توربالانس و بادها: چطور هوا را بخوانیم

هوا برای خلبان پاراگلایدر هم سوخت است و هم خطر. در این مقاله انواع توربالانس، چگونگی تولد ترمال و بادهای منطقه‌ای را می‌شناسیم تا بتوانیم هوا را «بخوانیم».

انواع توربالانس

وقتی جریان هوا از یکنواختی خارج می‌شود، از حالت خطی به غیرخطی و آشفته تبدیل می‌شود که به آن توربالانس (turbulence) می‌گوییم. چهار نوع اصلی دارد:

• روتور (mechanical turbulence): در اثر عبور هوا از روی جسم جامد ثابت، پشت آن جسم ایجاد می‌شود. وسعت روتور به ابعاد جسم و شدت آن به سرعت باد بستگی دارد.
• ترمال (thermal turbulence): در مرز بین هوای گرم و سرد، به‌خاطر اصطکاک ایجاد می‌شود.
• شیر (shear turbulence): وقتی دو سیال با اختلاف سرعت یا جهت از روی هم عبور می‌کنند؛ گستردگی آن تقریباً افقی است.
• ویک (wake turbulence): ردپایی که جسم در حال عبور از سیال از خود به‌جا می‌گذارد. هرچه وسیله کندتر یا بزرگ‌تر باشد، ورتکس و ویک بیشتری دارد.

هر کدام از این‌ها می‌تواند عامل گاست باشد، چون جریان هوا را از خطی به غیرخطی تبدیل می‌کند.

ترمال چگونه متولد می‌شود؟

نور خورشید از بسته‌های انرژی به نام فوتون تشکیل شده. وقتی به زمین می‌تابد، بخش‌هایی که گرماپذیری بیشتری دارند گرم‌تر می‌شوند. اجسام تیره‌تر انرژی بیشتری جذب می‌کنند (جسم سیاه همهٔ طول‌موج‌ها را جذب می‌کند)، و سطوحی که نور با زاویهٔ نزدیک‌تر به عمود به آن‌ها می‌تابد، فوتون بیشتری در واحد سطح دریافت می‌کنند.

انرژی گرمایی به سه طریق منتقل می‌شود: تابشی، رسانشی و هم‌رفتی. زمین گرما را تابشی جذب و رسانشی به هوای مجاور منتقل می‌کند. هوای گرم چگالی کمتری دارد، پس هوای سرد پرفشار اطراف جایگزین آن شده و هوای گرم را به‌صورت هم‌رفتی به بالا می‌راند؛ همین ستون هوای گرمِ بالارونده ترمال است.

بادهای منطقه‌ای

بادها بر دو نوع کلی‌اند: منطقه‌ای (local) و فرامنطقه‌ای (general). چهار بادِ منطقه‌ای مهم:

• نسیم دریا (sea breeze): روز، خشکی زودتر گرم می‌شود و کم‌فشار؛ باد از دریا به خشکی می‌وزد.
• نسیم خشکی (land breeze): شب، خشکی زودتر سرد می‌شود؛ باد از خشکی به دریا می‌وزد.
• باد درّه‌به‌کوه (anabatic wind): روز، دامنهٔ کوه زودتر گرم می‌شود؛ باد از دشت به سمت کوه بالا می‌رود.
• باد کوه‌به‌درّه (katabatic wind): شب، هوای دامنه سردتر و سنگین‌تر می‌شود؛ باد از کوه به سمت دشت سرازیر می‌شود.

چند اصطلاح مهم

• تدرج باد (wind gradient): اختلاف سرعت و جهت باد نسبت به ارتفاع از سطح زمین. معمولاً هرچه بالاتر برویم سرعت باد بیشتر می‌شود.
• برش باد (wind shear): تغییر ناگهانی سرعت و جهت باد، که می‌تواند افقی، عمودی یا ترکیبی باشد.
• ویند چیل (wind chill): از دست دادن تدریجی دمای بدن بر اثر برخورد جریان هوا و تبخیر رطوبت.