Турбулентност: Разлика между версии

* около и вътре вътре във фронт от кълбести облаци;

Приземният въздушен слой с височина до 200-300 метра е слой на неустойчива атмосфера и винаги се намира в динамично състояние. Причините за това състояние е, че при липсата на външни въздействия, пограничният въздушен поток се премества над земната повърхност праволинейно с равномерна постоянна скорост, характерна за целия поток. Когато се появят външни въздействащи сили, енергията им се отдава на потока, в резултат на което във въздуха настъпват турбулентни процеси. Външната енергия предизвиква преместването на голямо количество от неговите въздушни частици и в потока се създават вихри със значителна маса с неуточнена продължителност, сила и посока. ЗаСтепента тозина въздушентурбуленцията слойна итози степентавъздушен на турбуленциятаслой, както и промяната на праволинейното му преместване се определя от силата на източникавъншния източник. Основно източниците на външни въздействия на приземния въздушен поток са:

* механично препятствие, дължащо се в по-голяма или по-малка степен на формата на нагънатия [[релеф]] на терена. Колкото е по-голямаголямо препятствието, толкова по-големи са и вихрите. Овалните релефни форми, макар и големи като препятствия, се обтичат по-добре от околоземния въздушен слой и се създават по-малки вихри от тези създадени от стръмните и високи планински склонове. Съществува обратна пропорционалност между размера на вихрите и скоростта им на движение - когато един вихър се разпада на по-малки, то тяхната скорост се увеличава, с което по законите на физиката се запазва момента на количеството на движение на въздушната маса. С това интензивността на въздействие върху летателния апарат е по-висока, макар и по-краткотрайна. Плътността на въздуха влияе върху интензивността на вихрите създаващи турбулентността на атмосферата. Зимно време и при ниски температури, поради по-високата плътност на атмосферата, вихрите, са по-интензивни и турбулентността е значителна в приземния атмосферен слой, отколкотосравнена с тази на по-голяма височина при същите ниски температури.

* конвекцията, изразяваща се в статичната неустойчивост на въздуха, е в резултат на слънчевото греене, земния релеф и характера на растителността или водните басейни по повърхността на земята. Устойчивостта или неустойчивостта се определя от вертикалния градиент на [[температура]]та. При стойност на този градиент '''10 ⁰С/km''', атмосферата се намира в безразлично равновесие. При случай на сух въздух, когато този градиент е по-висок, слоя въздух е неустойчив. На височини над приземния, настъпва активно размесване на въздушните частици на топлия въздушен поток и топлиянеговия топъл фронт от земната повърхност намалява температурата си, катодокато се достигадостигне дадо нормалния температурен градиент.

* пориви на вятъра. Мощни струйни течения с висока турбуленция се появяват при преместването на студен фронт към ниския приземен топъл приземен слой въздух. Топлия слой се разрушава бързо, нееднородните вихри създадени от смесването на двата фронта и изместването на приземния слой въздух от въздушните течения на студения фронт, пораждатса причина да се породи турбуленция с висока интензивност.

За практическо количествено определяне на устойчивостта или неустойчивостта на въздуха, се ползва т. нар. '''число на Ричардсън'''. То е критерий, който се определя от отношението на енергията на свободната конвекция на въздуха към енергията от изменението на хоризонталната скорост на въздуха за определена височина. При '''R_i< 0,03''' въздушната маса е в състояние на безразлично равновесие. При '''R_i> 0,25''' възниква турбулентност, като при по-ниски стойности се дължи на вертикалния градиент от скоростта на вятъра, а при по-високите стойности турбулентността се дължи на конвекцията.

Характерът на турбулентността зависи от всека от гореизброените причини, но обикновено те действат едновременно и в различни комбинации по степен на сила. Обикновено влиянието на механичните препятствия за турбулентни вихри във височина, най-силно е изразено в ранните следобедни часове. иТе едостигат сдо височина, спрямо тази на релефа, от 0,3 до 4 пъти (за високи и дълги планински вериги). Свободната конвекция също влияе върху създаването на турболентни вихри. Над водната повърхност влиянието е несъществено, над равна открита местност достига до 6 метра, а над гористи и планински местности достига до 600 метра.

Турболентността дължаща се на топлиннитопли въздушни потоци при сух въздух (наричана още термическа турбулентност), достига до височина 600-800 м.m, в при наличие на кълбесто-дъждовни [[Облак|облаци]] с висока влажност, се проявява ина височини от при няколко километра. Най-силна турбулентност по тази причина се създава в ранните следобедни часове, когато нагряването на земната повърхност е най-високо.

Съществена заплаха за безопасността на полетите представляват свободните атмосферни турбулентни структури с мащаб от порядъка на габаритните размери на въздухоплавателното средство и по-голям. Тези структури предизвикват значителни изменения в разпределението на скоростите и наляганията по носещите повърхности на [[Летателен апарат|летателните апарати]] и могат да доведат до опасни натоварвания на конструкцията, както и до проблеми с устойчивостта и управляемостта. Пилотът При полет на малки височини, пилотът управлява летателният апарат в зона с турбуленция с усещания за удари в крилата или завъртане с удари в хоризонталната равнина на полета при малки височини. При височина от 100-300 метра въздействието върху апарата е по-меко и по-често това са резки, но меки пропадания или издигания <ref>Осташов,В.Г.Дельтапланеризм, Академия наук СССР, Сибирское отделение, Издательство „Наука“, Новосибирск, 1983, с.89 </ref> В популярния непрофесионален език това явление се определя некоректно и неточно като [[въздушна яма]]. Такива турбулентни въздействия, понякога доста мощни, се проявяват при полет и на голяма височина (10-12 km) в зоната на прехода океан-континент.