Nastanek labilnega zraka pri tleh

Kadarkoli se pri jadranju znajdemo nizko, si zastavimo dve vprašanji: katera površina lahko da termiko in kaj jo bo sprožilo? To sta dve različni vprašanji, zato si ju tudi posebej poglejmo.

Termiko dajejo tiste površine, ki povzročajo labilnost prizemeljskega sloja zraka. Labilen je predvsem toplejši zrak, saj ima pri istem volumnu manjšo maso. Ravno tako je lažji tudi vlažen zrak, saj ima vodna para za tri osmine manjšo specifično težo od zraka. Poleg tega je zrak tudi odličen toplotni izolator, zato se segreti zrak zlepa ne ohladi z oddajanjem toplote okolici. Pa še tole je važno vedeti: zrak se segreva od tal.

Osnovni labilizator zraka je sonce, ki se z obsevanjem ogreva zemljo. Vse, kar moti obsevanje, deluje negativno na labilnost zraka in s tem na razvoj termike.

Poleg sončnega obsevanja je za labilizacijo seveda pomembna tudi struktura zemeljske površine, ki sprejema sončno svetlobo.

vrsta površine odbito sevanje
razna žita 3 - 15 %
črna zemlja 8 - 14 %
vlažen pesek 10 %
nezorana tla 10 - 20 %
travnate površine 14 - 37 %
suhe, zorane njive 20 - 24 %
puščava 24 - 28 %
sneg in led 46 - 86 %

Tudi veter na svoj način vpliva na nastanek termike. Veter ohlaja zemeljsko površino in porazdeli toploto po relativno debeli plasti zraka pri tleh. Zato se težko oblikujejo večja območja pregretega zraka in le redko močni, široki vzgorniki.

V zaščitenih legah se čas zadrževanja zraka podaljša in pride do močnega pregrevanja. Na primer v koruznem polju je temperatura zraka med storži 2 do 3 °C višja kot pol metra nad vrhovi, v krompirišču so namerili 2 do 5 °C več kot en meter nad njim. Visoka, suha trava, grmovje, pritlikavo drevje, delujejo podobno. Tudi hiše in drevesne krošnje imajo podoben učinek. Včasih preseneti termika na zavetrnih pobočjih, v gorskih kotanjah in ozkih dolinicah, kjer se je zrak lahko dolgo segreval.

Pogosto odlepljanje termičnih balončkov, kar povzroča veter, prehitro izrazni rezervoar toplega zraka, zato so posamezni vzgorniki šibkejši. Nasprotno pa brezvetrni dan nad enakomerno površino omogoča razvoj redkejših, a močnejših vzgornikov.

Na koncu pregleda izvorov termike moramo ugotoviti, da je pravzaprav že vsakega posebej težko točno definirati in oceniti, sočasno učinkovanje vseh pa sploh nemogoče. Za taktiko letenja je poznavanje teh zakonitosti izredno pomembno, saj nam ob stalni vaji omogoča pravilno presojo.

Za vajo je zelo koristno, da smo tudi v vsakdanjem življenju pozorni na izvore termike. Vsak pravi modelar tudi na tleh opazuje pokrajino okrog sebe in stalno primerja, kateri teren daje boljše možnosti za nastanek termike.

Še tako topel in labilen zrak bo ostal pri tleh, če ne bo potrebnega sprožilca, impulza, ki bo povzročil njegov dvig. Če je dovolj toplega zraka v okolici, ki bo pritekal in polnil dvigajoče se zračni mehur, se bo oblikoval steber toplega zraka, ki bo segal od tal do velikih višin in v katerem bo krožilo tisoče ton zraka. Kaj sproži termiko? V brezvetrju predvsem temperaturne razlike, na primer gorski grebeni, ki jih različno obseva sonce, robovi gozdov, meja snega v gorah, vodni bregovi, močna lokalna pregrevanja, ogenj, industrijska območja. Potreben sunek za dvig toplega zraka lahko dajo tudi premikajoča se vozila, letala ali premikanje zraka zaradi že prisotne konvekcije. Če je prisoten veter (in tega je skoraj vedno dovolj in preveč), se vzgornik odlepi predvsem na vzpetinah, pa naj so še tako majhne, na k soncu obrnjenih gorskih zajedah, na različno pozidanih ali poraslih površinah in podobno. Pri močnem vetru so razmere zopet malo drugačne. Zaradi močne turbulence pri tleh je lokalno pregretega zraka manj. Dobimo razmeroma debel in zelo širok sloj pregretega zraka, ki se neodvisno od oblike površine termično dviga. Le na zelo izrazitih in visokih robovih se ves dan enakomerno ponavlja termično odlepljanje zraka.

Kje najdemo termiko

Če smo nizko, se je komaj še vredno orientirati po oblakih ali po kolegih, ki visoko zgoraj vrtijo dobro termiko, ker je pri tleh lahko njihov vzgornik že zdavnaj prekinjen.

Bolje je, da se zanesemo na vse tisto, kar smo prej govorili o nastanku termike, zaupamo vase in v svojo pravilno oceno orografije in termičnih sprožilcev. Če kljub temu vzgornika na predvidenem mestu ne najdemo, smo bodisi posamezne vplive napačno ocenili ali pa je rezervoar toplega zraka prazen in se bo termika sprožila šele čez nekaj časa.

Če najdemo, ko smo nizko, nulico, je pametno, da vsaj nekaj časa ostanemo v njej. Sončno obsevanje bo sčasoma našo situacijo skoraj gotovo izboljšalo in se bomo začeli dvigati. Celo če se to ne zgodi, smo vsekakor pridobili čas (hitrost sedaj tako ali tako ni pomembna), v katerem lahko vse še enkrat dobro premislimo in poiščemo kje v bližini mesto, kjer termika resnično nastaja. Postovke, kanje in kragulji so nam pri tem v veliko pomoč, ker imajo izreden občutek za termiko in centriranje, pa tudi drugi ptiči bolj ali manj dobro jadrajo, npr. štorklje, galebi in podobni. Tudi lastovke in drugi majhni ptiči se radi zadržujejo v centru vzgornika, ker le-ta nosi s seboj množico mušic in drugega letečega mrčesa, s katerim se hranijo. Če vidimo jadrati kanjo ali kragulja, lahko mirno pozabimo na svoje instrumente, pa če so še tako drage elektronske igračke in pustimo, da nam ptič centrira vzgornik. In če ga za trenutek izgubimo izpred oči in ga zopet zagledamo sto ali dvesto metrov proč, se mirno odpravimo za njim, najsi je dviganje, ki ga zapuščamo še tako dobro, saj je tam gotovo boljše. Pa še nekaj se lahko do teh zračnih umetnikov naučimo: že po dveh, treh krogih se navadno premestijo iz naše bližine, pa ne zato, ker bi se nas bali, ampak ker so našli boljše dviganje. Tudi mi bi morali tako hitro centrirati in biti tako mobilni kot ti ptiči, če bi hoteli optimalno izkoristiti dane termične pogoje.

Iskanje izvorov termike in sprožilcev moramo začeti z oceno moči in smeri vetra. Premislimo, kje se lahko zrak pregreva in kje ga lahko veter porine prek primerne ovire, ki lahko sproži termiko.

Za gorski svet je značilno, da vetrovi podnevi vedno pihajo po dolinah in pobočjih navzgor, tudi po tako velikih dolinah kot je Gornjesavska. Šele zvečer, ko se vrhovi hribov prej ohladijo kot doline, začne hladni zrak polzeti po pobočjih v dolino in pri mešanju s toplim dolinskim zrakom pride to termične aktivnosti, ki traja še pozno v večer. To je ravno obratno kot zjutraj, ko se prvi kumulusi pojavijo na vrhovih hribov, po dolinah pa inverzija preprečuje nastanek termike.

Vlet v termični vzgornik

Ko pridemo v bližino termičnega vzgornika, se običajno poveča padanje. To področje spuščajočega se zraka okrog vzgornika moramo čim hitreje preleteti. Ko pridemo v dvigajoči se del, potegnemo model navzgor in s tem kinetično energijo, ki jo ima zaradi hitrosti, spremenimo v višino. Tik pred vrhom začnemo zavoj v želeno smer in imamo ob izravnavanju ravno še toliko hitrosti, kot je potrebujemo za kroženje. Ta manever nam mora priti v kri že od prvih samostojnih letov in mora biti lepo koordinirano izveden (slika 1).

Slika 1: Vstop v termični vzgornik

Ko pridemo v območje dvigajočega se zraka zmanjšamo hitrost na in skušamo z raztegnjenimi »S« zavoji čim hitreje najti območje najmočnejšega dviganja.

Ko po variometru ali pogledu ocenimo, da smo preleteli največje dviganje, se moramo odločiti, v katero smer bomo zavili. Ker so govorice o vrtečih se vzgornikih le zgodbice, vsaj dokler se tudi oblaki ne bodo začeli vrteti, se lahko za smer kroženja odločimo poljubno ali pa obrnemo v tisto smer, za katero po zunanjih znakih pričakujemo da bo boljša (močan dvig ene polovice krila).

Centriranje

Ko smo govorili o kanjah in drugih ptičih jadralcih, smo ugotovili, da neprestano menjujejo svoj položaj v vzgorniku. Termični vzgornik namreč ni homogen, meša se z okoliškim zrakom, imamo tudi horizontalne turbulence (na primer v bližini inverzije) in podobno, kar vse otežuje centriranje. Sem in tja sicer najdemo vzgornike, ki omogočajo 5 do 10 zavojev brez popravkov, vendar so to izjeme. Centriranje torej ni nekaj, kar naredimo ob vletu v vzgornik in se potem mirno pustimo dvigati do baze. Centriramo, se pravi, iščemo področje najboljšega dviganja v vzgorniku, ki je običajno v njegovi sredini.

Če nam dvigne polovico krila, so naše domneve potrjene, ko pademo iz dviganja, imamo že zelo dobro predstavo, kje je center. Zavestno ali podzavestno dobimo plastično predstavo o tem, kje moramo krožiti, da bomo jeli najboljše dviganje.

Pravzaprav je vseeno, na kakšen način napravimo krog okoli najboljšega dviganja, le hitro mora to iti. Če smo gotovi, kam moramo, se nekaj ostrih manevrov s polnimi odkloni krmil ni bati. Nekaj sekund prej v 1 m/s močnejšem dviganju nadomestiti vse izgube.

Po klasični metodi centriranja pri dvigajočem se variometru letalo izravnamo, letimo nekaj trenutkov naravnost in zopet zavijemo. Ta metoda je precej netočna.

Drugi način je, da po padcu variometra zvečamo nagib in pol zavoja naredimo zelo ostro. Slaba stran tega načina je, da se v vzgorniku zelo malo premestimo.

Najboljša je vsekakor kombinacija obeh: ko dviganje slabi, zvečamo nagib in ostreje zaokrožimo, ko pa se dviganje zboljšuje, nadaljujemo zavoj nekaj trenutkov z manjšim nagibom, dokler se ne znajdemo na mestu, kjer bomo po našem mnenju v normalnem zavoju imeli največji dviganje v sredini (slike 2, 3, 4).

Prednosti tega postopka so:

  • hitro pridemo v center
  • relativno obsežno premeščanje v vzgorniku in hitra premestitev
  • ne zahteva kroženja čez 45 stopinj, kar bi močno povečalo lastno spuščanje
  • omogoča premestitev v pravo smer, celo če se za ostrejše in blažje kroženje ne odločimo pravočasno.

Slika 2: Centriranje po dvigajočem variometru: zavoj med B in C podaljšamo (precej netočno)

Slika 3: Centriranje po padajočem variometru: zavoj med A in B zožimo (le majhen premik po vzgorniku)

Slika 4: Kombinacija druge (A do B ostro zaokrožimo) in prve metode (od B do C blag zavoj),
centriranje nam omogoča relativno veliko premeščanje po vzgorniku in je krati tudi precej
natančno

Je pa ta način malo občutljivejši na napake pilotiranja.

Teh napotkov se ni treba niti se jih v praksi ne moremo togo državi. Gre bolj za načelno vedenje. Vsekakor ima prednost naša predstava o obliki termike.

Čisto letenje, pri tem mislimo na letenje z nitko v sredini, je seveda predpogoj za optimalno izkoriščanje vzgornika. Vsekakor pa je najpomembnejše, da hitro pridemo v sredino dviganja in lahko pri tem tvegamo tudi kakšen bočni zdrs.

V samem centru vzgornika krožiti tako ali tako ne moremo, zato se mu skušamo z ostrim kroženjem, se pravi z majhnim polmerom kroga, čim bolj približati. Vendar so tu določene meje: pri ostrem kroženju se lastno spuščanje tako zelo veča, da postaja približevanje centru nesmiselno.

Če je vzgornik ozek z močno izraženim dviganjem v centru, se vseeno splača bolj strmo krožiti kot pa v širokem, enakomerno dvigajočem se vzgorniku. Za vsak vzgornik imamo torej določen optimalni polmer kroženja, ki je zopet odvisen od polare kroženja, se pravi od tipa letala. Določenemu minimalnemu spuščanju odgovarja tudi določen nagib. Skoraj v vseh vzgornikih je treba nagib prilagajati po višini spreminjajoči se razporeditvi dviganja v vzgorniku. Često zahtevajo vzgorniki v svojem ozkem spodnjem delu nagibe 40 do 50 stopinj, v zgornji tretjini pa le še 25 stopinj. Večinoma so vzgorniki na tistih višinah, kjer so dviganja močnejša, ožji.

Mogoče je le kaka polovica vzgornikov tako idealno homogena, da se letalo, ki kroži, enakomerno dviga. Mnogo je takih, kjer se nekega izrazitega centra sploh ne da določiti in ki nas s stalno spreminjajočimi se vertikalnimi hitrostmi in turbulenco počasi dviga kvišku. Kljub temu v vzgornikih skoraj izključno krožimo, čeprav naši vzorniki ptiči tega ne delajo tako. Da bi vsaj malo bolje izkoristili dvigajoča se območja, model v njih strmo vlečemo in zmanjšujejo hitrost, blago in ostro krožimo.

Vendar v tem primeru nekega splošnega pravila ne moremo oblikovati. Takšno letenje je tudi hitro nečisto, pripelje do izgube hitrosti in je zato nevarno, posebno če so v bližini drugi modeli. Zato je za povprečnega modelarja običajno učinkoviteje, če v takšni raztrgani, za centrranje težavni termiki, enostavno kroži (slika 5).

Slika 5: Centriranje zapletene, močno raztrgane termike z večini dvigajočimi področji

Zapuščanje termičnega vzgornika

Ko se dviganje v vzgorniku kljub centriranju zmanjša na vrednost, ki jo lahko pričakujemo kot začetno dviganje v naslednjem vzgorniku, ga zapustimo. Vzgornik najbolj učinkovito zapustimo tako, da zadnji zavoj v smer kurza naredimo bolj oster. To nas pripelje v center dviganja, kjer povečamo hitrost na hitrost preskakovanja. Ob zapuščanju vzgornika moramo imeti vedno izbran naslednji cilj in po možnosti še rezervnega (slika 6).

Slika 6: Vzgornik zapustimo tako, da v preletu skozi njegov center naberemo hitrost potrebno za preskok (po MC)

Termične luknje

Vzroki za to, da nad določenim območjem ni kumulusov niti termike, so lahko zelo različni. Če je vlage v zraku malo, so lahko tla enostavno presuha, da bi dala dovolj vlage za kondenzacijo. V tem primeru seveda lahko računamo na normalno suho termiko.

Možno je, da je termična luknja posledica znižanja temperature zaradi lokalnih padavin, obširnih močvirij ipd. Lahko tudi, da je prišlo nenadoma do prodora hladnega zraka pri tleh (fronta), ki je ohladila in s tem stabiliziral atmosfero.

Suha termika

Če je dvigajoči se zrak preveč suh ali preveč topel, da bi prišlo v konvekcijskem sloju do kondenzacije (omejen navadno z inverzijo ali vsaj izotermijo), imamo opraviti s tako imenovano suho termiko. Termičnih vzgornikov ne označujejo kumulusi, zato jih je seveda težje najti, čeprav imajo lahko povsem običajno jakost in višino.


Vir: Jadralno letalstvo, ZLOS, 1986


Uredil: Uroš Šoštarič