Cumulonimbus och flyg

Många olyckor har inträffat i närheten av åskväder på grund av tätheten av moln. Det sägs ofta att turbulensen kan vara tillräckligt extrem inuti en cumulonimbus för att slita ett flygplan i bitar, och till och med stark nog att hålla en fallskärmshoppare. Men denna typ av olycka är relativt sällsynt. Dessutom kan turbulensen under ett åskväder vara obefintlig och är vanligtvis inte mer än måttlig. De flesta åskväderrelaterade krascher uppstår på grund av ett stall nära marken när piloten blir överraskad av ett åskväder-inducerat vindskifte. Dessutom är flygplansskador orsakade av åskväder sällan i form av strukturella fel på grund av turbulens, men är vanligtvis mindre allvarliga och följden av sekundära effekter av åskväder (t.ex. bucklor av hagel eller borttagning av färg genom höghastighetsflyg i skyfall).

Således är cumulonimbus kända för att vara extremt farliga för flygtrafiken, och det rekommenderas att undvika dem så mycket som möjligt. Cumulonimbus kan vara extremt lömsk, och en ouppmärksam pilot kan hamna i en mycket farlig situation medan han flyger i till synes väldigt lugn luft.

Även om det finns en gradering med avseende på svårighetsgraden av åskväder, är det liten kvantitativ skillnad mellan en betydande regn som genereras av en cumulus congestus och ett litet åskväder med några åskslag associerade med en liten cumulonimbus. Av denna anledning kunde en segelflygpilot utnyttja den stigande luften under ett åskväder utan att känna igen situationen – och trodde istället att den stigande luften berodde på en mer godartad variation av cumulus. Men att förutse hur allvarlig åskväder är är en inexakt vetenskap; vid ett flertal tillfällen fastnade piloter genom att underskatta svårighetsgraden av ett åskväder som plötsligt förstärktes.

Allmänna faror för flygplan

Även stora flygplan undviker att korsa vägen för en cumulonimbus. Två farliga effekter av cumulonimbus har framförts för att förklara kraschen på flyg AF447 som sjönk i havet den 31 maj 2009 cirka 600 kilometer (370 mi) nordost om Brasilien. Den mötte ett mesoskala konvektivt system i den intertropiska konvergenszonen (känd av sjömän som " doldrums "), där cumulonimbus stiger till mer än 15 kilometer (49 000 fot) i höjd. Flygplanet sönderföll dock inte under flygningen. En annan hypotes lades fram och bekräftades senare: ansamling av is på flygplanets pitotrör .

Inkonsekvensen mellan flyghastigheterna som mäts av de olika sensorerna är en av orsakerna till olyckan enligt slutrapporten.

US FAA rekommenderar att flygplan (inklusive segelflygplan) håller sig minst 20 nautiska mil bort från ett kraftigt åskväder, medan en segelflygare kan frestas att använda uppgångarna under och inne i molnet. Det finns två typer av faror för denna typ av flygplan. Den ena är relaterad till skjuveffekterna mellan upp- och neddrag inne i molnet – effekter som kan krossa glidflygplanet. Denna skjuvning skapar en Kelvin-Helmholtz-instabilitet som kan generera extremt våldsamma subvirvlar. Den andra faran är mer lömsk: de kraftiga uppgångarna under en supercell-cumulonimbus kan täcka ett stort område och innehålla liten eller ingen turbulens som förklaras nedan. I det här fallet kan segelflygplanet sugas in i molnet, där piloten snabbt kan förlora visuell referens till marken, vilket gör att förhållandena snabbt blir IMC . Under dessa förhållanden kommer flygplanet (om det inte är utrustat för IMC-flygning och flygs av en pilot med erfarenhet av IMC-flygning) sannolikt att gå in i en kyrkogårdsspiral och så småningom gå sönder genom att överskrida gränsen för vinglast. I denna situation är orsaken till flygplanets sönderfall inte turbulens i atmosfären utan är pilotens oförmåga att kontrollera flygplanet efter förlust av visuell referens till marken. När det gäller en instrumentflygning kan cumulonimbus överraska en pilot när den är inbäddad i en mer godartad molnmassa. Till exempel nimbostratus härröra från spridningen av en cumulonimbus ( nimbostratus cumulonimbogenitus ), vilket gör närvaron av aktiva konvektiva celler trolig. Små privata flygplan är i allmänhet inte utrustade med väderradar ombord ; och under en IFR-inflygning kan de av misstag skickas av flygledning till icke-uppenbara aktiva celler.

Updraft-egenskaper

Figur 1: Framåt område av en allvarlig cumulonimbus som rör sig västerut. Detta område är nederbördsfritt och platsen för utbredda uppstigningar.

Uppströmningarna under en cumulonimbus kan vara extremt laminära , omfattande och enhetliga, detta är särskilt sant under uppbyggnaden av åskvädret. De kan pågå mer än en timme och motsvarar ett stabilt tillstånd av cumulonimbus.

Uppgången under molnet beror mestadels på flytkraft , men det finns också en stor tryckskillnad mellan basen och toppen av cumulonimbus (större än vad som skulle finnas i detta höjdområde utanför molnet) och lokala mekaniska lyft på låg nivå, t.ex. som det lyft som genereras av ett utbrott . De två sista fenomenen kan övervinna en stabil luftzon nära ytan genom att lyfta kallare luftpaket till en nivå där de så småningom blir varmare än den omgivande luften. Detta kan hända om dessa mekaniska fenomen lyfter paketet över den höjda kondensnivån (LCL), över vilken höjd paketets temperatur T p (z) minskar mindre med höjden (på grund av frigöring av latent värme och vid cirka 6,5 ​​K/km) än den omgivande lufttemperaturen T s (z) minskar med höjden i fallet med en villkorligt instabil förfallohastighet uppåt. Med andra ord kan paketet lyftas till en höjd där för paketet och det senare är den omgivande förfallofrekvensen. Under dessa förhållanden kan det stigande paketet så småningom bli varmare än den omgivande luften; med andra ord kan det finnas en nivå över vilken . Det här scenariots villkorligt instabila förfallofrekvens är relativt vanlig när åskväder förekommer. I själva verket, på låg nivå, sugs sådana luftpaket in i molnet som av en dammsugare . Flygande piloter hänvisar till detta sug nära basen som " molnsug ", ett fenomen som är känt för att generellt vara mer intensivt ju högre cumulusmolnet är – och därmed ha maximal intensitet med en cumulonimbus. Eftersom den dynamiska uppströmningen är bred, varierar uppströmningshastigheten lite i sidled och därmed minimeras turbulensen. Så det sägs:

Observationerna som rapporterats av Marwitz (1973), Grandia och Marwitz (1975) och Ellrod och Marwitz (1976) indikerar att den uppströmsluft som kommer in i basen av cumulonimbi är jämn och relativt fri från turbulens och förblir så genom ett betydande djup av WER .

Faktum är att Ellrod och Marwitzs papper är mer allmän. Dessa författare säger att i allmänhet är flytkraften under cumulonimbusmolnbasen ofta negativ. Detta förklarar varför updrafts under basen av en cumulonimbus ofta är laminära . Detta fenomen är välkänt av segelflygare. (se nedan). Fenomenet förstärks under det svaga ekoområdet i ett supercell-åskväder som är extremt farligt . Vid cirka 4 kilometer (13 000 fot) blir dessa mjuka uppströmmar plötsligt mycket turbulenta.

I allmänhet når uppströmmar sin maximala intensitet på 6 kilometer (20 000 fot) över marken. På denna höjd sker en fasförändring där vattendroppar blir till iskristaller och därför frigör energi i form av latent värme och därmed ökar uppströmsstyrkan. Supercell-åskväder eller derechos kan ha gigantiska uppströmmar på denna höjd, uppströmmar med hastigheter som kan överstiga 40 meter per sekund (78 kn). En sådan uppströmningshastighet motsvarar vindhastigheten för en liten orkan . Hastigheten kan till och med överstiga 50 meter per sekund (97 kn). Det maximala antalet i Beaufortskalan är 12 ("hurricane force" vind) och tilldelas vindhastigheter på 64 knop eller mer. Om Beaufort-skalan utökades skulle dessa updrafts ha ett Beaufort-tal på 14 i vertikal riktning . Turbulensen är då extrem på denna höjd.

Dessutom varierar diametrarna på uppströmspelarna mellan 2 km (luftmass-åskväder) och 10 km (supercell-åskväder). Höjden på cumulonimbusbasen är extremt variabel. Det varierar från några tiotals meter över marken till 4000 m över marken. I det senare fallet kan uppströmningen härröra antingen från marken (om luften är mycket torr – typiskt för öknar) eller från luften (när altocumulus castellanus urartar till cumulonimbus). När uppgången kommer från luften anses detta vara förhöjd konvektion .

Faror i samband med störningar

Huvudartikel: Downburst
Bild 2: Spridning av ett utbrott nära marken.

Utbrott är farligt av många anledningar. För det första kan neddrag under cumulonimbus vara allvarliga och omfattande. Ett segelflygplan som flyger i 50 knop i ett neddrag på 15 knop har ett ungefärligt glidförhållande på 3, vilket betyder att det bara täcker cirka tre meter mark för varje meter det går ner. Om man antar att segelflygplanet är på molnbashöjd på 2 000 meter (6 600 fot), om det förblir i neddraget hela tiden, kommer det bara att kunna glida 6 kilometer (3,7 mi) innan det tvingas landa – troligen under svåra farliga förhållanden. Även om segelflygplanet landar säkert kan det senare förstöras av en vindby. Så när en regnridå visar ett nedslag är det av största vikt att inte landa i detta område.

Neddrag på 50 knop är möjliga och kan generera vindbyar på 60 knop eller mer. Att säkert landa ett lätt flygplan under dessa förhållanden kan vara praktiskt taget omöjligt. Nära marken kan dessutom ett segelflygplan eller flygplanspilot överraskas av en plötslig vändning av vindriktningen och övergång från en upp- till en medvindssituation. Om flyghastigheten blir för låg kommer flygplanet att stanna och kan krascha i marken på grund av att den förlorade höjden återhämtar sig från stallningen. Som en konsekvens av kända fall av kraschar av denna typ i USA, utvecklades ett nätverk av vindprofiler och terminaldopplerväderradarer i närheten av flygplatser för att övervaka denna vindskjuvning. Baserat på FAA:s regler måste varje pilot fråga om vindhastighet och vindriktning innan landning.

Jämfört med flygplan flyger segelplan med låga flyghastigheter. Den vanliga inflygningshastigheten för ett segelplan är runt 50 knop, men låt oss anta att piloten är extra "försiktig" och flyger sin inflygning i 65 knop. William Cotton hävdar att vindskjuvningen kan vara så hög som 50 knop. I ett sådant fall, om skjuvriktningen är sådan att flyghastigheten minskas med skjuvningsgraden, kommer denna pilots flyghastighet att sjunka till 15 knop, vilket är långt under hans segelflygplans stopphastighet (vanligtvis 35–40 knop). Om detta flyghastighetsfall inträffar under övergången från bassträckan till den slutliga inflygningen , kan flygplanet gå in i ett snurrande från vilket det inte finns tillräckligt med höjd för att återhämta sig. Det exakta citatet är följande:

När man stöter på en nedgång med säg en 50 kt medvindskomponent, kan flyghastigheten sjunka från säg 65 kts till mer som 15 kts. Om segelflygplanet gör en sväng från basbenet till finalen befinner sig piloten i en av de dödligaste situationerna en pilot kan stöta på, en "stall-spin"-situation utan chans att återhämta sig eftersom flygplanet är nära marken på slutlig strategi.

Så när piloten stöter på godartad cumulonimbus kan det vara ett bättre val att hålla sig uppe och använda uppgångarna under cumulusen framför åskvädret längs den flankerande linjen (eller till och med under själva cumulonimbus i dess laminära område) och vänta på åskvädret att skingras istället för att försöka landa i närvaro av möjliga störningar .

Flyg inuti cumulonimbus

Stigande

I vissa länder är det tillåtet att flyga segelflyg innanför moln. Till exempel, under världsmästerskapet i svävning 1972 i Vršac , Jugoslavien, försökte Helmut Reichmann använda de våldsamma uppstigningarna som förknippas med cumulonimbus. Inledningsvis fann han en uppgång på +8 m/s. Efter en halv cirkel var han i ett neddrag på -15 m/s. Han var tvungen att landa mycket kort därefter. Åskvädret var i sitt mogna stadium. I ett annat exempel fastnade Terry Delore i ett kraftigt åskväder. Han gick in i en till synes ofarlig cumulus på 2 000 fot (610 m). Denna cumulus utvecklades till en stor cumulonimbus. Till en början var flygningen inne i molnet turbulensfri. Då blev hans segelflygplan plötsligt okontrollerbar. Han var antingen inverterad, i en nosdykning eller i en ljuskrona . Luftbromsarna fastnade öppna på grund av att hagel blockerade öppningarna. När han landade flygfältet fortfarande täckt av hagel. Vindbyarna var mellan 30 och 40 knop. Alla på marken fruktade för pilotens liv. I samma bok berättar författaren att en italiensk instruktör på Rieti lät sina elever klättra 10 000 meter (33 000 fot) inuti cumulonimbus så att de vänjer sig vid dem.

Som nämnts ovan kan en klättring inuti en cumulonimbus initialt vara väldigt smidig (på grund av luftpaketets negativa flytkraft) och plötsligt bli fruktansvärt turbulent. Som ett exempel hittade en segelflygare till en början mycket laminära uppgångar och sögs in i molnet där han mötte accelerationer på 18 g och blev medvetslös .

På grund av fasförändringen av vattendroppar (till is) är cumulonimbustoppen nästan alltid turbulent. Segelflygplanet kan bli täckt av is, och kontrollerna kan frysa och förbli fast. Många olyckor av detta slag har inträffat. Om piloten räddar sig och öppnar sin fallskärm, kan de sugas uppåt (eller åtminstone hållas uppåt) som hände med William Rankin efter att ha kastats ut från ett F-8 stridsflygplan och fallit in i en cumulonimbus (inom vilken hans fallskärm öppnades).

En fallskärmshoppare eller skärmflygare under en cumulonimbus utsätts för en potentiellt dödlig risk att snabbt sugas upp till toppen av molnet och bli kvävd, träffad av blixten eller frusen. Om de överlever kan de drabbas av oåterkalleliga hjärnskador på grund av syrebrist eller behöva amputeras till följd av köldskador . Den tyska paragliderpiloten Ewa Wiśnierska överlevde knappt en stigning på mer än 9 000 meter (30 000 fot) inuti en cumulonimbus.

Kommersiellt flyg

Flygplan för tunga transporter kan ibland behöva passera en åskväderlinje som är förknippad med en kallfront eller ett skur . De kanske inte kan flyga över cumulonimbus, för vid 36 000 fot kan flygplanet vara i eller nära det som kallas kisthörnet (stallhastigheten är nära ljudets hastighet), vilket gör det strukturellt farligt att klättra högre. Vissa celler kan dock stiga till 70 000 fot. Ett annat alternativ skulle vara att navigera runt cellerna. Detta avråds dock starkt, eftersom nya celler i öppningen kan växa mycket snabbt och uppsluka flygplanet. Närhelst ett flygplan rör sig västerut och korsar en åskväderslinje kommer piloten först att möta en rad kraftfulla och laminära uppgångar (som inte är termiska utan dynamiska). Piloten bör avstå från att trycka på stickan för att försöka bibehålla en konstant höjd (liknande bergsvågor ), eftersom att trycka på stickan kan få flyghastigheten att öka till den punkt att träffa den gula bågen (på flyghastighetsindikatorn). En så hög flyghastighet är inte tillåten under turbulenta förhållanden och kan leda till att flygplanet går sönder. När piloten lämnar uppströmszonen kommer han att möta mycket stark turbulens på grund av skjuvningen mellan stigande och sjunkande luft. Om flyghastigheten är för hög vid denna punkt kommer flygplanet att gå isär. Kraschen av Flight AF 447 är indirekt relaterad till denna situation: piloten valde den kortaste vägen när han korsade åskväderlinjen som är associerad med den intertropiska konvergenszonen, och pitotrören isade över. Vad som följde är känt.

Radarer ombord kan lura. Hagelschakt genererar svaga radarekon, vilket innebär att radar skulle leda piloten dit - men de är betydligt farligare än molnbrott . Nära marken tenderar kraftigt regn (eller snö på höjden) att dämpa turbulensen (det sägs att när det regnar är det mesta av faran borta). Så en annan kontraintuitiv rekommendation är att flyga mot zonen med kraftig nederbörd eller mot det mörkaste området av åskväderlinjen. Denna rekommendation strider mot den vanliga användningen av radar ombord för att undvika områden med kraftig nederbörd, vilket vanligtvis är det bästa tillvägagångssättet. Det finns ingen "mirakellösning", och det bästa alternativet är att undvika dessa åskväderssystem genom att ha tillräckligt med bränsle ombord, och på så sätt minska frestelsen att ta en farligare väg för att spara bränsle.

Dessutom kan St. Elmos bränder när de flyger inuti cumulonimbus bränna ut den elektroniska utrustningen ombord och till och med genomborra en vinge genom att smälta metallhuden.

Faror relaterade till supercell-åskväder

Huvudartikel: Supercell-åskväder
Figur 3: Bild på en supercell med dess egenskaper
Figur 4: Bild på det främre området av en supercell som verkar kunna användas av ett glidflygplan. Den är gjord av liten cumulonimbus och en båge . Det här området är förrädiskt eftersom uppgångarna kommer att vara laminära.

Uppgången inuti en cumulonimbus associerad med ett supercell-åskväder kan nå 45 meter per sekund (87 kn). Detta motsvarar vindhastigheten för en svag orkan . Dessutom turbulensen inuti ett moln bli extrem och bryta isär ett flygplan. Det är alltså extremt farligt att flyga inuti ett sådant system.

Åskvädersystemet kan delas in i två zoner i figuren till vänster: den nederbördsfria zonen, belägen till vänster där luftmassan har en utbredd uppåtgående rörelse, och nederbördszonen, till höger där luftmassan sjunker. Vid den punkt där de två zonerna möts finns det ett väggmoln som kan initiera tornados . Dessutom kan till och med cumulus congestus i samband med ett supercell-åskväder vara mycket farligt. Tornado kan produceras upp till 36 kilometer (22 mi) från huvudcellen.

I uppströmsområdet har luften negativ flytkraft och sugs upp av en lågtryckszon på höjden. Turbulensen utplånas. I synnerhet, i det främre området av supercellen, kan man hitta en flankerande linje gjord av cumulus congestus eller liten cumulonimbus . Molnbasen av den flankerande linjen är högre än basen av huvudcumulonimbus .

Eftersom uppgången under dessa moln (i den flankerande linjen) huvudsakligen är dynamisk, luftmassan är jämn och molnbasen högre, kan en segelflygare bli frestad att flyga i denna zon. Men förhållandena kan snabbt bli farliga, eftersom väggmolnet kan generera en tromb som kommer att pulverisera alla flygplan. Dessutom, eftersom den stigande luften är utbredd, kan segelflygaren (särskilt om han flyger ett låghastighets- och lågpresterande glidflygplan som en skärmflygare) inte kunna fly och kan sugas in i molnet upp till dess topp. Således rekommenderar FAA att flygplan aldrig bör vara närmare än 20 miles från kraftiga åskväder.

Andra faror som hänför sig till cumulonimbus

Blixt

Även om det sällan händer kan ett segelflygplan träffas av blixten. Metallsegelflygplan är Faraday-burar och bör därför inte förstöras av ett blixtnedslag. Segelflygplan av trä eller glasfiber kan dock förstöras. Dessutom är moderna segelflygplan fyllda med elektroniska enheter som kan skadas av blixtar. Dessutom avråds all vinschuppskjutning när ett åskväder är mindre än 20 kilometer (12 mi) bort, eftersom luften är elektrifierad och kabeln kommer att fungera som en blixtledare .

Hagel

Hagel kan riva sönder ett segelflygplan och allvarligt skada vingarna och flygkroppen. Hagel är knappt synligt och kan påträffas i uppgångszonen under molnet. Den 5 augusti 1977 överraskades en flygplanspilot i närheten av Colorado Springs av ett supercell-åskväder som producerade 20 tornados. Piloten flög i kusligt lugn luft (uppdragszonen kan vara laminär) när han såg himlen övergå från blekgrå till bläcksvart. Piloten hörde ett högt ljud som återkom allt oftare. Sedan genomborrade ett hagel genom vindrutan, vilket gjorde piloten halvt medvetslös. Så småningom landade piloten sitt strimlade flygplan på ett fält.

Tornado

En EF5-tornado kan generera markvindar med otrolig hastighet; sunt förnuft säger att ett flygplan aldrig bör vara i närheten av ett sådant meteorologiskt fenomen. Visserligen kan vindhastigheten nå 130 meter per sekund (250 kn), och man kan lätt gissa att flygplanet kan slitas i bitar under sådana förhållanden. Emellertid har flygbolagens transportflyg flugit över tornados med mer än 8 000 fot (2 400 m) utan skador. Att ett flygplan inte förstörs kan förklaras på följande sätt: tornados är våldsamma fenomen bara nära marken och blir svagare på höjden. Ett segelflygplan vågade korsa en svag tornado under en skyhög tävling i Texas 1967. Cumulonimbusbasen låg på 12 000 fot (3 700 m). Segelflygplanet korsade en extremt turbulent zon och hamnade inverterad i en turbulensfri zon. Kontrollerna reagerade inte och piloten övervägde att överge flygplanet. Efter en tid och en stor förskräckelse började kontrollerna reagera igen och piloten kunde fortsätta sin flygning. Piloter i närheten märkte ingenting.

Den 6 oktober 1981 träffade ett Fokker-flygplan en tornado som inträffade i en supercell nära staden Moerdijk i Nederländerna, alla 17 passagerare i flygplanet dödades.

Ett empiriskt kriterium för tornadobildning har utvecklats av Dan Sowa från Northwest Orient Airlines enligt följande: cumulonimbus överskjutande topp måste gå in i stratosfären med minst 10000 fot. Detta kriterium är dock felaktigt och Sonnac-tornadon är ett motexempel. Den nådde nivå EF2 samtidigt som den genererades av en liten cumulonimbus som inte nådde 9 000 meter (30 000 fot).

Myter och sanning om cumulonimbus

Bild 5 : Bild på en tromb i södra Oklahoma City, Oklahoma strax innan den kom in i Moore , skjuten från ett nederbördsfritt solbelyst område. En frånvarande segelflygare skulle förmodligen ha hittat jämna och måttliga uppgångar i denna solbelysta zon.

Konventionell visdom

Som ett resultat av en felaktig generalisering sägs det mycket ofta felaktigt att cumulonimbus och uppgångarna under dem alltid är turbulenta. Denna felaktighet kommer från det faktum att cumulonimbus faktiskt är extremt turbulenta på hög höjd, och därför kan man felaktigt dra slutsatsen att cumulonimbus är turbulenta på alla höjder. Tillförlitliga studier och segelflygares erfarenhet har visat att uppgången under cumulonimbus generellt sett var jämn. Som framgår ovan är uppgångar under en cumulonimbus ofta dynamiska och kommer därför att vara mycket jämna. Fenomenet förstärks under det svaga ekoområdet i ett supercell-åskväder som är extremt farligt . Detta fenomen är dock föga känt inom flygvärlden. Således är en utbredd uppfattning inom flygindustrin att cumulonimbus alltid är förknippad med mycket stark turbulens (på alla höjder) och svåra åskväder. Till exempel hävdar Gil Roy, i en bok som godkänts av fr:Fédération française de vol à voile , att:

Les cumulo-nimbus [sic] sont le siège de très violents orages. La partie avant, baptisée "front d'orage" est le théâtre de très fortes turbulences mais aussi de puissantes ascendances. ( Översättning : Cumulo-nimbus [sic] är alltid sätet för mycket våldsamma åskväder. Det främre området som kallas åskvädersfront är platsen för mycket stark turbulens men också för kraftiga uppgångar.)

Dessutom talar författaren om cumulo-nimbus [ sic ] av gigantisk storlek som kan nå en höjd av flera tusen meter . Även om ordet "flera" inte är särskilt exakt, är en tjocklek på 8000 meter ganska typisk för en cumulonimbus , med några så tjocka som 20000 meter eller mer. Dessutom är majoriteten av cumulonimbus förknippade med svaga åskväder eller till och med enkla regnskurar utan elektriska fenomen.

Hänvisningen till åskstormsfronten motsvarar utflödesgränsen förknippad med nedgångar som verkligen är mycket farliga och är platsen för virvlar som är förknippade med Kelvin-Helmholtz-instabiliteten i korsningen mellan upp- och neddrag. Men framför åskvädret är uppgången generellt sett laminär på grund av luftpaketens negativa flytförmåga (se ovan).

På LUXORIONs webbplats står det också:

Les cumulonimbus provocerande toujours une turbulence sévère [...] Elle peut être rencontrée dans les basses couches and devancer le cumulonimbus de 10 à 25 km. ( Översättning : Cumulonimbus genererar alltid en kraftig turbulens [...]. Den kan påträffas i de lägre skikten och komma före cumulonimbus med 10 till 25 km.)

Ett sådant påstående är för brett och motsäger återigen det faktum att uppgångar framför ett åskväder ofta är laminära. Det är dock sant att de övre lagren nästan alltid är turbulenta. Men i de flesta fall är den tidigare nämnda turbulensen inte extrem. På samma sätt säger Didier Morieux:

Le cumulonimbus [...] est aussi le siège d'ascendances et de descendances pouvant atteindre des vitesses de 15 à 20 m/s donnant lieu à une turbulence considérable, mottaglig de mettre en péril la structure des avions les plus solides. ( Översättning : Cumulonimbus är också platsen för upp- och neddrag med hastigheter på 15 till 20 m/s som genererar avsevärd turbulens, vilket sannolikt äventyrar strukturen hos de flesta robusta flygplan.)

Dennis Pagen är ännu mer explicit. Han hävdar:

Alla upp- och neddrag i ett åskväder skapar stor turbulens på grund av skjuvning. Allt vi behöver göra är att tänka på de inblandade hastigheterna och du kan föreställa dig hur allvarlig turbulensen är. Åskvädersturbulens kan (och har) slita isär flygplan.

Den internationella molnatlasen lugnar dessa påståenden: den säger helt enkelt att " la turbulensen ofta är mycket stark " under molnet.

Allvarlig fara för segelflygare

En segelflygare som är övertygad om att cumulonimbus alltid är våldsamma riskerar att få en otäck överraskning. Om han flyger under den flankerande linjen av ett supercell-åskväder och finner att luften är mycket jämn och uppåtgående måttliga, kan han felaktigt dra slutsatsen att han är säker och inte under en cumulonimbus; eftersom han tror att cumulonimbus alltid är turbulenta. Han kanske därför inte inser när han är under en sekundär cumulonimbus som kan suga honom inuti molnet, och han kan stöta på ett väggmoln som kan generera en tromb som kan sönderdela hans ömtåliga skiff som visas i figur 5. Dominique Musto varnar för skärmflygare ( som annars skulle kunna påverkas av ovanstående myt) mot den falska känslan av säkerhet i ett område med utdragna uppgångar som är ganska svaga enligt följande:

Pourtant malgré un ciel sombre et l'absence de soleil, les ascendances sont douces et généralisées dans tout le secteur. Quelque valde cloche! Si nous ne réagissons pas très vite pour descendre, une main invisible risque de nous happer et de nous jeter en enfer ! ( Översättning: Men trots en mörk himmel och brist på solljus är höjderna jämna och utsträckta i hela området. Något är fel. Om vi ​​inte reagerar snabbt och går ner, kommer sannolikt en osynlig hand att ta tag i oss och kasta oss in i Helvete!)

Detta citat sammanfattar i tre meningar de ofta lömska farorna som är förknippade med cumulonimbus, faror som förvärras för skärmflygare, som den tyska skärmflygaren Ewa Wiśnierska upplevde. Hon överlevde att klättra över 9 000 meter (30 000 fot) inuti en cumulonimbus. En närliggande medpilot som fångades i samma väderhändelse var inte så lycklig.

2014 dog den 66-årige generalen Paolo Antoniazzi efter att dess paraglider sögs in i en cumulonimbus upp till en höjd av 9 300 meter (30 500 fot).

Föregångare till ett åskväder

Ovanstående citat sätter informellt förebuden om ett åskväder. Så en cumulonimbus fungerar som en enorm termisk maskin som suger upp luften i fronten (vänster sida av figur 3) och våldsamt kastar ut den i ryggen genom nedgångar (höger sida av figur 3). Följaktligen kommer ett brett område med uppstigningar att ligga framför åskvädret. Typiskt, i en fuktig luftmassa, kommer uppgången att vara i storleksordningen 1 m/s; och i en torr luftmassa kommer de att vara i storleksordningen 2 till 3 m/s. Därför, när en segelflygpilot befinner sig i ett område där "uppdrag är överallt" och han är nära stora moln (som kan vara cumulus congestus ), är han troligen i närheten av ett byggnadsåskväder.

Tillhörande gravitationsvågor

De utbrott som är förknippade med cumulonimbus kan generera gravitationsvågor långt från åskväder . Dessa gravitationsvågor kan kännas upp till 50 kilometer (31 mi) bort och under vissa förhållanden flera hundra kilometer bort. Ett kraftigt åskväder som genererar dessa gravitationsvågor som ligger på mer än 40 kilometer (25 mi) bort (enligt Federal Aviation Administrations rekommendationer) bör inte påverka säkerheten för flygplan så långt från åskvädret. Dessa gravitationsvågor kan modelleras på samma sätt som bergsvågor och kan användas av en segelflygare .

Använda cumulonimbus vid längdflygning eller annat

Exploatering av "liten" cumulonimbus

Liten cumulonimbus kan relativt säkert utnyttjas av erfarna segelflygare. De genererar måttliga uppgångar som vanligtvis är laminära. Således kan pulsliknande sommaråskväder användas under längdflygningar, eftersom segelflygplanet kommer att röra sig bort från cumulonimbus efter att ha (i teorin) klättrat upp till 500 fot under molnbasen (den högsta tillåtna höjden i USA) och glidflygets passage i närheten av åskvädret kommer att bli kort. Till exempel, under en officiell tävling av Soaring Society of America , lekte piloter öppet med cumulonimbus (och till och med med uppgångar som gränsar till störtlopp ) och skröt om det. En tumregel säger dock att avståndet mellan två termer är lika med tre gånger molnets höjd. Följaktligen kommer en cumulonimbus som är 13 km tjock att eliminera all konvektiv aktivitet över en radie på cirka 40 km. De flesta segelflygplan kan inte utföra så långa glid, och därför kommer ett möte med ett pulsliknande åskväder i ett segelflygplan ofta att följas snart av flygningens slut.

Skjuvningsexploatering i närheten av ett störtfall

Figur 3.22 från denna referens visar närvaron av en rötor utanför ett utbrott . En mer än dumdristig pilot skulle lätt kunna lokalisera denna uppgång och utnyttja den. Men det här fotografiet kommer att avskräcka alla vettiga piloter från att använda sådana monstrositeter. Nedbrott är den största faran vid åskväder. Dessutom, om piloten av någon anledning måste landa (hagelstorm eller annat), kommer han att behöva korsa utbrottet omedelbart ovanför honom och det kommer att finnas en kraftigt ökad risk att krascha – på grund av den oförutsägbara minskningen av flyghastigheten. Dessutom, om glidflygplanet övergår från uppåtgående till nedåtgående, kommer kraftig turbulens att uppstå på grund av Kelvin-Helmholtz-instabiliteten i skjuvningsområdet. Piloter har dock utnyttjat sådana uppstigningar.

Exploatering av flankerande linjer

Besinningslösa piloter har utnyttjat stormbyxor genom att flyga framför åskväderssystem som om de flyger längs en ås . Piloten måste verkligen landa på en flygplats och sätta segelflygplanet i en hangar; stormlinan kommer snart att fånga honom igen och äventyra segelflygplanet om det inte är skyddat. Dennis Pagen genomförde en liknande flygning framför en supercell -cumulonimbus under förberedelserna för världsmästerskapet i hängglidare 1990 i Brasilien där han kunde flyga 35 km i hög hastighet utan sväng. Pagen erkänner att hans prestation var mycket riskabel, eftersom hängglidare (och ännu mer paragliders ) är betydligt långsammare än segelflygplan och mycket lättare kan sugas in i molnet .

Slutsats

De enda cumulonimbusmolnen som skulle kunna användas av en segelflygare, med förbehåll för alla nödvändiga reservationer, kan vara isolerade små cumulonimbus eller vid en nypa de flankerande linjerna i samband med kraftiga åskväder. Exemplen ovan visar dock att ett till synes ofarligt moln snabbt kan bli mycket farligt. Skall och supercell-åskväder är definitivt dödliga faror för oinformerade piloter. Baserat på visuella flygregler måste flygningar i områden före storm vara visuella; Piloterna måste kunna se utvecklingen av ett åskmoln och vidta nödvändiga åtgärder för att undvika eller snabbt landa när så är lämpligt.

Ovanstående exempel visar att de olika fenomen som är förknippade med cumulonimbus kan äventyra alla typer av flygplan och dess passagerare när piloten flyger i närheten och särskilt inne i ett åskmoln. En flygplanspilot bör aldrig komma nära en cumulonimbus.

Se även

Bibliografi

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Cumulonimbus_and_aviation&oldid=1136393185 "