Реальный градиент

Мы говорили во второй главе, что поднимающийся или нагревающийся воздух приводит к нестабильности. Термик является порцией воздуха, которая и нагревается и поднимается. Давайте рассмотрим как на него влияет типичный градиент температуры.

На рисунке 174 показано в среднем изменение градиента у земли в течение суток. Утром мы видим наличие инверсионного слоя у земли. Вспомним, что градиент - это просто график изменения температуры от высоты. Инверсия - это слой, где этот график показывает, что воздух более теплый или недостаточно холодный, чтобы быть нестабильным.

Утренняя приземная инверсия объясняется тем, что земля за ночь остыла и остудила нижний слой воздуха. В горах ночные бризы вниз по склону могут создать толстый слой холодного воздуха у земли, то есть толстый слой инверсии (не редкость 300 м). Вечерняя термичность, облака и ветер могут уменьшать толщину инверсионного слоя из-за перемешивания воздуха в нижних слоях и уменьшения потери тепла поверхностью излучением.

Возьмем точку на оси температур, например, 19 или 21° (график на рисунке 175). Термический поток с такой начальной температурой поднимается в приземном слое инверсии, затухая, до выравнивания температур. На высоте, где температуры выравниваются, подъем прекращается, начинается перемешивание с окружающим воздухом. Если прогрев очень сильный и температура воздуха у поверхности больше 23°, то поток пробивает инверсию. Этот процесс продолжается, что приводит к прогреву слоя воздуха у поверхности. Со временем толщина прогревающегося слоя увеличи-вается. На рисунке 174 это отражается изменением графика в нижней части.

Усиление солнечного прогрева поверхности приводит к увеличению толщины прогреваемого слоя. Увеличение температуры из-за прогрева приводит к подъему нижней границы слоя инверсии. Из-за своеобразной формы на графике это часто называют курок температуры (trigger temperature), образно говоря, нажав на который, природа выпускает термические потоки.

Как мы видим на графике (рис. 174) приземная инверсия постепенно " размывается" теплым воздухом. Позже, к вечеру этот процесс идет в обратном направлении. Очень сильная инверсия, бывающая после ясных холодных ночей приводит к затягиванию времени на прорыв слоя инверсии и обещает хорошую термичность до позднего вечера. В таких условиях земля прогревается быстро, потому что тепловая энергия как бы попадает в ловушку в нижнем слое воздуха. Это может проявиться в том, что вдруг возникает термичность, хотя до этого момента ничего не было. В приложении 5 мы увидим, как определять время выравнивания градиента, разрушения слоя инверсии у земли.

Некоторые выводы: