5. Вертикальные движения воздуха.

В атмосфере постоянно происходят вертикальные движения. Они играют важную роль в таких атмосферных процессах, как перенос тепла и водяного пара по вертикали, образование облаков и осадков, развитие гроз, возникновение турбулентных зон и т. д. Различают следующие виды вертикальных движений воздуха.

Термическая конвекция - возникает вследствие неравномерного нагревания воздуха от подстилающей поверхности. Термическая конвекция может быть в виде неупорядоченных токов воздуха, которые иногда называют термической турбулентностью, и, кроме того, в виде мощных упорядоченных движений больших масс воздуха, охватывающих почти всю тропосферу.

М ощная (упорядоченная) термическая конвекция н еупорядоченная термическая конвекция

Скорость конвективных движений может достигать нескольких метров в секунду, а в отдельных случаях, например в кучево-дождевых облаках, и более 20-30 м/сек.

Горизонтальная протяженность областей с конвективными вертикальными движениями воздуха может составлять несколько километров, а иногда и десятки километров.

Динамическая конвекция или динамическая турбулентность - представляет собой неупорядоченные вихревые движения, возникающие при горизонтальном перемещении и трении воздуха о земную поверхность. Вертикальные составляющие неупорядоченных вихрей составляют десятки см/сек, а иногда и м/сек.

Динамическая конвекция наблюдается в слое от земли до высоты 1-1,5 км (пограничный слой).

Д инамическая конвекция или динамическая турбулентность

В ынужденные вертикальные движения воздуха - встречаются в виде упорядоченных восходящих скольжений и в виде вертикальных движений.

Восходящие скольжения наблюдаются при натекании теплого воздуха по клину холодного. Вертикальная скорость таких движений составляет несколько см/сек, а горизонтальная протяженность зон - несколько сотен и даже тысяч км (на теплом фронте).

Вертикальные движения наблюдаются при активном подклинивании холодного воздуха под теплый (на холодном фронте) и, кроме того, при встрече и натекании воздуха на крупные препятствия: холмы, сопки, горные хребты и т. д.

Вертикальная скорость при таких вынужденных вертикальных движениях может быть от нескольких десятков см/сек (на медленно движущемся холодном фронте) до нескольких м/сек, а иногда и до 15-20 м/сек (в облаках быстро движущегося холодного фронта и при вынужденном движении воздуха вдоль склонов гор).

Волновые движения воздуха - возникают на слоях инверсий (на их верхней и нижней границах) вследствие разности плотности и скорости движения воздуха над и под инверсией. В вершинах волн имеет место восходящее, в долинах нисходящее движение воздуха.

Волновые движения в атмосфере также могут наблюдаться и над горами на их подветренной стороне (подветренные или стоячие волны).

Высота, до которой может распространяться восходящий воздушный поток, называется уровнем конвекции.

Уровень конвекции является верхней границей болтанки ВС, вызываемой неустойчивым состоянием атмосферы.

Вертикальные движения воздуха вызывают болтанку и броски ВС, усложняющие пилотирование.

Вертикальные потоки крупного масштаба могут вызвать большие вертикальные перемещения ВС иногда на несколько тысяч метров вверх или вниз. Это особенно опасно при полетах на высотах близких к практическому потолку самолета, или при полетах в горных районах на подветренной стороне хребта, где сильны нисходящие воздушные потоки.

Вертикальные движения воздуха приводят к образованию опасных для полетов кучево-дождевых облаков, сопровождающимися грозами, шквалистыми ветрами, ливневыми осадками, градом.