تحلیل پایداری جوی و ترمال‌ها در پرواز پاراگلایدر همراه با آموزش استفاده از Windy برای بررسی ترمال‌ها

درک مفهوم پایداری جوی (Atmospheric Stability) برای هر خلبان پاراگلایدر ضروری است، زیرا این ویژگی تعیین می‌کند که آیا هوای صعودی و ترمال‌ها شکل می‌گیرند یا خیر. رفتار ترمال‌ها، قدرت آن‌ها، و حتی راحتی پرواز، همگی تحت تأثیر پایداری جو هستند.

تعریف پایداری جوی

پایداری جوی به این معناست که اگر یک توده‌ی هوا از جای خود بلند شود، چه اتفاقی برای آن می‌افتد:

• آیا به صعود خود ادامه می‌دهد؟ (ناپایدار)
• یا دوباره به سطح اولیه‌اش برمی‌گردد؟ (پایدار)
• یا در همان ارتفاع جدید می‌ماند؟ (خنثی)

پاسخ به این سؤال به نرخ کاهش دمای هوا با افزایش ارتفاع بستگی دارد.

نرخ کاهش دما با افزایش ارتفاع

با بالا رفتن از سطح زمین، دمای هوا معمولاً کاهش می‌یابد. اما این کاهش دما همیشه مقدار ثابتی ندارد و به وضعیت رطوبت و فشار بستگی دارد. سه حالت اصلی وجود دارد:

۱. نرخ کاهش دمای خشک (Dry Adiabatic Lapse Rate – DALR)

وقتی توده‌ی هوای صعودکننده اشباع نشده باشد (یعنی هنوز به نقطه شبنم نرسیده و بخار آبش تقطیر نشده است)، دما تقریباً به میزان ۱۰ درجه سانتی‌گراد در هر ۱۰۰۰ متر کاهش می‌یابد. به این مقدار نرخ کاهش دمای خشک گفته می‌شود.

۲. نرخ کاهش دمای اشباع (Saturated Adiabatic Lapse Rate – SALR)

وقتی هوا به اندازه‌ی کافی بالا برود و بخار آب موجود در آن تقطیر شود، در اثر آزاد شدن گرمای نهان، سرعت سرد شدن کمتر می‌شود. در این حالت، دما حدود ۵ تا ۶ درجه سانتی‌گراد در هر ۱۰۰۰ متر کاهش می‌یابد. این نرخ کمتر را نرخ کاهش دمای اشباع یا مرطوب می‌نامند.

۳. نرخ کاهش دمای واقعی (Environmental Lapse Rate – ELR)

در واقعیت، دمای جو ممکن است با هر نرخی کاهش یابد که لزوماً برابر با DALR یا SALR نیست. این نرخ را نرخ کاهش واقعی دما می‌گویند و اندازه‌گیری آن در بالون‌های هواشناسی انجام می‌شود.

شرایط ناپایدار، خنثی و پایدار جو

برای درک پایداری، باید مقایسه کنیم که توده‌ی هوا هنگام بالا رفتن، نسبت به محیط اطرافش گرم‌تر است یا سردتر:

• ناپایدار (Unstable): اگر دمای محیط با ارتفاع سریع‌تر از DALR کاهش یابد، توده‌ی هوای بالا رونده همیشه از محیط گرم‌تر می‌ماند و به صعود خود ادامه می‌دهد.
  نتیجه: ترمال‌های قوی، پروازهای پرانرژی ولی گاهی آشفته.
• خنثی (Neutral): اگر دمای محیط با همان نرخ DALR یا SALR کاهش یابد، توده‌ی هوا بعد از جابه‌جایی، هم‌دما با محیط است و تمایل به صعود یا نزول ندارد.
• پایدار (Stable): اگر دمای محیط با ارتفاع کندتر از DALR کاهش یابد، توده‌ی هوا هنگام بالا رفتن سردتر از محیط می‌شود و تمایل دارد به پایین برگردد.
  نتیجه: ترمال‌ها ضعیف یا غایب، پروازی نرم ولی بدون ارتفاع‌گیری.

وارونگی دما (Inversion)

در برخی شرایط خاص، ممکن است دما با افزایش ارتفاع افزایش پیدا کند  پدیده‌ای که به آن وارونگی دما (Temperature Inversion) گفته می‌شود. در لایه‌ی وارونگی، صعود هوا تقریباً غیرممکن است و ترمال‌ها در زیر آن متوقف می‌شوند. این پدیده معمولاً صبح زود، در هوای صاف و آرام رخ می‌دهد و بعد از گرم شدن زمین به تدریج از بین می‌رود.

تأثیر فصل‌ها بر ترمال‌ها

ترمال‌های بهاری (Spring thermals) باریک‌تر، کوتاه‌تر و با مرز مشخص‌تری بین هوای صعودی و نزولی هستند، در حالی که ترمال‌های تابستانی گسترده‌تر و پایدارترند.

علت این موضوع تفاوت در نرخ گرم شدن زمین و ساختار حرارتی جو بین فصول است. در بهار، زمین سریع‌تر گرم می‌شود در حالی که لایه‌های بالایی هنوز سرد هستند  نتیجه: ناپایداری شدیدتر و ترمال‌های تند و باریک.

در تابستان، جو به‌طور کلی گرم‌تر و همگن‌تر است، بنابراین ترمال‌ها آهسته‌تر ولی نرم‌تر بالا می‌روند و برای پروازهای طولانی مناسب‌ترند.

• اپ Windy را باز کنید.
• نقشه را به محل موردنظر برای لانچ/تیک‌آف ببرید.
• آیکون  Sounding را بزنید (اگر زبان فارسی استفاده می کنید عمق سنجی را انتخاب کنید) معمولاً در بالای صفحه سمت راست ظاهر می‌شود
• نمودار Sounding  مطابق تصویر بالا باز می شود.

 وقتی نمودار Sounding باز شد  چه‌چیزهایی را تنظیم کنیم

• انتخاب منبع داده: می توانید بین پیش‌بینی مدل (ICON, ECMWF, GFS و غیره) سوئیچ کنید.
• زمان / تاریخ: اگر نمودار پیش‌بینی را می‌بینید، اغلب امکان تغییر ساعت/روز برای مشاهدهٔ پیش‌بینی‌های آینده وجود دارد.
• نمای‌شکل (Skew-T / Tephigram / Emagram): بعضی نسخه‌ها گزینهٔ نمایش را بین قالب‌های مختلف تغییر می‌دهند (مثلاً Skew-T یا Tephigram).
• لایه‌های قابل‌رویت: منحنی دما (temperature)، منحنی نقطه شبنم (dew point)، و خطوط adiabatic (DALR/SALR) را می‌بینید  این‌ها همان مواردی هستند که برای برآورد پایداری نیاز دارید.نکات عملی مخصوص خلبان پاراگلایدر
• برای ارزیابی ترمال: منحنی دما و نقطه شبنم را با خطوط DALR/SALR مقایسه کنید تا ELR را تخمین بزنید و بفهمید جو ناپایدار/پایدار یا خنثی است.
• به لایه‌های وارونگی (افزایش دما با ارتفاع) دقت کنید  اگر وارونگی قوی وجود داشته باشد، ترمال‌ها احتمالاً تا زیر آن محصور می‌شوند.

جمع‌بندی برای خلبان پاراگلایدر

• هرچه نمودار دمای واقعی (ELR) به سمت چپ‌ DALR برود ← جو ناپایدارتر ← ترمال‌های قوی‌تر و صعود بهتر.
• هرچه به سمت راست‌ برود ← جو پایدارتر ← ترمال‌های ضعیف‌تر و احتمال وارونگی.

بنابراین، درک چارت پایداری و نرخ‌های دما به شما کمک می‌کند پیش از پرواز با پاراگلایدر، شرایط ترمال و احتمال ارتفاع‌گیری را بهتر ارزیابی کنید.