Книга М.Ордоди "Дельтапланеризм"

Основной нагрев воздуха не происходит непосредственно от солнечных лучей. Сначала тепловое излучение повышает температуру поверхности земли, а уже потом от нагретой поверхности путем теплопередачи нагревается ближайший к ней слой воздуха. Таким образом, температура нижних слоев воздуха в течение дня непрерывно меняется. Днем самым теплым будет слой воздуха, примыкающий непосредственно к поверхности. Ночью, по мере удаления от поверхности (до определенной высоты), температура воздушных слоев увеличивается (рис. 5.1.). Но в дальнейшем, как правило, с увеличением высоты воздушные слои становятся холоднее. С увеличением высоты на 300 м температура воздуха в среднем падает на 2╟ С. Средняя величина упоминается потому, что в отдельных слоях воздуха возникает противоположное ("инверсионное") явление, т. е. с увеличением высоты температура возрастает. Приведенные характеристики показывают распределение температуры нижних слоев воздуха в зависимости от высоты.

Но температура воздуха зависит не только от высоты. При солнечной погоде приземный воздушный слой над песчаным грунтом, сухим жнивьем, южным каменистым склоном, селением теплее, чем над болотистой местностью, лесом или водоемом. На степень прогрева влияют цвет и влагосодержание поверхности, а также тип растительного покрова. Над благоприятными с точки зрения нагрева поверхностями, как и на дне посуды с кипящей водой образуются тепловые пузыри. Отрыв теплового пузыря от поверхно-сти происходит в тот момент, когда его температура станет на 4-5╟ С выше температуры окружающей среды. Отрыву может способствовать и какое-нибудь чисто механическое воздействие: проезжающий транспорт, ряд деревьев, стоящих на пути движимых ветром пузырей, резкое изменение рельефа и т. д. (рис. 5.2).

При рассмотрении движения тепловых пузырей предположим, что теплообмен между поднимающимся пузырем и окружающим его воздухом отсутствует, т. е. не происходит охлаждения теплового пузыря. Очевидно, что это предположение справедливо лишь в первом приближении, и, как будет видно из дальнейших рассуждений,

воздействие турбулентности приводит к значительному теплообмену между тепловым пузырем и окружающим его воздухом. Независимо от влияния окружающей среды определяющим фактором температуры теплового пузыря является атмосферное давление. Давление меняется с высотой. Если пренебречь влиянием окружающего воздуха, то температура теплового пузыря зависит от высоты. Таким образом, температура восходящего теплового пузыря понижается на 1╟С через каждые 100 м подъема. При этом воздух пузыря может настолько охладиться, что имеющиеся в нем водяные пары сконденсируются, образуя облако. Понижение температуры восходящего пузыря в облаке замедляется.

Давайте проследим за движением пузыря (рис. 5.3)! В первой фазе температура окружающего воздуха понижается быстрее, чем температура пузыря. Разность температур этих воздушных масс увеличивается, с увеличением высоты одновременно возрастает и скорость подъема пузыря. Такое состояние называется лабильным, т. е. неустойчивым. Во второй фазе разность температур двух масс воздуха не меняется. Значит, состояние атмосферы является нейтральным. В третьей фазе движение теплового пузыря ослабляется, т. е. состояние атмосферы является стабильным, а это не способствует образованию термика, нейтральная или лабильная обстановка создает средние или хорошие условия для парения. Выше уровня конденсации охлаждение теплового пузыря замедляется и аэродинамические условия снова становятся нестабильными. Поэтому вертикальная скорость потока при достижении основания облака возрастает. Когда температура пузыря станет равной температуре окружающего воздуха, подъемная сила исчезнет и пузырь смеша-