Орографическая турбулентность. Что собой представляют роторы и стоячие волны.

Турбулентность воздуха, вызываемая неровностями местности, называют орографической. Её влияние на полёты бывает сильным в холмистой местности и, особенно в горных районах. Воздушный поток при обтекании горных препятствий деформируется. Степень и характер деформации зависит от характера набегающего потока – его скорости, направления и температуры, и от формы и размеров горного хребта, а также под каким углом встречается воздушный поток с хребтом.

Влияние горного хребта на воздушный поток начинает сказываться на значительном расстоянии. При высоте хребта 1000м воздушный поток начинает восходящее движение на расстоянии 60-80 км от него.

На наветренных склонах гор в приземном слое воздушного потока возникает множество мелких вихрей диаметром порядка нескольких десятков метров.

Над горным хребтом вследствие вихреобразования при срыве потока с кромки хребта и сгущения линий тока опасная турбулентность может наблюдаться в слое 500-1000м над вершинами гор. Здесь же могут наблюдаться и вертикальные градиенты ветра 5м/с и более на 100м.

За хребтом (на подветренной стороне) воздушные завихрения в нисходящем потоке представляют наибольшую опасность для полётов. Скорость нисходящего потока может достигать 5м/с и даже больше.

При сильных ветрах, направленных перпендикулярно к хребту, на подветренном склоне почти от самой поверхности хребта и до высоты 1-1,5км над вершиной образуется зона, в которой наблюдается интенсивная турбулентность, вызывающая сильную болтанку самолётов. Горизонтальная протяженность этой турбулентной зоны может простираться на 10-15 км от хребта. При убывании скорости ветра, направленного к хребту, до 4-6 м/с турбулентность затухает и болтанка уменьшается.

Наряду с турбулентностью на условия полёта в горных районах влияет также эффект общего подъёма воздуха на наветренной и опускание его на подветренной стороне. Поэтому самолёт на наветренной стороне хребта «тянет» вверх, а на подветренной «прижимает» к земле.

При большой скорости ветра (более 8м/с) направленного перпендикулярно к горному хребту, за подветренным склоном могут возникать вихри, называемые роторами, или турникетами.

Оси таких вихрей бывают горизонтальными и направленными параллельно горному хребту. Диаметр роторов может достигать нескольких сотен метров и более. Скорость вертикальных движений в отчетливо выраженных роторах колеблется от 5 до 10м/с. Вследствие этого в роторах наблюдается сильная турбулентность, аналогичная турбулентности в кучево-дождевых облаках. Иногда в верхней части роторного вихря образуются разорвано – кучевые облака е небольшим вертикальным развитием. Роторы часто располагаются в виде нескольких параллельных хребту полос.

Если над хребтом в слое толщиной 4-5 км наблюдается усиливающийся ветер, перпендикулярно хребту, а стратификация устойчивая (т.е. есть инверсия, изотермия или слабое падение температуры с высотой), то на подветренной стороне хребта образуются подветренные волны, называемые иногда стоячими или горными волнами. Образованию таких волн благоприятствует наличие у хребта крупных склонов.

Стоячими волнами называются потому, что их вершины и долина находятся на одном месте по отношению к хребту. Длина таких волн может быть от 5 до 50км, амплитуда 100-150м. Распространяются в высоту в несколько раз (4-5) превышая высоту хребта, могут наблюдаться во всей тоще тропосферы, иногда распространяясь в нижнюю стратосферу.

При полёте в зоне стоячих волн возникает циклическая болтанка, вызываемая чередующимися восходящими и нисходящими движениями воздуха в гребнях и долинах волн, вертикальные скорости в этом случае могут достигать10-12м/с. Наиболее тяжелые условия полёта наблюдаются в коротких волнах с большой амплитудой. В области образования подветренных волн наблюдаются резкие колебания атмосферного давления. Вследствие этого показания барометрического высотомера часто оказываются ненадежными. Иногда при полётах отмечались ошибки в определении высоты до 300м и даже 750м.