Podniesienie orograficzne

Opad orograficzny porusza się powietrze napotyka na przeszkodę w terenie , że siła do wyrośnięcia. Ta przeszkoda może być stopniowe, jak stoku z Wielkich Równin Ameryki Północnej, lub być strome tak z góry. Powoduje to opadanie powietrza, skręcanie za róg i zmianę temperatury rosnącą z różną szybkością, ponieważ jest nasycone lub nienasycone. Wynika z odchylenia zgodnie z suchym gradientem adiabatycznym, o ile nie jest nasycony. Następnie zmiana jest dokonywana zgodnie z szybkością mokrego gradientu adiabatycznego (lewa część obrazu) i będą powstawały chmury. W obu tych przypadkach, jeśli tempo zmian temperatury uniesionej masy powietrza staje się większe niż otoczenia, unoszone powietrze staje się niestabilne .

Teoria

Stabilne powietrze

Załóżmy, że powietrze jest stabilne (uwarstwione z równoważną potencjalną temperaturą rosnącą wraz z wysokością) i przepływ laminarny, w którym wiatr zwiększa się wraz z wysokością. Powietrze poruszające się w pobliżu ziemi podąża za konturami terenu. Kiedy napotka przeszkodę, musi wznieść się po jej zboczu, a jego temperatura spada zgodnie z prawem Laplace'a . Jest to komponent prostopadły do ​​przeszkody, który określa prędkość wznoszenia, pomniejszoną o tarcie warstwy blisko podłoża. Dlatego prędkość wiatru przyziemnego wzdłuż zbocza stopniowo maleje wraz z wysokością w taki sam sposób, jak kula o początkowej prędkości „  X  ” zwalnia podczas wznoszenia się po pochyłej płaszczyźnie.

Jednak warstwa powietrza nad pierwszą jest cieplejsza od powietrza unoszonego w przypadku stabilnej masy powietrza i blokuje ruch pionowy po zboczu. Ogranicza to wysokość, jaką powietrze powierzchniowe może osiągnąć na zboczu przeszkody:

Ogólnie rzecz biorąc, można określić, czy przepływ powietrza może osiągnąć szczyt, obliczając energię kinetyczną wiatrów i energię potencjalną, którą musi pokonać masa powietrza . Liczba Froude'a jest stosunkiem tych dwóch wielkości i musi być większa niż 1, aby doprowadzić do przeregulowania. Jednak generalnie powinno być więcej niż 1,5 z powodu tarcia.

Niestabilne lub warunkowo niestabilne powietrze

Jeśli powietrze jest niestabilne, zmiana temperatury na wyniesionej działce jest wolniejsza niż w otoczeniu. Mamy wtedy sytuację, w której temperatura działki jest wyższa niż powietrze, które ją otacza, a zatem jest mniej gęsta. Poddaje się archimedesowemu pchnięciu w górę i wchodzi w konwekcję. Jeśli powietrze jest niestabilne warunkowo, struktura temperaturowa między powierzchnią a pewną wysokością jest stabilna, a następnie niestabilna, poziom konwekcji swobodnej (NCL). W tym przypadku mamy sytuację hybrydową: w zależności od siły wiatrów powierzchniowych będziemy mieli sytuację podobną do tej ze stabilnym lub niestabilnym powietrzem, w zależności od osiągniętej wysokości.

Powiązane chmury

W zależności od stabilności powietrza i jego zawartości pary wodnej można wygenerować następujące chmury orograficzne :

Stabilne powietrzeNiestabilne powietrze

Szybownictwo

Przy dobrej pogodzie z wyciągu orograficznego mogą korzystać piloci szybowcowi , lotni i paralotniarze . Jest to szczególnie prawdziwe we wschodnich Stanach Zjednoczonych . Linie grzbietów Appalachów są zorientowane na południowy-zachód i północny wschód i są stosunkowo ciągłe. Ponadto, biorąc pod uwagę ich orientację, najkorzystniejsze warunki panuje przy przepływie północno-zachodnim, czyli po przejściu zimnego frontu . Daje to doskonałe połączenie wyciągu orograficznego i termicznego .

W tych warunkach w tym regionie odbyły się rekordowe loty. Najlepszym miejscem do wykonywania stoków lotów jest dolina Sequatchie River  (in) w Tennessee , która ma 100 km długości. To zbocze jest używane przez lotnie w Dunlap, a rzadziej przez szybowce z Jasper .

Gdy powietrze jest stabilne, winda orograficzna pozwala tylko na loty lokalne, ponieważ opuszczając wspomniany stok, znajdujemy się w obecności stabilnego powietrza i dlatego nie może powstać siła nośna termiczna.

W pobliżu pionowych klifów zwykle występuje obszar turbulencji z opadającym powietrzem w pobliżu podstawy klifu, ale także nadająca się do eksploatacji winda. Zjawisko to wykorzystał Orville Wright , ustanawiając w 1911 roku rekord czasu lotu wynoszący 11 minut. Po drugiej stronie terenu mogą powstawać fale orograficzne (i wirniki ), które również mogą być wykorzystane przez pilotów szybowcowych do zdobywania wysokości.

Zobacz też

Uwagi i odniesienia

  1. Julien Vetter, Wkład mezoskalowego kodu obliczeń meteorologicznych do klimatologii opadów w strefach ulgi: Zjawiska związane z reliefem w stabilnej atmosferze , Cemagref, coll.  „Praca J. Vettera”,5 lipca 2004( czytaj online [PDF] ) , str.  14-17.
  2. Julien Vetter, Wkład mezoskalowego kodu obliczeń meteorologicznych do klimatologii opadów w strefach ulgi: Zjawiska związane z reliefem w niestabilnej atmosferze , Cemagref, coll.  „Praca J. Vettera”,5 lipca 2004( czytaj online [PDF] ) , str.  17-21.
  3. (w) JFP Galvin, „  Example of a banner cloud forming in the lee of the Matterhorn  ” , University of Washington (dostęp 12 listopada 2008 )
  4. Daniel Wolff, „  L'ascendance de slope  ” , na www.grandvol.com , Fédération française de parachutisme ,2020(dostęp 31 października 2020 ) .