Wstęp do meteorologii dla szybowników
Autor: inż. Andrzej Abłamowicz
Meteorologia jest nauką zajmującą się badaniem zjawisk i
procesów fizycznych zachodzących w atmosferze. Jest to nauka bardzo obszerna i
korzystają z niej nie tylko lotnicy. Ma ona ogromne znaczenie dla komunikacji w
ogóle, dla budownictwa, gospodarki wodnej, a szczególnie dla rolnictwa.
Nie można w krótkim opracowaniu ująć całości tego obszernego i bardzo
ciekawego tematu, dlatego też ograniczymy się do rozważenia jedynie
najważniejszych spraw w zakresie umożliwiającym zrozumienie zagadnień
bezpośrednio związanych z szybownictwem. Tym Czytelnikom, którzy zainteresują
się meteorologią i zechcą pogłębić swoje wiadomości, radzę przeczytać
"Meteorologię dla wszystkich" - Czesława Szczecińskiego, albo trudną już dziś do
zdobycia "Meteorologię dla szybowników" - Władysława Parczewskiego.
To co Czytelnik znajdzie w niniejszym materiale, będzie stanowiło zbiór
podstawowych wiadomości uzupełnionych spostrzeżeniami pilota. Z pewnością
zrobiłby to lepiej zawodowy meteorolog, będący równocześnie szybowcowym pilotem
wyczynowym wysokiej klasy, niestety te dwie cechy - jak dotąd - nie znalazły
sobie odpowiedniego obiektu, a szkoda!
Aby szybowiec mógł latać wyżej i dalej niż mu na to pozwala jego lot
ślizgowy, musi napotkać prądy wznoszące, które są jak gdyby jego silnikiem. Czym
są prądy wznoszące, jakie są ich odmiany, kiedy występują i jakie są możliwości
ich wykorzystania - tego między innymi uczy nas meteorologia. Bez znajomości
meteorologii nie można marzyć o sukcesach w szybownictwie. Ba, nawet uzyskanie
przeciętnego poziomu pilota wyczynowego nie jest możliwe bez znajomości
czynników kształtujących pogodę i praw rządzących jej zmianami.
l. Atmosfera
Zjawiska i procesy fizyczne, którymi zajmuje się
meteorologia, zachodzą w atmosferze. Atmosfera jest to warstwa gazów otaczająca
kulę ziemską, przy czym zwykliśmy ją dzielić na następujące części:
- troposferę, sięgającą do wysokości około 11 km,
- stratosferę, sięgającą do około 80 km,
- termosferę (zwaną również jonosferą) sięgającą do około 800
km
- egzosferę występującą powyżej 800 km.
Te części
atmosfery nie są od siebie wyraźnie oddzielone, a ich wysokość zależy od miejsca
nad kulą ziemską i od pory roku. Dla przykładu: nad równikiem troposfera sięga
do wysokości około 16 000 m, zaś nad biegunami tylko do około 8000 m.
W naszych dalszych rozważaniach będą nas interesowały przede wszystkim
fizyczne własności troposfery, a to: jej temperatura, ciśnienie i
wilgotność powietrza. Czynniki te wpływają w zasadniczy sposób na ruch
powietrza i na tworzenie się chmur. Dla szybownictwa ruch powietrza ma wielkie
znaczenie nie tylko jako wiatr, ale przede wszystkim jako prądy pionowe.
Zachmurzenie pozwala pilotowi naocznie ocenić, czy i z jakimi prądami pionowymi
się spotka. Zanim do tego dojdziemy omówimy pokrótce wymienione czynniki
meteorologiczne.
a. TemperaturaTemperatura powietrza w troposferze stopniowo
maleje do około -56°C (średnio około 0,6°C na każde 100 m
wysokości). Na większych wysokościach utrzymuje stałą wielkość, aby następnie po
przejściowym wzroście i spadku nadal wzrastać. Temperatura ulega zmianom wskutek
dopływu energii cieplnej do atmosfery dzięki promieniowaniu słonecznemu i
wskutek jej odpływu poprzez wypromieniowanie ziemi.
b. CiśnienieCiśnienie atmosferyczne maleje z wysokością. Jego
przebieg ilustruje rysunek l. Dla nas większe jednak znaczenie ma poziomy
rozkład ciśnienia, który powoduje powstawanie i zanikanie wyżów i niżów
barometrycznych, tj. "układów barometrycznych kształtujących pogodę".

c. WilgotnośćWilgotność powietrza zależy od ilości pary wodnej zawartej
w jednostce objętości powietrza. Zwykle posługujemy się dwoma określeniami:
- wilgotność bezwzględna, tj. ciśnienie pary wodnej przy danej
temperaturze powietrza (podane w jednostkach ciśnienia) lub ilość pary
na jednostkę objętości powietrza (w g/m3);
- wilgotność względna, tj. stosunek ciśnienia pary wodnej zawartej w
powietrzu przy danej temperaturze do tego ciśnienia, które wywierałaby ilość
pary wodnej nasycająca powietrze przy tej samej temperaturze.
2. Ruch powietrzaSkoro znamy już fizyczne własności atmosfery ziemskiej
(powietrza), zastanówmy się nad tym, co powoduje jego ruch. Otóż przyczyną
powstawania poziomego ruchu powietrza jest nierównomierny rozkład ciśnień (w
poziomie). Ten nierównomierny rozkład ciśnień powstaje w wyniku nierównomiernego
nagrzewania się powierzchni ziemi (powietrze nagrzane jako lżejsze -
wznosi się, powietrze zimne - jako cięższe - opada).
Oczywiście inaczej nagrzewa się ziemia w okolicach równika, a inaczej w pobliżu
biegunów. Również niejednakowo nagrzewa się ląd i woda. Gdy więc powstanie
różnica temperatur, a więc i różnica ciśnień (w poziomie), cząstki powietrza
będą dążyć do przemieszczania się od obszaru podwyższonego ciśnienia ku obszarom
niższego ciśnienia.
Niestety, zagadnienie to nie przedstawia się aż tak prosto, jak mogłoby się
na pierwszy rzut oka wydawać. Ponieważ powietrze porusza się względem
obracającej się Ziemi, więc obrót Ziemi wpływa na ruch powietrza pod postacią
siły odchylającej (siły Coriolisa), przy czym odchylenie od
pierwotnego kierunku ruchu następuje w prawo na półkuli północnej, w lewo
zaś na półkuli południowej.
To jednak jeszcze nie wszystko. Tarcie powietrza o powierzchnię ziemi
powoduje dalsze zmiany kierunku ruchu powietrza. W ostatecznym wyniku wiatry w
rejonach obniżonego ciśnienia, tzw. niżach, wieją przeciwnie do ruchu wskazówek
zegara z odchyleniem w lewo, tj. ku środkowi niżu. W rejonach podwyższonego
ciśnienia, tzw. wyżach, wiatry wieją zgodnie z ruchem wskazówek zegara z
odchyleniem również w lewo, tj. na zewnątrz układu (rys. 2 i 3) Na półkuli
południowej kierunki wiatrów w niżu i wyżu barometrycznym są odwrotne, lecz
odchylenia nadal pozostają ku środkowi niżu i od środka wyżu.

Teraz, gdy już wiemy co powoduje ruch powietrza i jak on powstaje, rozpatrzmy
to zagadnienie dla całej kuli ziemskiej, biorąc pod uwagę, że strefa równika
jest pod względem nagrzewania silnie uprzywilejowana, natomiast okolice biegunów
mają stały niedobór ciepła. Naturalną konsekwencją tego byłoby stale unoszenie
się rozgrzanego powietrza nad równikiem i stałe opadanie powietrza nad
biegunami. Oczywiście uniesione nad równikiem ciepłe powietrze przemieszczałoby
się górą ku biegunom, aby po ochłodzeniu i opadnięciu w rejonie biegunów wracać
na małej wysokości ku równikowi stopniowo się ogrzewając.
Niestety, ten obraz krążenia powietrza nad powierzchnią Ziemi z dwóch
zasadniczych przyczyn ulega poważnym komplikacjom. Pierwszą z tych przyczyn jest
obrót Ziemi, drugą niejednorodność jej powierzchni. Rozpatrzmy je kolejno.
Unoszące się nad równikiem ciepłe powietrze skierowuje się na większych
wysokościach ku północy. Wskutek odchylającego wpływu obrotu Ziemi (na naszej
półkuli w prawo) kierunek tego powietrza stopniowo się zmienia na zachodni (tj.
z zachodu - a więc ku zachodowi). Całkowita zmiana kierunku ruchu powietrza z
południowego na zachodni następuje w okolicy 30 równoleżnika. Warto tu zwrócić
uwagę, że obwód Ziemi wzdłuż 30 równoleżnika jest o przeszło 10% mniejszy niż
wokół równika, co powoduje w omawianym przypadku skupienie powietrza,
podwyższenie ciśnienia, prąd opadający, a w wyniku - powrót powietrza na małych
wysokościach ku równikowi. Powracające powietrze znów podlega odchyleniu w
prawo, więc jego początkowy północny kierunek (z północy ku południowi) ulega
zmianie na wschodni (ze wschodu na zachód). I tak zamyka się pierwszy ze stałych
obwodów krążącego powietrza (patrz rys. 4).

Drugi podobny obwód powstaje pomiędzy pasem wysokiego ciśnienia w okolicy 30
równoleżnika oraz pasem niskiego ciśnienia w okolicy 60 równoleżnika. W oparciu
o podane wyżej zasady rozkład zasadniczych kierunków wiatrów przedstawia się tu
następująco: dołem wieją wiatry o przeważających kierunkach
południowo-zachodnich (z południowego zachodu), górą natomiast przeważają
kierunki północno-wschodnie.
I wreszcie trzecia strefa - w pobliżu bieguna - charakteryzuje się
podwyższonym ciśnieniem, a więc prądami opadającymi nad biegunem i wstępującymi
(wznoszącymi) w obszarze niższego ciśnienia w okolicach 60 równoleżnika.
W wyniku ogólnej cyrkulacji w atmosferze masy powietrza pozostają przez
dłuższy czas w rejonach podwyższonego ciśnienia nad jednym i tym samym obszarem
oraz nabierają jednakowych cech fizycznych. W rezultacie, zależnie od
geograficznego położenia tych obszarów, następuje podział mas powietrza na: masy
powietrza zwrotnikowego zalegające obszar pomiędzy równikiem i 30
równoleżnikiem, masy powietrza arktycznego zalegające nad biegunami oraz masy
powietrza polarnego zalegające obszar pośredni.
Pozostaje jeszcze do omówienia wpływ niejednorodności powierzchni Ziemi,
który pozwala masom powietrza zalegającym te obszary geograficzne na
przyjmowanie określonych cech fizycznych różniących poszczególne masy między
sobą.
Niejednorodność powierzchni Ziemi polega na podziale na kontynenty i oceany,
których powierzchnie niejednakowo się nagrzewają. Każda więc z wymienionych
wyżej mas powietrza może dodatkowo zostać nazwana morską lub kontynentalną,
zależnie od tego nad jakim podłożem zalega. I tak dochodzimy do podziału mas
powietrza w naszym układzie europejskim na (patrz również rys. 15):
- powietrze arktyczno-morskie (PAm), kształtujące się między Grenlandią i
Szpiebergen;
- powietrze arktyczno-kontynentalne (PAk), kształtujące się na północnych
obszarach Europy w okolicach Morza Barentsa;
- powietrze polarno-morskie (PPm), kształtujące się nad Północnym
Atlantykiem;
- powietrze polarno-kontynentalne (PPk), kształtujące się nad obszarami
Syberii;
- powietrze zwrotnikowo-morskie (PZm), kształtujące się w rejonie Azorów;
- powietrze zwrotnikowo-kontynentalne (PZk), kształtujące się nad obszarami
Bliskiego Wschodu.
3. Fronty atmosferycznePozostaje jeszcze do omówienia sprawa bardzo
ważna w meteorologii. Chodzi mianowicie o istnienie warstw powstających na
granicach dwóch różnych mas powietrza. Warstwę taką nazywamy powierzchnią
frontową lub w skrócie frontem. Zetknięcie się mas powietrza o różnych
własnościach fizycznych powoduje wskutek wzajemnego oddziaływania powstawanie
chmur, a raczej układów chmur charakterystycznych dla poszczególnych rodzajów
frontów.
Fronty mogą być rozmaite. Ich charakter i nazwa zależą od tego, które z mas
powietrza je kształtują, a także od tego czy napływające powietrze jest
cieplejsze, czy też chłodniejsze od powietrza zalegającego w miejscu nadejścia
frontu. Tak wie w oparciu o geograficzną klasyfikację mas powietrza front
powstały na granicy powietrza arktycznego i polarnego nosi nazwę frontu
arktycznego; zaś front powstały na granicy powietrza polarnego i zwrotnikowego
nosi nazwę frontu polarnego.
Jeżeli front przemieszcza się od powietrza cieplejszego ku chłodniejszemu, to
nosi on wówczas nazwę frontu ciepłego. Inaczej można powiedzieć, że jest
to taki front, w którym powietrze ciepłe napływa w kierunku powietrza
chłodniejszego. Ciepłe powietrze odznaczające się przy tym mniejszą gęstością
wślizguje się nad powietrze chłodne tworząc powierzchnię frontu. To nachylenie
jest bardzo małe, gdyż wyraża się wielkością 0,5 do 1%. Wskutek tak małego
nachylenia pionowa składowa prędkości wślizgującego powietrza jest znikoma, co
decyduje o warstwowym charakterze chmur towarzyszących frontowi ciepłemu.
Oczywiście tak małe pionowe prędkości powietrza oraz towarzyszące im chmury
warstwowe są niesprzyjające dla szybownictwa.

Zupełnie inaczej przedstawia się sytuacja, gdy napływa chłodne powietrze,
tzn. gdy front przemieszcza się w kierunku od chłodnego powietrza ku powietrzu
cieplejszemu. Chłodne powietrze jako gęstsze wciska się pod powietrze
cieplejsze, a podczas dość szybkiego przemieszczania się (wskutek zahamowania w
wyniku tarcia o powierzchnię Ziemi) powierzchnia frontu uwypukla się.
Jeśli przemieszczanie się frontu chłodnego nie następuje zbyt szybko, to
wypierane powietrze ciepłe wznosi się do góry i wślizguje po powierzchni
nasuwającego się powietrza chłodnego. Ten typ frontu nazywa się frontem
chłodnym opóźnionym (rys. 6).

Inaczej przedstawia się sytuacja, gdy przemieszczanie się powietrza chłodnego
jest szybsze. Powierzchnia frontu wówczas uwypukla się jeszcze bardziej,
wypieranie powietrza ciepłego w górę jest energiczniejsze, ale jednocześnie
powietrze ciepłe zalegające nad chłodnym ześlizguje się z jego powierzchni. Tam
gdzie spotyka się powietrze wznoszące z powietrzem opadającym, powstaje inwersja
(warstwa w której temperatura powietrza z wysokością rośnie - o czym będzie mowa
dalej), która zmienia obraz przekroju tego frontu. Taki front nazywa się
frontem chłodnym przyspieszonym (rys. 7).
Po zapoznaniu się z frontem ciepłym i chłodnym będzie już łatwo zrozumieć
trudniejszą - bo bardziej złożoną - formę frontu zokludowanego lub w skrócie
okluzji. Wyobraźmy sobie, że front chłodny posuwa się szybko naprzód
(wieloletnie obserwacje wykazują, że średnia prędkość przemieszczania się
frontów chłodnych wynosi około 50 km/h, frontów ciepłych natomiast tylko 25
km/h), tak że "dogania" znajdujący się przed nim front ciepły. Gdy to nastąpi,
sytuacja przedstawi się następująco: z przodu znajduje się powietrze chłodne
"ustępujące" przed frontem ciepłym i z tyłu znajduje się powietrze chłodne
"doganiającego" frontu. Cieple powietrze znajduje się jedynie w wycinku pomiędzy
tymi dwoma frontami. To właśnie jest front zokludowany, czyli
okluzja (rys. 8).

Na tym jednak nie koniec. Okluzja może przedstawiać się rozmaicie, zależnie
od tego czy powietrze przedfrontowe (chłodne powietrze przed frontem ciepłym) i
powietrze zafrontowe (chłodne powietrze za frontem chłodnym) mają temperatury
równe, czy różne. Jeśli te temperatury są równe, to okluzja ma charakter
neutralny. Jeżeli chłodne powietrze przedfrontowe ma temperaturę niższą niż
chłodne powietrze zafrontowe, to okluzja ma charakter frontu ciepłego. Nie
trudno się teraz zorientować, że gdy jest odwrotnie, tzn. gdy chłodne powietrze
zafrontowe ma temperaturę niższą niż chłodne powietrze przedfrontowe, to okluzja
ma charakter frontu chłodnego.
Dokładniejsze opisywanie procesów zachodzących w poszczególnych rodzajach
okluzji byłoby niecelowe, gdyż w partiach stykających się poszczególnych mas
powietrza powtarzają się w zasadzie zjawiska opisane przy omawianiu frontu
ciepłego i chłodnego. W rzeczywistości charakter frontu zokludowanego jest
bardziej skomplikowany i może przybrać postać bardziej złożoną.
4. Woda w atmosferzeWiemy doskonale, że wraz ze zmianami pogody w
pierwszym rzędzie - zauważalnymi nawet dla laika - zmienia się zachmurzenie.
Obserwując przekroje frontów atmosferycznych widzieliśmy również, że występowały
tam różne rodzaje i układy chmur. Chmury występują nie tylko na powierzchniach
frontowych, ale i w poszczególnych masach powietrza. Jednak aby zrozumieć kiedy,
jak, dlaczego i jakie chmury mogą się tworzyć, musimy zapoznać się z niezwykle
ważnym zagadnieniem - zagadnieniem wody w atmosferze.
Woda występuje w atmosferze pod trzema postaciami: jako gaz (para wodna),
jako ciecz i jako ciało stałe (śnieg, lód). Ustawicznie przechodzi ona z jednego
stanu skupienia w drugi, przy czym decydującą rolę odgrywa tu energia cieplna
słońca. To pod jego wpływem paruje woda ze zbiorników, jakimi są oceany, morza,
jeziora i rzeki. Również pod wpływem słońca woda paruje z powierzchni gruntu i z
roślinności. W ten sposób woda przechodzi w stan gazowy, aby po ochłodzeniu
skroplić się - tj. przejść w stan ciekły (chmury, deszcz), a przy dalszym
ochłodzeniu zamarznąć - tj. przejść w stan stały. Możliwe jest również przejście
wody ze stanu gazowego wprost w stan stały. Zjawisko takie nazywa się
sublimacją.
Z kolei zjawiska wspomniane wyżej mogą zachodzić w odwrotnej kolejności, tzn.
lód topnieje, woda paruje i tak w nieskończoność.
Zjawiska parowania, skraplania, krzepnięcia i topnienia znane są z
podstawowej fizyki, jednak warto na chwilę wrócić do nich i przypomnieć sobie
niektóre z podstawowych wiadomości. Chodzi mianowicie o warunki, w których
następuje skraplanie, oraz o zagadnienie wymiany ciepła podczas zmian stanów
skupienia. Obydwa te zagadnienia mają dla naszych meteorologicznych rozważań
pierwszorzędne znaczenie.
A więc pierwsze zagadnienie - skraplanie się pary wodnej.
W jednostce objętości powietrza może pomieścić się tylko pewna ilość pary
wodnej. Jeżeli będziemy usiłowali dostarczyć jej jeszcze więcej, to nadmiar
wydzieli się w postaci kropelek wody, a więc nastąpi skroplenie. Zauważymy
jednak, że ilość pary wodnej, która może pomieścić się w jednostce objętości
powietrza nie jest zawsze taka sama i zależy od temperatury. Im niższa jest
temperatura powietrza, tym mniej pary wodnej mieści się w jednostce objętości.
Jeśli więc zaczniemy pewną ilość powietrza oziębiać, to w miarę spadku
temperatury okaże się, że dojdziemy do stanu, gdy istniejąca aktualnie ilość
pary wodnej okaże się maksymalnie możliwa do pomieszczenia w tym powietrzu.
Mówimy wówczas, że osiągnięty został stan nasycenia i że wilgotność względna
osiągnęła 100%. Dalsze ochładzanie spowoduje skroplenie się nadmiaru pary
wodnej, a więc jej kondensację. Temperaturę zaś, przy której to nastąpiło
nazywamy temperaturą punktu rosy.
W praktyce zagadnienie to wygląda następująco. Powietrze przy ziemi ogrzewa
się, powiększa swoją objętość, a więc zmniejsza gęstość i jako lżejsze zaczyna
się unosić. W miarę wznoszenia się powietrze rozpręża się i ochładza. Gdy
zostanie osiągnięta temperatura punktu rosy, rozpoczyna się kondensacja, tzn.
wydzielają się kropelki wody... powstaje chmura.
Aby być zupełnie ścisłym, trzeba jeszcze dodać, że dla rozpoczęcia procesu
kondensacji muszą istnieć tzw. jądra kondensacji, tj. zawiesiny gazowe,
płynne lub stałe, na których osadzają się powstające kropelki wody. Tych jąder
kondensacji jest zwykle w powietrzu pod dostatkiem, tak że kondensacja następuje
z reguły zaraz po osiągnięciu temperatury punktu rosy.
Warto dodatkowo wspomnieć, że ruch powietrza w górę może być spowodowany nie
tylko poprzez ogrzanie się powietrza od powierzchni ziemi (wznoszenie
konwekcyjne), ale również wskutek wznoszenia dynamicznego, a więc np. przy
wślizgiwaniu się powietrza nad przeszkodę, jak to ma miejsce w przypadku
napotkania na zbocza górskie.
Wróćmy teraz na krótko do drugiego ze wspomnianych zagadnień towarzyszących
zmianom stanu skupienia wody - do zagadnienia wymiany ciepła. Chodzi o to abyśmy
pamiętali, że podczas parowania wody trzeba jej dostarczyć pewną ilość ciepła -
tzw. utajonego ciepła parowania. Ta ilość ciepła zostaje zwrócona, gdy
zjawisko przebiega odwrotnie, tj. zostaje oddana podczas kondensacji -
skraplania. W meteorologii ma to ogromne znaczenie, gdyż wyjaśnia powstawanie
chmur o rozwoju pionowym. Rozpoczęty proces kondensacji w pewnych warunkach nie
tylko nie ustaje, ale nawet przybiera na sile. Czynnikiem wpływającym na rozwój
chmury w górę jest właśnie ta dodatkowa porcja energii cieplnej uwolniona pod
postacią oddanego w czasie kondensacji, a pobranego uprzednio utajonego ciepła
parowania.
5. ChmuryChmury będące jednym z widzialnych efektów kondensacji lub
sublimacji pary wodnej w atmosferze składają się z maleńkich kropelek wody w
stanie ciekłym lub stałym, które w sprzyjających warunkach mogą się
powiększać i po przekroczeniu pewnej wielkości zaczynają opadać na powierzchnię
ziemi: albo w postaci ciekłej - mżawki i deszczu, albo w postaci stałej -
śniegu, krupy i gradu.
Rodzaje chmur mogą być rozmaite, tak jak rozmaite są procesy ich powstawania
oraz okoliczności, w których powstają. Wiemy już na przykład, że jedna chmura
może powstać w wyniku kondensacji pary wodnej, druga - w wyniku sublimacji. Będą
to oczywiście różne od siebie chmury. Ale rodzaj chmury zależy także od tego czy
powstaje ona w wyniku unoszenia się rozgrzanego powietrza, czy. też w wyniku
ochładzania powietrza napływającego na przykład nad chłodne podłoże, albo też
wskutek zmiany ilości pary wodnej zawartej w powietrzu.
Zanim przejdziemy do kolejnego omówienia chmur, zapoznajmy się z ich dwoma
stosowanymi podziałami. Pierwszy podział uwzględnia rodzaj chmury. Mamy więc
chmury pierzaste, warstwowe i kłębiaste. Drugi podział zależy od
wysokości, na której chmury się znajdują. A zatem mogą być chmury: wysokie,
średnie, niskie oraz chmury o rozwoju pionowym.
Chmura pierzasta - Cirrus (Ci). Jest to chmura wysoka. Jej podstawa
zaczyna się nie niżej niż na wysokości 6000 m. Składa się z igiełek lodu.
Chmura ta ma budowę włóknistą. Oglądana z ziemi - jest biała, przy czym wyglądem
przypomina tzw. "włosy anielskie". Kształtem przypominać może pojedyncze
maźnięcia pędzlem, pióra, kreski lub haczyki (Cirrus uncinus). Jest na ogół
pierwszym zwiastunem pogarszania się pogody. Nie daje żadnego opadu.
Chmura kłębiasto-pierzasta - Cirrocumulus (Cc). Jest to chmura wysoka,
która od opisanej chmury Cirrus różni się tym, że przybiera kształt ławicy
składającej się z pączków lub płatków ułożonych w drobne fale. Na ogół występuje
z innymi chmurami pierzastymi. Laicy często nazywają ją "barankami". Chmura ta
nie daje żadnego opadu.
Chmura warstwowo-pierzasta - Cirrostratus (Cs). Należy ona do tej
samej rodziny chmur wysokich, a różni się od wyżej opisanych warstwową budową.
Zalega ona znaczną część nieboskłonu, zasłaniając mniej lub bardziej grubym
woalem. Chmura ta nie przesłania całkowicie słońca czy księżyca, lecz powoduje
załamywanie się promieni świetlnych dająca w efekcie tzw. "halo".
Pojawienie się tego rodzaju chmur, zwłaszcza jeśli grubieją one ku zachodniemu
krańcowi nieboskłonu, zapowiada zbliżanie się strefy opadów - zwykle
nadejście frontu ciepłego.
Chmury pierzaste - omówione wyżej - nie mają dla szybownictwa większego
znaczenia, gdyż nie towarzyszą im prądy wznoszące możliwe do wykorzystania przez
szybowce. Składają się na to dwie przyczyny: chmury te są bardzo wysokie, a więc
z reguły nie osiągalne w normalnych lotach szybowcowych, a ponadto prądy
wznoszące towarzyszące chmurom pierzastym są słabe i o małym zasięgu - a więc
nie wystarczają do ich praktycznego wykorzystania. Jedynym znaczeniem chmur
pierzastych może być fakt sygnalizowania o zbliżaniu się frontu ciepłego, a więc
o zmianie pogody (dotyczy to zwłaszcza chmur Cs), oraz fakt, że większe ławice
chmur Cc lub Cs zmniejszają skuteczność promieniowania słonecznego, a więc
utrudniają powstawanie prądów wznoszących na mniejszych wysokościach i przy
ziemi.
Chmura średnia kłębiasta - Altocumulus (Ac). Jest to chmura
występująca na wysokościach 2-6 km, nieco przypominająca Cc, jednak o
bardziej "grubej" budowie. "Baranki" chmury Altocumulus są większe. Daje ona
niekiedy słaby opad śniegu. Chmury te występują w postaci charakterystycznych
pasm i fałd jako cienkie ławice (translucidus) albo jako gruba powłoka
pokrywająca niebo (opacus).
Chmura średnia warstwowa - Altostratus (As). Wysokość podstawy tej
chmury wynosi również 2000 - 6000 m. Przypomina ona nieco grubą chmurę
warstwowo-pierzastą Cs, jest jednak grubsza i nie tak przejrzysta. Słońce nie
zawsze przez nią prześwieca lub prześwieca tylko niewyraźnie nie dając przy tym
zjawiska "halo". Z chmury tej może padać nawet dość obfity śnieg, deszcz
natomiast słaby ze względu na to, że wyparowuje przed spadnięciem na ziemię.
I te chmury mają dla szybownictwa prawie wyłącznie negatywne znaczenie.
Polega ono - tak jak w przypadku chmur wysokich - na jeszcze silniejszym
osłabieniu promieniowania słońca, co hamuje powstawanie prądów wznoszących.
Wyjątek stanowi jedynie odmiana chmury Ac lenticularis, przypominająca
swym kształtem soczewki (często ustawione w piętrach), wskazuje ruchy
falowe powietrza wymuszone przeszkodami terenowymi lub czasem przy okazji
frontów atmosferycznych. Ac lent. wymuszone przeszkodami terenowymi (np.
pasmem górskim) tkwią prawie nieruchomo nad terenem pomimo bardzo ostrych nieraz
wiatrów. Ten typ chmury znają wszyscy szybownicy marzący o przewyższeniach ponad
5000 m.
Chmura kłębiasto-warstwowa - Stratocumulus (Sc). Jest to chmura niska
(poniżej 2000 m), która występuje w formie warstw lub ławic składających
się ze zbitych ze sobą kłębów, przy czym często pomiędzy tymi kłębami prześwieca
błękit lub przynajmniej można rozróżnić jaśniejsze miejsca. Grubość tej chmury
może być różna: mniejsza - jeśli występuje lokalnie, gruba powłoka - przed
frontami. Chmura ta daje niekiedy słaby opad w postaci śniegu.
Tego typu chmury zakrywają często cały nieboskłon (przed frontami) tworząc
niesprzyjające warunki dla lotów szybowcowych. Rzadko tylko i to tuż pod
podstawą chmury udaje się wykorzystać niewielkie i nieregularne prądy wznoszące.
Chmura niska warstwowa - Stratus (St). Jest to nisko zalegająca, ale
nie dosięgająca powierzchni ziemi, jednolicie szara warstwa chmur. Występuje ona
lokalnie albo przy napływaniu ciepłego powietrza nad chłodne podłoże. Chmura ta
może dać opad w postaci mżawki lub drobnego śniegu.
Stratus nie tylko uniemożliwia wykonywanie termicznych lotów szybowcowych,
ale często ze względu na niską podstawę chmury uniemożliwia wykonywanie lotów w
ogóle.
Chmura warstwowa deszczowa - Nimbostratus (Ns). Podobnie jak Stratus
jest to nisko zalegająca warstwa chmur o ciemnoszarym jednostajnym wyglądzie.
Jej grubość sięga jednak poziomu chmur pierzastych. Chmura ta daje opad ciągłego
deszczu lub śniegu. Występuje przede wszystkim we frontach: ciepłym oraz w
okluzji o charakterze frontu ciepłego. Poniżej podstawy chmury Nimbostratus
występują na ogół porozrywane chmury Fractostratus lub Fractocumulus.
I ten rodzaj chmur nie sprzyja wykonywaniu lotów, a w szczególności lotów
szybowcowych.
Chmura kłębiasta - Cumulus (Cu). Ten rodzaj chmury należy według
przyjętego podziału do chmur o rozwoju pionowym. Chmury tego typu, będące
nieomylną odznaką prądów wznoszących, widzimy często w pogodne dni cieplejszej
pory roku.
Pojedyncza chmura Cumulus stanowi rozwijający się pionowo pojedynczy kłąb lub
zbiór kłębów o płaskiej podstawie. Rozbudowany Cumulus oglądany z boku wygląda
jak kalafior. Zresztą trudno dokładnie opisać kształt Cumulusa, bowiem zmienia
się on dość szybko wraz ze stadium rozwoju chmury. We wczesnych godzinach
przedpołudniowych lub w suchym powietrzu Cumulusy mogą mieć kształt pojedynczych
płaskich placków. Bardziej rozwinięte chmury tego typu "rosną" ku górze i
przechodząc przez stadium "kalafiora" rozrastają się do olbrzymich rozmiarów
osiągając bardzo duże wysokości.
Chmury kłębiaste płaskie noszą nazwę Cumulus humilis. Chmury
kłębiaste wypiętrzone nazywają się Cumulus congestus. Warto
wspomnieć jeszcze o jednej odmianie chmury Cumulus, a mianowicie o Cumulus
castelatus. Jest to szereg złączonych podstawami dość płaskich chmur, z
których wystrzelają pojedyncze wieżyce. Jest to nieomylny znak sprzyjających
warunków dla przeradzania się w późniejszych godzinach chmur Cumulus w burzowe
Cumulonimbus.
Chmura kłębiasta deszczowa - Cumulonimbus (Cb). Jest to dalsze stadium
rozwoju chmury Cumulus congestus, a więc również chmury o rozwoju pionowym. Gdy
osiągnie ona dużą wysokość, jej górna część przybiera budowę włóknistą i jeśli
dalszy rozwój zostanie zahamowany przez warstwę inwersji, wtedy chmura przybiera
charakterystyczny kształt kowadła. Górne partie tej chmury zwykle składają się z
igiełek lodowych.
Wewnątrz tej potężnie rozbudowanej chmury panują bardzo silne prądy
wstępujące (wznoszące) i zstępujące (opadające). W chmurze tego typu zawsze
stykamy się z opadami deszczu, śniegu, krupy lub gradu. Również pod tą chmurą
obserwujemy prawie zawsze przelotny opad. Opad ten jest nieomylnym znakiem, że
pochodzi właśnie z chmury Cumulonimbus, nawet gdyby przez rozległą podstawę tej
chmury, często niknącą wśród innych chmur, nie było widać samej chmury
kłębiasto-deszczowej. Poniżej chmur Cumulonimbus mogą się tworzyć strzępy chmur
Fractocumulus i Fractostratus.
Chmury Cumulonimbus dają wspaniałe możliwości uzyskiwania wielkich wysokości
i pełne pole do popisu dla wyczynowego pilota szybowcowego. Nie wolno jednak ani
przez chwilę zapominać, że obok tych możliwości Cumulonimbus kryje w sobie
liczne niebezpieczeństwa. Pierwszym z nich i bodaj najważniejszym są
niezwykle silne prądy pionowe znacznie utrudniające pilotaż, a nawet mogące go
uniemożliwić lub spowodować zniszczenie konstrukcji szybowca. Drugim
poważnym niebezpieczeństwem jest możliwość wystąpienia silnego
oblodzenia. Trzecie niebezpieczeństwo, także niezwykle groźne, mogą stanowić
wyładowania elektryczne mające miejsce w silnie rozwiniętych chmurach
burzowych. Niejeden piękny wyczyn szybowcowy powstał w chmurze typu
Cumulonimbus, ale i niejeden Cumulonimbus pochłonął życie ludzkie. Dlatego
też loty szybowcowe w chmurach Cumulonimbus o charakterze burzowym są
zakazane.
Cumulus i Cumulonimbus należą do wspólnej rodziny chmur o rozwoju pionowym.
Właśnie takie chmury mają dla szybownictwa ogromne znaczenie. Ich powstawanie
łączy się ściśle z chwiejnym stanem atmosfery, tj. takim stanem, w którym
temperatura powietrza wznoszącego się (wskutek jakiegoś impulsu - ogrzania lub
wymuszenia) wraz ze wzrostem wysokości obniża się wolniej niż w powietrzu
otaczającym. Wówczas to ruch powietrza - raz zapoczątkowany - wzmaga swoją
prędkość, ponieważ różnica temperatur (pomiędzy powietrzem wznoszącym się i
otaczającym) staje się coraz wyższa w miarę wznoszenia się.
Pod takimi właśnie chmurami oraz w ich wnętrzu występują prądy wznoszące,
które szybowiec wykorzystuje dla zwiększenia wysokości lotu. Gdy Cumulusy
powstają nad rozległymi terenami, wtedy tworzą dogodną sytuację dla
wykorzystania jej przez szybownictwo dla wykonania przelotów. Szczególnie
korzystną sytuacją będzie oczywiście taka, przy której intensywnie tworzące się
chmury kłębiaste układają się w szlaki równoległe do kierunku wiatru. W takich
warunkach najłatwiej i najprędzej można wykonać odległy przelot.
Ponieważ chmury kłębiaste są dla szybownictwa tak ważne, warto im poświęcić
jeszcze trochę uwagi i bliżej się z nimi zapoznać, a przede wszystkim z
warunkami ich powstawania.
Otóż, aby mogła powstać chmura kłębiasta, musi zaistnieć równowaga chwiejna.
Może ona wystąpić wtedy, gdy nastąpi silne ale i nierównomierne nagrzanie się
powierzchni ziemi (piasek - woda), Wtedy gdy nad nagrzaną w ten sposób
powierzchnią ziemi napłyną chłodne masy powietrza, lub wtedy gdy ciepłe
powietrze zostanie zmuszone do szybkiego wznoszenia się, np. przy nadejściu
frontu chłodnego. Są to wystarczające powody, aby cieplejsze powietrze
znajdujące się nisko rozpoczęło się wznosić (gdy spadek temperatury z wysokością
przekracza w przybliżeniu wartość 1°/100 m). Wznoszące się powietrze nie
nasycone parą wodną ochładza się w miarę zwiększania wysokości i gdy osiągnie
temperaturę punktu rosy, rozpoczyna się kondensacja (oczywiście pod warunkiem
istnienia jąder kondensacji). Tak powstaje chmura kłębiasta.
Nie trudno się domyślić, że najintensywniejsze wznoszenie się powietrza
następuje nad tymi terenami, które najłatwiej się nagrzewają. Jest to już
wskazówką dla pilota szybowca, gdzie należy szukać najpewniejszych prądów
wznoszących. Należy przy tym pamiętać, że nie zawsze znajdują się one pod
chmurą- kłębiasta, gdyż chmura odsuwa się z wiatrem od miejsca powstającego
prądu wznoszącego. - A więc czym wyżej, tj. czym bliżej podstawy chmury, tym
bardziej pod chmurą znajdować się będzie prąd wznoszący. Jeśli szukając wznoszeń
zbliżamy się do chmury, to największe szansę ich odnalezienia mamy dolatując ku
chmurze zgodnie z kierunkiem wiatru.
Powstająca chmura kłębiasta rozwija się nadal w powietrzu o równowadze
chwiejnej, tj. gdy spadek temperatury z wysokością jest duży. Chmura rozwija się
w górę i to tym szybciej, ponieważ w czasie kondensacji zostało oddane utajone
ciepło parowania. Tym zresztą tłumaczy się fakt, że prędkości wznoszenia w
chmurze kłębiastej są zwykle większe niż pod tą samą chmurą. Nie jest tak
oczywiście zawsze, ale wtedy powód jest inny. Na przeszkodzie staje tu warstwa
inwersji, która swoim odwrotnym rozkładem temperatury (temperatura bowiem rośnie
w niej z wysokością) tworzy zaporę uniemożliwiającą dalszy pionowy rozwój
chmury.
Od wysokości, na której znajduje się warstwa inwersyjna oraz od tego czy
inwersja ta jest silna, zależy postać chmur kłębiastych. Gdy inwersja znajduje
się nisko nad poziomem kondensacji, chmury są płaskie. Gdy inwersja jest wysoko
nad poziomem kondensacji, chmury znacznie się rozbudowują. Bywa i tak, że
warstwa inwersyjna nie jest w stanie powstrzymać procesu wzrastania chmury.
Wtedy część chmury ulega zahamowaniu i rozlewa się pod warstwą inwersji, jednak
inna część chmury przebija się przez nią i wystrzela w górę "wieżycą".
Tak wzrasta Cumulus. Jeśli nie osiąga on swoim wierzchołkiem poziomu
temperatur niższych od zera, to chmura składa się wtedy jedynie z kropelek wody
i nie daje opadu. Jeżeli Cumulus osiągnie i przekroczy poziom izotermy
zerowej (wysokość, na której temperatura powietrza jest równa zeru), to jego
górna część będzie już zawierała kryształki lodu, a w jego środku mogą znajdować
się również kropelki przechłodzonej wody. Taka chmura ma niejednolitą strukturę
fizyczną i jest już Cumulonimbusem. Lecąc w Cumulonimbusie możemy napotkać w
miarę wznoszenia się strefę deszczu, oblodzenia, gradu, a nawet śnieżycy.
Dla uzupełnienia wiadomości o chmurach kłębiastych - tak ważnych dla
szybownictwa - warto podać trochę danych liczbowych.
Wysokości podstawy chmur, o których będzie mowa niżej, traktujemy jako
odległość podstawy od powierzchni ziemi. Warto zauważyć, że nad równinami lub
lekko falistym terenem wysokość podstawy chmur tylko nieznacznie zmienia się w
odniesieniu do powierzchni ziemi. W terenie górzystym sytuacja ulega zmianie i
chociaż bezwzględna wysokość podstawy chmur rośnie, to jednak często podstawa
chmur znajduje się poniżej szczytów górskich (patrz rys. 11).

W naszych warunkach podstawy Cumulusów wynoszą przeciętnie 1000-2200
m. We wczesnych godzinach przedpołudniowych lub gdy wilgotność powietrza
jest duża, podstawy Cumulusów są niższe, w godzinach południowych lub przy
bardziej suchym powietrzu podstawy są wyższe. W godzinach popołudniowych
podstawy chmur kłębiastych znowu się nieco obniżają. Tak więc wysokość podstawy
Cumulusów zmienia się również wraz ze zmianą pory dnia (rys. 12). Rzadko tylko
można spotkać Cumulusy o podstawie niższej niż 500 m lub wyższej niż
2700 m.

Co do wierzchołków chmur kłębiastych, to trzeba tu stwierdzić, że nie da się
podać żadnej charakterystycznej wysokości, bowiem Cumulonimbus - najbardziej
wypiętrzona chmura kłębiasta - nierzadko sięga 8-9 km, ale może osiągnąć
nawet górne granice troposfery.
W naszych warunkach najczęściej trafiają się chmury kłębiaste Cumulus o
wysokości (licząc od podstawy do wierzchołków) od kilkuset do 3-4 tysięcy
metrów. Wyższe chmury kłębiaste są w zasadzie Cumulonimbusami i dają już
opad.

A teraz kilka wiadomości o tym, co może szybownika najbardziej interesować,
tj. o wielkości prądów pionowych pod i w chmurach kłębiastych.
Najsłabsze wznoszenia są oczywiście tak małe, że nie dają się wykorzystać
przez szybowiec. Przeciętną wartość wznoszeń pod chmurami kłębiastymi ocenić
można na 2-3 m/s. Nierzadko jednak można napotkać wznoszenia o wartości
5-7 m/s, a nawet i więcej.
Inaczej nieco przedstawia się sytuacja wewnątrz chmur kłębiastych. Jeśli
chmury są płaskie, to często wznoszenia zanikają zupełnie już niemal u podstawy
chmury. Za to wewnątrz wypiętrzonej chmury kłębiastej Cu cong. wznoszenia często
osiągają 10 m/s, a nawet i 20-30 m/s w Cumulonimbusach.
Wielokrotnie ponadto z wykresów barografów zamocowanych na szybowcach, które
odbyły loty w chmurach burzowych odczytano wprost zawrotne prędkości wznoszenia,
bo rzędu 50 m/s. Były to na ogół wykresy barografów szybowców, które uległy
wypadkom w czasie wykonywania lotów w chmurach burzowych - właśnie wskutek
obciążeń wywołanych tak silnymi podmuchami.
6. TermikaSkoro zatrzymaliśmy się nad sprawami chmur kłębiastych i nać
warunkami ich powstawania, warto rozważyć zagadnienia termik w ogóle. Termika
- są to prądy wznoszące, a więc to co szybownika interesuje najbardziej.
Cumulusy są zawsze niewątpliwą oznaką termiki, jednak może się zdarzyć, że
termika istnieje, a mimo to nic powstają chmury kłębiaste. Dzieje się tak
wówczas, gdy pionowe prądy powietrza nie osiągają poziomu kondensacji.
Rozważając sprawy termiki należy je najpierw usystematyzować Otóż termika
może być dwojakiego rodzaju, tj. wypracowana lub naniesiona.
Różnica leży w przyczynach jej powstawania i łączy sil bezpośrednio z rodzajem
chwiejnej równowagi powietrza - wypracowanej lub naniesionej. Ponadto i termika
wypracowana, i termika naniesiona mogą być Cumulusowe lub
bezchmurne. Omówmy teraz kolejno poszczególne rodzaje termiki.
a. Termika wypracowanaPrzy sprzyjających warunkach (dotyczy to rodzaju
masy powietrza - o czym będzie mowa dalej) powstawanie termiki wypracowanej
zależy od stopnia nasłonecznienia terenu i od rodzaju podłoża. Rozmaite typy
podłoża rozmaicie się nagrzewają. Suchy piasek, łany dojrzałych zbóż, gleba
kamienista lub zaorana i wyschnięta gleba nagrzewają się szybciej, ale i
szybciej stygną niż mokre łąki, lasy, wilgotna gleba lub jeziora, rzeki itp. Nic
więc dziwnego, że powietrze stykające się bezpośrednio z takim uprzywilejowanym
po względem nagrzewania terenem szybciej zwiększa swoją temperaturę.
Takie ogrzane powietrze sąsiadujące z powietrzem chłodniejszym tworzy jak
gdyby bąble, które przy dostatecznie dużej różnicy temperatury odrywają się od
powierzchni ziemi i zaczynają wznosić. W ten sposób powstaje tzw. komin
termiczny, tj. strumień wznoszącego się powietrza. Komin ze wzrostem wysokości
rozszerza się wskutek rozprężania się powietrza. U szczytu komina powstaje
chmura kłębiasta - pod warunkiem, że komin osiągnie poziom kondensacji.
To co zostało wyżej opisane jest kominem podłoża. Kominom tym warto
poświęcić nieco więcej uwagi. Ponieważ - jak wspomniano - są one związane z
nagrzewaniem podłoża, dlatego istnieje pewna regularność ich powstawania.

W latach trzydziestych znany meteorolog okresu międzywojennego dr Kochański
przeprowadził szereg szczegółowych obserwacji terenów szybowisk w Bezmiechowej i
Ustianowej, które to obserwacje pozwoliły na opracowanie mapy kominów. Mapa ta
pozwalała na względnie pewne odszukiwanie wznoszeń umożliwiających lot termiczny
- oczywiście tylko w warunkach termiki wypracowanej.
Rozważając zagadnienie kominów podłoża trzeba zwrócić uwagę na fakt pewnej
cykliczności - pulsacji - tych kominów. Stwierdzono na przykład, że komin
podłoża jak gdyby wznawia swą działalność co 7-14 minut. Można to
wytłumaczyć następująco: teren uprzywilejowany pod względem nagrzewania oddaje
częściowo swoje ciepło powietrzu zalegającemu bezpośrednio nad nim. Tworzy się
wówczas rodzaj bąbla ciepłego powietrza - tak jak to już wyżej opisano. Gdy z
"bąbla" powstanie komin i znajdujące się w nim powietrze uniesie się, na jego
miejsce spływa cięższe i jeszcze nie nagrzane powietrze. Potrzeba pewnego czasu
na to, aby ono z kolei ogrzało się od podłoża i aby powstał nowy "bąbel".
Tyle o kominach podłoża. Są jeszcze inne kominy - tzw. kominy chmury.
Są to prądy powietrza wciąganego jak gdyby przez rozwijającą się chmurę
kłębiastą. Taki komin chmury nie sięga powierzchni ziemi, lecz zaczyna się na
pewnej wysokości. Trzeba o tym pamiętać, aby w razie nadmiernego obniżenia lotu
szybowca nie stanąć przed koniecznością lądowania z braku prądów wznoszących.
Dla wyczerpania zagadnienia wypada wspomnieć, że podczas występowania termiki
spotykamy nie tylko prądy wznoszące - a więc kominy termiczne, ale również prądy
opadające, które niektórzy nazywają studniami lub duszeniami. Są one
znacznie bardziej rozległe od kominów, ale za to prędkości pionowe opadającego w
nich powietrza są także znacznie mniejsze. Łatwo to wytłumaczyć. Skoro bowiem w
pewnych miejscach powietrze intensywnie się wznosi, w innych musi opadać, aby
bilans był zamknięty. Ponieważ przy tym pole przekroju kominów jest znacznie
mniejsze od pola pozostałego (gdzie powietrze opada), więc i prędkość opadania
powietrza jest znacznie mniejsza, aby wydatki powietrza w kominach i w strefach
"duszeń" były równe.
U schyłku dnia termicznego wznoszenia ustają, gdyż wyczerpuje się zapas
energii cieplnej dostarczanej przez południowe słońce. Wypracowana równowaga
chwiejna powietrza ustępuje miejsca równowadze stałej lub nawet przechodzi znów
w równowagę chwiejną, z tym że teraz powietrze wznosi się nad obszarami, które w
ciągu dnia nagrzewały się wolniej i teraz dopiero oddają ciepło. Szybko
nagrzewające się za dnia tereny teraz wypromieniowały już swoje ciepło i stały
się chłodniejsze - a więc role się odwróciły.
W tym czasie chmury przestają być czynne i mimo że na niebie widać jeszcze
Cumulusy, lot termiczny jest już niemożliwy. Po pewnym czasie zaczyna się rozpad
chmury. Opadające powietrze ogrzewa się w miarę zmniejszania wysokości, a
skroplona para wodna chmur odparowuje przechodząc w stan gazowy. Chmury
zanikają. Trzeba w związku z tym pamiętać, że istnienie w tym okresie czasu
Cumulusa nie jest gwarancją odnalezienia prądów wznoszących. Cumulus może nie
być już czynnym, a nawet może być w stadium rozpadu i wtedy napotkane pod nim
prądy to tylko prądy opadające - "duszenie".
b. Termika naniesionaTermika naniesiona różni się od termiki
wypracowanej przede wszystkim tym, że występuje zawsze w połączeniu z dość
silnym wiatrem (około 5-6 m/s) oraz napływem świeżych i chłodnych mas
powietrza arktycznego lub polarnego o równowadze chwiejnej (na ogół za
frontami chłodnymi lub okluzjami o charakterze chłodnym). Wyzwalanie prądów
pionowych następuje tu zarówno wskutek nagrzewania się chłodniejszego powietrza
od cieplejszego podłoża (czynnik termiczny), jak i wskutek wszelkiego rodzaju
zawirowań i wymuszenia (czynnik dynamiczny) powstałego podczas szybkiego ruchu
powietrza. Zaznaczyć tu trzeba, że oba te czynniki - termiczny i dynamiczny -
wzajemnie się wspomagają i uzupełniają.
Termikę naniesioną łatwo jest także rozpoznać po chmurach, które mają na ogół
postać większych skupisk, a nie pojedynczych Cumulusów jak w przypadku termiki
wypracowanej. Termice naniesionej towarzyszą często szlaki lub prądy
chmur kłębiastych. Szlaki takie stwarzają bardzo dogodne warunki dla uzyskiwania
dużych prędkości przelotowych oraz dużych odległości.
Termika naniesiona może przyjmować postać termiki Cumulusowej lub bezchmurnej
- w przypadku, gdy prądy pionowe nie osiągają poziomu kondensacji.
7. Masy powietrzaKształtowanie się pogody korzystnej dla wykonywania
lotów szybowcowych nie zależy jedynie od nasłonecznienia lub wiatru -
sprzyjających powstawaniu termiki, lecz także w bardzo znacznym stopniu od
zalegającej masy powietrza. Na początku niniejszego materiału zapoznaliśmy się z
podziałem powietrza na rozmaite masy, teraz omówimy cechy charakterystyczne tych
mas.

Powietrze arktyczno-morskie (PAm). Powietrze to pochodzi z okolic
Grenlandii i Szpicbergenu, a więc znad terenów pól lodowych. Ponieważ są to
tereny bardzo chłodne, więc zalegające nad nim przez dłuższy czas powietrze
osiąga niską temperaturę i równowagę stałą, jest przy tym czyste - a więc ma
dobrą przezroczystość. Zanim powietrze arktyczne dotrze w nasze rejony, musi
przebyć długą drogę nad Północnym Atlantykiem i Morzem Północnym.
Przemieszczając się nad cieplejszymi obszarami wodnymi powietrze to ogrzewa się
w dolnych warstwach, w związku z czym jego dotychczasowa równowaga stała zmienia
się stopniowo w chwiejną. Docierając nad nasze tereny powietrze to ma już
równowagę chwiejną i sprzyja silnemu rozwojowi chmur kłębiastych. Chmury te
wypiętrzają się silnie i często przechodzą w chmury deszczowe lub burzowe.
Ten typ napływających mas powietrza sprzyja wykonywaniu lotów szybowcowych,
jednak dla dłuższych przelotów nie jest zbyt korzystny, ponieważ silny rozwój
chmur powoduje znaczne pokrycie nieboskłonu - a zatem uniemożliwia podstawanie
regularnych prądów wznoszących nad rozległymi obszarami.
W okresie chłodniejszej pory roku masy te, gdy napłyną nad silnie wychłodzone
podłoże Europy Środkowej powodują tworzenie się mgły lub chmur warstwowych o
bardzo niskiej podstawie.
Powietrze arktyczno-kontynentalne (PAk). Powietrze to nabiera swoich
cech fizycznych poprzez zaleganie nad polami lodowymi strefy podbiegunowej. W
związku z tym jest silnie wychłodzone, a co za tym idzie ma bardzo małą
wilgotność bezwzględną. Jego przezroczystość jest bardzo dobra.
Powietrze arktyczno-kontynentalne napływa do nas przez północne tereny Rosji.
W lecie przemieszczając się nad tymi obszarami ogrzewa się od cieplejszego
podłoża zmieniając równowagę na chwiejną. Nad naszymi terenami sprzyja
powstawaniu termiki i ze względu na swą niedużą wilgotność bezwzględną nie
powoduje nadmiernego zachmurzenia chmurami kłębiastymi, co z kolei nie utrudnia
nasłonecznienia terenu. Powietrze to daje bardzo dobre warunki dla lotów
szybowcowych.
W okresie zimowym pod wpływem powietrza arktyczno-kontynentalnego utrzymuje
się piękna, bezchmurna, słoneczna pogoda przy silnych mrozach podczas nocy.
Powietrze polarno-morskie (PPm). Jest to powietrze, które przez
dłuższy czas zalegało nad powierzchnią mórz w strefie umiarkowanej. W związku z
tym ma ono znaczną wilgotność bezwzględną. Pod względem temperatury może ona być
dość rozmaite zależnie od tego, czy zalegało ono w północnej, czy też w
południowej części strefy umiarkowanej. Stąd też pochodzi jego dość znaczne
zróżnicowanie pod względem cech fizycznych.
Można to sobie uświadomić tym łatwiej biorąc pod uwagę, że masy powietrza
polarnego w ogóle stanowią mieszaninę powietrza arktycznego, które przedostało
się na południe od strefy umiarkowanej, a w górnych warstwach stanowi często
przemieszczone na północ powietrze zwrotnikowe. Takie powietrze arktyczne, które
przemieściło się na południe, przekształciło się w powietrze polarne i jako
takie przemieszcza się znów na północ, ma nawet swą własną nazwę: powietrze
polarno-powrotne.
Powietrze polarno-morskie świeże, tj. takie które napływa wprost znad
Atlantyku ogrzewając się w swych dolnych warstwach od jego ciepłego prądu, ma
równowagę chwiejną - co wespół z dużą jego wilgotnością sprzyja silnemu
wypiętrzaniu się chmur kłębiastych, a więc także silnym opadom i nawet burzom.
Tak przedstawia się sytuacja w lecie, w zimie natomiast wypiętrzanie się chmur
nie następuje, jednak zachmurzenie jest na ogół dość duże, z tym jednak że w
ciągu dnia ulega ono zmianom - od całkowitego pokrycia do zupełnego
rozpogodzenia lub odwrotnie.
Inaczej przedstawia się sytuacja, gdy nad nasze tereny napłynie powietrze
polarno-powrotne, tj. z południowej części strefy umiarkowanej. Jest to
powietrze, w którym wskutek dłuższego przebywania na południu wzrosła
temperatura nie tylko w dolnych, ale i w górnych jego warstwach. Ma ono w
związku z tym równowagę stałą lub przynajmniej mniejszy spadek temperatury z
wysokością niż świeże powietrze polarno-morskie. W lecie powietrze
polarno-morskie powrotne powoduje zachmurzenie przez chmury warstwowe, w zimie
natomiast sprzyja tworzeniu się mgieł.
Powietrze polarno-morskie należy do korzystnych dla szybownictwa, a w jego
masach - przy przeważających zachodnich wiatrach - ustanowiono znaczną liczbę
przelotów szybowcowych.
Powietrze polarno-kontynentalne (PPk). Powietrze to nabiera swych cech
poprzez zaleganie nad kontynentem w strefie umiarkowanej, a więc nad obszarami
Rosji lub Europy Zachodniej lub Środkowej.
W pierwszym przypadku dotyczy to powietrza arktycznego, które napłynęło nad
obszar Rosji, w drugim przypadku dotyczy to powietrza polarno-morskiego, które
napłynęło znad Atlantyku na kontynent Europy. Wpływ podłoża kontynentalnego,
które w porze letniej jest dość silnie nagrzane, powoduje wzrost temperatury
powietrza w jego dolnych warstwach, a więc wzrost pionowego spadku temperatury i
tym samym jego dużą chwiejność. Jeśli powietrze polarno-kontynentalne
przekształciło się z powietrza arktycznego, to wobec jego małej wilgotności
powstają chmury kłębiaste typu Cumulus humilis nie wypiętrzające się (chmura
kłębiasta pięknej pogody), natomiast gdy masa powietrza przekształciła się z
powietrza polarno-morskiego, rozwój chmur kłębiastych jest silny, a więc mamy do
czynienia z silnymi opadami a nawet burzami.
Zimą powietrze polarno-kontynentalne charakteryzuje się na ogół bezchmurną
pogodą i bardzo niskimi temperaturami (wobec małej wilgotności i wychładzaniu
się od podłoża).
Powietrze polarno-kontynentalne stwarza bardzo korzystne warunki dla lotów
szybowcowych umożliwiając wykonywanie przelotów, przy czym jeśli towarzyszą mu
słabe wiatry, to ten typ pogody nadaje się specjalnie do przelotów po trasach
zamkniętych (trójkąty i loty docelowo-powrotne). Jeśli powietrze
polarno-kontynentalne przekształciło się z polarno-morskiego, można także liczyć
się z korzystnymi warunkami do realizacji szybowcowych lotów wysokościowych
(chmurowych).
Powietrze zwrotnikowo-morskie (PZm). Są to masy powietrza kształtujące
się - jak sama nazwa wskazuje - w pobliżu zwrotnika i nad powierzchnią oceanu. W
związku z tym powietrze to jest dość silnie i jednolicie ogrzane, a przy tym ma
bardzo dużą wilgotność bezwzględną.
W zasadzie jest to powietrze o równowadze stałej. Jedynie w czasie lata, gdy
nagrzewanie gruntu jest zdecydowanie silniejsze niż wody, powietrze
zwrotnikowo-morskie nagrzewa się w dolnych swych warstwach silniej, a więc
wzrasta pionowy spadek temperatury i rozpoczyna się chwiejność. Powstają wtedy
wypiętrzone chmury kłębiaste i burzowe, którym towarzyszą silne przelotne opady.
Typ pogody kształtujący się w tym powietrzu sprzyja wykonywaniu chmurowych
lotów wysokościowych (uwaga - niebezpieczne!) lub lotów termicznych w
rejonie lotniska. Wznoszenia pod podstawą chmury nie są zbyt duże i należy się
liczyć z dużym zachmurzeniem towarzyszącym znacznemu rozwojowi chmur typu
Cumulus congestus i Cumulonimbus, co powoduje "wygaszanie" termiki cieniem
chmur. Pozostaje wtedy jedynie zdecydować się na lot chmurowy-wysokościowy
lub... lądować. W zimie powietrze zwrotnikowo-morskie powoduje odwilże przy
dużym zachmurzeniu niskimi chmurami warstwowymi albo mgle.
Powietrze zwrotnikowo-kontynentalne (PZk). I w tym przypadku nazwa
mówi sama za siebie. Powietrze to kształtuje się nad terenami Północnej Afryki
lub Bliskiego Wschodu (Małej Azji lub Arabii). Charakteryzuje się ono złą
przezroczystością, dużą wilgotnością bezwzględną i bardzo wysoką temperaturą.
Pogoda, która się w tym powietrzu kształtuje, zależy bezpośrednio od
temperatury podłoża, nad które powietrze to napływa. Jeśli podłoże jest gorące,
to powietrze nabiera równowagi chwiejnej, czemu z kolei towarzyszy rozwój chmur
kłębiastych i burzowych (burze bywają częste). Jeśli podłoże jest chłodniejsze
od napływającego powietrza, występuje wówczas równowaga stała, przy czym sprzyja
to tworzeniu się mgieł. Na ogól nie jest to powietrze sprzyjające wykonywaniu
lotów szybowcowych, choć nie można go wykluczyć całkowicie - oczywiście pod
warunkiem, że występuje równowaga chwiejna.
Rozpoznanie masy powietrza, która aktualnie zalega nad terenami gdzie się
znajdujemy, pozwala przy pewnej wprawie ocenić możliwości wykonywania
szybowcowych lotów wyczynowych. Nie należy się do tego zabierać zbyt pochopnie,
a zawsze - kiedy tylko jest to możliwe - zwracać się o poradę do najbliższej
placówki służby meteorologicznej.
Przedstawiona powyżej charakterystyka poszczególnych mas powietrza jest
bardzo pobieżna. Należy przy tym pamiętać, że tak jak fronty nie występują w
formie ściśle odpowiadającej ich schematom, tak i masy powietrza mogą - pomimo
zaliczenia ich do tej czy innej grupy - mieć większą lub mniejszą wilgotność,
wyższą lub niższą temperaturę itp. Tak więc nietrudno pomylić się w
przewidywaniu pogody i jej przydatności do lotu szybowcowego. Dodatkowo - należy
zawsze pamiętać o wpływach lokalnych czynników, które zwłaszcza w terenie
górskim lub nadbrzeżnym są zwykle niemal decydujące.
8. Prądy zboczoweNa pierwszy rzut oka mogłoby się wydawać, że dla
pilota szybowcowego jedynie pogoda termiczna stanowi gwarancję możliwości
wykonywania lotów - oczywiście mowa tu o lotach żaglowych a nie ślizgowych. Tak
jednak nie jest. Oprócz lotów termicznych istnieją jeszcze dwa inne rodzaje
lotów, a to zboczowe i falowe.
Zarówno w przypadku prądów zboczowych, jak i falowych ich pochodzenie jest
natury dynamicznej. Rozważmy je kolejno.
Gdy wiatr - a więc przemieszczające się poziomo powietrze - natrafi na
przeszkodę, np. w postaci zbocza górskiego, musi ją pokonać. Wiatr opływając
zbocze zmienia swój kierunek (w płaszczyźnie pionowej). Pojawia się pionowa
składowa prędkości wiatru, która nie jest niczym innym jak właśnie prądem
wznoszącym umożliwiającym wykonywanie lotu żaglowego na szybowcu. Najlepiej
wyjaśnia to rysunek 16.

Nietrudno się domyślić, od czego zależy wielkość prądu wznoszącego i jego
zasięg pionowy. Czynnikami tymi są: wiatr - a więc jego prędkość i kierunek w
stosunku do przeszkody, oraz sama przeszkoda - a więc jej wysokość oraz kształt
jej przekroju pionowego (nachylenie zbocza) i poziomego. Są to sprawy raczej
aerodynamiki a nie meteorologii, jednak dla pełniejszego ujęcia tematu poświęćmy
im chwilę uwagi.
Wielkość prądu wznoszącego rośnie wraz ze wzrostem prędkości wiatru i jest
tym większa, im kierunek wiatru jest bardziej zbliżony do prostopadłego do
zbocza góry. Nie znaczy to jednak, że im silniejszy jest wiatr, tym lepiej.
Bardzo silne bowiem wiatry utrudniają wykonywanie lotów zboczowych ze względu na
powodowanie lokalnych zawirowań, a więc burzliwości przepływu (turbulencji), co
z kolei stwarza duże trudności pilotożowe.
Im większa jest wysokość góry (oczywiście wysokość względna, tj. ponad
otaczający ją teren), tym większy jest zasięg pionowy prądu wznoszącego. Inaczej
ma się sprawa z nachyleniem zbocza. Tutaj istnieje pewne optimum nachylenia
(zależne także od prędkości wiatru), dla którego tworzą się maksymalne prędkości
wznoszeń. Prędkości te maleją, gdy nachylenie zbocza przekracza wartość
optymalną lub gdy jest od niej mniejsze.
Trzeba jeszcze dodać, że do wykonywania lotów żaglowych najkorzystniejsze są
zbocza długie, gdyż nie zmuszają pilota do stałych nawrotów w celu utrzymania
się w strefie wznoszeń.
Pozostaje do omówienia kształt poziomego przekroju góry. Zbocze stanowiące w
poziomym przekroju łuk jest korzystniejsze dla lotów żaglowych, gdy jego strona
nawietrzna jest ustawiona w stosunku do wiatru wklęsłością. Daje to w wyniku
lokalny wzrost prędkości wiatru, a więc także wzrost prędkości wznoszenia oraz
jego zasięgu. Ustawienie zbocza wypukłością pod wiatr jest niekorzystne i
zmniejsza prędkość wznoszenia oraz jego zasięg (rys. 17).

W naszych warunkach można przyjąć, że wykonywanie lotów żaglowych zboczowych
jest najwygodniejsze przy prędkościach wiatru rzędu dziesięciu metrów na sekundę
oraz przy nachyleniach zbocza około 30-35°. Pionowy zasięg wznoszeń wynosi wtedy
około 1/3 wysokości względnej zbocza.
Warto wspomnieć, że często wznoszenia powstające na drodze dynamicznej mogą
występować równocześnie ze wznoszeniami termicznymi. Stwarza to bardzo dogodne
warunki dla lotów szybowcowych, ponieważ z jednej strony ułatwia wyzwalanie się
prądów termicznych poprzez nadanie im początkowej prędkości pionowej, z drugiej
natomiast pozwala pilotowi szybowcowemu na "oderwanie się" od zbocza i
rozpoczęcie przelotu. Zbocza górskie niejednemu pilotowi pomogły w przetrwaniu
chwilowego kryzysu termicznego, a następnie ułatwiły dalsze kontynuowanie
przelotu.
Czytelnikowi może wydawać się, że zagadnieniom prądów zboczowych poświęcam
zbyt wiele uwagi. Nie dzieje się to jednak bez przyczyny. Pierwszą z nich jest
fakt, że w początkowym okresie rozwoju szybownictwa był to jedyny sposób
wykonywania żaglowych lotów na szybowcach i jako taki zawsze już pozostanie
sposobem klasycznym, choć dziś utracił niemal całkowicie swoje pierwotne
znaczenie. Druga przyczyna jest niemal ważniejsza od pierwszej. Zrozumienie
bowiem zasady opływu powietrza na zboczu ułatwia zrozumienie mechanizmu
powstawania wznoszeń typu falowego. Aby to było możliwe, trzeba zwrócić uwagę
nie tylko na to, co dzieje się w bezpośredniej bliskości zbocza, lecz sięgnąć
nieco dalej.
9. Prądy faloweWzrost prędkości przepływającego nad zboczem powietrza
powoduje, wraz ze wzrostem ciśnienia dynamicznego strugi powietrza, spadek
ciśnienia statycznego w tej strudze. To z kolei jest przyczyną zwężenia się
przepływającej nad zboczem strugi powietrza. W ten sposób zostaje zapoczątkowany
ruch falowy powietrza, który jest wynikiem sumowania się prędkości postępowej i
prędkości pionowej ruchu drgającego poszczególnych cząstek powietrza. Ruch taki
jest możliwy w masie powietrza o równowadze stałej. Dla lepszego zrozumienia -
ściślej mówiąc dla lepszego wyobrażenia sobie, jak to wygląda - radzę
przypomnieć sobie powstawanie takich właśnie fal na powierzchni wody za
kamieniem leżącym na dnie nurtu płytkiej rzeczki.
Zjawisko ruchu falowego przedstawia się prosto i przejrzyście, gdy prędkość
wiatru jest ustalona, a przeszkodę wywołującą ruch falowy stanowi pojedyncze
pasmo górskie (rys. 18). Inaczej przedstawi się sytuacja, gdy pasm górskich
będzie kilka lub gdy dodatkowo będzie się zmieniać prędkość wiatru. Możemy wtedy
mieć do czynienia ze zjawiskiem nakładania się fal, a więc z ich interferencją.
Wskutek interferencji następne fale mogą powiększać się (gdy się dodają) lub
zanikać (gdy się odejmują). Przy stałej (oczywiście) odległości pasm górskich
zmiana prędkości wiatru może wpłynąć na sumowanie się lub odejmowanie amplitudy
falowania.

Teraz, gdy zapoznaliśmy się z warunkami powstawania ruchu falowego,
zastanówmy się kiedy może on mieć znaczenie dla lotów szybowcowych. Ponieważ w
Polsce przeważająca większość pasm górskich układa się równoleżnikowo z zachodu
na wschód, zaś zjawisko fali nabiera znaczenia na zawietrznej stronie gór, stąd
prosty wniosek, że warunkiem powstawania fali jest silny wiatr południowy
(czasami południowo-zachodni) zwany u nas popularnie wiatrem halnym. Długotrwałe
obserwacje wskazują na to, że z dobrymi warunkami dla lotów falowych należy się
liczyć, gdy ośrodek niżowy znajduje się na zachód od Polski, a do naszego
terytorium zbliża się front chłodny lub front zokludowany (rys. 19).

Najczęstsze i najlepsze warunki dla lotów falowych występują zwykle późną
jesienią i wczesną wiosną. Zwykle ma to miejsce, gdy wieje wiatr halny. Ciepłe i
wilgotne powietrze przemieszczające się szybko z południa napotyka przeszkodę w
postaci łańcucha górskiego. Przekraczając go wznosi się, czemu towarzyszy
oziębienie i związana z nim kondensacja pary wodnej, a z nią opady na
nawietrznych stokach gór (południowych). W ten sposób przed szczytami gór na
stronie nawietrznej powstaje tzw. mur halniakowy. Kończy się on na linii
grzbietów gór. Po stronie zawietrznej - a więc nad północnymi stokami gór -
powietrze opada, a opadając ogrzewa się. Zachmurzenie znika i pozostaje tylko
silny ciepły wiatr.
A jak wygląda zachmurzenie na zawietrznej stronie gór? Powietrze wprawione w
ruch falowy powoduje powstawanie chmur "stojących" o budowie
soczewkowatej. Powstają one na "szczytach" poszczególnych fal (rys. 20).
W miejscach, w których wznoszące się ciepłe powietrze (teraz pozbawione znacznej
ilości wilgoci) osiągnie poziom kondensacji, tworzą się chmury. Chmury te
nieomylnie wskazują wierzchołki fal. Poza szczytami fal powietrze zaczyna opadać
i dlatego chmury już dalej nie tworzą się.

Tak właśnie powstają soczewkowate chmury pochodzenia falowego -
Altocumulus lenticularis. Łatwo je rozpoznać po charakterystycznym kształcie i po tym, że nie
przesuwają się z wiatrem (silnym), lecz pozostają stale w tym samym miejscu.
Chmury te mogą być nieraz bardzo wysokie i składać się z kilku jak gdyby pięter.
To jest niepełny opis zachmurzenia towarzyszącego warunkom sprzyjającym
wykonywaniu lotów falowych. Na niedużych wysokościach pojawiają się także inne
chmury. Są to chmury typu Fractocumulus (Cumulus postrzępiony) i
oznaczają położenie tak zwanych rotorów. Rotory są to miejsca silnych
zawirowań na zawietrznej stronie gór. Gdyby uciec się do analogii z zafalowaniem
wody mijającej kamień na dnie rzeki, można by przyrównać rotory do tzw. wiru
dennego.
Burzliwość powietrza w rotorach jest bardzo duża i dostanie się w nie na
szybowcu lub w zespole szybowiec-samolot prowadzi - w najlepszym razie - do
dużych trudności pilotażowych, zerwania linki holowniczej, a nawet może
zagrażać wytrzymałości szybowca. Nie znaczy to jednak, aby rotory były "złem
koniecznym". Znajomość zjawisk meteorologicznych i duża praktyka w lotach
falowych pozwala niekiedy na wykorzystanie wznoszeń towarzyszących rotorom w
celu nawiązania kontaktu z falą.
Występowanie wznoszeń typu falowego ma dla szybownictwa bardzo duże
znaczenie. Powstają wtedy warunki umożliwiające uzyskanie znacznych wysokości
lotu. Lot wysokościowy na fali jest wielokrotnie łatwiejszy i bezpieczniejszy od
lotu w wypiętrzonej chmurze kłębiastej, a możliwa do uzyskania wysokość jest nie
mniejsza, a nawet często bywa większa niż w chmurze (Cu cong.). Najistotniejsze
jest chyba jednak to, że uzyskanie dobrego wyniku lotu jest stosunkowo pewne,
gdyż zjawisko falowania nieomal widać (wg rozmieszczenia chmur), a sama obecność
soczewkowatych chmur niedwuznacznie świadczy o istnieniu prądów wznoszących.
Przy tym wszystkim lot odbywa się z widocznością ziemi, więc pilot przy
wyszukiwaniu wznoszeń łatwo może posługiwać się orientacją wzrokową.
Zresztą loty falowe nie tylko pozwalają na uzyskiwanie dużych wysokości.
Czasem wykonywane są także przeloty falowe. W takich przypadkach pilot
kontynuuje lot wzdłuż poszczególnych zafalowań i zwykle kończy go lotem
ślizgowym z wiatrem uzyskawszy poprzednio dużą wysokość, którą w końcówce lotu
zamienia na kilometry odległości.
Dla uzupełnienia wiadomości o warunkach sprzyjających lotom falowym warto
dodać, że zjawisko falowania - na tyle silne, aby mogło być wykorzystane przez
szybowiec - sięgać zwykło wysokości kilku tysięcy metrów, a czasem nawet
kilkunastu tysięcy metrów.
10. Przewidywanie pogodyPo zapoznaniu się z zasadami ruchu powietrza, z
zagadnieniem wody w atmosferze, z chmurami oraz frontami i masami powietrza czas
przejść do spraw związanych z określeniem stanu pogody i z jej przewidywaniem.
Są to trudne i bynajmniej nie proste sprawy. Stosunkowo najłatwiej ocenić
pogodę i - w naszym przypadku - jej przydatność do wykonywania lotów
szybowcowych w zasięgu wzroku. W ocenie tej decydującą rolę odgrywa rodzaj
zachmurzenia, obserwacja wiatru i zmian temperatury. Dla określenia naszych
przewidywań zasadnicze znaczenie mają obserwacje zmian tych czynników, przy czym
bardzo duże znaczenie ma tu dodatkowo obserwacja zmian ciśnienia.
Dzięki tym obserwacjom jesteśmy w stanie sklasyfikować pogodę, a nawet
przewidzieć jej ewentualne zmiany. Niestety jest to metoda bardzo niedokładna, a
stworzona na jej podstawie prognoza może mieć jedynie co najwyżej orientacyjny
charakter. Znacznie dokładniej możemy ocenić pogodę i jej ewentualne zmiany na
podstawie mapy synoptycznej.
Co to jest mapa synoptyczna? - Jest to taka mapa, na którą naniesiono dane
obserwacyjne z rozmaitych stacji meteorologicznych rozrzuconych w terenie. Każda
z tych stacji prowadzi w określonym czasie obserwacje i podaje je innym stacjom
do wiadomości, Z zebranych w ten sposób informacji dowiadujemy się: jakie jest
zachmurzenie, tj. jaka jest jego wielkość, podstawa i jaki jest rodzaj chmur,
jaki jest kierunek i prędkość wiatru, temperatura, widzialność, ciśnienie i jego
tendencja (wzrost, spadek). Mając te dane dla różnych punktów w terenie
dysponujemy jak gdyby mapą przeglądową pogody.
Łącząc z kolei na tej mapie miejscowości o jednakowym ciśnieniu wykreślamy
izobary, a następnie uwzględniając dodatkowo temperaturę i zachmurzenie
możemy wykreślić linie frontów. To już pozwala nie tylko określić pogodę, np. na
zamierzonej trasie przelotu, ale także wnioskować o mogących nastąpić jej
zmianach - a więc pozwala na stworzenie prognozy pogody. Tymi zagadnieniami
zajmuje się szeroka i niezwykle interesująca gałąź meteorologii - meteorologia
synoptyczna.
Nie łudźmy się! - Z tego skromnego materiału na pewno nie nauczymy się
przewidywania pogody. Mimo to jednak poświęćmy chwilę uwagi najważniejszym
zasadom zmierzającym do tego celu.
Patrząc na mapę synoptyczną w pierwszym rzędzie rzuca się w oczy układ izobar
z ośrodkami wysokiego ciśnienia i niskiego ciśnienia. Znając rozkład kierunku
wiatrów w wyżu i niżu barometrycznym względnie łatwo możemy wywnioskować, z jaką
masą powietrza mamy do czynienia, lub też z prędkości wiatru jesteśmy w stanie z
grubsza na pierwszy rzut oka przewidzieć, jakie masy powietrza zbliżają się do
nas. Patrząc dokładniej na mapę ugruntowujemy pierwsze rozpoznanie masy
powietrza odczytując takie dane jak temperaturę i widzialność. Także od razu
możemy stwierdzić wielkość i rodzaj zachmurzenia (rys. 24).
Równie widoczne jak układ izobar są też linie frontów podane umownymi znakami
w kolorach (czerwony - front ciepły, niebieski - front chłodny, fioletowy -
front zokludowany). Już na pierwszy rzut oka widać, którędy one przebiegają. W
ślad za tym pierwszym spojrzeniem na mapę idzie dalsze - odszukujemy rodzaj i
wielkość zachmurzenia, ewentualne opady i różnice temperatury powietrza przed i
za frontem.
Niestety, nie wystarczy rozpoznać pogodę na podstawie mapy. Niezależnie od
tego trzeba zdać sobie sprawę, że mapa "żyje", a naniesione na niej układy
przemieszczają się, rozbudowują lub zanikają. To jednak jest już zagadnienie
trudniejsze. Aby z niego znaleźć wyjście, trzeba porównać aktualną mapę pogody z
poprzednimi mapami. Wtedy dopiero będzie nam łatwiej przewidzieć pogodę.
Materiał ten zaczerpnięty został z "Podręcznika pilota
szybowcowego" wydanego w latach 50. Autor skryptu, inż. pilot Andrzej Abłamowicz, wybitny oblatywacz i pilot Aeroklubu Warszawskiego, nie żyje już od kilkunastu lat - nie miałem więc możliwości
poprosić Go o zgodę na opublikowanie materiału. Jestem jednak przekonany, że
pisząc ten tekst miał przede wszystkim na względzie edukowanie lotniczej
młodzieży. Myślę również, że rozpowszechnienie efektów Jego pracy przysłuży się
dobrze pamięci tego wielkiego lotnika Michał Setlak
|