к ручью и
посмотреть, как происходит обтекание полузатопленного камня. Вода,
обтекая камень, поднимается перед ним, создавая подобие ДВП. За камнем
же образуется рябь или серия волн. Эти волны могут быть достаточно
большими в быстром и глубоком ручье. Нечто подобное происходит
и в атмосфере.
При перетекании горного хребта скорость потока возрастает, а давление
в нем падает. Поэтому верхние слои воздуха несколько снижаются.
Миновав вершину, поток снижает свою скорость, давление в нем увеличивается,
и часть воздуха устремляется вверх. Такой колебательный импульс
может вызвать волнообразное движение потока за хребтом.
Рис. 4.52. Схема образования стационарных волн.
1 — невозмущенный поток.
2 — нисходящий поток над препятствием.
3 — чечевицеобразное облако на вершине волны.
4 — шапочное облако.
5 — роторное облако в основании волны.
Эти волны часто распространяются на большие высоты. Зарегистрировано
выпаривание планера в волновом потоке на высоту более 15 км.
Вертикальная скорость волны может достигать десятков метров в секунду.
Расстояния между соседними "буграми" или длина волны составляет
от 2 до 30 км.
Воздушный поток за горой разделяется по высоте на два резко отличающихся
друг от друга слоя. Турбулентный подволновой слой, чья толщина составляет
от нескольких сотен метров до нескольких километров, и расположенный
над ним ламинарный волновой слой.
Из-за ограниченности полетной скорости параплана использовать для
набора высоты волновые потоки затруднительно, но пилоту следует
избегать попадания в нижний турбулентный слой и уметь определять
возможность возникновения волны.
При достаточной влажности воздуха на вершинах волн появляются чечевицеобразные
облака. Нижняя кромка таких облаков располагается на высоте не менее
3 км, а их вертикальное развитие достигает 2-5 км. Также возможно
образование шапочного облака непосредственно над вершиной горы и
роторных облаков за ней.
Несмотря на сильный ветер (волна может возникнуть при скорости
ветра не менее 8 м/с), эти облака неподвижны относительно земли.
При приближении некоторой "частицы" воздушного потока к вершине
горы или волны происходит конденсация содержащейся в ней влаги и
образуется облако. За горой образовавшийся туман растворяется, и
"частица" потока вновь становится прозрачной.
Над горой и в вершинах волн скорость воздушного потока увеличивается.
При этом давление и температура воздуха немного уменьшаются. Уменьшение
температуры воздуха приводит к конденсации влаги и возникновению облаков.
За горой поток тормозится, давление в нем увеличивается, температура
повышается и облако исчезает.
Стационарные волны могут появиться и над равнинной местностью.
В этом случае причиной их образования могут быть холодный фронт
или вихри (роторы), возникающие при различных скоростях и направлениях
движения двух соседствующих слоев воздуха.
|
