Studie proudění v nelabilní atmosféře - Železné hory, 1988

Proudění v nelabilní atmosféře v prostoru letiště Podhořany v Železných horách
Teoretická řešení (grafy), praktická pozorování byla prováděna v oblasti Železných hor – respektive v jejich části, která leží v pracovním prostoru (okrsku) letiště Podhořany.

Železné hory patří mezi menší pohoří a jsou hlavním hřebenem situovány na směr větru 250-270° a proto jsou také známé plachtařským využitím pro svahové létání.
Při podrobnějším rozboru okolí Železných hor – především výškopisu a jeho srovnáním s praktickým pozorováním za letu při různých synoptických situací, si přirozená zvídavost vynutila provedení vertikálních řezů terénem ve směru proudění vzduchu za těch synoptických situací,kdy byl prakticky zaznamenán vertikální pohyb atmosféry (stoupání) v proudící stabilní vrstvě v prostoru Železných hor.

Z praktických pozorování v létech 1948-1973, kdy bylo s ohledem na leteckou i mimo víkendy, možno provádět serióznější systematická pozorování.Je jasné že v pracovním prostoru letiště Podhořany můžeme v proudící vrstvě vzduchu s proměnlivou rychlostí od 0 do 20 m/s a větší, pozorovat několik základních typů proudění a to nejen při převážném směru větru 250-270° t.j. kolmo na svah Železných hor.

Vyskytují se dále uvedené typy proudění:

1.) proudění nevírové
2.) proudění vírové
3.) proudění vlnové
4.) proudění rotorové
5.) proudění chaotické

Přechody jednotlivých typů proudění jsou v širokém rozsahu rychlostí plynulé a to především v závislosti na směru a rychlosti větru a převýšení hřebene.
Jednotlivé typy proudění jsou popsány např. v letecké meteorologii od RNDr.Jiřího Forchgotta (SNTL 1953) nebo jiné odborné literatuře.Někdy dochází i ke kombinaci vlivů, které způsobují vznik plachtařsky využitelného proudění a to především hlavního hřebene Ž.hor a jeho závětří.

Za použití teoret.řešení (Kuttner, Lyra) byly vysvětleny tři základní plachtařsky využitelné systémy proudění, pro které byla vypracována příslušná schemata proudění za použití vertikálních řezů terénem a zakreslení zeměpisné polohy nosných polí do topografie okrsku letiště Podhořany.Ze znalosti těchto podkladů a osnovy pro létání ve vlně při dodržení všech ostatních nařízení platných v aeroklubech svazarmu vychází praktická činnost pilotů a úspěšné využívání vlnového proudění ke sportovní činnosti.

Jsou to dále uvedené systémy proudění:

• 1.) Vlnové proudění v Ž.horách při směru větru 150-160°.Je patrné, že při rychlosti větru 7 m/s a větší a dostatečně silné vrstvě se stabilním gradientem ve které se nemění směr a rychlost větru s výškou, dochází v přízemní vrstvě ke vzniku periodických horizontálních vírů.(Výsledný systém je kvasistacionární) Za přítomnosti dostatečné vertikální vrstvy se stabilním gradientem dojde k rozvlnění této vrstvy, ke vzniku vlnového proudění a při dostatečné vlhkosti i ke vzniku Fc na rotorech a Ac lent na inversních hladinách.

  

  Při dostatečné rychlosti větru se posouvá druhý rotor v přízemní vrstvě za vrchol hřebene „Míčov“ a zesiluje proudění v jeho závětří, což vede k resonančnímu zesílení třetího rotoru, který pulsuje skokem proti větru v prostoru letiště.Druhý rotor v prostoru silnice slavkovice-Vyžice.Nejslabší je první rotor.Někdy je možné navázání do turbulentního stoupání 3.rotoru z navijákového startu.Do druhého rotoru je nutný vlek, nebo přeskok při dostatečné výšce ve stoupavém proudu 3 rotoru.Byly zaznamenány a využity situace při čisté obloze a bez Fc na rotoru.Také situace při 6-7/8 Sc, Fc v přízemní vrstvě a čisté obloze nad touto vrstvou, ale i situace s tvorbou Ac lent ve vyšších hladinách i patrech.
  Teoretický dosah 4500 m sol Podhořany.Prakticky zatím dosaženo 3300 m sol Podhořany. Provedena řada letů, při kterých bylo dosaženo výšek 2300-2500 m sol Podhořany.V těchto hladinách stoupání sláblo buď pro stočení větru nebo pro jeho zeslabení pod 7 m/s.

• 2.) Vlna nad překážkou při směru 250-270°. Při některých povětrnostních , kdy za uvedeného směru větru se využívá hřeben Železných hor v celé délce pro svahové létání, pozorujeme ve stoupavém proudu svahového létání ve výškách kolem 700 m sol Podhořany značnou turbulenci.Obvykle-především před nástupem teplé fronty, se tvoří v těchto výškách oblačnost typu Fc, Cu.Při prolétnutí turbulentní vrstvou se za přítomnosti dostatečně silné vrstvy vzduchu se stabilním gradientem tato vrstva deformuje a vytváří nosné pole s laminárním prouděním, které zasahuje do značných výšek.Odhad max.výšky této deformace je 4500 m sol Podhořany.Dosud max.dosažená výška 4200 m sol Podhořany.Protože proudění vzduchu v hladinách 0-5000 m při směrech větru 240-270° přes hřeben Železných hor a zesilováním větru s výškou při přítomnosti stabilní vzduchové hmoty nebo inverzní vrstvy, bývá většinou za synoptických situací, kdy nastupuje od W teplá fronta, bývá i při existenci stoupavého pole do značných výšek jeho využitelnost omezena nasouvající se vrstvou frontální oblačnosti typu As až Ns a obvykle je let ukončen pro déšť od SW až W a stáčení větru.

  

  Přesto za těchto situací, byla v létech 1948-1973 provedena řada letů v této „vlně nad překážkou“ při dosažení výšek 1700-3400 m sol Podhořany.
  Z vertikálního řezu terénem (především v části tzv. hlavního nebo velkého svahu), t.j. mezi Lichnicí a Lipovcem je patrný pravděpodobný mechanismus proudění, kde je naznačena i poloha rotoru od terénní vlny na čáře Vinaře-Vinice, která zřejmě vytváří dvojici, která zesiluje konečný efekt tohoto systému a následnou deformaci stabilní vzduchové hmoty.
  Navázání je možné ze svahového létání, návrat na letiště rovněž po svahu.Za větší vlhkosti je nutné věnovat pozornost tvorbě nízké oblačnosti v prostoru svahu.

• 3.) Vlna za hřebenem Železných hor při směru větru 050-070°. Tato vlna je klasickým případem vlnového proudění, kdy za hřebenem Železných hor směrem do Čáslavské roviny se vytvoří systém horizontálních vírů, který při rychlosti větru větší než 6-7 m/s, která s výškou zachovává rychlost i směr, kde při stabilním teplotním zvrstvení dochází k rozvlnění vzduchové hmoty a vzniku vlnového proudění.Nosné pole první dvojice rotorů je v tomto případě vzdáleno 6 km po větru ve směru od letiště a v závětří svahu.Vzhledem k tomu je nutný start do této vlny ve vleku, prakticky nad spodní ze dvojice rotorů, t.j. do výšky min.800 m sol Podhořany.Pro eventuelní návrat k letišti po vypnutí.

  

  V této vlně bylo provedeno také několik letů při různém pokrytí oblohy. Statisticky je s ohledem na směr větru potřebný ke vzniku této vlny její výskyt na třetím místě.
  Na schématu proudění, který je zakreslen do vertikálního řezu terénem na hlavním svahu je patrné, že jde o klasický případ závětrné vlny.

U všech tří systémů platí, že jejich existence závisí na dodržení tří základních podmínek:
a) Dostatečná rychlost větru v přízemní vrstvě, která s výškou zůstává stejná nebo zesiluje.
b) Správný směr větru v přízemní vrstvě, který se s výškou nemění.
c) Přítomnost dostatečně vertikálně mocné vrstvy se stabilním gradientem.

Není-li některá podmínka splněna nebo se v průběhu dne mění, pak je nutné počítat s tím, že proudění přechází na některý z 5-ti typů uvedených v úvodu a přestává být plachtařsky využitelné.

Použitá literatura:
Letecká meteorologie – RNDr. Jiří Forchttgott SNTL 1953 str. 119-148
Praktická pozorování pozemní i za letů v letech 1948-1973
Křídla vlasti ročník 1958, č.2 str.29

Vladimír Klinský
Podhořany, duben 1988