شکل 171: تغییرات در یک ترمال در حال صعود

وقتی که تأمین هوای گرم توسط تپه‌ها، درختان یا اندازه میدان محدود نمی‌شود، یک ستون ترمال توسعه خواهد یافت.

منابع ترمال

ترتیب بر اساس قابلیت اطمینان:

شروع روز:

• ترمال‌های خانگی
• زمین‌های مرتفع
• مناطق گرم شده مانند: زمین‌های بایر، مزارع خشک، زمین‌های شخم‌زده، سنگ‌ها (در اواخر روز)، مناطق گچی، ماسه، معادن و مناطق خشک
• اجتناب از: مناطق مرطوب، مناطق پایین دست، مناطق سبز، مناطق با سایه‌های طولانی و حفره‌های آبی

عصر و غروب :

• ترمال‌های خانگی
• زمین‌های مرتفع
• مناطقی با گرمای باقی‌مانده مانند: سنگ‌ها، شهرها، مزارع خشک، محصولات خشک (به ویژه کاج‌ها) و آب
• اجتناب از: مناطق نزدیک به شیب‌های بلند و مناطق شنی

افزایش ترمال

زمانی که یک ترمال از زمین جدا می‌شود، چندین تغییر را تجربه می‌کند. ابتدا شکل حبابی یا ستونی خود را شکل می‌دهد، همانطور که در شکل 171 نشان داده شده است. این فرایند ممکن است چند صد فوت (100 متر) در یک ترمال بزرگ طول بکشد. همانطور که ترمال در حال تثبیت شدن است، سرعت مناسب برای شناوری خود را نیز به دست می‌آورد. این شناوری توسط کمبود چگالی نسبت به هوای سردتر اطراف تعیین می‌شود. ترمال‌های عصرگاهی هرگز به اندازه ترمال‌های روزانه قوی، فراوان، بلند و قابل اطمینان نیستند، اما بلند شدن ضعیف بهتر از هیچ بلند شدنی است. علاوه بر این، گاهی اوقات لذت‌بخش است که در یک حباب شفاف در یک آسمان آرام به چرخش درآیید. و گاهی ممکن است با یک حباب کوچک و پر سر و صدا که در اواخر روز توسط یک قطعه زمین گرم ذخیره شده برای ما آزاد شده است، شگفت‌زده شویم.

منابع ترمال انسانی

در گذر باید به مناطق انسانی مانند پارکینگ‌ها و شهرها به عنوان مکان‌های خوب برای جستجوی بلند شدن عصرگاهی اشاره کنیم. همچنین نباید آتش‌سوزی‌ها و دودکش‌های کارخانه‌ها که در فصل 8 ذکر شده‌اند را فراموش کنیم.

شکل 172: بادهای زمینی متغیر زیر یک ترمال

هوا که از زیر ترمال وارد می‌شود می‌تواند از همه جهات در یک باد عمومی سبک بیاید.

صعود ترمال

زمانی که تأمین هوای گرم محدود نیست، یک ترمال به صورت ستونی از چند صد تا چند هزار فوت ارتفاع پیدا می‌کند، همانطور که در سمت راست شکل نشان داده شده است. چنین ترمال‌هایی اغلب از چندین جهت مختلف تغذیه می‌شوند که در نهایت به هم می‌پیوندند. وقتی یک ترمال به طور ناگهانی بالا می‌رود، هوا از اطراف منطقه برای جایگزینی هوای ترمال به داخل می‌آید.

اگر این هوا نیز گرم شود، توسط ترمال جذب می‌شود و به داخل آن صعود می‌کند. منبع وسیعی از هوای گرم مانند آنچه در مورد III شکل 166 نشان داده شده است، ترمال را برای چندین دقیقه تغذیه می‌کند و یک ستون ترمالی ایجاد می‌کند که تا چند هزار فوت (1000 متر) گسترش می‌یابد.

اگر تأمین هوای گرم محدود باشد، هوای خنک ترمال را جایگزین می‌کند که در این صورت اندازه ترمال محدود خواهد بود. هوای خنک برای گرم شدن زمان می‌برد تا به عنوان ترمال دیگری آزاد شود. زمان تشکیل یک ترمال در این فرآیند تکراری ممکن است از چند دقیقه تا یک ساعت یا بیشتر بسته به شدت گرمایش متفاوت باشد.

تغییرات بادهای زمینی متغیر زیر یک ترمال

شکل 172 نشان می‌دهد که چگونه هوای زیر ترمال می‌تواند از همه جهات در یک باد عمومی سبک بیاید. این هوای وارد شده می‌تواند در شرایط ترمال قوی بسیار شدید باشد و فرود در ترمال‌های میانه روز را به یک کار دشوار تبدیل کند. تغییر بادها که در گزارش‌های آب و هوا به عنوان "سبک و متغیر" نامیده می‌شود نشانه‌ای از ترمال‌هاست. در یک باد عمومی قوی‌تر جهت به اندازه تغییر نمی‌کند، اما تندبادها افزایش می‌یابد.

شکل 173: ترمال‌ها در یک لایه توربولنت

در شرایط بادی، ترمال‌ها ممکن است تا حدی شکسته شوند که یک لایه از هوای گرم مخلوط و توربولنت نزدیک به سطح وجود داشته باشد.

زمانی که یک ترمال در ۱۰۰۰ فوت (۳۰۰ متر) اول صعود می‌کند، ممکن است جریان هوایی از همه جهات داشته باشد. این "تجمع" عمومی تمایل دارد که هواپیمای گلایدر را به سمت مرکز بکشد تا زاویه بانکی کمتری برای تولید قطر دایره داده شده نیاز باشد. در ارتفاعات بالاتر، ممکن است زاویه بانکی افزایش یابد تا قطر چرخش حفظ شود زیرا جریان هوایی کاهش می‌یابد و ترمال به دلیل فشار کم‌تر در ارتفاعات بالا گسترش می‌یابد.

به طور کلی، ترمال‌ها تمایل دارند که نزدیک به زمین توربولنت باشند تا زمانی که در ارتفاعات بالاتر یکنواخت‌تر شوند. با این حال، ترمال‌ها اغلب به لایه‌های وارونگی صعود می‌کنند که ترمال را شکسته یا توربولنت برشی را شامل می‌شود. در شرایط بادی، ترمال‌ها ممکن است تا حدی شکسته شوند که یک لایه از هوای گرم مخلوط و توربولنت نزدیک به سطح وجود داشته باشد همانطور که در شکل 173 نشان داده شده است. این هوا ممکن است ترمال‌های توربولنتی را در سطوح مختلف ارسال کند.

شکل 174: تغییرات نرخ کاهش روزانه

نرخ‌های کاهش نزدیک به زمین در یک روز تابستانی ۲۴ ساعته متوسط نشان‌دهنده وارونگی قوی صبحگاهی.

شکل 175: ترمال‌ها در یک وارونگی زمینی

یک ترمال که گرم‌تر از هوای اطراف خود است تا ارتفاعی صعود می‌کند که در آن دما با دمای هوا برابر می‌شود. در این نقطه، صعود خود را متوقف کرده و با هوای اطراف مخلوط می‌شود.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

نرخ‌های واقعی کاهش دما

ما در فصل ۲ یاد گرفته‌ایم که هوای ناپایدار یک توده هوای گرم‌شده یا بلند شده را به صعود وادار می‌کند. ترمال‌های مورد علاقه ما دقیقاً همین توده‌های گرم و بلند شده هستند. بیایید ببینیم نرخ‌های معمول کاهش چگونه بر یک ترمال تأثیر می‌گذارند.

ابتدا باید به خاطر داشته باشیم که یک نمودار نرخ کاهش، نموداری از دمای هوا در ارتفاعات مختلف است. شکل 174 نرخ‌های کاهش نزدیک به زمین را در یک روز تابستانی ۲۴ ساعته معمولی نشان می‌دهد.

در صبح، ما یک وارونگی قابل توجه نزدیک به زمین مشاهده می‌کنیم. وارونگی لایه‌ای است که در آن نمودار نشان می‌دهد هوا گرم‌تر شده یا به اندازه کافی سرد نمی‌شود که ناپایدار باشد. وارونگی صبحگاهی زمینی به دلیل خنک شدن زمین در شب که هوای بالای آن را خنک می‌کند، ایجاد می‌شود. نزدیک به کوه‌ها، نسیم‌های شبانه می‌توانند لایه‌ای عمیق از این هوای خنک ایجاد کنند که نمایانگر یک وارونگی ضخیم است (یک لایه وارونگی زمینی ۱۰۰۰ فوت [۳۰۰ متر] غیر معمول نیست). ترمال‌های عصرگاهی، ابرها و باد می‌توانند با مخلوط کردن لایه‌های پایین‌تر و کاهش از دست دادن تابش از زمین، این وارونگی زمینی را کاهش دهند.

نکته اصلی این است: جریان‌های همرفتی یا ترمال‌های ضعیف در این لایه وارونگی ادامه خواهند یافت و تا زمانی که ناپدید شوند یا به اندازه کافی قوی شوند که از آن عبور کنند، صعود و ناپدید می‌شوند. شکل 175 نشان می‌دهد که چگونه یک ترمال که گرم‌تر از هوای اطراف خود است، تا ارتفاعی صعود می‌کند که در آن دمای هوا برابر با دمای آن است. در این نقطه، صعود خود را متوقف کرده و با هوای اطراف مخلوط می‌شود. همانطور که این فرآیند ادامه می‌یابد، هوای اطراف از جریان صعود و ترمال آزاد شده است.

شکل 176: وارونگی معمولی تحت یک سلول فشار بالا

هوای فروکش‌کننده در یک سیستم فشار بالا معمولاً در حدود سطح 6000 فوت (2000 متر) وارونگی ایجاد می‌کند.

مطالب:

هوای زیرین به سمت پایین جابجا می‌شود به طوری که در نهایت در نزدیکی زمین گرم می‌شود. بنابراین، لایه پایین‌تر شروع به گرم شدن می‌کند همانطور که نشان داده شده است.

با ادامه گرم شدن خورشیدی، دمای ترمال‌ها افزایش می‌یابد و ترمال‌ها در لایه وارونگی بالاتر می‌روند و به گرم شدن کف لایه ادامه می‌دهند. در نهایت، ترمال‌ها به اندازه کافی گرم می‌شوند تا از لایه وارونگی عبور کنند. هنگامی که این اتفاق می‌افتد، به سرعت در ارتفاع بالا می‌روند همانطور که در شکل نشان داده شده است. دمای ترمال مورد نیاز برای عبور از لایه وارونگی زمینی به عنوان دمای تحریک شناخته می‌شود.

همانطور که در نرخ‌های کاهش متوالی شکل 174 دیده می‌شود، وارونگی زمینی در نهایت توسط گرمایش ترمالی هوا پاک می‌شود. در اواخر روز، با خنک شدن سطح، این وضعیت باز می‌گردد. یک وارونگی بسیار قوی (افزایش دمای بالا با ارتفاع مشخص) که توسط یک شب صاف و سرد ایجاد می‌شود، تمایل به نگه داشتن زمان تحریک و تولید ترمال‌های خوب تا اواخر روز دارد. در چنین شرایطی، ترمال‌ها ممکن است به سرعت بر روی زمین رشد کنند زیرا انرژی گرمایی در چنین لایه پایینی گرفتار می‌شود. ممکن است احساس کنید که ترمال‌ها باید بالا بزنند، اما تا مدتی بعد اتفاقی نمی‌افتد. در ضمیمه V ما بررسی می‌کنیم که چگونه زمان‌های تحریک را تعیین کنیم.

از موارد فوق می‌توان نتیجه‌گیری‌های زیر را استخراج کرد:

تولید ترمال:

• شب‌های صاف یک وارونگی زمینی ضخیم و پایدار ایجاد می‌کنند که تولید ترمال در روز بعد را به تأخیر می‌اندازد.
• روزهای صاف باعث گرمایش خوب و تولید ترمال می‌شوند مگر اینکه روز صاف به دلیل یک سیستم فشار بالای قوی باشد که باعث ایجاد هوای پایدار می‌شود.
• دمای تحریک، عامل مهمی در تعیین زمان ترمال‌های قابل استفاده اولیه است.

نرخ کاهش در ارتفاع:

علاوه بر یک وارونگی زمینی، ما همچنین دیده‌ایم که چگونه وارونگی‌ها در ارتفاع نیز رخ می‌دهند.

شکل 177: لایه‌های وارونگی متعدد

نرخ کاهش دمای معمولی در یک روز ترمال، نشان می‌دهد که لایه‌های وارونگی متعدد تأثیر عمیقی بر ترمال‌ها دارند.

هوای فروکش‌کننده در یک سیستم فشار بالا معمولاً در حدود سطح 6000 فوت (2000 متر) وارونگی ایجاد می‌کند همانطور که در شکل 176 نشان داده شده است. اغلب لایه‌های مختلف هوا در نرخ‌ها و مراحل مختلف پایین می‌آیند. این عمل می‌تواند دو یا چند لایه وارونگی تولید کند. همچنین، نفوذ هوای گرم در بالا می‌تواند یک وارونگی اضافی ایجاد کند همانطور که در شکل نشان داده شده است.

در نهایت، ترمال‌های در حال افزایش که به ابرهای کومولوس تبدیل می‌شوند در سطح ابر گرما آزاد می‌کنند. این گرما انباشته می‌شود تا به وارونگی تبدیل شده و برای روز بعد باقی بماند. اگر ترمال‌های روز بعد به همان ارتفاع نرسند، ممکن است یک لایه پایین‌تر متفاوت تشکیل دهند. برعکس، اگر آنها از لایه قبلی عبور کنند، ممکن است یک لایه دیگر بالاتر از اولی تشکیل دهند.

لایه‌های وارونگی متعدد تأثیر عمیقی بر ترمال‌ها دارند. برای مشاهده این موضوع به شکل 177 نگاه کنید. در اینجا یک نرخ کاهش دمای معمولی در یک روز ترمال نشان داده شده است. هنگامی که ترمال‌ها از وارونگی زمینی عبور می‌کنند، به سرعت ارتفاع خود را افزایش می‌دهند تا به لایه‌ای با ناپایداری کمتر برسند. سپس با سرعت کمتری به بالا می‌روند و وقتی به وارونگی می‌رسند به سقف خود می‌رسند. توجه داشته باشید که اگر ترمال ازلایه وارونگی عبور کند ،اغلب باید با یک لایه دیگر در ارتفاع بالاتر نیز مواجه شود .

شکل 178: بالا بردن و حذف وارونگی بر روی کوه

یک وارونگی عموماً بالاتر از یک کوه قرار دارد به دلیل بلند شدن هوا در بلندای یال و نسیم‌های صعودی. ترمال‌های متولد شده از کوه راحت‌تر وارونگی را شکسته و از بین می‌برند.

ترمال‌ها معمولاً در اولین لایه وارونگی متوقف می‌شوند. بنابراین تمام اختلاط‌ها زیر این لایه رخ می‌دهد. در نتیجه، گرد و غبار، دود و آلودگی‌های عمومی در لایه وارونگی متوقف می‌شوند و اغلب به صورت یک خط قهوه‌ای روی افق دیده می‌شوند که بالای آن هوا به نظر کریستالی آبی می‌آید. گاهی اوقات یک گنبد قهوه‌ای در این لایه مه‌آلود ظاهر می‌شود زیرا یک ترمال قوی بالاتر از حد معمول فشار می‌آورد. شناسایی لایه وارونگی به شما کمک می‌کند تا بدانید چه زمانی انتظار کاهش سرعت ترمال‌ها را داشته باشید و آیا شما از آن بالا رفته‌اید یا نه.

در فصل بعدی درباره ترمال‌هایی صحبت خواهیم کرد که از وارونگی عبور می‌کنند. در اینجا باید ذکر کنیم که در یک روز ترمال قوی، فرایند گرمایش در لایه زیر وارونگی می‌تواند وارونگی را از بین ببرد. این با افزایش ناگهانی در ارتفاعی که در ترمال‌ها به دست می‌آید، مشخص می‌شود.

لایه وارونگی ممکن است در همه جا به یک شکل نباشد، زیرا در مناطقی که تولید ترمال خوب دارند مانند رشته‌کوه‌ها، ممکن است هنوز هم در مناطق مجاور ضخیم باشد. شکل 178 نشان می‌دهد که چگونه یک وارونگی عموماً بالاتر از یک کوه قرار دارد به دلیل بلند شدن هوا در یال و نسیم‌های صعودی. همچنین نشان داده شده است که چگونه ترمال‌های متولد شده از کوه به راحتی وارونگی را شکسته و از بین می‌برند.

ما باید توجه داشته باشیم که در مناطق خشک که اغلب جبهه‌های هوایی منظم را تجربه نمی‌کنند، وارونگی‌ها بیشتر وجود دارند

.

شکل 179: ترمال‌های ضعیف در یک روز پایدار

گاهی اوقات یک لایه بسیار ضخیم‌تر از هوای پایدار می‌تواند به یک منطقه وارد شود. این هوای پایدار ممکن است مانند وارونگی زمینی دارای ثبات قوی نباشد اما ترمال‌ها را کاهش می‌دهد.

ترمال‌ها و تغییرات نرخ کاهش دما

قدرت ترمال‌ها در یک روز خاص به پروفایل نرخ کاهش دما، میزان گرمایش خورشیدی و رطوبت موجود بستگی دارد. در فصل ۱۲ ما شاخص ترمال را بررسی می‌کنیم که این عوامل را در نظر می‌گیرد تا یک پیش‌بینی برای پرواز ارائه دهد.

روند در لایه ترمال پایین‌تر این است که نرخ کاهش دما به نرخ کاهش آدیاباتیک خشک (DALR) یا ۵.۵ درجه فارنهایت به ازای هر ۱۰۰۰ فوت (۱ درجه سانتی‌گراد به ازای هر ۱۰۰ متر) نزدیک شود. دلیل این امر این است که ترمال‌ها گرمایش را به بالا و پایین می‌برند و هوا را به دمای خود در هر سطح می‌رسانند. البته، نرخ کاهش دما می‌تواند بسیار متفاوت از آنچه که گفته شد باشد. بیایید ببینیم در آن شرایط چه اتفاقی برای ترمال‌ها می‌افتد.

یک وارونگی زمینی بسیار پایدار نشان داده شده است که ترمال‌ها را تا دیرتر در روز متوقف می‌کند. گاهی اوقات یک لایه بسیار ضخیم‌تر از هوای پایدار می‌تواند به یک منطقه وارد شود. این هوای پایدار ممکن است مانند وارونگی زمینی دارای ثبات قوی نباشد اما ترمال‌ها را کاهش می‌دهد.

شکل 179 چنین هوای پایدار را نشان می‌دهد و اینکه چگونه ممکن است ترمال‌های با طبیعت ضعیف داشته باشیم حتی اگر هوا پایدار باشد. چنین ترمال‌هایی تمایل دارند که هنگام صعود کند شوند و می‌توانند بسیار متلاطم شوند زیرا فرسایش می‌یابند. این روزها تمایل دارند مه‌آلود باشند زیرا ترمال‌ها رطوبت را به بالا نمی‌برند.

ما به طور کلی ترمال‌ها را به عنوان گرم‌تر از اطرافشان تصور می‌کنیم، اما در حقیقت معیار برای یک ترمال این است که تنها سبک‌تر از اطراف خود باشد.

شکل 180: شتاب گرفتن ترمال

یک لایه سوپرادیاباتیک باعث می‌شود که اختلاف دما بین دمای ترمال و نرخ کاهش دمای محیط به طور مداوم افزایش یابد زیرا ترمال از این لایه بالا می‌رود. بنابراین، ترمال به سمت بالا شتاب می‌گیرد.

در مناطق مرطوب‌تر مشاهده شده است که ترمال‌ها اغلب نه به دلیل گرم‌تر بودن، بلکه به دلیل داشتن بخار آب بیشتر نسبت به هوای اطراف بالا می‌روند. این وضعیت اغلب در روزهای گرم و مرطوبی که در مناطق مرطوب طوفان‌های رعد و برق ایجاد می‌کنند، رخ می‌دهد. باید توجه داشت که تمام بخار آب از سطح زمین از طریق تبخیر نشأت می‌گیرد و توسط ترمال‌ها به بالا منتقل می‌شود.

در روزهای گرم و آفتابی، معمولاً یک لایه نزدیک به سطح زمین که فوق‌العاده گرم است، تشکیل می‌شود. این لایه می‌تواند در مناطق سبز چند فوت ضخامت داشته باشد و در صحراها چندین هزار فوت ضخامت داشته باشد. این لایه به عنوان لایه سوپرادیاباتیک شناخته می‌شود. لایه سوپرادیاباتیک دارای نرخ کاهش دمایی بیشتر از نرخ کاهش دمای خنک‌کنندگی ترمال‌ها، یعنی DALR است. در نتیجه، اختلاف دما بین دمای ترمال و دمای هوای اطراف به طور مداوم افزایش می‌یابد زیرا ترمال از این لایه بالا می‌رود. بنابراین، ترمال به سمت بالا شتاب می‌گیرد. شکل 180 این اصل را نشان می‌دهد.

ترمال‌هایی که در یک لایه سوپرادیاباتیک بالا می‌روند، تمایل دارند که قطر کمتری داشته باشند، قوی و محکم باشند. این ترمال‌ها بیشتر در مناطق خشک و آفتابی جهان تجربه می‌شوند. همچنین، این ترمال‌ها باعث ایجاد گردبادهای خاکی می‌شوند.

گردبادهای خاکی یا گردباد شیطانی

هسته‌های محکم باد چرخان گرد و غبار، برگ‌ها و دیگر زباله‌ها را به خود می‌گیرند تا به یک ستون گردبادی مرئی یا یک ستون بلند از گرد و غبار قهوه‌ای در مناطق زمین برهنه تبدیل شوند. این گردبادها در استرالیا به عنوان ویلی-ویلی‌ها و در جاهای دیگر به عنوان گردبادهای خاکی شناخته می‌شوند.

گردبادهای خاکی زمانی رخ می‌دهند که یک ترمال در شرایط سوپرادیاباتیک (مشابه آنچه در فصل ۲ توضیح داده شد) از زمین جدا می‌شود.

شکل 181: ترمال‌ها ایجاد کننده گردبادهای خاکی شیطانی

گردبادهای خاکی زمانی رخ می‌دهند که یک ترمال در شرایط سوپرادیاباتیک از زمین جدا می‌شود.

هوایی که به منطقه زیر ترمال هجوم می‌آورد معمولاً دارای حرکت چرخشی است که به دلیل اثر کوریولیس ایجاد شده است، اگر این هوا برای مدتی در جریان باشد. وقتی این هوا به هم می‌آید، چرخش آن تقویت می‌شود همانند چرخش سریع‌تر اسکیت باز هنگامی که دست‌های خود را نزدیک به بدن می‌گیرد. این هوا به جز برای ترمال شتاب‌گیرنده که هوا را به صورت عمودی "کشیده" و ستون چرخشی را به هم نزدیک‌تر می‌آورد، به زودی نیروی خود را از دست می‌دهد. این امر همانند یک ستون از شربت غلیظ یا عسل است که هنگام کشیدن قاشق از آن نازک‌تر می‌شود.

از این مطالب می‌توان یک قاعده استخراج کرد: گردبادهای خاکی زمانی تشکیل می‌شوند که ترمال‌ها در یک نرخ لاپس سوپرادیاباتیک بالا می‌روند. گردبادهای خاکی زیر ترمال در حال صعود قرار دارند، مسیر، اندازه و اغلب ارتفاع و همچنین مدت زمان آن را نشان می‌دهند.

گردبادهای خاکی گاهی اوقات تا داخل یک ابر ترمال بالا می‌روند، اما معمولاً در زیر این سطح متوقف می‌شوند و معمولاً فقط چند فوت تا چند صد فوت ارتفاع دارند (تا ۱۰۰ متر). با این حال، در برخی از مناطق صحرایی، می‌توانند تا چندین هزار فوت (۱۰۰۰ متر) ارتفاع بگیرند زمانی که گرد و غبار ریز و ترمال‌های قوی و مداوم وجود داشته باشد. در این مناطق، ارتفاع گردباد خاکی نشان‌دهنده حداقل ارتفاع ترمال و همچنین مدت زمان آن خواهد بود. با این حال، گاهی اوقات گردباد خاکی پس از اتمام تولید لیفت قابل استفاده نیز ادامه می‌یابد، همانطور که بسیاری از خلبانان ناراضی هنگام تلاش برای ورود به گردباد متوجه شده‌اند. مشاهده ارتفاعات و نرخ صعود و همچنین مدت زمان گردبادهای خاکی به قضاوت درباره مدت زمان ترمال‌هایی که آنها را ایجاد کرده‌اند، کمک می‌کند.

از مشاهدات، اکثر گردبادهای خاکی در نیمکره شمالی خلاف جهت عقربه‌های ساعت و در نیمکره جنوبی در جهت عقربه‌های ساعت می‌چرخند. شاید این به دلیل انحنای جزئی جریان هوا به دلیل اثر کوریولیس باشد. تعداد کمی از گردبادهای خاکی که در جهت مخالف می‌چرخند احتمالاً اثرات چرخشی هستند که آغاز شده‌اند.

شکل 182: ماهیت یک گردباد خاکی

وارد شدن به یک ترمال گردباد خاکی در خلاف جهت جریان به دلایل ایمنی توصیه می‌شود. اگر با جریان چرخشی هوا در همان جهت حرکت کنید، یک باد دم ناگهانی و قوی تجربه خواهید کرد که ممکن است شما را متوقف کند.

از طریق آشفتگی یا عبور از کنار یک برآمدگی. این فرضیه وجود دارد که عمل گردباد خاکی هوا را می‌چرخاند و در واقع، ابرهای ترمال چرخان در برخی مواقع نادر دیده شده‌اند. احتمالاً هوا همچنان در بالای گرد و غبار می‌چرخد اگرچه احتمالاً چرخش خود را به دلیل مقاومت متوقف می‌کند زمانی که ترمال لایه سوپرادیاباتیک را ترک می‌کند. بر این اساس، انتظار می‌رود نرخ صعود بهتری هنگام چرخیدن در خلاف جهت جریان گردباد خاکی (در جهت عقربه‌های ساعت یا به سمت راست در نیمکره شمالی) در لیفت قوی لایه سوپرادیاباتیک داشته باشید. دلیل این نرخ صعود بهتر در خلاف جهت جریان چرخشی هوا این است که نرخ چرخش شما کندتر است بنابراین زاویه بانکی کمتری برای جبران نیروی گریز از مرکز مورد نیاز است. زاویه بانکی کمتر به شما نرخ نزول بهتری می‌دهد.

همچنین ورود به یک ترمال گردباد خاکی در خلاف جهت جریان به دلایل ایمنی مهم است. اگر با جریان چرخشی هوا در همان جهت حرکت کنید، یک باد دم ناگهانی و قوی تجربه خواهید کرد که ممکن است شما را متوقف کند. اگر در خلاف جهت جریان وارد شوید، یک باد سر افزایش‌یافته تجربه خواهید کرد که مانورپذیری بهتری را فراهم می‌کند. گردباد خاکی در این هوا یک موجود پایدار است از آنجا که:

• ورود در جهت باد سر به شما کنترل بیشتری می‌دهد.
• ورود در خلاف جهت جریان گردباد، ایمنی بیشتری فراهم می‌کند.

هوا از بیرون نمی‌تواند به گردباد خاکی در طول ستون ملحق شود و آن را رقیق کند. هوای بیرونی تنها می‌تواند از پایین وارد شود، جایی که چرخش نزدیک به زمین کاهش یافته است، همان‌طور که در شکل 182 نشان داده شده است. هوا در خارج از ستون در حال چرخش و بالا رفتن است در حالی که داخل ستون جریان هوا به دلیل کاهش فشار ممکن است به سمت پایین حرکت کند.

مثالی از این عمل را می‌توان در یک فنجان قهوه هم‌زده مشاهده کرد با جریان رو به بالا در بیرون و یک فرو رفتگی در وسط. مرکز گردباد خاکی معمولاً از اطرافش شفاف‌تر است. پایان یک گردباد خاکی زمانی رخ می‌دهد که منبع هوای گرم تغذیه‌کننده ترمال تمام شود یا برخی اثرات زمین آن را مسدود کند. گردبادهای خاکی قطعاً می‌توانند از یک کوه شیب‌دار بالا بروند و در واقع در شیب‌های گرم شده بسیار معمول هستند. یک گردباد خاکی ممکن است کمی بیشتر از طول عمر ترمال ادامه یابد، اما سپس انرژی خود را از دست می‌دهد و فرو می‌ریزد. جادوگران آفریقا یک کسب و کار خوب در از بین بردن گردبادهای خاکی داشتند با عبور از میان آن‌ها، مردم را در حیرت از قدرت‌های شکست‌دهنده شیاطین خود باقی می‌گذاشتند.

نمای بالای شکل 182 مسیر یک گردباد خاکی را نسبت به باد نشان می‌دهد. اگر یک ترمال با باد حرکت کند یا مستقیماً بالای لایه باد سطحی بالا برود، به طور کلی در نیمکره شمالی به سمت چپ مسیر گردباد خاکی خواهد بود و در نیمکره جنوبی به سمت راست. این دانش می‌تواند به شما کمک کند ترمال‌ها را بر اساس گردبادهای خاکی قرار دهید. شکل 181 نشان می‌دهد که چگونه یک گردباد خاکی به یک ترمال نزدیک می‌شود. گردبادهای خاکی بسیار بلند می‌توانند مسیرهای مختلف پرپیچ و خم را دنبال کنند. دلیل اینکه گردباد خاکی در زاویه‌ای به سمت جهت باد حرکت می‌کند این است که اصطکاک در لبه گردباد خاکی منجر به جذب هوای بیشتر در داخل می‌شود.

قدرت گردبادهای خاکی می‌تواند بر اساس اندازه و نرخ چرخش آن‌ها بسیار متغیر باشد. در واقع، برخی گردبادهای خاکی تریلرهای خانه را مانند گردبادها از هم پاشیده‌اند. اگرچه گردبادهای خاکی مانند گردبادهای کوچک به نظر می‌رسند، آن‌ها توسط شرایط زمینی ایجاد می‌شوند و از سطح بالا می‌آیند در حالی که گردبادها از ناپایداری در ارتفاعات بالا ایجاد می‌شوند و از ابرها به پایین می‌آیند. یک باد چرخشی حدود 15 مایل در ساعت (24 کیلومتر در ساعت) در یک گردباد خاکی با عرض 100 فوت (30 متر) معمول است و شاید برای اهداف هوانوردی ورزشی منطقی باشد.

استفاده از گردبادهای خاکی به عنوان نشانه‌های ترمال و منابع لیفت خود نیز خالی از خطر نیست. اگر سطح زمین از ذرات بزرگ‌تر و سنگین‌تر تشکیل شده باشد، ترمال و آشفتگی همراه با آن ممکن است برای پرواز ایمن در ارتفاع پایین بیش از حد قوی باشد. از سوی دیگر، مناطقی وجود دارند که گرد و غبار مانند پودر تالک روی زمین است، و این گرد و غبار با کوچک‌ترین پف ترمال بالا می‌رود. مناطق مسطح نزدیک چلان، واشنگتن دارای "گرد و غبار ماه" هستند، همانطور که برخی مناطق در مکزیک نزدیک به مکان‌های معروفی مانند واله د براوو و گوادالاخارا. در داخل گردباد خاکی آشفتگی شدیدی می‌تواند یافت شود (و همچنین سایش جدی لبه جلوی شما). این آشفتگی برخی هواپیماها را شکسته و برخی دیگر را از کنترل خارج کرده است. این احتمالات وحشتناک ما را به تدوین قوانین زیر برای پرواز ایمن با گردبادهای خاکی سوق می‌دهد:

• وارد گردبادهای خاکی در ارتفاع کمتر از 1000 فوت (300 متر) بالای زمین نشوید.
• وارد گردبادهای خاکی در ارتفاع کمتر از بالای قسمت قابل مشاهده آن نشوید.
• از گردبادهای خاکی بزرگ و خشونت‌آمیز در ارتفاعات پایین استفاده نکنید.
• از گردبادهای خاکی در مناطقی که دارای ذرات زمینی بزرگ‌تر و سنگین‌تر هستند استفاده نکنید.
• از یک جهت چرخش مخالف جهت گردباد خاکی استفاده کنید.
• یک ترمال را بر اساس گردباد خاکی در سمت چپ (نیمکره شمالی) یا راست (نیمکره جنوبی) مسیر گردباد قرار دهید.
• گردبادهای خاکی تازه شکل‌گرفته نشانگرهای ترمال قابل اعتمادتر از گردبادهای قدیمی هستند.

گردبادهای خاکی در مناطق صحرایی بسیار رایج و قوی هستند. برخی از این گردبادها می‌توانند به قطر 1 کیلومتر یا بیشتر برسند. در مناطق سبزتر، گردبادهای خاکی کمتر، کوتاه‌مدت‌تر و کمتر گسترده هستند. بخشی از این موضوع به دلیل کمبود گرد و غبار برای حمل به بالا است. این نویسنده یک بار در یک ترمال در پنسیلوانیا با ارتفاع 5000 فوت پرواز کرد که تعداد زیادی برگ ذرت در ترمال مانند دسته‌ای از شاهین‌ها در حال چرخش بودند. ما این را یک گردباد برگ می‌نامیم. در موقعیت دیگری شاهد ایجاد یک گردباد خاکی روی یک صخره در نیوهمپشایر بودیم که گرد و غباری برای جمع‌آوری نداشت، اما صدایی شبیه به آتش‌بازی‌های فیوزینگ روی صخره‌ها ایجاد می‌کرد.

یک موضوع دیگر که باید ذکر شود، گردبادهای آبی هستند که زمانی رخ می‌دهند که گردبادهای خاکی نوعی از حرکت روی آب ایجاد کنند. این گردبادها معمولاً کوتاه‌مدت هستند و خیلی بلند نمی‌شوند، اما نشان‌دهنده شرایط ترمال خوب هستند. در فلوریدا، می‌توانید به طور معمول چرخش‌هایی را روی سطح استخرها و دریاچه‌ها مشاهده کنید که نشان‌دهنده عبور یک ترمال است. بسیاری از خلبانان مسابقه‌ای از این نشانگرهای ترمال برای یافتن لیفت استفاده کرده‌اند.

شرایط ایده‌آل ترمال

هوای توده‌ای که به منطقه‌ای وارد می‌شود، نقش مهمی در ثبات و به تبع آن در چشم‌اندازهای ترمال دارد. جبهه‌های گرم و توده‌های هوای گرم به طور کلی برای ترمال‌ها مناسب نیستند زیرا بار رطوبت آن‌ها باعث کاهش گرمایش سطحی از طریق پراکندگی نور خورشید می‌شود. خود رطوبت گرما را مستقیماً از خورشید جذب می‌کند و هوای قبل از اینکه ترمال‌ها بتوانند شکل بگیرند، گرم می‌کند.

مشاهده شده که حتی در شرایط بسیار مرطوب، لایه رطوبت نزدیک به سطح است و بیش از 600 متر (2000 فوت) بالاتر نمی‌رود. دلیل این ویژگی این است که رطوبت از تبخیر سطح زمین می‌آید. چون لایه مرطوب پایین می‌تواند در طول روز در بالای خود بسیار گرم شود، می‌تواند ترمال‌ها را توسعه دهد. این ترمال‌ها تمایل دارند ضعیف‌تر باشند، اما بیشتر به طور منظم نسبت به ترمال‌های زمینی تولید می‌شوند. برای رسیدن به آن‌ها، یک خلبان باید به کمک بکسل یا قدرتی بالا برود یا از سایتی که بالای لایه مرطوب است - 750 متر (2500 فوت) یا بیشتر - پرتاب شود.

توده‌های هوای سرد به طور کلی تولیدکننده‌های خوب ترمال هستند. این به این دلیل است که آن‌ها معمولاً هوای خشک و تمیز می‌آورند و در زیر سطح خود ناپایدار می‌شوند وقتی گرم می‌شوند. این همیشه چنین نیست زیرا در بحث توده هوای دریایی مشاهده کرده‌ایم که بادی پایدار است. اما جبهه‌های سرد از قطب‌ها تقریباً همیشه آورنده ترمال هستند.

در شرق ایالات متحده و شمال اروپا چنین جبهه‌هایی برای پروازهای زیبا استقبال می‌شوند. متأسفانه آن‌ها همچنین توسط سیستم‌های فشار بالا هدایت می‌شوند و به همین دلیل توده هوای پشت سر به آرامی پایین می‌آید. ترمال‌های قوی از این هوای پایین‌آمده بالا می‌روند، اما به آرامی کاهش می‌یابند. مشکل واقعی این است که توده‌های هوای غالب با فشار بالا باعث ایجاد وارونگی می‌شوند و در نتیجه سرپوشی بر ترمال‌ها ایجاد می‌کنند.

شکل 183: مقطع عرضی یک ترمال ایده‌آل

وقتی یک ترمال شروع به سازماندهی خود در آسمان می‌کند، ایده‌آل این است که به شکل یک قارچ تبدیل شود که خود را به بیرون تبدیل می‌کند، مانند حلقه دود.

بنابراین در شرق ایالات متحده معمول است که ترمال‌ها در وارونگی حدود 6000 فوت (2000 متر) AMSL متوقف شوند و پایگاه‌های ابری 12000 فوت نادر هستند.

از سوی دیگر، مناطق بیابانی در حالت ایده‌آل برای پرواز ترمال قرار دارند وقتی که یک سیستم کم‌فشار بر منطقه مستقر است. هوای کمی بالارونده در این مناطق ثبات بالایی را کاهش می‌دهد و پیشرفت ترمال را تسهیل می‌کند. در این مناطق معمول نیست که ترمال‌ها بالاتر از 20000 فوت (7000 متر) صعود کنند زیرا معمولاً وارونگی وجود ندارد. بیشتر کم‌های حرارتی در صحرا هستند (نگاه کنید به فصل 4). کم‌های حرارتی معمولاً در مناطق مرطوب‌تر تولیدکننده ترمال نیستند زیرا هوای بالارونده آن‌ها ابر و باران ایجاد می‌کند. خلبانان در مناطق سبزتر باید به فشارهای بالا و ارتفاعات پایین‌تری راضی شوند. در مناطق مرطوب‌تر، شرایط خشک‌تر ترجیح داده می‌شود. از سوی دیگر، در صحرا کمی رطوبت مطلوب است زیرا رطوبت اضافه در ترمال‌ها کمک می‌کند تا آن‌ها سبک‌تر شوند و بهتر بالا روند. ترمال‌های مرطوب‌تر همچنین ابرهایی تولید می‌کنند که نشانگرهای ترمال عالی در ارتفاع هستند. ما می‌توانیم شرایط خوب ترمال را به این صورت خلاصه کنیم:

• آسمان صاف، خورشید روشن، بادهای سبک تا متوسط
• جبهه سرد، سیستم‌های فشار بالا و روزهای خشک در مناطق سبز مرطوب
• سیستم‌های فشار پایین و کمی رطوبت در مناطق بیابانی
• 

شکل 184: اختلاط، فرونشست و بالابر اطراف یک ترمال

وقتی یک ترمال بالا می‌رود، هوای بالای آن را به بالا و بیرون هل می‌دهد و باعث ایجاد فرونشست و تلاطم در اطراف ترمال می‌شود.

بالابر در یک ترمال

وقتی یک ترمال به آسمان می‌پرد و خود را سازمان‌دهی می‌کند، به‌طور ایده‌آل به شکل یک قارچ تبدیل می‌شود که خود را به بیرون می‌چرخاند، مانند یک حلقه دود که در شکل 183 نشان داده شده است. هوای در حال افزایش در هسته یا مرکز ترمال با سرعتی دو برابر سرعت بالای ترمال به سمت بالا حرکت می‌کند. بنابراین ممکن است در نزدیکی بالای یک ترمال ("بالای انباشت") باشید و به‌آرامی صعود کنید در حالی که خلبانان دیگر از پایین به سمت شما بالا می‌آیند. این همیشه به دلیل مهارت‌های بهتر ترمالینگ آنها در این وضعیت نیست، بلکه به دلیل موقعیت آنها در هوای سریع‌تر در حال صعود است.

وقتی ترمال بالا می‌رود، هوای بالای آن را به بالا و بیرون هل می‌دهد و باعث ایجاد فرونشست و تلاطم در اطراف ترمال می‌شود. یک منطقه اختلاط تلاطمی در لبه پیشرو ترمال ایجاد می‌شود که در شکل نشان داده شده است. این منطقه فرونشست و تلاطم اغلب چیزی است که ترمال را به خلبان جستجوگر اعلام می‌کند.

وقتی ترمال ایده‌آل ما بالا می‌رود، همچنان به گسترش ادامه می‌دهد زیرا هوای بیشتری را می‌گیرد و...

شکل 184: اختلاط، فرونشست و بالابر اطراف یک ترمال

وقتی یک ترمال بالا می‌رود، هوای بالای آن را به بالا و بیرون هل می‌دهد و باعث ایجاد فرونشست و تلاطم در اطراف ترمال می‌شود.

 

وقتی ترمال ایده‌آل ما بالا می‌رود، همچنان به گسترش ادامه می‌دهد زیرا هوای بیشتری را می‌گیرد و فشار کمتری را تجربه می‌کند. از زیر تغذیه می‌شود تا زمانی که منبع هوای گرم تمام شود و همچنین از طرفین هوایی را می‌کشد که ممکن است به تقویت ترمال کمک کند اگر یک باقیمانده گرم از یک ترمال قبلی باشد یا ترمال را تضعیف کند اگر هوا سرد باشد. برخی از گرداب‌ها و گوساله‌های ترمال در پی آن باقی می‌مانند همانطور که در شکل 184 نشان داده شده است.

احتمالاً شرط مطمئنی است که ترمال ایده‌آل در طبیعت وجود دارد با توجه به هزاران گزارش خلبان که الگوهای بلند کردن کتاب درسی را در ترمال توصیف می‌کنند. با این حال، مواقعی نیز وجود دارد که هسته‌ها گریزان، چندگانه و متفاوت در قدرت هستند. ما در فصل 10 به تنوع ترمال‌ها در طبیعت خواهیم پرداخت.

فرونشست ترمال

در شرایط ناپایدار می‌دانیم که هوای بالا رفته می‌خواهد به صعود ادامه دهد. همچنین باید بدانیم که هوایی که به سمت پایین هدایت شده می‌خواهد به پایین حرکت کند زیرا در یک نرخ فروپاشی ناپایدار به طور مداوم خنک‌تر از هوای اطراف خود باقی می‌ماند. این هوای فرونشسته مانند یک ترمال منفی عمل می‌کند.

در شرایط خوب ترمال، هوای فرونشسته فراوان خواهد بود. معمولاً هرچه ترمال‌ها قوی‌تر باشند فرونشست نیز قوی‌تر است. با این حال، از آنجا که ترمال‌ها معمولاً 1/10 آسمان یا کمتر را اشغال می‌کنند، هوای فرونشسته معمولاً پراکنده‌تر است و به صورت تکه‌های قوی عمودی سازماندهی نمی‌شود.

فرونشست بین‌ترمال معمولاً در ارتفاع بالاتر که ترمال‌ها بزرگتر و بیشتر قادر به شروع یک منطقه وسیع فرونشسته هستند، قوی‌تر است. اگر ترمال‌ها توسط یک کوه، اثرات دیگر یا اقدام مستقیم سازماندهی شوند، فرونشست نیز می‌تواند سازماندهی و گسترده‌تر باشد. گاهی اوقات بهترین سیاست وقتی در هوای فرونشسته برای مدت طولانی غرق شده‌اید این است که 90 درجه به مسیر خود بچرخید به این امید که در امتداد محور طولانی یک منطقه فرونشسته بیضی‌وار پرواز کرده‌اید و می‌توانید از فرونشست فرار کنید.

خلاصه

ما تلاش می‌کنیم ماجراجویی‌های خود را در آسمان با استفاده از یک سواری رایگان در هر زمان ممکن طولانی‌تر کنیم. یکی از بهترین وسایلی که یک خلبان گلایدر می‌تواند پیدا کند یک ترمال است. این وسایل نقلیه مانند بالن‌های هوای گرم به سوی آسمان‌ها صعود می‌کنند. تنها مشکل این است که آن‌ها بیشتر نامرئی هستند. بنابراین باید رفتار آن‌ها را مطالعه کنیم تا بتوانیم بهترین حدس‌ها را بزنیم که چگونه، چه زمانی و کجا آن‌ها را پیدا کنیم.

ترمال‌ها فراوان هستند و در زمان‌های مختلف تقریباً در همه جا یافت می‌شوند. آن‌ها در تمام خصوصیات خود متغیر هستند: قدرت، تلاطم، اندازه، مدت زمان، قابلیت اطمینان و ارتفاع. تنها تجربه، مطالعه و کمی شانس به شما امکان می‌دهد تا بهترین ترمال را در شرایط موجود پیدا کنید. ما اکنون یک پیش‌زمینه خوب در اصول رفتار ترمال داریم. در مرحله بعد اسرار عمیق‌تر ترمال را یاد خواهیم گرفت.