تئوری پرواز با پاراگالیدر

«قدماتیسطح م»

Paragliding Theory

for

"Novice Pilots"

فهرست

عنوان صفحه عنوان صفحه

11 Sea breeze – Land breeze 1 Airfoil

11 Katabatic wind – Anabatic wind 1 Fly Path

21 Chord Line 1 فشار جو

21 (Angles)زوایا در پاراگالیدر 2 (Stability)انواع پایداری

31 The Laps Rate 2 نیروهای وارد بر پاراگالیدر

31 3 Glide Ratio (Turbulence) توربوالنس

41 Sink Rate 3 پایداری و ناپایداری

41 Aspect Ratio 3 و ناپایداری نشانه های پایداری

51 Drag 4 علت تشکیل ابر

61 5 Adverse Yaw (Lifting the Air) نیروهای باالبر هوا

61 5 Crab Technique (Dew point) نقطه شبنم و ارتفاع ابرها

71 انواع آن و 6 Stall (Cloud Types) ابرهاانواع

81 The Atmosphere)جو و ترکیبات آن ) 7 (High level Clouds) ابرهای ارتفاع باال

Properties of the Air)) خواص جو 7 (Middle level Clouds)ابرهای ارتفاع متسوط 19

02 جو و الیه های آن 8 (Low level Clouds) ابرهای ارتفاع پایین

12 انتقال انرژی حرارتی 8 ابرهای جوششی با رشد عمودی

22 (Wind)باد 9 های هواتوده ها و جبهه

32 (Wind Gradient)تدرج باد 10 ترمال ها چگونه به وجود می آیند ؟

42 01 جریان های هوای اطراف ترمال (Wind Shear)برش باد

42 01 (Ridge Soaring) پرواز در ریج (Wind Chill)سرمای حاصل از باد

Airfoil ( از سطوح آن، قوانین آیرودینامیکی بر روی آن عمل نموده و Airflowشکلی است که در اثر عبور جریان هوا )

همچنین کمترین مقاومت را در مقابل عبور جریان هوا را دارا می باشد.

در تصاویر زیر، برش عرضی بال، که به شکل ایرفویل می باشد را مشاهده می نمایید:

Fly Path به صورت یک خط مستقیم مایل به جلو و پایین می باشد. ( Fly Path )ر پرواز در یک وسیله پروازی بدون موتور مسی

Chord Line نام دارد. ( Chord Line )خط مستقیم فرضی، که لبه حمله را به لبه فرار متصل می کند، خط وتر

وتر همواره افقی نبوده، بلکه با سطح افق زاویه دارد.

1

(Angles )زوایا در پاراگالیدر Chord Line وHorizon Line وFly Path :با یکدیگر زوایایی می سازند که عبارتند از

1- Attitude Angle :)زاویه حالت(

Chord Lineو Horizon Lineعبارت است از زاویه بین

2- Glide Angle سرش(: )زاویه

Fly Pathو Horizon Lineعبارت است از زاویه بین

3- Angle of Attack حمله(: ویه)زا

Fly Pathو Chord Lineعبارت است از زاویه بین

(Aerodynamic Forces)نیروهای وارد بر پاراگالیدر

نمایش میدهیم. CP = Center of Pressureدر یک سوم جلویی بال، مرکز فشار قرار دارد که آنرا با

قرار دارد. (CP)مرکز تاثیر نیروهای آیرودینامیکی بر بال، در این نقطه

Thrust.نیرویی است که پاراگالیدر را به جلو میراند :

این نیرو بر روی زمین به وسیله دویدن و در هوا به وسیله موتور تامین می شود.

آنها را به جلو میراند. Liftو Weightدر گالیدر های بدون موتور، برآیند نیروهای

Weightجرم جسم. : عبارت است از تاثیر نیروی جاذبه بر

در پاراگالیدر فقط وزن خلبان تاثیرگذار نیست، بلکه وزن کل مجموعه پروازی، وسیله را به طرف پایین می کشد.

Lift نیرویی است هواره عمود بر :Fly Path .که تمایل بر باال بردن پاراگالیدر دارد

Dragیرویی است همواره مخالف جهت مسیر پرواز : ن(Fly Path).

عمود است. Liftبوده و بر نیروی (Fly Path)همواره در امتداد مسیر پرواز Dragنیروی

2

R.F.A (Resultant Forces Aerodynamic)برآیند نیروهای آیرودینامیکی :

R.F.A عبارت است از برآیند نیروهایLift وDrag.

و R.F.A؛ نیروهای "برای هر عملی، عکس العملی وجود دارد، هم اندازه و خالف جهت آن " :طبق قانون سوم نیوتون

Weight .یکدیگر را خنثی می کنند

یکدیگر را خنثی می کنند. Dragو نیروی Weight (Air Speed)و Liftهمچنین برآیند دو نیروی

در نتیجه برآیند نیروها صفر بوده و مسیر و سرعت پرواز

."مگر نیرویی به آن وارد شود "ثابت می ماند،

به صورت دیگر حرکت یک پاراگالیدر در هوا به عبارت

می باشد. حرکت یکنواخت خطی

Glide Ratio

یند.می گو Glide Ratioنسبت مسافت افقی طی شده به افت ارتفاع را

Sink Rate می گویند Sink Rateمیزان افت وسیله در واحد زمان را

می باشد. m/sو واحد آن

Aspect Ratio (A.R) :نسبت منظری

A.R = Wing Span / Chord Line A.R = Wing Span x Wing Span / Chord Line x Wing Span

/ Area 2A.R = Wing Span Wing Span، (Project) در حالتی که بال در پرواز است

.قرار دارد (Flat)کوچکتر از حالتی است که بال بر روی زمین

در نتیجه :

Flat Aspect Ratio > Project Aspect Ratio

3

Drag

همواره مخالف جهت مسیر پرواز. نیرویی است

:Dragانواع

1. Parasitic Drag:

، که به دو صورت می باشد:مقاومت اجسام در مقابل عبور جریان هواعبارت است از

Form Drag: Drag ایجاد شده در اثر شکل اجسام

Skin Drag: Drag ایجاد شده در اثر جنس سطح اجسام

2. Induced Drag :

Lift markerمقاومت عبارت است از

ها در مقابل عبور جریان هوا.

(. Vortex) مانند

:Dragنمودار

4

Adverse Yaw

یک سمت را می کشیم، با خم شدن لبه فرار، زاویه حمله بال همان سمت زیاد می شود. Brakeدر پرواز، هنگامی که

زیاد شده و در لحظه اول، باعث می شود تا کل کانوپی به سمت نیز در همان سمت بال Liftبه همین علت نیروی

مخالف متمایل شده و مانع گردش سریع ما شود.

در همان سمت بال، سرعت آن کم شده و بال با تاخیر شروع به گردش به همان Dragاما در نهایت، به دلیل زیاد شدن

سمت می کند.

Crab Technique

این تکنیک در هنگامی که باد مایل می وزد کاربرد دارد، به طوری که در این موقع برای رسیدن به هدف مشخص،

به سمت هدف طی شود. جهت حرکت بال را با زاویه به سمت باد قرار داده تا مسیر مستقیم

1در شکل )الف(، اگر مستقیم به طرف هدف حرکت نماییم، به توجه به جهت و سرعت وزش باد، در نهایت به نقطه

میرسیم.

برای رسیدن به هدف، با توجه به زاویه و شدت وزش باد و همچنین مسیر مستقیم تا هدف و برآیند آنها، زاویه بال را

(، تا به هدف برسیم. تعیین می نماییم ) شکل ب

5

Stall :و انواع آن

Stall .به لحظه بحرانی ای گفته می شود که وسیله پروازی از پرواز خارج شود

Stall :ممکن است به یکی از حالت های زیر رخ دهد

1. Full Stall:

.ها به آهستگی توسط خلبان کشیده می شوند Brakeدر این حالت

انوپی افزایش یافته، سرعت ک (A.O.A)در این زمان زاویه حمله

د.و خلبان همزمان کاهش می یاب

Separation Pointهرچه زاویه حمله بیشتر شود،

کاهش Liftزیاد و Dragبه لبه حمله نزدیکتر شده، مقدار

اتفاق می افتد. Stallدر این هنگام در زاویه حمله خاص، می یابد.

Separation Point نقطه ای است که :Airflow از سطح

فوقانی بال جدا می شود.

2. B-Line Stall:

به طرف پایین، بال Bبا کشیدن رایزرهای

Airfoilبه حالت شکسته در آمده، شکل

به هم می خورد و Canopyدر

Stall .اتفاق می افتد

3. Dynamic Stall:

ها به طور ناگهانی Brakeدر این حالت،

توسط خلبان کشیده و سپس رها می شوند.

در این زمان سرعت کانوپی زودتر از سرعت

خلبان کاهش می یابد و به دلیل وجود خاصیت

Pitchپاندولی، کل سیستم در محور

به حرکت می کند. شروع

4. Deep Stall:

بهم نمی خورد و بال به صورت عمودی، Canopyدر این حالت شکل

اتفاق می افتد. Stallبه طرف پایین می رود و

به صورت عمودی، از زیر به بال برخورد می کند. Relative Windدر این حالت 6

:( The Atmosphere )جو و ترکیبات آن % (، 78جو ترکیبی از گازهای نیتروژن ) حدود

باقیمانده گازهای دیگر %1% ( و 21اکسیژن ) حدود

و مقدار کمی آب و یخ است که توسط نیروی جاذبه

در اطراف زمین نگه داشته شده است.

کیلومتر می باشد. 800ضخامت جو حدود

:( Properties of The Air )خواص جو

سه متغیر بنیادی در ترکیب گازهای جو عبارتند از:

درجه حرارت، غلظت و فشار.

درجه حرارت:

سرمای گازها، از درجه حرارت استفاده می شود و بیانگر اندازه حرکت مولکول های آن گاز می برای اندازه گیری گرما یا

باشد، حرکت مولکول های یک گاز گرم، سریع تر از یک گاز سرد است. دمای صفر مطلق نقطه ای است که در آن

حرکت مولکول ها کامال متوقف می گردد.

:غلظت

مولکولی در واحد حجم می باشد.غلظت یک گاز به معنی جرم

فشار:

فشار نیرویی است که مولکول های یک گاز به واحد سطح آن وارد می کنند.

7

:( The Layers of The Atmosphere )جو و الیه های آن

کیلومتر است. 800ضخامت کلی جو حدود

کیلومتری جو قرار دارد. 55حجم جو زمین در زیر ارتفاع 99%

های جو به ترتیب عبارتند از:الیه

کیلومتر. 20به ضخامت حدود : (Troposphere)تروپوسفر .1

.ضخامت تروپوسفر در قطبها کمتر از استوا می باشد

متر حدود 300دما در این الیه به ازاء افزایش هر

درجه کاهش می یابد. 3تا 2

می نامند. Tropopauseمرز تروپوسفر را با الیه بعدی آن

تروپوپاوز دارای اهمیت بسیار زیادی است زیرا حوادث آب و هوایی زیادی

مانند جت استریم ها، توربوالنس ها و طوفان ها از آنجا آغاز می شوند.

کیلومتر. 50به ضخامت حدود : (Stratosphere)استراتوسفر .2

کیلومتر. 85به ضخامت حدود : (Mesosphere)مزوسفر .3

کیلومتر. 690به ضخامت حدود : (Thermosphere)ترموسفر .4

.(Exosphere)اگزوسفر .5

انتقال انرژی حرارتی :

جو مانند یک موتور گرمایی عمل می کند. انرژی خورشیدی وارد جو شده و از آن عبور می نموده و به انرژی های

مختلف تبدیل می شود و در نهایت بادها، ابرها و بارندگی به وجود می آید.

انرژی به سه روش انجام می شود:این انتقال

تابش: .1

امواج الکترومغناطیسی از هر جسمی که دمای آن باالتر از تقال انرژی بوسیله امواج الکترومغناطیسی می باشد.یک نوع ان

توسط گازهای جو و %20زمین وارد می شود تقریبا از کل انرژی خورشیدی که به جو صفر مطلق باشد تابش می کنند.

از بقیه انرژی خورشیدی توسط ابرها و سطح زمین منعکس و پراکنده می شود. %30ب می شود و تقریبا ابرها جذ

باقیمانده انرژی خورشیدی توسط زمین جذب می شود. سطح زمین منبع دوم تولید انرژی برای جو می باشد.

قرمز تا آبی ( مشاهده می کنیم که نور سفید از با توجه به امواج الکترومغناطیسی، اگر پرتو نور سفید را تجزیه کنیم ) از

امواج بخصوصی تشکیل شده است. هر رنگی که از تجزیه نور سفید حاصل می شود دارای طول موج بخصوصی می

گویند. InfraRed (IR)فرکانس های کمتر از قرمز را نس پایین و طول موج زیاد می باشد،باشد. نور قرمز دارای فرکا

می نامند. UltraViolet (UV)طول موج کوتاه و فرکانس زیاد است، فرکانس های باالتر از نور آبی را نور آبی دارای

8

انتقال انرژی حرارتی از طریق یک جسم جامد را رسانایی گوییم.رسانایی: .2

به محیط جامد همجوار خود منتقل می کند. خاک انرژی حرارتی دریافتی از خورشید را توسط عمل رسانایی

همرفتی: .3

انتقال انرژی حرارتی از طریق سیاالت را همرفتی گوییم.

:( Wind )باد

یکی از شواهد و جنبه های اثر جو بر زندگی روزمره به ویژه بر پرواز ما باد است.

براین در تغییرات جو، نقش مهمی دارد.باد می تواند بخار آب و دمای هوا را برای مسافت زیاد انتقال دهد، بنا

باد در اثر اختالف فشار در دو منطقه و معموال در ابعاد افقی به وجود می آیدو به این صورت که همیشه جریان هوا از

منطقه پرفشار به سمت منطقه کم فشار حرکت می کند.

ل باد شمالی از سمت شمال و باد جنوب غربی از معموال باد به جهتی که از آن سمت می وزد، نامیده می شود. به طور مثا

سمت جنوب غربی می وزد. همچنین باد کوهستانی بادی است که از سمت کوهستان و باد دریا بادی است که از طرف

دریا می وزد.

در روش استاندارد در نظر گرفته شده برای اندازه گیری جهت و سرعت باد، جهت را بر حسب درجه و در جهت عقربه

های ساعت و سرعت باد را بر حسب متر بر ثانیه، کیلومتر بر ساعت و یا نات بیان می کنند.

9

:( Wind Gradient )تدرج باد

در سطح زمین، باد پس از برخورد با سطح زمین و عوارض

آن، سرعت خود را از دست می دهد آن،در اثر اصطکاک با

و هرچه باالتر رویم بر سرعت آن افزوده می شود. این

اختالف سرعت را تدرج باد گویند.

طبیعی است که بسته به نوع عوارض زمین و سرعت باد،

این تدرج باد متفاوت است، مثال تغییر سرعت باد بر روی

رج آب به مراتب کمتر از خشکی است. به دلیل وجود تد

هنگام نزدیک شدن به سطح (Wind Gradient)باد

باید با حداکثر سرعت Final Legزمین برای فرود، در

(Trim) .به زمین نزدیک شویم

:( Wind Shear )برش باد در ارتفاعات مختلف، سرعت و جهت وزش باد می تواند

متفاوت باشد.

اختالف سرعت به دلیل تفاوت جرم حجمی توده هوایی

در بین الیه ها برش باد است که در آن منطقه قرار دارد.

به شکل آشفتگی هایی وجود دارد.

:( Wind Chill )سرمای حاصل از باد

هنگامی که باد به پوست بدن ما برخورد می کند، به علت وجود رطوبت پوست، تبخیر سطحی از روی پوست صورت می

خود احساس سرما می کنیم، در صورتی که هوا به آن اندازه گیرد و این عمل تبخیر گرماگیر است. در نتیجه روی پوست

سرد نیست. این احساس، بسته به دمای هوا و سرعت باد، متغییر بوده ولی دمای آن همیشه کمتر از دمای واقعی هوا

در جدول زیر می توانید رابطه بین سرعت باد و دما را مشاهده نمایید. است.

01

:( Sea Breeze – Land Breeze )باد خشکی –باد دریا

سطح زمین از مواد مختلفی تشکیل شده که با توجه به ظرفیت ویژه گرمایی خود، هر یک انرژی گرمایی خاصی را جذب

می کنند.

برابر بیشتر ظرفیت جذب انرژی گرمایی را نسبت به خاک 4مثال در مقایسه آب و خاک خشک، مشاهده می شود که آب

دارد.

آب می تواند انرژی خورشیدی بیشتری را جذب کند زیرا

تابش می تواند تا عمق زیادی از آب نسبت به خاک نفوذ

آب می تواند به راحتی انرژی را مخلوطنماید و همچنین

ار مساوی که اگر مقدو گسترش دهد.این بدین معنی است

انرژی خورشید به حجم مساوی آب و خاک برسد، سرعت

افزایش دمای آب آهسته تر از افزایش دمای خاک است.

س هوای از آب گرم می شود و سپ روز خاک زودتر در

در نتیجه هوای پرفشار مجاور مجاور خود را گرم می کند.

آب به سمت هوای کم فشار مجاور خشکی حرکت می

می به خشکی ایجاد سمت دریا یی ازکند و جریان هوا

می (Sea Breeze)"باد دریا"نماید. به این جریان هوا،

گوییم.

در شب، آب که گرمای زیادی ذخیره نموده با سرعت

کمتری نسبت به خاک خنک می شود. در نتیجه هوای

مجاور سطح آب گرمتر از هوای مجاور سطح خشکی

"باد خشکی "ایجاد خواهد بود. این اختالف دما باعث

(Land Breeze) .می شود

باد کوهستان –باد دشت

( Anabatic Wind – Katabatic Wind ):

در روز باد گرم از دشت به ارتفاعات کوهستان حرکت می

(Anabatic Wind)کند، به این جریان هوا، باد دشت

سمت دره در شب باد سرد از ارتفاعات به می گوییم.

حرکت می کند. به این جریان هوا باد کوهستان

(Katabatic Wind) .می گوییم

11

فشار جو:

عبارت است از وزن یک ستون از جو در محدوده معین.

فشار عادی جو در سطح دریا برابر یک اتمسفر است که

میزان فشار جو کاسته می شود.با افزایش ارتفاع

مسئله خاصی که در اینجا اتفاق می افتد، تعادل بین

نیروی جاذبه زمین و نیروی رو به باالی کاهش فشار

جو، همراه با افزایش ارتفاع می باشد.

به این وضعیت تعادل هیدرولیک گویند.

:( Stability )انواع پایداری

پایداری مطلق POSITIVE STABILITY OR STABILITY

پایداری منفی NEGATIVE STABILITY OR UNSTABILITY

پایداری خنثی NATURAL STABILITY

مطابق شکل: یک نیم کره و گوی در نظر گرفته می شود. اگر نیم کره بر سطح قاعده خود قرار گیرد گویند دارای

این حالت اگر گوی را در این نیم کره حرکت بدهیم و سپس رها کنیم، وضعیت پایداری مثبت یا پایداری مطلق است. در

گوی پس از تغییر وضعیت، مجدداً به مکان اولیه خود باز می گردد.

از طرف دیگر اگر نیم کره در راس خود به حال تعادل باشد آن را حالت پایداری منفی یا ناپایداری مطلق گویند زیرا در اثر

ر گوی، باعث تغییر مکان اولیه شده و جسم بسرعت از وضعیت تعادل خود دورتر می شود.کمترین نیروی وارده ب

حال اگر گوی را بر روی یک سطح صاف در نظر بگیریم، این وضعیت را وضعیت خنثی گویند، زیرا اگر گوی را حرکت

جدید بدست می آورد.دهیم به نظر می رسد که یک حالت پایداری جدیدی پس از دریافت نیروی محرکه 21

:( The Lapse Rate )تغییرات دما با افزایش ارتفاع

، با افزایش ارتفاع دما کاهش می یابد.Troposphereهمانطور که دیدیم در

این کاهش دما در حالت تئوری به صورت تقریبا خطی و یکنواخت است.

پایدارتر و هرچه این اختالف دما بیشتر باشد شرایط هر چه اختالف دما در سطح زمین و ارتفاعات کمتر باشد، شرایط

ناپایدارتر است.

به عبارت دیگر هرچه نمودار تغییرات دمای واقعی، نسبت به نمودار تغییرات دمای تئوری به خط عمود نزدیک تر باشد،

شرایط هوا پایدارتر است.

:( Turbulence )توربوالنس

توربوالنس گویند.به هر نوع جریان آشفته هوا

:Turbulenceانواع

1. Wake Turbulence: .توربوالنس ناشی از عبور یک جسم جامد، درون توده هوا می باشد

2. Mechanical Turbulence:

در اثر عبور هوا از یک جسم جامد ساکن به وجود می آید.

3. Shear Turbulence:

هردو با هم تفاوت داشته باشند، بر روی هم قرار هنگامی که دو الیه از هوا که از نظر سرعت یا جهت و یا

گیرند، در مرز بین آنها هوا آشفته می شود.

4. Thermal Turbulence:

Liftو Sinkیک ترمال شکل گرفته و به سمت باال حرکت می کند، در کناره های ترمال و در مرز هنگامی که

31 آشفتگی هوا به وجود می آید.

:( Stability & Unstability )پایداری و ناپایداری

هوایی است که تمایل به حرکت صعودی هوای پایدار،

نداشته و می خواهد در همان جایی که هست، باقی

مت بماند. اما هوای پایدار در برابر نیرویی که آن را به س

باال حرکت می دهد مقاوت می کند. حال بررسی می

کنیم که این عمل چگونه رخ می دهد.

تصور شود یک حبابی از هوا به سمت باال حرکت می

کند، با صعود هوا به ارتفاع باال و به علت کاهش فشار

جو، این حباب هوا منبسط می شود. نظر به اینکه کاهش

تقریبا خطی و Troposphereبا ارتفاع در فشار

، بنابراین انبساط حباب هوا نیز یکنواخت یکنواخت است

بوده و در نتیجه روند کاهش دما با ارتفاع نیز با نرخ

.متر خواهد بود 300درجه سانتی گراد در هر 3ثابت و تقریبا برابر با

لذا حباب هوا با توجه به دما و فشار در ارتفاع خاصی به سطح تعادل خواهد رسید.

:( Indication of Stability )نشانه های پایداری و ناپایداری

که هرچه هوا ناپایدارتر باشد، ترمال های قوی تری هم به وجود می آید و برای استفاده از آنها نیاز به طبیعی است

برای شناخت هوای مناسب برای پرواز، نیاز به شناخت میزان ناپایداری جو دارید، که این مهم می باشد.مهارت بیشتری

از روی نشانه های آن امکان پذیر است.

می کند. ناپایداردر صورتی که هوا سرد و خشک در منطقه وارد شود، هوا را

بر ناپایداری هوا در آن الیه داللت دارد.رد و همیشه ابرهای کومولی فرم )جوششی(، بر اثر جریانات عمودی شکل می گی

دودی که از دودکش خارج می شود، اگر تا ارتفاع نامشخص صعود کند، نشانه ناپایداری تا آن الیه می باشد.

Gust)که از ترمال های قوی ایجاد می شود و یا میزان تندباد آنی (Dust Devil)پدیده هوایی نظیر تنوره دیو

Wind) .نشان دهنده ناپایداری هوا است

دید بسیار خوب و هوای توربوالنسی نیز، از نشانه های هوای ناپایدار است.

41

اگر توده هوای ورودی گرم و مرطوب باشد، هوا پایدار می شود.

ابرهای استراتی فرم )پوششی(، معموال نشانه هوای پایدار است.

یا کاهش دید افقی در اثر غبار یا دود، مشخص کننده هوای پایدار است.در صورت تشکیل الیه ای از مه،

د، نشانه هوای پایدار است.ند و در یک ارتفاع خاص جمع گردنهمچنین در صورتی که ستون های دود، مستقیم باال رو

علت تشکیل ابر:

جریانات صعودی هستند، مورد توجه می باشند.ابرها از آن جهت که نشانه خوبی برای تغییرات آب و هوایی و همچنان

البته باید به این نکته توجه کرد که هر نوع ابری نمی تواند برای صعود، مورد استفاده قرار گیرد.

برای تشکیل ابر سه عامل اصلی باید وجود داشته باشد :

رطوبت .1

دما .2

هسته های متراکم .3

میلی متر تشکیل شده اند. 0.25تا 0.01ابعاد از قطرات بسیار ریز میکروسکوپی آب، به ابرها

قرار نمی گیرند.باید توجه کرد که قطرات باران در این محدوده

در صورتی که بخار آب موجود در هوا به حالت اشباع برسد، به قطرات ریز آب تبدیل شده و ابر به وجود می آید.

ه می شود و آن را با درصد بیان می نمایند.به میزان رطوبت هوا نسبت به حالت اشباع، رطوبت نسبی گفت

رسیده است. %100وقتی از واژه اشباع برای هوا استفاده می شود، معنی آن این است که رطوبت نسبی هوا به

همانطور که می دانید رطوبت نسبی، متناسب با دمای هوا تغییر می کند. ) افزایش دما سبب کاهش رطوبت نسبی و

افزایش رطوبت نسبی است(کاهش دما، سبب

اگر هوای حاوی مقدار مشخصی آب، به اندازه کافی سرد شود، به نقطه اشباع می رسد.

و راه اصلی ایجاد برودت هوا، صعود آن است.رودت هوای حاوی بخار آب است بن، راه اصلی تشکیل ابر در طبیعت،بنابرای

اثر صعود هوای حاوی بخار آب تشکیل می شوند.کلیه ابرها بر د،اثر تماس هوا با زمین سرد ایجاد می شوبه جز مه که در

به یک عامل دیگر نیز بستگی دارد و بدون کمک این عامل هوا به صورت فوق اشباع باقی مانده و شکل گیری ابر

هستند خواهد شد. این عامل کمک کننده، ذرات بسیار ریز میکروسکوپی معلق در هوا %100رطوبت نسبی آن بیش از

51

و این ذرات سبب می شوند که بخار آب متراکم گویند (Condensation Nucleus)که به آنها هسته های متراکم

شود و قطرات بزرگ شوند. اگر شرایط دمایی زیر صفر باشد، بخار آب به کریستال یخ تبدیل خواهد شد. به این ذرات ریز

گویند. (Sublimation Nucleus)که عامل تبدیل بخار آب به کریستال یخ هستند، هسته های تصعید

:( Lifting The Air )نیروهای باالبر هوا

سه عامل اصلی برای صعود هوا وجود دارد:

:(Frontal Lifting)نیروی باالبر جبهه ای .1

که یک توده هوا به یک منطقه وارد شده و با هوای مستقر در آن منطقه دارای اختالف دمایی باشد، در شرایطی

روی هوای سرد و سنگین سوار شده و یک در صورتی که توده هوای ورودی گرمتر باشد، هوای گرم و سبک بر

جریان صعودی را ایجاد می کند.

و در یک منطقه وسیع خواهد بود.این صعود آرام و یکنواخت

:(Orographic Lifting)نیروی باالبر و صعود کننده بر شیب ها، در مناطق کوهستانی .2

رد با دامنه آن به ناچار از آن باال می در صورتی که جریان هوا به سمت شیب کوهستان حرکت کند، هنگام برخو

رود و در باالی خط الرأس کوه در صورت برودت الزم به ابر تبدیل می شود.

:(Convectional Lifting)نیروی باالبر در اثر گرمایش سطح زمین .3

ناپایداری و جریانات عمودی صعودی ایجاد می کند.گرمایش زمین

تقریبا ابرهای جوششی کوچکی را ایجاد می کنند.جریانات عمودی مجزا و جدا از هم

ولی در شرایط هوایی کم فشار، ابرهایی که تشکیل می شوند، ممکن است منطقه وسیعی را در بر گیرند.

هر یک از عوامل صعود، با افزایش ارتفاع بسته هوا، دمای آن کم شده و اگر به اندازه کافی باال رود )سرد شود(، به نقطه

ده و ابر تشکیل می شود.اشباع رسی

باید توجه داشت که بسته به رطوبت نسبی هوا، دمای نقطه اشباع نیز متفاوت است و در نتیجه بسته به رطوبت نسبی آن

منطقه، ابرها نیز در ارتفاعات مختلف تشکیل می شوند.

:( Dew Point ) نقطه شبنم و ارتفاع ابرها

ه هوا، نقطه شبنم گفته می شود و با درجه سانتی گراد بیان می شود.به دمای نقطه اشباع بخار آب، در یک تود

هرچه رطوبت نسبی هوا باالتر باشد، نقطه شبنم پایین تر است.

یک اندازه گیری برای رطوبت نسبی هوا است. در اصل نقطه شبنم

همچنین از نقطه شبنم می توان برای محاسبه کف ابرهای مشخص استفاده نمود.

h: بر حسب( ارتفاع کف ابرFt)

st: )دمای سطح )سانتی گراد

dp: )نقطه شبنم )سانتی گراد

ℎ = 400×(st − dp)

61

:( Cloud Type )انواع ابرها

تقسیم می شوند. (Cumulus Form) و جوششی (Stratus Form) از نظر شکل ظاهری ابرها به دو نوع اصلی پوششی

ابرهای پوششی و الیه ای هستند که در منطقه ای وسیع گسترده شده اند. (Stratus Form)ابرهای

این نوع ابرها اغلب در شرایط هوایی پایداری تشکیل شده و معموال توسط نیروی باالبر جبهه ای همراه با صعود بسیار

آرام ولی گسترده مشاهده می شود.

یا جوششی، روی هم انباشته شده و شکل پنبه ای دیده می شوند. (Cumulus Form)ابرهای

این نوع ابر در اثر صعود هوا و یا جریانات جوششی در یک منطقه ایجاد می شود.

Cumulus Form Stratus Form :ابرها از نظر ارتفاع، به چهار دسته تقسیم می شوند

ابرهای ارتفاع باال .1

ابرهای ارتفاع متوسط .2

ابرهای ارتفاع پایین .3

ابرهای با رشد عمودی .4

71

:( High Level Clouds ) ابرهای ارتفاع باال

این ابرها جزء باالترین ابرها هستند و به علت ارتفاع و سرمای زیاد از کریستال های یخ تشکیل شده اند.

کیلومتر است و در اثر صعود هوای گرم بر روی هوای سرد و به وجود می آید. 11تا 6ارتفاع این ابر بین

درجه سانتی گراد است. -41الی -36کیلومتری بین 7دما در این ابر ها در ارتفاع

سیروس(Cirrus) (Ci):

شکل ظاهری ابر به صورت الیافی شکل، پر

مانند و شبه یال اسب است. این ابر بارندگی و

توربوالنس ندارد و از روی شکل آن می توان

به جهت باد در آن ارتفاع پی برد.

کومولوس سیرو(Cirro-Cumulus)

(Cc): هوای گرم ناپایدار بر روی در صورتی که

هوای سرد صعود کند، این نوع ابر به وجود می

آید. شکل ظاهری آن موجی شکل و منگوله ای

روز آینده است و نشان از هوای گرم ناپایدار در

دارد.

سیرواستراتوس(Cirro-Stratus)

(Cs): در صورتی که هوای گرم پایدار بر روی

وجود می هوای سرد صعود کند، این نوع ابر به

آید. شکل ظاهری آن تمامی آسمان را می

پوشاند و خورشید و ماه از ورای آن دیده می

امکان بارندگی شوند. این ابر نشانه افزایش دما و

در روز آینده است.

81

:( Middle Level Clouds ) ابرهای ارتفاع متوسط

متر 6000تا 2000به معنی باران زا می باشد. این ابرها از ارتفاع (Nimbo)به معنی باال و نیمبو (Alto)پسوند آلتو

است.

آلتو کومولوس(Alto-Cumulus) (Ac):

در جبهه این نوع ابر در اثر صعود هوای گرم،

و یا در اثر امواج کوهستان و حرکت سریع ناپایدار

هوای گرم و غلتیدن آن بر روی هوای سرد ایجاد

می شود. شکل ظاهری این ابر به صورت ردیف

ابرهای پف کرده است. این نوع ابر هم در شرایط

د.پایدار و هم در شرایط ناپایدار تشکیل می شو

آلتو استراتوس(Alto-Stratus) (As) :

بر روی پایدارابر در اثر صعود هوای گرم این نوع

هوای سرد به وجود می آید. شکل ظاهری آن به

صورت الیه ای شکل و خاکستری رنگ، به

است. در صورتی که همراه رگه های تیره رنگ

ضخامت آن ابر زیاد شود، تبدیل به ابر باران زا

می شود.

نیمبو استراتوس(Nimbo-Stratus)

(Ns) : ابرهای آلتو استراتوس و از ضخیم شدن

یا استراتو کومولوس تا مرحله بارندگی ایجاد می

ود و رنگ آن تیره تر از آلتو استراتوس است و ش

اغلب بارش از این ابر قابل رویت است.

91

:( Low Level Clouds ) ابرهای ارتفاع پایین

متر است و معموال حاصل فعالیت در همان منطقه می باشد. 2000ارتفاع کف این ابرها زیر

استراتوس(Stratus) (St) :

و ایجاد پایداراین نوع ابر در اثر حرکت جبهه گرم

فرآیند برودتی از تبخیر قطرات باران در هوای

سرد و یا حرکت هوای گرم مرطوب به دامنه

ارتفاعات تشکیل می شود. رنگ آن خاکستری،

ضخامت الیه کم و گاهی منطقه گسترده ای را

می پوشاند. تقریبا کف آن یکنواخت است.

استراتو کومولوس(Strato-

Cumulus) (Sc) : این ابر از پراکنده شدن ابر

در اثر کاهش شرایط پایداری و یا استراتوس

گسترش ابر کومولوس که دارای رشد محدود می

باشد تشکیل می شود. رنگ آن خاکستری،

الیه کم و گاهی منطقه گسترده ای را ضخامت

می پوشاند. تقریبا کف آن یکنواخت است.

کومولوس(Cumulus) (Cu) :

در اثر نیروی باالبر محلی )ترمال( یا این نوع ابر

محلی ایجاد ناپایدارجریانات عمودی، در شرایط

می گردد. شکل آن، گل کلمی است و بسته به

قدرت ترمال و ناپایداری هوا می تواند چندین

کیلومتر ضخامت داشته باشد و در صورت

پایداری هوا رشد آن کم بوده و نشان دهنده

ارتفاع ترمال است.

02

:( Clouds With Vertical Development ) ابرهای جوششی با رشد عمودی

کیلومتری رشد کنند. 23متری زمین تا ارتفاع 150این نوع ابرها به خاطر انرژی فوق العاده و رشد بسیار، ممکن است از ارتفاع

کومولوس رشد یافته(Tower Cumulus) : این نوع ابر در اثر صعود شدید هوای مرطوب، در شرایط ناپایداری

شدید و رطوبت زیاد در مناطق کوهستانی و دشتها یا عبور جبهه سرد ناپایدار بر روی هوای گرم و همچنین به کمک

دی آن، این ابر را به شکل کوهی عظیم نشان می نیروی ترمال در شرایط ناپایداری شدید به وجود می آید. رشد عمو

دهد. گاهی قسمت فوقانی ابر مسطح می شود، که نشان از گسترش این ابر در الیه پایدار است. قدرت این نوع ابر

کیلومتری 23متر بر ثانیه به وجود آورد و تا مرز تروپوپاز و تا ارتفاع 40بسیار زیاد است و ممکن است جریان صعودی تا

باال رود.

کومولونیمبوس(Cumulonimbus) (CB) : بارندگی در ابرهای کومولوس رشد یافته آغاز شود در صورتی که

به آن کومولونیمبوس گویند. این ابر خطرناک ترین ابرها است و کلیه وسایل پرنده و حتی هواپیماهای جنگی از این

باران، برف، تگرگ، رعد و برق و طوفان های مختلف همراه با باد شدید، از نوع ابرها فاصله می گیرند. رگبار شدید

پیامد های این نوع ابر است.

21

:( Air Masses & Fronts )توده ها و جبهه های هوا

:انبوه عظیمی از هوای یک دست به مسافت چندین کیلومتر را یک توده هوا گویند. توده ها

:توده ی هوایی را گویند و با نام توده هوایی که در حال پیشرفت است نامیده می شود. مرز مشترک بین دو جبهه

انواع جبهه:

صورتی که توده هوای ورودی گرم باشد، به علت سبکتر بودن، هوای گرم، بر در : (Warm Front)جبهه گرم .1

سیرواستراتوس، آلتواستراتوس و روی هوای سرد، سوار شده و در صورت صعود کافی آن، به ترتیب ابرهای سیرویس،

نیمبواستراتوس نمایان خواهند شد.

جبهه سرد، به علت سنگین بودن هوای ورودی، دیگر بر روی هوای هنگام ورود :(Cold Front)جبهه سرد .2

هوا را زیر و رو می کند. نتیجه آن به وجود آمدن ناپایداری زیاد است و در صورت وجود ساکن سوار نشده و مدام

به وجود می آید. سرعت عبور آن سریع بوده و هرچه از شروع آن بگذرد، رطوبت کافی در منطقه، ابر کومولونیمبوس

از ناپایداری هوا کاسته می شود.

22

:(Stationary Front)جبهه ساکن .3

دو توده هوای متفاوت در

صورت ساکن بودن هوا به

آرامی به هم نزدیک شده و

بین آن دو توده شرایط

سکون به وجود می آید.

در برخورد دو جبهه سرد و قرارگیری یک جبهه گرم بر روی آنها جبهه :(Occluded Front)جبهه بسته .4

بسته ایجاد می شود.

ترمال ها چگونه به وجود می آیند؟ انرژی حرارتی خورشید از طریق تابش وارد زمین شده سپس توسط رسانایی و همرفتی انتشار می یابد.

حرارتی، زمین گرم شده و هوای با انتشار انرژی

مجاور سطح زمین را نیز گرم می کند. هوای

هوای گرم و سبک سرد و سنگین اطراف، این

را به باال می راند. این جریانات هوای گرم در

ه صورت حباب های کوچک هوا شروع بهابتدا ب

اال رفتن می کنند. سپس با افزایش دما و ب

اختالف دمای بیشتر هوای گرم و هوای سرد،

، حبابها بزرگتر شده و با افزایش بیشتر دما

Thermal به صورت ستونی در می آیند. ها

23

در تصویر رو به رو شاهد جریان های هوا، در یک ترمال ستونی می باشید.

هرچه به مرکز ترمال نزدیک تر می شویم، جریان یکنواخت تر و قوی تر می گردد.

ین می باشند.جهت جریانات هوا به سمت پای، Liftدر خارج از منطقه

:( Sinking Air Surrounding The Thermal )جریان هوای اطراف ترمال

هوایی هوایی که به سمت باال می رود می خواهد صعود خود را ادامه دهد. ضمنا باید در نظر گرفت ،ر شرایط ناپایدارید

که به سمت پایین رانده می شود می خواهد حرکت خود را تا زمانی که نسبت به هوای اطراف سردتر است ادامه دهد.

هوای سرد نیز شمال قوی تر باشد ریزبنابراین هوای ریزشی سرد نقش یک ترمال منفی را ایفا می کند. هرچه تر

شدیدتر است.

به وسعت بیشتری آسمان را می پوشاند، هوای سرد ریزشی معموال 8/1در هر حال به علت آنکه ترمال نوعاً کمتر از

عمودی برابر نخواهد بود. وقتی هوای سرد از ترمالها در ارتفاع باال سرازیر Liftآن با نیروی پخش می شود. ولی قدرت

قرار می گیرند. (Sink)شود قدرت آن بیشتر خواهد بود. بعضی اوقات خلبانان برای مدت طوالنی در داخل هوای ریزشی

هوای سرد خارج شده و از شدرجه تغییر دهند تا از منطقه ریز 90در این حالت بهترین روش آن است که مسیر خود را

آن دور شوند.

:( Ridge Soaring )پرواز در ریج

هنگامی که بادها به کوه می رسند، به ناچار در جهت شیب کوه

تغییر مسیر داده، از آن باال رفته و یک جریان صعودی را در

قسمت جلو کوه ایجاد می کنند.

بسته به قدرت باد و زاویه برخورد آن با سطح کوه، میزان صعود

باد متفاوت می باشد. باید دقت داشت که همیشه جریان باد

عمود بر دیواره نیست و در این حالت قسمت هایی از کوه که

را ایجاد می کنند. Liftعمود بر جریان باد هستند، بهترین

24

تاثیر گذار است، همچنین به علت تدرج باد، هر چه به قله کوه نزدیک می شیب کوه نیز بر سرعت صعود عمودی باد

شویم، میزان سرعت باد افزایش می یابد.

مطابق شکل، بر روی خط قرمز رنگ،

وجود دارد. در صورت Liftبیشترین نیروی

حرکت به سمت راست خط قرمز، از شدت

جریان عمودی باد کاسته شده و به شدت

افزوده می شود. زاویه این خط جریان افقی باد

نسبت به افق بستگی به شیب کوه و سرعت

باد دارد.

هنگام پرواز در دیواره، با توجه به شکل نوار

، می توان از حرکت (Lift Band)لیفت

کشیده استفاده کرد. در 8هایی به صورت

این حالت هیچ وقت پشت به باد نشده و

نزدیک به دیوار باقی خواهیم ماند.

باید از دیوار فاصله گرفت. Rotorهمچنین در قسمت هایی از کوه که باد مایل است، برای امنیت بیشتر و دوری از

«موفق و سربلند باشید»