Main
Mala škola meteorologije

Na cijelom našem planetu okružuje nas mješavina plinova kojeg jednostavno nazivamo zrak i on čini našu atmosferu. Dok inače uzimamo taj zrak zdravo za gotovo u našem svakodnevnom životu, onog momenta kada se vinemo u zrak i poletimo, vrlo brzo shvaćamo  koliko je taj zrak drugačiji od onoga na što smo inače navikli i da se moramo dobro pripremiti za to novo okruženje u kojem se nalazimo. Tu nam uvelike pomaže meteorologija.

Meteorologija je grana geofizike koja se bavi proučavanjem fizičkih pojava u zemljinom zaštitnom omotaču, atmosferi. Dakle proučava sastav i strukturu atmosfere, njeno fizičko stanje, kao i postanak, karakter i razvoj meteoroloških pojava koje se javljaju u atmosferi i na površini Zemlje. Pokušati ćemo objasniti u par poglavlja generalno najosnovnije pojmove u meteorologiji i razjasniti što su dobri letački uvjeti. Dakle, kao što smo već spomenuli, u atmosferi se nalazi mješavina plinova tj. zrak, bez njega ne bi smo imali vjetra, oblaka, padalina, a niti zaštitu od sunčeva zračenja pa ajmo proanalizirati atmosferu malo detaljnije.

Atmosfera

Prema promjeni temperature po visini i određenim drugim karakteristikama, atmosferu dijelimo na nekoliko slojeva. Počevši od najnižeg: Troposfera (10-18km), Stratosfera (40-50km), Mezosfera (≈80km), Termosfera (≈690km) i Egzosfera (≈800km). Atmosfera ne završava naglo. Ona polagano postaje rjeđa i postupno nestaje u svemiru.

Ono što nas zanima je najniži sloj, troposfera. Sloj u kojem je sadržana najveća gustoća zraka, oko 80%. "Tropo" znači promjena, i upravo nas te promjene u tom sloju najviše zanimaju, a inače su poznate i kao "vrijeme".

Kako bi mogli shvatiti ponašanje zraka u troposferi i neke popratne pojave, moramo obratiti pažnju na njegovu strukturu i svojstva. Znamo da je zrak mješavina plinova. Većinu te mješavine čini dušik (78%) i kisik (21%) zatim argon (1%) i u malom obujmu ugljik-dioksid (0.04%), a uz plinove nalazi se, u promjenjivim količinama, i vodena para (0 do 4%). Vodena para je važan dio atmosferskih procesa jer bez nje ne bi bilo ni oblaka niti padalina.

Isto tako važan čimbenik u atmosferi su i ostale sitne čestice kao npr prašina, sol, dim i industrijska onečišćenja. One imaju jako veliki značaj jer služe kao "zametak oblaka". Točnije, vodenoj pari je potrebna neplinovita površina kako bi izvršila prijelaz iz plinovitog u tekuće stanje. Taj proces nazivamo kondenzacijom. Tako nastaju oblaci, a oblaci su od velikog značaja za sve nas letače, jer ukazuju nam na vertikalna kretanja zraka i ostale atmosferske pojave koje nas mogu zateći u letu.

Karakteristike zraka ovisiti će o njegovoj gustoći, a gustoća zraka ovisi koliko je taj zrak stlačen i količini čestica vodene pare u njemu. Upravo te karakteristike utječu na naše letenje i zato su nam prilično bitne. Uz tlak i količinu vodene pare treći bitan element koji utječe na gustoću zraka je temperatura. A dva faktora koja utječu na ova tri elementa su gravitacija i sunčeva svjetlost.

Stabilna i nestabilna atmosfera

Do sad, nismo sigurno navikli razmišljati na način da je hladniji zrak rijeđi a topliji gušći. Jer znamo da je topliji zrak lakši od hladnog. Tlak zraka je upravo krivac za ovu pojavu. Isti tako, pri većem tlaku molekule zraka su zbijene i ubrzane, zbog toga dolazi do mnogobrojnih sudara sa susjednim molekulama. Pri svakom tom sudaru, molekula "ostavi dio energije za sobom", tu energiju mi percipiramo kao toplinu. Što znači da smanjenjem tlaka, zrak je sve rijeđi i temperatura opada. Takav proces bez vanjskog utjecaja topline nazova se adijabatski proces.

No već znamo da se zrak također zagrijava i od tla, koje je prethodno zagrijano od sunca. Taj proces nije adijabatski jer ima vanjski utjecaj. Kako se topli zrak diže tako  sa porastom visine opada njegova temperatura u pravilu.  Što znači da zrak koji se diže ima sve manje zraka iznad sebe koji ga pritišće tj tlak pada i samim time se širi i hladi. Ponekad se zna dogoditi da temperatura zraka u pojedinim slojevima raste sa visinom, tada govorimo o inverziji.

Ovaj sunčev utjecaj na zemljinu površinu je glavni generator kretanja zračne mase u atmosferi. Generalno govoreći zrak se kreće iz hladnijih područja prema toplima.

Sad dolazimo do pojmova stabilna i nestabilna atmosfera. Zrak u stabilnoj atmosferi želi ostati gdje je što se tiče vertikalnog kretanja. No što to točno znači? Zamislimo balončić zraka koji se diže u atmosferu. Kako se diže tako se širi zbog sve manjeg tlaka. Ta promjena je linearna do visine 3000m što znači da se taj naš balončić i hladi linaerno oko 1°C svakih 100m. Ta promjena poznata je pod imenom suha adijabata.

Suha je ne zato što nema vlage nego zato što se vlaga ne kondenzira u tim uvjetima, a adijabata jer je proces u kojem nema vanjskog toplinskog utjecaja. Toplina našeg balončića nije niti porasla niti se smanjila u doticaju sa okolnim zrakom. S obzirom da je topliji zrak rijeđi, dok je okružen hladnijim zrakom želi se izdići iznad njega, dok hladniji zrak okružen toplijim želi potonuti kroz topliji rijeđi zrak jer je teži. I dok naš balončić se diže kroz atmosferu i okolinu čije hlađenje je manje od 1° / 100m s vremenom će doći u područje jednake temperature kao i on sam i tu će se zadržati. Ukoliko je taj balončić nekim utjecajem dizanja premašio to područje jednake temperature on će imati tendenciju da se vrati jer bi bio hladniji od okolnog zraka, i tako nastaje stabilnost. 

Nestabilnost je upravo suprotno stanje. Okolni zrak hladi se većom vrijednošću od 1°/100m i naš balončić zraka se neće hladiti tako brzo kao što je okolina i nastaviti će se uzdizati. Nestabilnost zraka znači da on nije uravnotežen te da su niži slojevi toplog zraka pretopli da bi ostali "na mjestu", što rezulitra vertikalnim kretanjima tog toploga zraka. Znači pod nestabilnom atmosferom podrazumijevamo atmosferu sa najvećom mogućnosti vertikalnog kretanja zraka. Dakle za nas letače nestabilna atmosfera je od iznimnog interesa jer znači pojavu termike no moramo pripaziti koliko je agresivno to vertikalno kretanje, jer takvo stanje atmosfere je također pogodno i stvaranje olujnih oblaka - kumulonimbusa koji su izrazito opasni za sve zrakoplovce, ne samo jedriličare.

Ovdje možemo vidjeti primjer stabilne atmosfere. Karakteristike stabilne atmosfere često su stratusna naoblaka, magla i izmaglica i relativno slabija vidljivost. Možemo očekivati ugodan let, rekli bi da je zrak "kao ulje", no nisu izražena dizanja. Odlično vrijeme za padinsko jedrenje ukoliko imamo dovoljno vjetra.

Dok za vrijeme nestabilne atmosfere uočavamo vertikalno kretanje zraka prema nastalim oblacima, vrlo često kumulusima, i jako dobrom vidljivosti. Očekuje nas živahan zrak i dobra dizanja što znači da dan ima veliki potencijal za XC letove (prelete) od nekoliko desetaka kilometara.

Zračne mase koje imaju veliki radijus kretanja i na svom putu nailaze na druge zračne mase drugačije temperature.  Ta područja "sudaranja" znamo kao fronte.  U ovom tekstu fokusirati ćemo se na tri vrste fronti; toplu,  hladnu i frontu okluzije.

Tople fronte

(izvor: www.blog.meteo-info.hr , Autor: Nebojša Subanović)

Kada topli zrak počne nadirati nad područje hladnog zraka, on se, zato što je specifično lakši, “penje” preko hladnog. Stoga je granica tople i hladne zračne mase nagnuta prema hladnom zraku. Nagnutost se izražava tangensom kuta (omjer nasuprotne i priležeće katete) i iznosi od 1/50 do 1/300. Frontalna površina započinje tamo gdje počinje uočljiva razlika dviju zračnih masa, najčešće na površini zemlje, a završava tamo gdje ona prestaje.

 

Zbog penjanja toplog zraka iznad hladnijeg dolazi do kondenzacije vodene pare, odnosno stvaranja naoblake duž frontalne površine. Sl. 1 predstavlja sustav naoblake kada se radi o stabilnom toplom zraku. Uočljivo je da se tu radi uglavnom o slojevitoj naoblaci (nimbostratus Ns, altostratus As, cirostratus Cs). U području hladnog zraka ispred same fronte postoji područje oborina. Oborine iz As najčešće ne dopiru do tla, dok iz Ns pada dosadna jednolična kiša. Područje oborina se nalazi u području toplog zraka. Nakon prolaska tople fronte dolazi do naglog razbijanja naoblake i zatopljenja.

Sl.2 predstavlja oblačni sustav tople fronte u slučaju nestabilnog toplog zraka. 

Zbog termodinamičke nestabilnosti, dolazi do stvaranja olujnih oblaka kumulonimbusa Cb unutar samog oblačnog sloja. Kako su ti kumulonimbusi Cb sastavni dio oblačnog sustava teško su uočljivi te se nazivaju maskirani komulonimbusi. Ne treba posebno naglašavati njihovu opasnost za zračni promet. No mi tamo ionako ne letimo, zar ne? Ili možda letimo…? U ovom slučaju oborine su kombinacija dosadne kiše iz nimbostratusa Ns i mjestimičnih povremenih pljuskova iz kumulonimbusa Cb.

Hladne fronte

(izvor: www.blog.meteo-info.hr , Autor: Nebojša Subanović)

Pri nadiranju hladnog zraka na područje toplog, dolazi do njegovog “podvlačenja” ispod toplog. Razlog tome je njegova veća specifična težina. Zbog podizanja toplog zraka u više slojeve, u njemu dolazi do kondenzacije vodene pare , te stvaranja oblaka. Postoje spora (Sl.3.) i brza (Sl.4.) hladna fronta.

 

Sl.3. prikazuje oblačni sustav spore hladne fronte kada hladan zrak zauzima područje stabilnog toplog zraka.

Ovdje će prevladavati slojevita naoblaka, kišni nimbostratusi Ns, te altostratusi As iznad njih. Iza hladne fronte, u području “vedrine”, dolazi do stvaranja novog “reda” kumulusne naoblake, Cu con i Cb. Ta linija se još naziva i “sekundarna hladna fronta”, mada se tu zapravo ne radi o pravoj fronti nego o jakoj termičkoj aktivnosti

Sl.4. prikazuje oblačni sustav brze hladne fronte, kada hladan zrak zauzima područje nestabilnog toplog zraka.

Uslijed te nestabilnosti dolazi do naglog uzdizanja toplog zraka te stvaranja olujnih kumulonimbusa Cb praćenih jakim udarima vjetra, pljuskovima i grmljavinom. Ispred ovakve hladne fronte dolazi do pupanja kumulusa Cu i kumulusa kongestusa Cu con , što u jedriličarskom smislu predstavlja “raj” jer diže “svuda” (osobno iskustvo autora). Nekada je bilo popularno jedrenje jedrilicama ispred fronte, no jasno je koje opasnosti kriju takvi “užitci”. Iza fronte, u području “vedrine”, uslijed jake termičke aktivnosti dolazi do stvaranja sekundarne hladne fronte.

Fronte okluzije

(izvor: www.blog.meteo-info.hr , Autor: Nebojša Subanović)

Kako je hladna fronta brža od tople, to će ona nakon nekog vremena, četiri do pet dana u prosjeku, dostignuti toplu frontu. Drugim riječima, hladan zrak će dostignuti hladnu zračnu masu koju je topli zrak gurao ispred sebe. Uslijed toga će topli zrak biti potisnut u visinu, što je i logično jer je specifično lakši od obje hladne zračne mase. Sada imamo u igri tri zračne mase: dvije hladne u prizemlju i jednu toplu iznad njih. Ovu situaciju nazivamo okluzija. Spomenute hladne zračne mase se ipak razlikuju u temperaturi, pa u ovisnosti o tome možemo govoriti o dvije vrste okluzije: okluzija tipa tople fronte i okluziji tipa hladne fronte. Okluzija predstavlja završni čin u životu ciklone. Smisao ciklone je bio miješanjem zračnih masa poništiti temperaturnu razliku među zračnim masama, odnosno smanjiti energetski nivo sistema, što je sada i postignuto. Još je nešto malo energije ostalo što održava oblačni sustav, koji čak u sebi može sadržavati i maskirane kumulonimbuse Cb. Ali to je zapravo kraj. Ciklona će živjeti još najviše dan ili dva.

Sl.5. prikazuje oblačni sustav okluzije tipa hladne fronte.

Hladni zrak koji je sustigao drugu hladnu zračnu masu (u biti samoga sebe) je ipak nešto hladniji te u najnižem sloju imamo tip hladne fronte. Oblačni sustav može sadržavati maskirane kumulonimbuse Cb, što je vrlo opasna situacija za zračni promet pošto su vizualno teško ili gotovo nikako uočljivi.

Sl.6. prikazuje oblačni sustav okluzije tipa tople fronte.

Hladni zrak koji je sustigao drugu hladnu zračnu masu (u biti samoga sebe) je ipak nešto topliji te u najnižem sloju imamo tip “tople fronte”.

OBLACI 

Sada kada smo shvatili kako se to naša čestica zraka kreće i kako se kreću cijele zračne mase, možemo objasniti priču koju nam pričaju oblaci. Oduvijek smo zamišljali oblake kako slobodno plutaju zrakom i ne more ih naše zemaljske brige. No nije to baš tako. Oni se također kreću prema nekim pravilima i zakonima prirode i zemlja ima jako veliki utjecaj na njih. Kada naučimo te zakone možemo sa velikom preciznošću procijeniti uvjete u zraku, pronaći dobra dizanja ili izbjeći slaba.

Rekli smo da se zagrijani zrak izdiže, širi i hladi. Ukoliko taj zrak sadrži dovoljnu količinu vodene pare i dođe do hlađenja ispod temperature rosišta događa se kondezacija.  Tada pričamo o mokroj ili vlažnoj adijabati i za razliku od suhe adijabate njena čestica zraka sadrži i vodenu paru stoga se i sporije hladi, njen koeficijent hlađenja po visini je 0.55° / 100m. Na taj način nastaju oblaci, jer oblaci su ništa više nego nakupina sitnih kapljica i kristalića leda. Iz toga možemo zaključiti da osim magle koja nastaje zbog kontakta sa hladnom zemljom, svi oblaci su rezultat dizanja zraka ili zraka koji se već izdigao. S tim na umu pretpostavili bi da su svi oblaci odlični za sve letače jer ukazuju na vertikalno kretanje zraka. No to nije baš posve točno. Neki tipovi oblaka nastaju presporim dizanjem zraka koji ne može podržati letenje, dok recimo neki oblaci su toliko široki da blokiraju sunčeve zrake, spriječavaju zagrijavanje i samim time spriječavaju daljnje dizanje zraka. Tri su glavna uzroka dizanja zraka: kretanje zračnih masa, uzdizanje terena i zagrijavanje od zemljine površine.

Kretanje zračnih masa / fronti - Kako se zračne mase "sudaraju" tako topliji, lakši, zrak se izdiže iznad hladnog, težeg zraka. Taj topliji zrak uzrokovati će naoblaku ako dosegne određenu visinu i temperaturu rosišta. Ta dizanja su relativno spora (10-100m u minuti) i događaju se na jako širokom prostoru i iz tog razloga nastaju prostrani slojevi oblaka. Taj tip oblaka nazivamo advekcijskim ili frontalnim oblacima.

( nastanak oblaka kretanjem zračnih masa možete vidjeti na slikama iznad gdje su objašnjene fronte)

Uzdizanje terena - Oblake uzrokovane dizanjem terena nazivamo orografskim oblacima. Oni nastaju zbog utjecaja planina jer one djeluju poput prepreke za strujanje zraka. Postoje navjetrinska i zavjetrinska strana planine. Navjetrinska je izložena djelovanju vjetra koji potiče zrak na dizanje. Pri tome se zrak hladi i dostiže točku rosišta, odnosno nivo kondenzacije, tada dolazi do formiranja orografskih oblaka iz kojih, ako je zrak koji se dizao bio dovoljno vlažan, može doći do oborina.

Orografski oblaci

Zagrijavanje od zemljine površine - Već smo spomenuli da grijanje zemljine površine stvara nestabilnosti koje uzrokuju vertikalno kretanje zraka no ovdje uključujemo i dizanje zraka u područjima niskog tlaka zraka, iako se taj zrak podiže zbog kombinacije zagrijavanja, frontalnih kretanja i konvergencije (strujanje zraka pri kojem u neko područje ulazi više zraka nego što iz njega izlazi). Ovaj tip oblaka nazivamo oblacima termičkog uzdizanja.

thermal clouds

Dodatno oblake smo podijelili i po visini na kojoj nastaju tako da imamo visoke, srednje i niske oblake.

Visoki su oblaci posve ledeni oblaci, s temperaturama nižim od –35C, i nisu oštro ograničeni.( cirusi, cirokumulusi, cirostratusi)
Srednje visoki oblaci su mjeąoviti oblaci od leda i vode, s temp. od –10C do –35C (altokumulusi, altostratusi, nimbostratusi)
Nisko su vodeni oblaci, s temp. –10C do više od 0C, i oštro su ograničeni. (kumulusi, kumulonimbusi, stratokumulusi, stratusi).

Po obliku oblake dijelimo na dvije glavne skupine: kumuluse i stratuse. Kumulusi su vertikalne formacije dok su stratusi dugačko položeni oblaci.

Kombinacijom navedenih značajki dolazimo do 10 glavnih kategorija oblaka:

tipovi oblaka

Cirrus (Ci) - Cirusi nastaju zbog turbulencija na velikim visinama. Te turbulencije nastaju zbog velikih razlika u brzini vjetra ili izdizanjem toplog zraka nad hladni. Cirusi uglavnom ukazuju na nadolazeću toplu frontu.

Cirrocumulus (Cc) - Generalno prethodi toploj fronti. Uzrokuju ih izdizanje jedne zračne mase nad drugu ili generalno zgušnjavanje već postojećih cirusa. Ukazuju na povećanu nestabilnost u zračnoj masi i mogu biti znak nadolazećeg nevremena.

Cirrostratus (Cs) - Nastaju izdizanjem vlažne zračne mase ili zgušnjavanjem postojećih cirusa. Najavljuju dolazak tople fronte. Moguća je pojava "halo" kruga oko sunca ili mjeseca, što ukazuje na skore padaline. Fronta dolazi kroz 12 do 24 sata.

Altocumulus (Ac) - Nastaju kada se topla zračna masa izdiže u hladnu kror konvekciju ili nestabilne zračne slojeve. Mogu nastati i raspadanjem kišnih oblaka. Ukoliko se prostiru na širokom području to nam je siguran znak da dolazi pogoršanje vremena, no ukoliko se nalaze uz područje visokog tlaka zraka ne moraju značiti  baš ništa. Također manja područja altokumulusa koji prolaze sa vjetrom ne utječu na lokalnu prognozu no značajno oslabljuju termike.

Altostratus (As) - Nastaju sa dolaskom hladne fronte. Hladna zračna masa propada kroz toplu i uzrokuje dizanje toplog zraka i kondenzaciju. isto tako može nastati raspadanjem Altokumulusa, Nimbostratusa ili Kumulonimbusa. Nagovještaju duži period lošeg vremena i padaline kroz nekoliko sati.

Nimbostratus (Ns) - jednostavno govoreći to je kišni oblak i kiša će trajati. Obično slijedi nakon Altokumulusa koji su uzrokovani dolaskom tople fronte.

Stratocumulus (Sc) - Nastaju konvergencijom ili turbulencijama u zasićenom zraku u srednjem sloju. Isto tako mogu biti ostatak Nimbostratusa ili nastati razvojem Kumulusa u horizontalnom smjeru. Mogu nagovještati poboljšanje vremena ako su široko rasprostranjeni. No ukoliko imaju dovoljan vertikalni razvoj uz područje stabilne atmosfere mogu donijeti kišu ili potpunu pokrivenost neba.

Cumulus (Cu) - Kumulusi su termički oblaci. Topli zrak se diže i kondenzira. Što je zrak suši to je baza oblaka viša. Ako zrak sadrži puno vlage oblaci će narasti široko i visoko i tada nastaju olujni oblaci i grmljavina. Ukoliko ne dođe do velikog razvoja Kumulusa možemo očekivati jako dobra dizanja i dobre letove ispod njih. 

Cumulonimbus (Cb) - Kada kumulus totalno poludi i nastavi rasti vertikalno jer nema inverzije nakon točke rosišta da ga zaustavi. To je krupan i gust oblak znatne debljine u obliku planine ili golemih tornjeva. U ljetnom periodu Kumulonombusi znače da je vrijeme lijepo no letenje ne dolazi u obzir!!! Kada kiša stane i Cb se raspadne vrijeme je ponovno lijepo. Kumulonimbus je najznačajniji oblak koji se pojavljuje u atmosferi, goleme je energije (procjena: nekoliko atomskih bombi) i uzročnik je mnogih procesa.

Stratus (St) - Stratusi su vrlo niski oblaci i možemo na njih gledati kao visoka magla. Nastaje zbog hlađenja zemljine površine i prelaska zračne mase preko tog područja, kada zračna masa dosegne temperaturu rosišta nastaju niski oblaci koji prekrivaju široko područje. Na isti način nastaje i magla pri tlu. jedina razlika je što ona ostaje uz površinu zemlje. Sami po sebi nisu loš znak ali da dan postane letiv sunce mora probiti stratuse i zagrijati zemlju kako bi se termike formirale. Ukoliko je stratusna naoblaka došla sa vjetrom ili je nastala propadanjem Stratokumulusa tada može doći do kiše, jer jako debeli slojevi Stratusa će prerasti u Nimbostratus tj. kišni oblak.

Vjetar

Kretanje atmosfere donosi nam vjetar koji bitno utječe na naše letenje. Vjeter nam omogućava uvjete za jedrenje na padinama ili čak lijep let niz vjetar u prelet. No isto tako može donijeti velike turbulencije i može se naglo mijenjati što lijep let može pretvoriti u jako neugodno iskustvo. Zbog toga svi piloti vrlo rano nauče respektirati vjetar i shvate da za sigurno i kvalitetno letenje trebaju razumijeti kretanja vjetra.

"Vjetar najjednostavnije možemo opisati kao strujanje zračnih masa koje nastaje uslijed razlike temperatura odnosno tlakova. Strujanjem zraka dolazi do trenja, odnosno gubitka kinetičke energije u doticaju sa čvrstom podlogom, što rezultira razlikama u brzini strujanja u prostoru i vremenu. Uslijed nejednolikog zagrijavanja Zemljine površine dolazi do zagrijavanja zračnih masa. Topli zrak uzdiže se na desetak km u ekvatorijalnom pojasu, te se usmjerava prema polovima i zakreće pod utjecajem Zemljine rotacije, odnosno Coriolisove sile. Hladni zrak popunjava nastale praznine i na taj način uzrokuje stalne vjetrove. Lokalni vjetrovi nastaju zbog globalne raspodjele tlaka i putujućih cirkulacijskih sustava, odnosno, uvelike ovise o topografskom i geografskom obilježju kao što su: drveće, zgrade, jezera, more, planine i kotline."

(izvor: www.vjetroelektrane.com/sto-je-vjetar)

Kako tokom leta nailazimo na vjetar različitih brzina tako se  mijenja i naša horizontalna brzina leta. Granica sigurnog letenja je kada nam se brzina vjetra približi minimalnoj brzini našeg krila. Ukoliko ju premaši letjeli bi u nazad što nikako nije dobro. 

Brzina vjetra mjeri se anemometrom i obično je smještan 10m iznad zemlje kako bi se izbjegle prepreka uz površinu koja može utjecati na brzinu vjetra. Tokom povijesti meteorolozi i pomorci klasificirali su vjetar prema njegovoj jačini. Na slici desno možemo vidjeti službenu klasfikaciju vjetra prema njegovoj jačini.  Brzina vjetra  izražava se uobičajenom jedinicom za  brzinu - metrima u sekundi, kilometrima na sat, čvorovima ili specijaliziranom jedinicom - beaufort ( "bofor").

 

brzina vjetra

izvor: www.vrijeme.net

No vrlo često će nam se dogoditi da na terenu nemamo anemometar pri ruci, no usprkos tome možemo poprilično precizno odrediti karakteristike vjetra, pri tome će nam poslužiti opisni dio tablice jačine vjetra i neki elementi oko nas. Vjetar možemo uočiti u krošnjama drveta, niskog raslinja ili na livadama. Prema treperenju lišća točno možemo prepoznati u kojem smjeru se kreće vjetar kojom jačinom i prepoznati da li je vjetar na udare. Također možemo lako odrediti struje vjetra uz padine pokrivene šumom i detektirati gdje nam je najpovoljnija pozicija za jedrenje. Ukoliko je vjetar na udare, što zna biti dosta nezgodno za nas pilote, primjetiti ćemo "valove" na krošnjama i livadama, i u tim uvjetima nije preporučljivo polijetanje.

No važno je razlikovati prosječnu brzinu vjetra od trenutnih naleta. Primjerice, zbog naleta vjetra na trenutak možete i letjeti unatrag, ali ako je prosječni vjetar manji od vaše brzine zraka, onda ćete nastaviti ići naprijed. Ako udari vjetra prelaze 150% prosječne brzine vjetra, zrak je vjerojatno previše turbulentan za početnike. Isto vrijedi ako se smjer vjetra mijenja za više od 45 °.

U svakom trenutku na zemlji postoji vjetar u svim smjerovima no na pojedinim lokacijama neki smjerovi su češći od drugih i nakon dugog prikupljanja podataka nastaje "ruža vjetrova" koja označava učestalost pojedinog vjetra na toj lokaciji. Ruža vjetrova opisuje brzine vjetra iz 12 različitih smjerova, a izgleda poput kompasa.  Karakteristike vjetrova na nekoj lokaciji mogu se razlikovati iz godine u godinu i do 10%, pa je preporučljivo mjerenja provesti kroz nekoliko godina.

Niže možemo vidjeti učestalost smjera vjetra na tri lokacije u Hrvatskoj u 2016. godini, Zagrebu, Osijeku i Splitu. Možemo primjetiti da se bitno razlikuju što nas ne iznenađuje s obzirom na različite klimatske uvjete u kojima se ti gradovi nalaze.

Sada kada imamo generalne informacije o vjetru i znamo zašto puše vjetar, ajmo se usredotočiti na onaj najniži sloj uz zemlju gdje mi letimo. Sada kada imamo generalne inforacije o vjetru i znamo zašto puše vjetar, ajmo se usredotočiti na onaj najniži sloj uz zemlju gdje mi letimo. 

Dakle vjetar će rađe proći oko planine nego preko nje. Preusmjeravaju ga doline u planinskim lancima, te ubrzavaju usjekline. Isto tako ako prelazi preko prepreka uzrokuje oscilacije u toku tj. turbulencije. Osim što ga preusmjeravaju prepreke na koje vjetar nailazi također ga i usporavaju. Fokusirati ćemo se sad na te turbulencije s obzirom da su one kritičan faktor koji utječe na sigurnost pilota u zraku. Unatoč svojoj nevidljivoj kaotičnoj prirodi, turbulencije se mogu neizravno promatrati, proučavati, predviđati i izbjegavati.

Kretanje vjetra najbolje možemo predočiti ako ga usporedimo sa tokom vode. Kada imamo pravilno korito rijeke ili potoka primjetiti ćemo neometen i glatki tok vode. Kada voda naiđe na prepreke tok postane isprekidan i neujednačen. Kako nailazi na prepreke voda pokušava zaobići prepreku umijesto da se kreće preko nje. Kada prolazi između dvije prepreke tok se ubrzava. Ako i prelazi preko prepreke tada je tok iza prepreke neujednačen i valovit, prekida se i vidljive su mnoge oscilacije u toku.

Klasični slučaj su mehaničke turbulencije uzrokovane interakcijom vjetra s čvrstim predmetima (drveće, zgrade, teren). Predmeti glađeg oblika i manje veličine stvaraju manje turbulencije. Objekti koji dobro blokiraju vjetar stvaraju iza sebe veće turbulencije.

Ubrzanje protoka oko izvora turbulencije stvara usisna područja koja potiču stvaranje velikih vrtloga. Njihov oblik, dimenzije i intenzitet ovise o obliku predmeta (profilu), snazi ​​vjetra i svojstvima zračne mase.

Kružno kretanje štedi energiju i možemo reći da vrtlozi žive vlastiti život. U stalnom vjetru i stabilnom zraku neki profili predmeta mogu stvoriti trajne, "pričvršćene" vrtloge. Ako padne vjetar, vrtlog gubi zamah. Ako se vjetar poveća, nalet može doslovno potisnuti vrtlog niz vjetar gdje se rasipa uz međusobno poticanje i stvaranje puno manjih vrtloga. Takvi izolirani vrtlozi mogu iznenađujuće daleko putovati, jer njihovo početno kružno gibanje pomaže u očuvanju zamaha.

Dakle i stacionarni i putujući vrtlozi pokreću manje rotacije pored sebe, a novonastali slobodni vrtlozi zraka pokreću više susjednih rotacija. Kao rezultat, zona turbulencije se širi iza prepreke, ali njen intenzitet opada dalje od izvora turbulencije.U pravilu se turbulentna zona proteže 7 puta više od visine prepreke (nesigurno je sletjeti na 700 metara iza 100 metara visokog brda), ali opet sve ovisi o obliku predmeta, svojstvima zračne mase i kvadratu brzine vjetra.

Kada mjerimo brzinu vjetra na tlu trebali bismo imati na umu i gradijent vjetra tj. promjenu snage i smjera vjetra s visinom. Gradijent vjetra je pruzrokovan trenjem donjeg sloja zračne mase o tlo.

To je čest razlog nezgodama pri polijetanju jer kako pilot poleti tako naiđe na brži vjetar na visini i budu otpuhani iza brda u turbulencije. Također gradijent vjetra utječe na našu putanju dok idemo na slijetanje i trebali bi očekivati povećanje horizontalne brzine prije slijetanja. Oba primjera odlično su prikaza na slici desno.

Gradijent vjetra lako možemo uočiti vani. Recimo ako ležite u travi, ne osjećate puno vjetra, no kad ustanete već  bolje osjetite vjetar, popnete li se na brdo tada ćete osjetiti zamjetan porast jačine vjetra.

Vjetar je "samo vjetar" za početnike, ali za iskusnog pilota vjetar ima smjer, snagu (privremenu i prosječnu, min i max), karakter (laminarni, naleti, promjenljiv), gradijent, uzlaznu ili silaznu komponentu. Uz to, iskusni pilot svjestan je tendencija parametara vjetra. Sprijateljiti se s vjetrom je jako bitno a to će se dogoditi onog dana kada počnete primjećivati i shvaćati širu sliku koju pokazuje.

2019 - 2023 © aerotika.hr

Developed by Yellow Ant Design