Termiske

Termisk er en form for updraft der opstår, når solstråling opvarmer den jordens overflade og, som et resultat, den luft tæt på jorden. I løbet af dagen transporterer denne konvektion luft opvarmet af solen til større højder og bringer samtidig køligere luft til jorden fra en højde på flere hundrede meter. Bjergbestigere ofte føler, at dette updraft løbet af eftermiddagen afstamning som en varm modvind fra dalen, motorless piloter såsom svæveflyvere , hængen- svævefly og paraglidere værdsætte det som en såkaldt " skæg " at vinde højde. Termisk er blandt andet. også ansvarlig for udviklingen af dalvind og støvdævler .

Fremkomst

Cumulus sky

Fast cumulussky, dannet som et resultat af de opadgående vinde over Stellihorn ( Valais ).

For at udvikle sig, kræver termisk tilstrækkelig solstråling og en passende jordstruktur. Enkelt sagt opvarmes et voksende lag af luft på jorden. På grund af inhomogeniteter eller mindre forstyrrelser dannes der en buler på et tidspunkt i det varme luftlag, hvor den varme luft begynder at samle sig og skubbe opad. Når en tilstrækkelig mængde varm luft er samlet, begynder pakken at stige. Der er to muligheder for termik, der nu kan forekomme:

Packet-lignende termik: Her luften parcel løsner fra jorden (den såkaldte løsrivelse sker, observatøren står på jorden anerkender dette ved den hastigt forfriskende vind, som er forårsaget af den (kold) luft, som strømmer ind og kommer ikke fra hovedvindretningen). En svæveflyger bemærker stærke udsving i stigningen, hvor højdeforøgelser gentagne gange afbrydes af nedstigningsperioder, selvom ens egen placering ikke ændres.
Termisk slange : her er der en kontinuerlig tilførsel af opvarmet luft på jorden, så luften, der undslipper opad konstant strømmer ind i nærheden af jorden, opvarmes hurtigt nok og i tilstrækkelige mængder og undgår opad. Stigningen er næsten konstant.

Da luften stiger let , især i en ustabilt lagdelt atmosfære og oprindeligt køler ned via den tørre adiabatiske temperaturgradient , kan den til sidst nå kondensationsniveauet og danne skyer . Cumulus skyer er derfor et synligt tegn på termisk. Hvis luften er for tør, så der ikke opstår skydannelse, taler man om blå termisk - himlen forbliver skyfri og blå. Det kan kun genkendes af pollen, støv og cirklende fugle eller svævefly . I modsætning hertil kan cumulonimbus-skyer og tordenvejr dannes fra cumulus-skyer i løbet af dagen, hvis den termiske styrke er passende .

Ofte "strømmer" den resulterende varme op ad en skråning modsat faldlinjen op til en spoiler - dette kan være et knæk i terrænet eller en ændring i jordens natur. Der adskiller den varme luftpakke sig fra gulvet og stiger som en stor sæbeboble . I lavlandet hjælper let til moderat vind dem med at løsne sig fra jorden og stige ved kanterne af terræn eller skovkanter.

Den termiske opsamling slutter, når der ikke strømmer mere varm luft ind fra gulvet. Afhængigt af mængden af solskin kan det tage noget tid, indtil der er nok varm luft igen, og den kan stige igen. Med disse tilbagevendende opsamlinger samme sted taler man om pulserende termik.

Barrierer som inversion eller tropopausen stopper den stigende luft i højden.

Faktorer for termisk intensitet

Intensiteten af det termiske afhænger blandt andet. fra solen , naturen på jordens overflade , fugtigheden og bestrålingsvinklen. Et tørt kornmark kan afgive mere varme end en fugtig eng, en bjergskråning, der er tilbøjelig mod solen, opvarmes mere end sletterne. Dette skyldes den forskellige varmelagringskapacitet samt fugt og fordampning af undergrunden. Det ideelle termiske gulv skal

Reflekter så lidt sollys som muligt (lille albedo-værdi ),
lidt vand fordampes og
Afled lidt varme i jorden, men bliv varm for at varme luften over.

Hvis jorden leder varme nedad (f.eks. Lerjord), opvarmes den kun lidt. En dårlig varmeledning, som f.eks. Tørt sand eller en pløjet mark, bliver derimod varm. For eksempel kan en våd jord, hvis den er koldere end luften, lagre mere varme end en tør, fordi vandet kan absorbere varme fra luften ud over jordens stof. Hvis en våd jord er koldere end luften, omdannes en stor del af solenergien, der rammer jorden, til såkaldt fordampningskold, tilsvarende afkøles luften tæt på jorden af jorden sammenlignet med de direkte højere lag af luft . Planter kan reducere termisk temperatur afhængigt af deres art, vækststatus og tæthed. Skoven spiller et specielt tilfælde her: om dagen reducerer det termikken gennem fordampning, men om aftenen er baldakinen varmere end omgivelserne og afgiver svage termaler. I modsætning hertil er rydninger og skovkanter gode termiske kilder og afrivningskanter. Opbevarer jorden meget varme, f.eks B. Skove eller byer, det kan frigøre dem tilbage i luften på forskellige tidspunkter og fører til termisk energi sent på eftermiddagen til aftenen.

På den anden side spiller temperaturgradienten (lodret temperaturfald) i den omgivende luft en vigtig rolle for intensiteten af en termisk opstrømning , som kan være mellem 0,65 ° C og 1,35 ° C pr. 100 m højde. Da luft konstant afkøles ved 1 ° C pr. 100 m, når den stiger, indtil den når kondensniveauet, vil luft, der stiger under 1 ° C, snart blive koldere end den omgivende luft (stabil lagdeling). Med en gradient på 1 ° C (ligegyldig lagdeling) forbliver temperaturforskellen den samme med stigende højde og fører til moderat til god termisk temperatur med konstante stigningshastigheder. Hvis gradienten er over 1 ° C (ustabil lagdeling), stiger temperaturforskellen med højden - ligesom stigningshastighederne og den termiske styrke.

Følgelig kan termerne stige betydeligt med kold luftadgang . Det sker, når køligere luftmasser i højere luftlag tilvejebringes fra et andet sted, f.eks. B. efter koldfrontens passage , det såkaldte bagvedvejr . Som et resultat er selv en let opvarmning af gulvet tilstrækkelig til at give den opvarmede luft en temperaturfordel i forhold til den omgivende luft og få den til at løsne sig og stige hurtigt. Sådanne vejrforhold bruges ofte af termiske piloter til udvidede langrendsflyvninger.

Andre effekter understøtter opsvinget:

Når der dannes skyer, frigøres der yderligere kondensvarme , hvilket kan føre til en yderligere temperaturfordel i forhold til omgivelserne og dermed til en yderligere stigning i luftpakkerne - den termiske øges.

I udkanten af opsamlingen blandes tør og køligere luft ind ved medrivning. Især i tilfælde af fugtkonvektion , dvs. termiske skyer, kan de termiske effekter øges yderligere som et resultat af fordampningskulden , da et tyndt lag kold luft placeres omkring skyen.

Måling

I luftfarten måles termisk styrke som hastigheden på den stigende luft. Dette er mellem 0,1 og 10 m / s og betydeligt mere under cumulonimbus skyer . Variometeret bruges som måleinstrument i et fly .

Den rumlige fordeling af varme i atmosfæren kan også måles som følger:

Måling af vindfeltet (ved Doppler-skift) ved hjælp af forskellige radarteknikker , RADAR , LIDAR , SODAR
Indirekte måling af temperaturfordelingen af et volumen luft ved måling af termisk stråling (infrarød). Den termiske kan udledes af temperaturfordelingen

Termisk opsving kan bevæge ioner , hvilket ændrer det elektriske felt i atmosfæren. Målingen af henholdsvis det elektriske felt. Dens gradienter inden for luftvolumenet (ud af et fly) gør det muligt at drage konklusioner om tilstedeværelsen af termik.

brug

Afspil mediefil

Termiske cirkler ("krumtap"), når man svæver

I motorfri flyvning, såsom svæveflyvning , hanggliding og paragliding , bruges termik til at vinde højde (1000 til 3000 m i fladen, endnu højere i bjergene). Den øvre, anvendelige grænse for det termiske er skybasen . Afhængig af national lovgivning kan svævepiloter med en skyflyvende licens også fortsætte med at klatre i en sky, selvom godkendelse af lufttrafikstyring kan være nødvendig. At flyve i en sky indebærer imidlertid risici og praktiseres sjældent. For motoriseret luftfart er derimod termik mere gener, da de kan forårsage ubehagelig turbulens . Det kan endda være farligt for varmluftballoner , da termik forårsager ballonen til at synke på grund af den lavere temperaturforskel (ballonhylster til miljøet).

Termiske kraftværker forsøger at konvertere den energi, der er indeholdt i det termiske, til elektrisk energi.

Termisk styrke

For den termiske styrke , dvs. hastigheden på den stigende luft, spiller forskelle i tæthed mellem termisk og omgivende luft en afgørende rolle. Forskellen i tæthed afhænger stort set af den relative fugtighed , dvs. af dugpunktsforskellen . Den termiske er mere fugtig og derfor lettere end den omgivende luft. På den anden side er forskelle i temperatur mellem termisk og omgivende luft ubetydelige for tæthedsforskellene: Ved ca. 200 m over jorden er temperaturforskellen i gennemsnit mindre end 0,3 ° C, i en højde på 600 m er det ofte kun 0,15 ° C

Beregning af den termiske styrke baseret på temperaturværdier ud fra den lodrette profil af atmosfæren (Temp eller Skew-T).

Den termiske formel til beregning af løftehastigheden er:

${\ displaystyle w = K \; {\ sqrt {\ frac {1,1 ^ {(\ tau _ {\ mathrm {Th}} - \ tau _ {\ mathrm {Lu}})} - 1} {1, 1 ^ {(\ vartheta _ {\ mathrm {Lu}} - \ tau _ {\ mathrm {Lu}})}}} \ quad}$ med . ${\ displaystyle K = 5.6 \ {\ rm {m / s}}}$

De enkelte symboler står for følgende størrelser:

${\ displaystyle w}$	Optrækets hastighed i m / s,
${\ displaystyle K}$	En empirisk bestemt nøgletal med enheden m / s
${\ displaystyle \ vartheta _ {\ mathrm {Lu}}}$	Temperatur af den omgivende luft i ° C,
${\ displaystyle \ tau _ {\ mathrm {Lu}}}$	Dugpunktstemperatur for den omgivende luft i ° C,
${\ displaystyle \ tau _ {\ mathrm {Th}}}$	Dugpunkttemperatur for den termiske boble i ° C.

En lodret profil , målt eller beregnet af vejretjenester for forskellige steder i verden, viser temperaturen og dugpunkttemperaturen for den omgivende luft i forskellige højder. Dette indeholder også linien med det konstante mætningsblandingsforhold for jorddugpunktet, der svarer til dugpunkttemperaturen for den termiske. Dette betyder, at alle relevante parametre til beregning af termisk styrke i den respektive højde kan læses fra den lodrette profil.

Weblinks

Wiktionary: Thermik - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

"Hvor skal du hen til det termiske, tak?" - Præsentation af professor Alfred Ultsch.
Termisk kort over Tyskland af D. Müller, Christoph Kottmeier, Manfred Kreipl og Bernd Frettlöh.
PDF-bog - Termisk fra A til Å Bogen, der blev offentliggjort på det tidspunkt for ovenstående link - revideret udgave i 2018.
Termisk tjekliste - interaktivt websted til klassificering af termisk kvalitet.
Afledning af den termiske formel - fysisk baggrund til beregning af den termiske styrke.
Termisk kort thermalmap.info - hjemmeside med fløjet termisk . Fra dette kan termisk aktive områder og termiske hotspots let identificeres. - i hele verden.

Individuelle beviser

^ Henry Blum: Meteorologi for svæveflypiloter . Motorbuch Verlag, Stuttgart 2014, ISBN 978-3-613-03711-3 .
↑ ^a^b Oliver Predelli: Termisk prognose med vikarer . Red .: Glider Flying Magazine. Nr. 3, 2017, ISSN 1612-1740 , s. 24-28 .

[1] Henry Blum: Meteorologi for svæveflypiloter . Motorbuch Verlag, Stuttgart 2014, ISBN 978-3-613-03711-3 .

[opr-2] Oliver Predelli: Termisk prognose med vikarer . Red .: Glider Flying Magazine. Nr. 3, 2017, ISSN 1612-1740 , s. 24-28 .

Languages