Дельтаклуб «Альтаир» :  Самоучитель

ТЕРМОАРИФМЕТИКА

ИЛИ ИГРЫ С ВЫСОТАМИ И ТЕМПЕРАТУРАМИ

Как-то так сложилось, что а) в последнее время ЭТОТ ВОПРОС всё настойчивее стал будоражить сознание, б) вчера было очень жаркое воскресенье без признаков термичности и в) заявление Марчука, находившегося вчера километрах в 50 (а то и больше) от меня и небезосновательно заявившего, что «потоки = 0». Пришлось вспомнить читанное и провести пару экспериментов в Екселе. В результате получил ответы на следующие вопросы:

1. Как определить степень термичности (нестабильности)?
2. Какова будет высота нижней кромки облаков?

Совсем чуток теории: воздушный пузырь (относительная влажность внутри оного - менее 100%) при подъёме имеет привычку охлаждаться со скоростью 1 градус за каждые 100 метров высоты (1/100). Такая «привычка» также называется САГом – сиречь, СухоАдиабатическим Градиентом.
Конец теории. Но запомните это хотя бы на 10 минут. Оно нам понадобится.

Вопрос №1:
Зная температуру воздуха у поверхности земли и температуру воздуха на высоте, скажем, 1000 метров, можем мы прикинуть, каковы шансы у пузыря подняться на высоту 1000 метров?

Исходные данные:
«Нулевая высота» - 180 метров. Приземная температура – 30 градусов. Температура на высоте 1000 метров – 15 градусов.

Ответ на вопрос № 1. Вариант №1.
Обратившись к Д. Пейджину, узнаю, как рассчитать индекс термичности:

Шаг 1. Берём разницу высот:
1000 – 180 = 820 метров

Шаг 2. Вычисляем, на сколько охладится пузырь при подъёме на 820 метров:
820 * 1/100 = 8,2 градуса

Шаг 3. Вычисляем температуру пузыря на высоте 1000 метров:
30 – 8,2 = 21,8 градусов

Шаг 4. Уже и так понятно, что пузырь, поднявшись на высоту 1000 метров, остался теплее, чем окружающий воздух. Стало быть – «подъёму быть!». Но завершим, всё же, дело. Вычтем расчётную температуру из реальной:
15 – 21,8 = -6,8 градусов

Шаг 5. Обращаемся к табличке:

Индекс восходящих потоков Стабильность атмосферы
10 и более очень стабильная
От 5 до 10 стабильная
От 1 до 5 ограниченно стабильная
0 нейтральная
От -1 до -5 ограниченно нестабильная
От -5 до -10 нестабильная
-10 и менее очень нестабильная

Ответ на вопрос № 1. Вариант №2.
Придумал сам, но моя мысля, боюсь, не оригинальна.
Мы просто вычисляем разницу температур для заданной пары высот (по САГу) и соотносим её с реальной.

Шаг 1. Вычисляем изменение температуры с высотой по САГу:
820 * 1/100 = 8,2 градуса

Шаг 2. Вычисляем разницу температур у поверхности и на заданной высоте:
30 – 15 = 15 градусов

Шаг 3. Получаем безразмерную величину, характеризующую степень нестабильности атмосферы на заданном промежутке высот:
15 / 8,2 = 1,83

По своей сути этот коэффициент показывает соотношение градиента реальной атмосферы (РГ) к САГу:

Отношение РГ/САГ Стабильность атмосферы
больше 1 Нестабильные условия
(атмосфера остывает быстрее, чем поднимающийся пузырь)
1 Нейтральные условия
меньше 1 Стабильные условия
(атмосфера остывает медленнее, чем поднимающийся пузырь)


Графики

На картинке изображены два графика. В легенде указано, у какого графика откуда ноги растут. Несколько замечаний:
  1. Максимумы и минимумы совпадают по оси ОХ, что подтверждает непротиворечивость эти двух методик. Может, конечно, они обе неверны, но промеж собой они в явном сговоре!
  2. На графике РГ/САГ (там ошибочно указано РГ/САХ) нас должны волновать всплески выше уровня 1,000 по оси ОY.
  3. На графике Term нас должны волновать спады ниже уровня нуля по оси ОY.

Вопрос №2:
Как выяснить высоту нижней кромки облаков?

Исходные данные:
Приземная температура – 30 градусов. Точка росы – 12 градусов.

Ответ на вопрос №2:

Шаг 1. Вспомним, что САГ – это 1 градус за 100 метров. Узнаем, разницу температур – приземной и точки росы:
30 – 12 = 18 градусов

Шаг 2. Получаем искомую высоту:
18 / (1/100), что равносильно 18 * 100 = 1800 метров

Имею наглость утверждать, что где-то оно так и должно быть.


P.S.
Предвижу вопрос: а где брать исходные данные?
Отвечаю:
Сначала читаем это.
Далее, когда доходим до страницы, что похожа на картинку, делаем:
  1. Выбираем «Choose from below»
  2. «Mean Sea Level Pressure (SFC)» проще не трогать. Мешать оно нам не будет. Но можно и на его месте (первом сверху) выбрать «Temperature – 2 meters AGL (SFC)». Это будет наша приземная температура. Ещё чем ценен этот параметр – только в паре с ним идёт «точка росы». Далее выбираем Temperature (3D) и правее выбираем:
    a. 975 mb, что будет соответствовать высоте около 300 метров
    b. 950 mb, что будет соответствовать высоте около 500 метров
    c. 900 mb, что будет соответствовать высоте около 1000 метров
    d. 850 mb, что будет соответствовать высоте около 1500 метров
    e. и т.д.
  3. Просим выводить не картинку, а только текст.

Скриншот страницы NOA ARL


Вводим код доступа и попадаем сюда:

Таблица значений температур

Остальное додумайте сами.

P.P.S. Просьба, не имеющая отношение к «Мауглям от дельтапланеризма»:
Ежели кому будет не лень, то протестируйте методики. И дайте знать, насколько всё это правда.

В игры играл МОРОЗ
30.05.05