Chương 6: Bản Chất Của Bầu Trời – Thời Tiết Cho Phi Công Dù Lượn

CHƯƠNG 6: BẢN CHẤT CỦA BẦU TRỜI – THỜI TIẾT CHO PHI CÔNG DÙ LƯỢN

GiangBT dịch
“Mây là những kỷ niệm và ước mơ của các phi công, họ để lại đằng sau mình khi trở lại trái đất, nhưng mỗi khi quay trở lại bầu trời, họ có thể làm sống lại chúng.” Jimmy Buffet ( từ tiểu thuyết Joe Merchant ở đâu đến / Where is Joe Merchant)

Những phi công thời kỳ đầu có ít hoặc không có thông tin gì về thời tiết. Họ bay trên đôi cánh và cầu mong được may mắn. Những kiến thức thời tiết mà họ có được là từ trường cao học “nghiệm không được thì thí”. Những người đã bay các tuyến đường chuyển thư thường xuyên, như Charles Lindberg, trở nên rất thành thạo trong việc dự báo thời tiết qua những dấu hiệu tự nhiên, hoặc không thọ được lâu. Nhưng theo quan điểm của một số người thì việc quan sát là không thực sự đủ để giải thích những thay đổi đột ngột và những khả năng khác. Thậm chí Lucky Lindy đã phải nhảy dù trong một đêm mà máy bay của anh ta đã bị chìm trong dông bão.

Giờ đây ta đã có vệ tinh toàn cầu, các trạm thời tiết và mạng máy tính cho phép ta hai thông tin về thời tiết chi tiết trong suốt 24h. Nhưng những gì công chúng nhận được là cái mà đa số muốn: nhiệt độ hàng ngày, nắng và mưa. Như thế là không đủ cho các phi công, có thể là phi công lái Boeing 747 cũng như là các phi công dù lượn.

Ta cần biết nhiều hơn những biểu hiện chung và cụ thể của khí quyển trước khi ta quăng ra mình vào trong không trung. Trong chương này ta sẽ khám phá tính cách và tâm trạng của bầu trời để ta có thể diễn giải rõ hơn những thông tin đã có. Ta cũng sẽ xem là bằng cách nào để có được những thông tin này.

Ta bắt đầu công cuộc khám phá về thời tiết với các hiệu ứng mà đúng cho phạm vi địa phương, sau đó ta mở rộng tầm ra quy mô lớn hơn. Trọng tâm ở đây là những kiến thức thực tế mà bạn có thể sử dụng trong bay dù lượn hàng ngày. Chúng tôi sẽ cố gắng để giữ cho việc thu nhận kiến thức ở đây thật sáng sủa và thoáng.

ĐÔI LỜI ĐỐI VỚI PHI CÔNG MỚI
Nếu bạn chỉ mới bắt đầu bay THÌ có thể bị ngợp bởi số lượng những ý tưởng mới được trình bày liên quan đến thời tiết. Nhưng bạn đừng quá lo lắng nhiều về việc ngay lập tức phải học tất cả các thông tin chi tiết vào cùng một lúc. Hãy tập trung trước tiên vào các vấn đề ảnh hưởng ngay lập tức đến việc bay của bạn chẳng hạn như hướng gió, sức gió và khả năng có thể gặp nhiễu loạn. Hãy đặt câu hỏi đối với HLV của bạn và những câu trả lời sẽ được minh họa bằng những gì bạn có thể quan sát thấy. Tiếp theo là hãy chú ý đến những đám mây và các hiệu ứng khác và bạn sẽ bổ sung chúng vào kiến thức tổng thể của mình. Cuối cùng, chúng tôi muốn giới thiệu cuốn sách Hiểu biết về bầu trời  (Understanding the Sky) để hoàn thiện hiểu biết và kiến thức của mình về những truyền thuyết về thời tiết dùng cho môn thể thao bay lượn.

Giới hạn

Một phần lý do của việc ta tìm hiểu về bầu trời là vì sự an toàn, và phần khác là để nâng cao khả năng bay của ta. Là phi công mới, bạn nên tập trung vào các khía cạnh an toàn và tìm hiểu về các giới hạn để bay an toàn. Xuyên suốt trong tài liệu hướng dẫn này, chúng tôi đưa ra giới hạn khuyến nghị đối với các yếu tố gió đã được phát triển một cách thấu đáo bởi các HLV sau nhiều năm kinh nghiệm. Nếu bạn kết hợp tài liệu hướng dẫn này với những quan sát về các điều kiện [thời tiết] và lời khuyên của HLV thì bạn vẫn sẽ ở trong phạm vi an toàn của khả năng bay của mình. Với thái độ chín chắn như vậy, bạn sẽ thấy bầu trời không phải là một khoảng trống bí ẩn kỳ lạ mà thật sự là một sân chơi trên trời.

GIÓ – HƠI THỞ CỦA BẦU TRỜI
Một cách đơn giản, nguyên nhân gây ra gió thổi đó là sự khác biệt áp suất trong không khí. Có các dòng không khí chính là để cân bằng những khác biệt về áp suất, và ta cảm thấy dòng không khí di chuyển này đó là gió. Sự khác biệt áp suất gây ra bới sự đốt nóng không đều bề mặt trái đất, vì vậy ta cuối cùng có thể nói gió gây ra bởi ánh sáng mặt trời. Ta có một nguyên tắc chung ở dưới đây.

Gió và Quy tắc tuần hoàn

Không khí dịch chuyển từ khu vực mát hơn sang các khu vực ấm hơn

Quy tắc này rất đúng ở phạm vi địa phương. Chữ địa phương ở đây có nghĩa là hiệu ứng diễn ra trên một khu vực nhỏ, 15 đến 30 km hoặc nhỏ hơn. Ta gọi những hiệu ứng như thế là hiệu ứng địa phương và gió do chúng gây ra là gió địa phương. Trên quy mô lớn hơn quy tắc này vẫn có giá trị, nhưng việc lưu chuyển là rất phức tạp do có các yếu tố khác.

Lý do để quy tắc này hoạt động rất đơn giản: Khi mặt trời sưởi ấm mặt đất, không khí nóng nằm phía trên bị đốt nóng và giãn nở. Nó trở nên ít đặc hơn, do đó không khí mát hơn ở gần đó (và là đặc hơn) chuyển sang thế chỗ.

Một nguyên tắc quan trọng nữa ta có thể thiết lập là gió địa phương được sinh bởi ánh nắng mặt trời là phụ thuộc vào chu kỳ hàng ngày của mặt trời. Vì vậy, ta có thể khái quát:

Quy tắc lưu thông hàng ngày

Gió địa phương có xu hướng tuân theo một chu kỳ hàng ngày trong đó chúng tăng lên trong ngày, đạt cao điểm vào đầu giờ chiều và yếu dần đi hoặc đảo ngược lại khi đêm xuống.

 

Gió thổi từ thung lũng lên và gió thổi từ trên núi xuống

Một trong những điều quan trọng nhất mà các phi công dù lượn tìm hiểu về gió là nó thay đổi như thế nào trên đồi dốc trong ngày. Ta đã chỉ ra trong chương trước rằng phải có gió thổi vào ngọn đồi để có thể bay được. Cũng chính nguyên tắc chung đó được áp dụng cho tất cả các điểm bay. Dòng chảy chung của gió hoặc gió chính là yếu tố chủ yếu quy định hướng gió và sức gió. Tuy nhiên, tác động mang tính địa phương có thể và làm thay đổi dòng chảy này bằng cách thêm hoặc bớt đi. Nếu không có gió tổng thể, các hiệu ứng địa phương sẽ chỉ là thứ gió duy nhất mà bạn thấy, và biểu hiện của nó là rất quan trọng.

Gần một sườn dốc, mặt trời đốt nóng làm cho không khí nhẹ hơn, vì vậy không khí mát hơn ở trong thung lũng chuyển vào thế chỗ. Quá trình này tạo ra dòng lưu chuyển lên theo sườn dốc và xuống trong thung lũng như trong hình 6-1. Gió này được gọi là gió thung lũng thổi lên theo sườn dốc (thuật ngữ khoa học gọi là dòng lưu chuyển anabatic).

Gió thổi từ thung lũng lên và gió thổi từ trên núi xuống

Một trong những điều quan trọng nhất mà các phi công dù lượn tìm hiểu về gió là nó thay đổi như thế nào trên đồi dốc trong ngày. Ta đã chỉ ra trong chương trước rằng phải có gió thổi vào ngọn đồi để có thể bay được. Cũng chính nguyên tắc chung đó được áp dụng cho tất cả các điểm bay. Dòng chảy chung của gió hoặc gió chính là yếu tố chủ yếu quy định hướng gió và sức gió. Tuy nhiên, tác động mang tính địa phương có thể và làm thay đổi dòng chảy này bằng cách thêm hoặc bớt đi. Nếu không có gió tổng thể, các hiệu ứng địa phương sẽ chỉ là thứ gió duy nhất mà bạn thấy, và biểu hiện của nó là rất quan trọng.

Vào bất kỳ ngày nắng nào gió cũng sẽ thổi lên đồi chừng nào mà gió chung không phải là thổi từ sau đồi đến

Gần sườn dốc, mặt trời đốt nóng làm cho không khí nhẹ hơn, vì vậy không khí mát hơn ở trong thung lũng chuyển vào thế chỗ. Quá trình này tạo ra dòng lưu chuyển lên theo sườn dốc và xuống trong thung lũng như trong hình 6-1. Gió này được gọi là gió thung lũng thổi lên theo sườn dốc (thuật ngữ khoa học gọi là dòng lưu chuyển anabatic).

Hình 6-1: Gió thung lũng thổi lên theo sườn dốc

Gió thung lũng thổi lên tăng theo mức độ đốt nóng hàng ngày của mặt trời và yếu dần đi khi mặt trời xuống thấp. Khi mặt đất lạnh đi hiệu ứng ngược lại xảy ra. Không khí ở trên sườn dốc trở nên mát hơn và đặc hơn không khí chung và bắt đầu trượt xuống dốc như trong hình 6-2. Vì vậy, bắt đầu xuất hiện dòng ngược, gió trên núi thổi xuống thung lũng theo sườn dốc (thuật ngữ khoa học gọi là dòng lưu chuyển catabatic) vào buổi chiều tối và kéo dài suốt đêm cho đến khi mặt trời buổi sáng đảo ngược lại quá trình này. Nó có thể là khá mạnh ở gần núi cao.

Hình 6-2: Gió trên núi thổi xuống

Gió thung lũng thổi lên cao nhất vào khoảng 2 hoặc 3h chiều rồi sau đó dần dần giảm bớt. Sức gió tối đa phụ thuộc vào kích thước của ngọn đồi hay núi (đồi cao hơn thì gió bơm lên mạnh hơn) và lượng nhiệt tỏa ra bởi mặt trời. Gió trên núi thổi xuống có thể bắt đầu vào lúc chiều muộn khi bạn vẫn còn ở trên đồi, đặc biệt là lúc mà không khí mát mẻ và bóng râm che không cho mặt trời đốt nóng mặt đất.

Phải chú ý hết sức thận trọng vấn đề này, đặc biệt là những phi công ‘hăng tiết vịt’ muốn bay, vì đôi khi bạn có thể muốn làm thêm một chuyến bay muộn và lúc mà đã sẵn sàng thì gió bắt đầu thổi từ trên núi xuống theo sườn dốc hoặc có gió từ sau thổi đến. Chớ ham cất cánh khi có gió thổi từ trên núi xuống ngay cả trong một tíc tắc. Hãy gấp dù lại và chờ đến ngày hôm sau khi có những cơn gió thung lũng thổi lên như mọi khi.

Dư nhiệt, Hoàn lưu và Bay vào lúc chiều muôn

Điều kiện thời tiết đặc biệt có thể xảy ra do sự kết hợp của cả dòng gió thung lũng thổi lên và gió từ trên núi thổi xuống. Đôi khi vào ngày mà mặt trời đốt nóng tốt thì trong thung lũng sẽ được lấp đầy bởi không khí ấm, nhẹ và nổi lên. Khi có gió từ trên núi thổi xuống chúng trườn xuống dưới lớp không khí ấm này, làm chúng  nổi lên như trong hình 6-2. Hiện tượng này xảy ra và có thể tạo lực nâng nhẹ cho phép bạn bay qua lại xung quanh mà không bị tụt xuống. Thung lũng dường như được thổi một luồng gió nâng kéo dài tưởng chừng như vô tận tới hết đêm.

Có một hiện tượng xuất hiện phổ biến hơn nữa là khi mặt dốc hướng phía đông bị che khuất trước đó vì vậy chỉ có một phía thung lũng là có gió từ trên núi thổi xuống. Tiếp theo đó phía bên kia thung lũng có thêm lực nâng và thường là rất êm và rộng khắp như trong hình 6-3. Điều kiện có thể bay được đến chiều muộn như vậy có thể là nguồn nâng tuyệt vời và là lý tưởng cho phi công mới học bay cặp vách.

Nhưng cũng cần hết sức chú ý: đôi khi những điều kiện mà dư nhiệt như vậy có thể trở nên khá mạnh hoặc gây ra nhiễu loạn ở mức đáng ngạc nhiên. Thường thì những điều kiện mạnh xảy ra khi có gió chung bổ sung thêm vào gió hoàn lưu. Nhiễu loạn đôi lúc xuất hiện ở núi cao khi mà quá trình làm mát trong các hẻm núi hoặc thung lũng gây ra những dòng không khí mát mạnh thổi vào dưới lớp không khí ấm đang bốc lên và tạo thành nhiễu loạn cắt (turbulence shear – xem ở phần dưới), trong đó các lớp không khí mát và ấm va vào nhau như trong hình 6-3.

Hình 6-3: Nguyên nhân của gió hoàn lưu

Gió biển

Có một dòng lưu chuyển phổ biến khác diễn ra ở gần bờ biển. Nó được gọi là gió biển và lại một lần nữa là do khác nhau về lượng nhiệt trên bề mặt trái đất. Ban ngày mặt trời chiếu xuống mặt đất và đốt nóng không khí, làm cho nó nhẹ hơn. Mặt nước không được đốt nóng nhiều bởi vì tia nắng mặt trời xuyên vào nước, vì vậy lớp không khí trên mặt nước vẫn mát và đặc. Kết quả là, có một dòng lưu chuyển từ mặt nước vào đất liền. Đây là gió biển, như nêu trong hình 6-4. Bất cứ ai sống gần đại dương, biển hoặc hồ sẽ nhận ra những làn gió làm mát hàng ngày thổi vào đất liền từ mặt nước.

Vào ban đêm, hiện tượng ngược lại xảy ra bởi vì mặt đất nguội đi nhanh hơn so với mặt nước. Gió từ đất liền bứt đầu thổi ra biển và tiếp tục cho đến khi mặt trời buổi sáng đảo ngược dòng lưu chuyển.

Gió biển có thể thổi vào sâu đến hàng chục dặm trong đất liền ở vùng ven biển, nhưng thường chúng chỉ giới hạn trong khu vực gần bờ biển. Sức gió của gió biển cao nhất vào buổi chiều và có thể rất mạnh ở chỗ vùng sa mạc giáp với biển. Nói chung, gió biển là đều và êm dịu và là lý tưởng để huấn luyện hoặc bay cặp vách đơn giản. Đặc điểm này là lý do chính tại sao rất nhiều trường huấn luyện dù lượn lại đóng ở gần bờ biển.

Hình 6-4: Gió biển

 

Các dòng lưu chuyển khác

Ở đây ta thảo luận một chút về các hình thức lưu chuyển tại chỗ khác. Nó có thể là giữa vùng rừng và cánh đồng, khu vực có nắng và bóng râm hoặc gần khu vực tuyết phủ. Một khu rừng lớn sẽ mát hơn nhiều so với các cánh đồng gần đó, và bạn có thể nói như vậy bất cứ lúc nào bạn đi bộ trong rừng vào một ngày nắng ấm . Khi có một đám mây lớn che mất ánh nắng mặt trời thì có thể có một dòng lưu chuyển nhỏ giữa khu vực bóng râm và khu vực đầy nắng. Đôi khi bóng ở trên đồi của một đám mây lớn đi qua có thể làm cho gió tạm thời chuyển sang thành gió từ đỉnh núi thổi xuống. Ngoài ra, khi có một khu vực tuyết phủ lớn nằm cạnh khoảng đất trống thì có thể xảy ra một dòng lưu chuyển nhẹ.

Để tóm tắt những gì đã học về gió địa phương, dưới đây ta liệt kê thành danh sách cho thuận tiện:

Các yếu tố gió địa phương

• Chúng thay đổi biểu hiện của gió chung.
• Chúng lưu chuyển từ vùng mát sang vùng ấm.
• Chúng phụ thuộc vào hiệu ứng đốt nóng của mặt trời.
• Chúng lên cao nhất khi quá trình đốt nóng hay làm mát đạt đến mức tối đa.
• Chúng nói chung là khá nhẹ trừ trường hợp ở điều kiện có sa mạc hoặc núi cao.
• Sức gió, hướng và mức độ gió giật/cơn đều bị ảnh hưởng bởi sự đốt nóng hàng ngày.

ĐÁNH GIÁ CÁC ĐIỀU KIỆN THỜI TIẾT

Khi nói về điều kiện thời tiết ta chủ yếu đề cập đến gió là chính. Thực vậy, khi có mưa, không khí chuyển động theo chiều thẳng đứng và khả năng thay đổi này cũng là một mối quan tâm, nhưng với những chuyến bay ban đầu, ta chủ yếu quan tâm đến “những gì đang xảy ra.”

Ta xem xét đến ba khía cạnh của gió:
1) Sức gió mạnh đến đâu?
2) Gió thổi đến từ hướng nào?
3) Gió êm dịu hay nhiễu loạn đến mức nào?

Khi bạn học được cách đánh giá những yếu tố này thì có thể nói rằng bạn đã hiểu được bản chất của gió.

Sức gió

Tất cả chúng ta đều cảm thấy gió thổi trên mặt và cơ thể của mình. Ta biết rằng gió thổi càng mạnh – thì nó di chuyển càng nhanh – và ta cảm thấy lực tác động càng mạnh. Trong thực tế, lực của gió thay đổi theo bình phương của tốc độ. Điều này có nghĩa là một cơn gió có tốc độ tăng gấp đôi thì lực tác dụng mà gió gây ra là gấp bốn lần. Nếu bạn quen với tốc độ gió 8 mph, thì với gió 16 mph sẽ là mạnh gấp bốn lần. Còn ở gió có tốc độ 24 mph thì lực sẽ mạnh gấp chín lần. Một điều cần phải chỉ ra ở đây là sự gia tăng về lực tác dụng chỉ được cảm nhận chủ yếu ở trên mặt đất (khi cất cánh và sau khi hạ cánh), còn khi cánh dù đã bay trong không trung thì nó chuyển động so với các luồng khí và lực tác dụng là bình thường. Tuy nhiên, một điều cần làm rõ là sức gió là một yếu tố quan trọng đối với sự an toàn của chuyến bay, bởi vì gió mà càng mạnh thì càng có thể tạo ra nhiều nhiễu loạn mạnh hơn và cản trở khả năng xuyên nhập của ta để bay về khu vực hạ cánh.

Dây gió giúp phi công có được thông tin về luồng không khí ở gần mặt đất.

Ta có thể xác định được tốc độ gió, và sức gió, bằng cách sử dụng máy đo tốc độ gió (máy đo gió), cảm nhận được gió và quan sát ảnh hưởng của nó đối với môi trường. Ta đã đề cập trong Chương 2 về cách làm thế nào để có thể sử dụng máy đo tốc độ gió để giúp tạo cảm giác về sức gió. Một điều cũng quan trọng phải học cách diễn giải các ảnh hưởng của gió đối với môi trường xung quanh để có thể đánh giá tốt hơn sức gió. Những gợn sóng trên hồ, những chiếc lá xào xạc và những lá cờ bay phần phật tất cả đều có thể kể một câu chuyện.

Đây là bảng hướng dẫn về các tác động của gió theo độ mạnh. Tham chiếu bảng này khi bạn quan sát gió trong tự nhiên và dần dần bạn sẽ học được cách đánh giá chính xác sức gió. Hãy thử đánh giá độ mạnh của gió ở ngoài cửa sổ nhà bạn bây giờ xem sao.

Những âm thanh của gió thổi trên cây và các đám cỏ là những chỉ thị tốt về sức gió. Tuy nhiên, cần để ý đến khả năng tăng đột biến về âm lượng vào mùa xuân khi những chiếc lá mới xuất hiện.

Bảng chỉ thị gió

Tốc độ gió Tác động đối với môi trường
Lặng gió    – Khói bốc thẳng lên. Không có chuyển động nào của cây cỏ
0-5 km/h    – Khói bốc thẳng lên. Lá bắt đầu xào xạc.
5-8 km/h    – Khói bay nghiêng, cành cây dịch chuyển.
8-16 km/h – Khói bay nghiêng khoảng 45°. Các cành cây nhỏ và cỏ bắt
đầu dịch chuyển. Quần áo bị dịch chuyển trên dây phơi.
16-29 km/h    – Khói bay nghiêng khoảng 30° so với mặt đất. Toàn bộ cành
cây bắt đầu dịch chuyển. Cỏ tạo thành sóng. Quần áo bay
phần phật trên dây phơi.
29-40 km/h    – Khói bay ngang. Các cành cây lớn vẫy qua lại và cỏ tạo
thành sóng mạnh hơn. Bắt đầu có xoáy bụi.
40-56 km/h    – Các cành lớn và thân cây trung bình ngả nghiêng. Quần áo
bay phần phật. Bụi và tuyết thổi mạnh hơn.
Trên 56 km/h – Cây lớn ngả nghiêng, xe ô tô lắc qua lại. Khó đi ngược gió.

Một trong những chỉ thị tốt về gió là mặt của bạn.  Hãy học để cảm nhận sức gió giống như bạn làm với tốc độ bay – cuối cùng, thì cảm giác cũng là giống nhau.

Điều quan trọng để đánh giá là gió mạnh đến mức nào thì là chấp nhận được đối với cấp kỹ năng của bạn. Bạn sớm có thể học để làm điều này bằng cách cẩn thận quan sát các điều kiện thời tiết mỗi ngày bạn bay và ghi nhận những gì bạn cảm thấy trong không khí. HLV của bạn và các phi công có kinh nghiệm khác sẽ giúp bạn trong việc đánh giá. Theo thời gian bạn sẽ có thể đánh giá chính xác sức gió. Nếu cảm thấy nghi ngờ, bạn phải chắc là đảm bảo an toàn.

Hướng gió

Trong nhiều trường hợp, hướng gió do ảnh hưởng của gió chung và gió địa phương thay đổi rất chậm, vì vậy nó không phải là một mối quan tâm về an toàn. Tuy nhiên, do có nhiễu loạn, biên thời tiết (front) hoặc bão đang di chuyển đến, (các chủ đề này ta sẽ thảo luận sau) nên ta thường thấy hướng gió thay đổi. Vì vậy, ta lại phải quan sát cho tốt để bay an toàn.

Trong thế giới nói tiếng Anh, ta xác định hướng gió theo hướng của la bàn mà gió  từ đó thổi đến. Do đó, gió tây nghĩa là gió thổi từ hướng Tây sang hướng Đông.

Để giúp ghi nhớ thông lệ về gió, hãy nhớ là: Người New York đến từ New York.  Gió Bắc thổi đến từ hướng Bắc

Để phát hiện hướng gió, ta sử dụng các dây gió, ống gió, khói, bụi thổi, cờ bay, lá trên cây, vệt gió thổi trên mặt nước, v.v.  Tóm lại, bất cứ cái gì có thể bị ảnh hưởng bởi gió đều có thể cho ta những manh mối về hướng gió. Ta sẽ thảo luận về một số vấn đề này trong Chương 4. Ở đây ta bổ sung thêm một số giải thích.

Hình 6-5: Các chỉ thị về gió

Hình 6-6: Cách báo hiệu về gió của USHGA

Trước tiên, về vấn đề sử dụng cây, bụi cây và cỏ làm chỉ thị gió, ta cần lưu ý về cách chúng bị cong như thế nào và bên nào bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi gió (xem hình 6-5). Trong điều kiện gió nhẹ, một bên của cây bị gió tấn công trước tiên và do đó lay động nhiều nhất là bên có gió thổi đến. Hãy nhìn những chiếc lá trên cây thật kỹ và xem bạn có thể nói gió thổi từ hướng nào đến. Trong điều kiện gió mạnh hơn, cây sẽ ngả nghiêng. Cỏ cao và cỏ dại cũng ngả nghiêng theo gió và tạo thành các gợn sóng dọc theo hướng gió.

Trong điều kiện gió rất nhẹ, mặt nước tạo thành các gợn sóng lan ra từ bờ. Thường có một điểm lặng ở ngay cạnh bờ có gió thổi đến, chỗ đó gió bị chặn lại, tiếp sau là gió tạo thành các đường ngang trên mặt nước cho biết hướng gió như nêu trong hình ở phần trên.

Hãy để mắt đến tất cả các dấu hiệu về hướng gió ở xung quanh khi bạn đi bộ, đi xe hoặc trong lúc bay rồi bạn sẽ sớm có khả năng đánh giá gió bằng giác quan thứ sáu. Lưu ý rằng chỉ thị gió tin cậy nhất chính là các dây gió, cờ bay và tất phơi trên dây. Hãy thận trọng khi dựa vào các ký hiệu của các phi công trên mặt đất vì họ có thể đưa ra những tín hiệu không rõ ràng. Liệu họ đang chỉ hướng gió thổi đi hay đến từ hướng nào? Hình 6-6 mô tả tín hiệu gió quy định chính thức của USHGA để tránh sự mơ hồ này.

Gió và nhiễu loạn

Một yếu tố có thể chuyển gió từ bạn thành thù đó là nhiễu loạn. Nhiễu loạn là xoáy trong không khí tương tự như xoáy nước và xoáy trong dòng sông chảy nhanh. Ta cảm nhận về những vòng xoáy này qua những thay đổi về tốc độ và hướng gió.

Vấn đề nhiễu loạn được đưa vào trong việc bay dù lượn của chúng ta (và cho tất cả những gì liên quan đến hàng không) đó là vì nó gây ra thay đổi về lực tác động lên cánh dù vì vậy ta liên tục phải chỉnh để giữ cho cánh dù bay không bị nghiêng ngả. Trong thực tế nếu có nhiễu loạn đến một mức nào đó thì ta không còn có thể duy trì khả năng kiểm soát và lái dù, vì vậy một phần quan trọng của việc đánh giá về gió là đánh giá cường độ nhiễu loạn.

Có ba yếu tố để đánh giá về những vấn đề liên quan đến nhiễu loạn. Đó là:

1) Sự khác biệt về mức gió giật/gió cơn – Đây là mức độ khác biệt là bao nhiêu giữa sức gió tối đa và tối thiểu. Một cơn gió thay đổi từ 5 đến 15 mph là gió giật mạnh hơn. và khó để bay hơn so với gió thay đổi từ 10 đến 15 mph.

2) Tần suất gió giật – Gió giật càng thường xuyên hơn thì chắc chắn là ta càng phải quan tâm nhiều hơn vì việc ta sẽ phải điều khiển cánh dù thường xuyên hơn. Cần phải rõ là nếu gió giật quá thường xuyên thì ta sẽ gặp khó khăn để điều chỉnh theo chúng.

3) Mức độ đột ngột của gió giật – Gió giật đến càng bất ngờ thì càng trở thành vấn đề hơn so với gió giật đến và đi chậm hơn. Ví dụ, nếu một cơn gió đạt đến sức gió tối đa trong vòng nửa giây thì sẽ nghiêm trọng hơn so với cơn gió tăng lên dần và tan đi trong 6 giây. Trong hình 6-7 mô tả biểu đồ ghi tốc độ gió ở hai ngày khác nhau. Ngày thứ nhất là thể hiện sự khác biệt lớn hơn, tần suất cao hơn và mức độ đột ngột cao của gió giật. Ngày thứ hai là ít nhiễu loạn hơn và là ngày an toàn hơn để bay và nếu ta giả thiết là các điều kiện khác là như nhau.

Gió càng mạnh thì nhiễu loạn dự kiến càng mạnh

Một phi công mới có thể gặp khó khăn khi đánh giá những thay đổi này, vì vậy phải thực hiện tất cả các chuyến bay trong điều kiện êm nhẹ. Có thể bạn sẽ nhận thấy rằng những bài học của mình diễn ra trong điều kiện không khí “ngon như kem”.

Hình 6-7: Thông số nhiễu loạn

Hình 6-8: Tác động của gió lên khói và cờ

Thực hành và cùng với thời gian bạn sẽ học được cách để đánh giá độ mạnh của gió giật gió cơn. Cũng giống như với trường hợp đánh giá sức gió chung, cảm nhận những thay đổi và quan sát những tác động của gió đối với bụi cát, lá cờ, khói và cây cối là cách tốt nhất để có thể nói được mức độ giật/cơn của gió (xem hình 6-8). Chúng tôi đã đưa vào những hướng dẫn cho hoạt động bay vào cuối mỗi phần của tài liệu hướng dẫn này trong đó bao gồm thông số gió giật ở mức tối đa cho phép.

Lời khuyên an toàn: Theo quy tắc thực nghiệm, tránh bay trong điều kiện thời tiết mà sức gió thay đổi trên 8km/h hoặc hướng thay đổi hơn 30^O độ trong vòng chưa đầy 5 phút. Những thay đổi nhanh chóng này có thể làm gập cánh dù.

 

CÁC LOẠI NHIỄU LOẠN

Để hoàn tất hiểu biết của ta về nhiễu loạn – là sự hiểu biết rất quan trọng để bay an toàn – ta sẽ xem xét các nguyên nhân khác nhau của nó. Mỗi loại nhiễu loạn có một nguồn khác nhau và ta có thể nhận ra các điều kiện chịu trách nhiệm cho mỗi một loại nhiễu loạn.

Nhiễu loạn cơ học

Nếu bạn đã bao giờ quan sát một dòng suối chảy mà đáy của dòng suối là đá hoặc rải rác xung quanh là các tảng đá và khúc gỗ thì bạn đã thấy nhiễu loạn cơ học. Các xoáy nước và xoáy trong dòng suối là cùng một thứ mà ta cảm nhận trong không khí là nhiễu loạn. Bạn có thể tưởng tượng những vòng xoáy đi qua mình và cảm thấy chúng như là gió giật.

Quote

Để cho việc hiểu biết trở nên rõ ràng hơn nữa, ta cần lưu ý là các xoáy được tạo ra bởi tảng đá hoặc khúc gỗ lớn cuối cùng sẽ biến mất ở hạ lưu. Ta cũng cần lưu ý là dòng chảy càng nhanh thì xoáy càng lớn và mạnh hơn. Từ bài học trực quan này ta có thể đưa ra các nguyên tắc chung đối với nhiễu loạn cơ học:
Nhiễu loạn cơ học
– Xảy ra khi gió thổi quanh các vật rắn.
– Càng mạnh hơn nếu luồng khí thổi mạnh.
– Tồn tại ở cuối hướng gió của vật cản dần dần biến mất ở hạ lưu.
– Có thể là xoáy tĩnh (không chuyển động) hoặc xoáy ngẫu nhiên.

Hình 6-9: Nhiễu loạn cơ học và độ mạnh của nhẹ gió

Hình 6-10: Nhiễu loạn phía sau các vật cản lớn

Từ bảng tóm tắt này, ta có thể rút ra những kết luận sau đây: gió càng mạnh thì càng nhiều khả năng gặp phải nhiễu loạn cơ học mạnh. Càng bay gần phía sau các chướng ngại vật thì càng nhiều khả năng gặp phải nhiễu loạn và nhiễu loạn càng mạnh hơn.

Chướng ngại vật ở đây là gì? Nhà cửa, cây cối, đồi núi và bất kỳ vật thể rắn nào khác đều có thể gây ra nhiễu loạn, như  minh họa trong hình 6-9. Hãy chú ý xem nhiễu loạn kéo dài đến mức nào về phía cuối gió khi có gió mạnh. Bề mặt vật cản càng rộng so với hướng gió thì càng phá vỡ luồng không khí, do đó càng tạo ra nhiễu loạn. Một dãy nhà hay hàng cây dài hoặc một vách núi dài là những điều kiện thuận lợi để tạo ra nhiễu loạn cơ học vì gió không thể dễ dàng dịch chuyển qua chúng, như hình 6-10 cho thấy rõ điều này.

Để tránh nhiễu loạn cơ học, hãy bay trong điều kiện gió nhẹ nếu bạn không có kinh nghiệm và tránh bay quá gần ở bên cuối gió của các vật cản trong mọi lúc (lưu ý: hãy đọc tài liệu “Understanding the Sky/Tìm hiểu về bầu trời” để có các hướng dẫn chi tiết hơn về vấn đề này).

Lời khuyên an toàn: Một nguyên tắc chung là nhiễu loạn dự kiến kéo dài 10 lần chiều cao của chướng ngại vật xuôi theo hướng gió tính từ điểm cao nhất của nó như trong hình 6-10. Quy tắc này áp dụng đối với các dãy núi, vách núi, đồi, nhà cửa, hàng cây, tường rào, v.v.  Trong điều kiện gió mạnh thì khoảng cách là xa hơn còn với gió nhẹ thì ngắn hơn.

Hình 6-11: Rotor ở phía xuôi gió của vật cản

Rotor

Rotor là một loại nhiễu loạn cơ học rất đặc biệt. Nếu ta xem lại dòng suối và nhìn ở phía sau tảng đá lớn thì có thể nhìn thấy một xoáy đứng yên tại chỗ – đó là một xoáy nước không di chuyển. Tương tự như xoáy nước đứng yên ở trong không khí được gọi là rotors. Hình 6-11 minh họa rotor ở phía sau một ngọn đồi lớn.  Rotor như vậy có thể rất mạnh và nguy hiểm nếu ta bay vào.  Nhiều khả năng chúng xuất hiện trong điều kiện ổn định (xem dưới đây), nhưng ta phải dự kiến chúng có ở bất kỳ lúc nào. Bay sát phía sau một ngọn núi hoặc tòa nhà là rất nguy hiểm.

Nhiễu loạn do cột khí nóng (Thermals Turbulence)

Thermal là những cư dân ta thường xuyên gặp trên bầu trời. Chúng chỉ đơn giản là khối lượng không khí ấm (như chính tên gọi của chúng), thường là ở dưới dạng bong bóng hoặc cột khí bốc lên cao. Phi công có kỹ năng sử dụng những dòng bốc lên (updrafts) để leo lên trời cao, và thậm chí bước từ cái này sang cái khác như là bước trên những viên đá để bay đường dài.

Lý do mà thermal tạo ra nhiễu loạn là bởi vì chúng làm gián đoạn dòng lưu chuyển đều của không khí khi chúng đẩy lên trên cao. Hình 6-12 cho thấy thermal bốc lên qua các dòng khí bình thường. Hãy chú ý đến các xoáy nhiễu loạn ở gần mặt biên của thermal. Ngoài ra, có thể có một số dòng khí không ổn định ở ngay trong thermal. Cuối cùng, không khí tiếp thêm vào thermal ở dưới đáy có thể đột nhiên đổi hướng khi có thermal đi qua.

Ở dưới đây ta liệt kê những quan sát về thermal.

Các đặc điểm của thermal

• Chúng là khối không khí ấm hoặc ẩm hình thành trên khu vực đất ấm.
• Chúng bốc lên với tốc độ khác nhau, tùy thuộc vào kích thước và mức nhiệt dư, và do đó khác nhau về khả năng nổi.
• Chúng thường tạo ra các đám mây tích (cumulus) khi bốc lên đến độ cao ngưng tụ.
• Hoạt động của thermal được gọi là đối lưu.
• Chúng thường thay đổi theo thời gian trong ngày, do đó, mức nhiệt cực đại tạo ra tần suất cực đại và độ mạnh cực đại của thermal.
• Chúng thường xuất hiện trên khu vực dễ bị đốt nóng như các cánh đồng đã cày, cỏ khô, cây khô, vỉa hè và mỏ đá. Chúng ít có khả năng xuất hiện trên mặt nước, mặt đất ẩm ướt và những cánh rừng mát mẻ.

Từ những đặc điểm khái quát của thermal ta có thể đưa ra một số kết luận về nhiễu loạn nhiệt. Trước tiên, nhiều khả năng ta sẽ gặp thermal vào những ngày nắng trên khu vực mà nhiệt đã hầu như có sẵn và trở nên mạnh nhất tại thời điểm mà mức đốt nóng là cao điểm vào giữa ngày. Ngoài ra, khu vực sa mạc dễ dàng bị đốt nóng nhất sẽ tạo ra thermal mạnh nhất cũng như là nhiễu loạn. Bầu trời u ám thường ngăn thermal hình thành và phát triển.

Do thermals thường bốc lên đến đáy mây (cloudbase) nên nhiều khả năng sẽ gặp nhiễu loạn do thermal tạo ra ở tất cả các độ cao, không giống như nhiễu loạn cơ học chỉ thấy ở gần vật cản trên mặt đất hoặc đỉnh núi. Ta có thể cảm thấy thermal nhẹ bốc lên trong không khí giống như xóc nẩy lên rồi trở nên êm ái khi bạn đã vào bên trong. Thermal mạnh hơn có thể tạo ra những vòng xoáy và xô đẩy bạn rất mạnh. Trên mặt đất có thể cảm nhận được nhiễu loạn là những cơn gió mạnh đến theo chu kỳ và thay đổi hướng gió, đôi khi đến 180^o.

Hình 6-12: Nhiễu loạn của thermal

Cái gì đi lên rồi sẽ phải đi xuống, vì vậy bình thường sẽ xuất hiện vùng tụt khi thermal tạo thành bong bóng. Vùng tụt này có thể lan rộng, vì vậy phải tính là sẽ gặp phải chúng bất cứ lúc nào bạn trông đợi có thermal. Phải tính dư độ cao để có thể tới được điểm hạ cánh trong điều kiện có thermal.

Một điều cần làm rõ là nếu có thể có thermal mà không cần có gió, thì cũng có thể nhiễu loạn thermal trong điều kiện lặng gió. Một điều phức tạp với thermal khi không có gió là chúng có thể làm thay đổi gió trong khu vực hạ cánh môt cách khủng khiếp toàn và nhanh chóng. Các phi công học viên không nên bay khi thermal đang hoành hành. Vì lý do đó mà việc huấn luyện thường diễn ra vào buổi sáng hoặc buổi chiều muộn, khi mức đốt nóng của mặt trời là nhẹ. Phi công nhiều kinh nghiệm hơn có thể bay và thích thú thermal, nhưng phải coi chúng giống như bất kỳ dạng nhiễu loạn nào và phải tuân thủ một cách cẩn thận các quy định về giới hạn về sức gió, hướng gió và mức độ giật  nhằm bảo đảm an toàn. Cần lưu ý rằng thermal cộng với gió chung có thể làm cho nhiễu loạn tạo bởi cả hai nguồn trở nên tồi tệ hơn.

Nhiễu loạn cắt (shear turbulence)

Đây là dạng thứ ba của nhiễu loạn mà đôi khi ta gặp phải. Đây là nhiễu loạn cắt, gây ra bởi các lớp không khí dịch chuyển so với nhau. Hiệu ứng này tương tự như gió thổi trên mặt nước và tạo thành những gợn sóng hoặc sóng. Trong trường hợp này, nước được thay bằng một lớp không khí mát và đặc.

Có nhiều khả năng ta sẽ gặp nhiễu loạn cắt vào buổi chiều tối khi có một lớp nghịch chuyển hình thành (xem dưới đây) hoặc sau khi bắt đầu có gió thổi từ trên núi xuống thung lũng. Nhiễu loạn cắt không phải là vấn đề quá lớn bởi vì nó rất hiếm và không quá mạnh chừng nào mà các cơn gió gây ra là tương đối nhẹ.

Xoáy đầu mút cánh

Đây là dạng thứ tư của nhiễu loạn gọi là xoáy đầu mút cánh (xoáy này chỉ đơn giản là một dòng xoáy hoặc xoáy) hoặc nhiễu loạn đường rẽ sóng (wake turbulence). Tất cả các máy bay đều tạo ra những xoáy đầu mút cánh và máy bay càng lớn, càng nặng thì càng tạo ra xoáy lớn hơn và mạnh hơn.

Hình 6-13 cho thấy xoáy được tạo bởi cánh dù như thế nào và cách chúng thể hiện như thế nào. Lưu ý rằng chúng dần dần chìm xuống phía sau cánh dù khi giãn rộng ra. Trong không khí, ta có thể cảm nhận được xoáy tạo bởi các cánh dù lượn khác chỉ đơn thuần như một cú xóc đột ngột và không phải là vấn đề miễn là bạn duy trì tốt áp suất trong cánh dù. Tuy nhiên, xoáy tạo bởi máy bay lớn có thể làm gập cánh dù của bạn thành một mớ hỗn độn. Không khí thay đổi nhanh hơn là khả năng của bạn có thể điều chỉnh đối với tác động của xoáy trong trường hợp này.

Để tránh xoáy, bạn phải tránh bay trực tiếp ngay sau máy bay khác (kể cả dù lượn hoặc diều lượn) hoặc bay cắt qua tuyến bay của nó sau vài phút. Các xoáy tạo bởi máy bay vận tải lớn có thể kéo dài đến 5 phút trong những ngày trời yên và ổn định.

Hình 6-13: Xoáy đầu mút cánh dù

Nhiều khả năng là bạn chỉ gặp phải xoáy do các cánh dù lượn hoặc diều lượn khác tạo ra. Thời điểm duy nhất chúng có thể là vấn đề đối với bạn là khi ở gần mặt đất. Để tránh những nguy hiểm của xoáy đầu mút cánh, không cất cánh sau cánh dù khácít nhất là mười lăm giây (15s). Hạ cánh là thời điểm nghiêm trọng hơn nến gặp phải xoáy bởi vì bạn không phải lúc nào cũng có thể chọn thời điểm tiếp đất. Ta sẽ thảo luận vấn đề tránh xoáy đầu mút cánh trong tình huống hạ cánh ở trong Chương 8.

Quan sát gió

Ta đã chỉ ra rất nhiều đặc điểm của gió. Hầu hết sự hiểu biết của ta đòi hỏi phải có một chút tưởng tượng, vì ta không thể nhìn thấy gió trong thực tế – ta chỉ có thể nhìn thấy và cảm nhận được những tác động của gió. Tuy nhiên, ta có thể nhìn thấy chuyển động của nước và trong nhiều trường hợp các dòng suối chảy hay dòng sông chảy chậm là hình ảnh mô tả trực tiếp chuyển động của không khí.

Một phần chủ chốt trong quá trình tập luyện để trở thành phi công là phải học cách để đọc các điều kiện thời tiết. Đây là một quá trình liên tục trong đó ta phải quan sát gió, cảm nhận áp suất, hỏi ý kiến những người khác, trải nghiệm những tác động trong khi bay và kết nối với những gì ta cảm nhận với những gì ta quan sát được. Lặp lại quá trình này trong tất cả các chuyến bay và rồi bạn sẽ thấy dòng chảy của không khí trong tâm trí mình và những đánh giá hay nhận định của bạn sẽ dần trở nên chính xác.

Lời khuyên của phi công chuyên nghiệp: Hãy quan sát những con chim bay. Những con chim là người làm chủ không gian. Những con chim bay lượn có tải trọng cánh nhẹ và do đó chúng đánh giá khi nào bay và khi nào thì không. Nếu chúng bay với đôi cánh gập vào, rất có thể gió là quá mạnh để bay an toàn. Nếu chúng đang bay lượn với đôi cánh trải rộng ra thì điều kiện thời tiết có thể là tốt. Xem sự trôi dạt của các con chim khi chúng lượn tròn để biết được hướng gió và sức gió.

LỰC NÂNG TRONG KHÔNG KHÍ

Một trong những niềm vui của ta với các chuyến bay không có động cơ là để lấy độ cao và bay lơ lửng ở trên cao dựa vào lợi ích của những dòng không khí vô hình. Kiểu bay như thế này gọi là lượn – bay bổng ở trên cao nhờ có năng lượng của không khí. Để trình diễn ngón nghề như vậy thì ta phải hiểu một chút về đặc điểm của không khí. Về cơ bản có bốn nguồn nâng chính để các phi công dù lượn sử dụng. Ta hãy xem xét các nguồn nâng này ở đây và thảo luận kỹ về các kỹ thuật bay lượn trong Chương 12.

Lực nâng tạo bởi đồi dốc hoặc vách núi

Lực nâng là không khí chuyển động với một số thành phần vận tốc hướng lên trên. Nguồn lực nâng thường gặp và dễ dàng khai thác nhất là nâng tạo bởi đồi dốc, còn được gọi là nâng tạo bởi vách núi, lực nâng bị làm chệch hướng hoặc lực nâng tạo bởi địa hình. Có lực nâng này khi gió thổi vào một ngọn đồi, sườn núi, vách đá hoặc vật cản khác và bị chệch hướng đi lên, như thể hiện trong hình 6-14. Có rất nhiều khía cạnh của lực nâng tạo bởi đồi dốc mà ta cần nắm rõ, nhưng tạm thời hãy gác vấn đề này lại chờ đến khi bạn học bay cặp vách.

Hình 6-14: Nâng tạo bởi đồi dốc

Nâng tạo bởi thermal

Ta đã nói đến thermal trước đó liên quan đến nhiễu loạn mà chúng tạo ra. Thermal cũng tạo ra lực nâng tuyệt vời mà các phi công cao cấp hơn rất thích sử dụng. Chúng có thể đưa ta lên đến đáy mây và cho phép các ta thực hiện các chuyến bay dài.

Để sử dụng được lực nâng của thermal, ta cần tìm ra thermal qua các cảm nhận về những xáo trộn xung quanh vùng biên và cảm nhận được sự dâng lên mạnh của lực nâng. Một cách khác là sử dụng thiết bị gọi là thiết bị đo độ leo (variometer) đo độ giảm áp suất khi ta leo lên cao và dùng để chỉ thị tốc độ leo rất nhạy. Một khi đã ở bên trong thermal ta phải lượn tròn để giữ mình bay ở trong giới hạn của nó (xem hình 6-15). Đó là lý do tại sao bạn chứng kiến các loài chim khi lượn thì quay các vòng tròn vô tận. Chúng đang leo cao trong thermal. Hãy đến bất kỳ điểm bay cho trình độ cao nào và bạn chắc chắn sẽ thấy các phi công dù lượn bay xoay vần theo những đường xoắn trôn ốc lên cao. Họ đang bay thermal!

Hình 6-15: Sử dụng lực nâng của thermal

Vùng nâng hội tụ (Convergence Lift)

Không khí thường dịch chuyển cùng với nhau từ các hướng khác nhau. Hiệu ứng này có thể xảy ra khi gió từ trên núi thổi xuống gặp nhau ở giữa một thung lũng hoặc khi các dòng không khí gặp nhau ở phía sau một ngọn núi lớn. Như hình 6-16 cho thấy, dòng không khí thổi đến gặp nhau và dồn lên rồi tạo ra lực nâng. Các dòng khí đến gặp nhau được gọi là hội tụ. Nâng hội tụ thường là nhẹ, nhưng có thể cho phép ta có những chuyến bay thú vị trên bầu trời với không khí kỳ diệu bồng bềnh bốc lên.

Hình 6-16: Vùng nâng hội tụ

Lực nâng tạo bởi sóng không khí (Wave Lift)

Không khí giống như bất kỳ chất lỏng nào, cũng có thể tạo thành sóng. Cần có những điều kiện cực kỳ đặc biệt để tạo thành sóng, nhưng những điều kiện này xảy ra đủ thường xuyên khi không khí bị đẩy lên xuống sau khi di chuyển qua một ngọn núi. Trong những điều kiện nhất định sóng có thể rất êm và thú vị, mặc dù chúng cũng có thể ẩn chứa nhiễu loạn hết sức nghiêm trọng trong điều kiện gió lớn. Đã có những lần gặp các phi công dù lượn bay trong hàng giờ đồng hồ bằng lực nâng do sóng không khí tạo ra.

Tìm kiếm vùng không khí nâng là một trong những kỹ năng tuyệt vời của phi công bay tốt. Ở cấp độ phi công học viên, bạn không mấy quan tâm đến kỹ năng này. Tuy nhiên, chỉ trong một vài tháng bạn có thể bắt đầu học những điều cơ bản về bay lượn, rồi sau đó tất cả những thời giờ rảnh rỗi mà bạn có thể dành ra sẽ là để nghĩ xem tìm chỗ có lực nâng và làm thế nào để sử dụng chúng.

KHÔNG KHÍ MÀ TA BAY Ở TRONG ĐÓ

MÂY

DỰ BÁO THỜI TIẾT CHUNG

Khi nói đến chữ “thời tiết” có nghĩa là dự báo khí tượng nói đến chuyển động trên quy mô lớn của không khí bao phủ cả nửa lục địa. Khía cạnh này của khí quyển là quan trọng vì nó ảnh hưởng đến việc bay của ta trong những ngày tới. Chúng tôi không thể đi sâu vào chủ đề rộng lớn này một cách chi tiết ở đây, nhưng sẽ chỉ ra những điểm nổi bật để bạn có thể bắt đầu tìm hiểu thêm khi đã có thêm kinh nghiệm.

Sự lưu chuyển của không khí

Không khí lưu chuyển trên quả đất của ta do có sự đốt nóng của mặt trời ở xích đạo và vùng nhiệt đới. Sự lưu chuyển này sẽ là một vấn đề đơn giản, ngoại trừ việc có các khu vực bề mặt rất khác nhau (nước, rừng, tuyết, đồng cỏ, sa mạc, v.v.) dẫn đến sự đốt nóng không đều. Ngoài ra, vòng quay của trái đất tạo ra một hiệu ứng gọi là lực Coriolis có xu hướng làm đổi hướng chuyển động của dòng không khí về bên phải ở Bắc bán cầu và bên trái ở Nam bán cầu.

Kết quả của sự lưu chuyển phức tạp này là sự tích tụ không khí ở các cực và vùng nhiệt đới ở khoảng vĩ độ 30°. Sự tích tụ này gây ra vùng áp suất cao trên bề mặt trái đất. Do đó ta có một trận chiến không ngừng giữa không khí ấm bị đẩy về phía các cực từ vùng nhiệt đới và không khí lạnh bị đẩy về phía xích đạo từ các cực. Sự xung đột này gây ra thời tiết mà ta biết đến ở các vĩ độ trung bình.

Khối khí (Air Mass)

Khi không khí vẫn ở trong một khu vực đủ lâu, nó trở nên có chất lượng đồng đều về nhiệt độ và độ ẩm và được gọi là khối khí. Khối khí đó tập hợp lực lượng ở hai cực được gọi là khối khí cực còn những khối khí ở vùng nhiệt đới được gọi là khối khí nhiệt đới. Các khối khí này có thể ẩm (gọi là khối khí vùng biển) hoặc khô (gọi là khối khí lục địa) tùy thuộc vào việc chúng tích tụ ở trên mặt nước hoặc đất liền.

Khi áp suất trong một khối khí tích tụ đủ lớn, khối khí tan ra và đẩy về phía lãnh thổ của khối khí đối nghịch. Ta gọi đây là sự dịch chuyển của các biên, được thể hiện trong hình 6-26.

Hình 6-26. Dịch chuyển của các biên

Biên lạnh và ấm

Biên đơn giản là ranh giới giữa hai khối khí khác nhau. Nếu không khí lạnh hơn đang tiến triển thì được gọi là biên lạnh. Nếu khối khí nóng tiến triển thì nó được gọi là biên ấm. Khi không có khối khí nào tiến triển thì nó được gọi là biên tĩnh. Mỗi loại biên có những đặc trưng riêng của nó, như ta sẽ thấy.

Biên lạnh thường tiến triển nhanh hơn so với biên ấm vì không khí lạnh có xu hướng mạnh hơn. Hình 6-27 cho thấy không khí lạnh đặc hơn thế nào, vì vậy nó chìm xuống dưới không khí ấm mà nó đang chiếm chỗ, đẩy nó lên cao và tạo thành các đám mây và thường là dông. Khi biên đã đi qua, trời thường trong, không khí mát mẻ và khô, và kết quả thường là thời tiết tốt để bay.

Hình 6-27: Bản chất của biên lạnh

Biên ấm có xu hướng di chuyển chậm hơn. Mặc dù nó đẩy không khí lạnh đi nhưng nó cưỡi lên trên không khí mát và do đó tạo thành các lớp mây rộng khắp. Hình 6-28 mô tả sự tiến triển của biên với các làn mây ti mỏng mảnh theo đó là các đám mây trung tích và cuối cùng là mây tầng ở dưới thấp và thấp hơn. Mưa rộng khắp đi kèm với biên ấm – thường kéo dài nhiều ngày – và không khí sau khi biên đi qua thường là ấm áp, ẩm ướt và nhìn chung là ổn định.

Hình 6-28: Bản chất của biên ấm

Hệ áp suất

Vấn đề cuối cùng của thời tiết nói chung mà ta sẽ xem xét là hệ áp suất. Bạn đã học được một chút thông tin về hệ áp caohoặc cao áp. Chúng hình thành khi không khí dồn đống trên cao do tác dụng của lưu chuyển không khí. Không khí từ từ chìm xuống ở trong hệ áp cao và tỏa ra trên mặt đất như trong hình 6-29. Kết quả của không khí chìm xuống là một dần dần nóng lên (do quá trình nén) và làm khô các đám mây. Cao áp thường kéo theo biên lạnh, đó là lý do vì sao bầu trời lại trong xanh. Khi cao áp đã xuất hiện trong một khoảng một thời gian, chúng gây ra các lớp nghịch chuyển và không khí ổn định vì tác động của không khí bị chìm xuống và ấm lên.

Hình 6-29: Hệ áp cao

Một hệ áp thấp là một tác dụng phụ và cũng là kết quả của việc lưu chuyển toàn cầu (xem Understanding the Sky để hiểu rõ hơn các vấn đề phức tạp của áp thấp). Áp thấp có không khí bốc lên ở giữa và ở trên mặt đất có các dòng khí thổi vào trong . Vì không khí bốc lên nên có rất nhiều mây hình thành xung quanh vùng áp thấp trong khu vực ẩm ướt, và những hệ này tạo ra các trận mưa trôi cống rãnh và súc vật được biết đến nhiều khu vực ôn đới.

Lưu chuyển giữa các hệ áp suất

Một khái niệm quan trọng mà tất cả các phi công cần phải hiểu là làm thế nào gió thổi trong các hệ áp suất. Nếu ta biết được điều này thì ta có thể dự báo được những cơn gió cho riêng mình dựa vào các bản đồ thời tiết trong đó hiển thị các vùng áp cao và thấp.

Do tác dụng của lực Coriolis, không khí di chuyển khỏi vùng áp cao và hướng sang vùng áp thấp rồi dần dần đổi hướng ( ở phía bắc xích đạo là về bên phải, còn ở phía nam đường xích đạo là bên trái). Kết quả là có sự lưu chuyển theo chiều kim đồng hồ xung quanh vùng áp cao và ngược chiều kim đồng xung quanh vùng áp thấp ở Bắc bán cầu, như trong hình 6-30. Ở Nam bán cầu thì không khí di chuyển theo chiều ngược lại – ngược chiều kim đồng quanh vùng áp cao và theo chiều kim đồng hồ quanh vùng áp thấp. Do có sự lưu chuyển này nên các hệ áp suất không dễ dàng cân bằng mà giữ nguyên định dạng của chúng trong khi không khí dịch chuyển xung quanh chứ không phải là từ vùng này sang vùng khác.

Bằng việc hiểu rõ các nguyên tắc lưu chuyển của không khí bạn có thể dự đoán hướng gió dựa trên bản đồ thời tiết mô tả biên thời tiết và các hệ áp suất.

Ta sử dụng kiến thức này bằng cách ghi nhận chỗ mà các hệ này ghi trên bản đồ hoặc chỗ mà chúng sẽ xuất hiện khi ta định đi bay, rồi vẽ các đường dịch chuyển dự kiến của gió. Tất nhiên có một số trường hợp là không đơn giản như vậy khi xuất hiện một vài hệ, nhưng bằng việc thực hành bạn có thể nói cho bạn bè biết gió ngày mai là như thế nào.

Nếu nhìn vào bản đồ thời tiết, bạn có thể thấy các đường cong mảnh vẽ trên đó gọi là các đường đẳng áp. Đường đẳng áp là đường nối các điểm có cùng áp suất. Bạn sẽ thấy rằng các đường đẳng áp thường được vẽ thành các vòng tròn hoặc hình bầu dục méo ở xung quanh các vùng áp cao và thấp (xem hình 6-30). Ngoài ra, các đường đẳng áp đi qua các biên và thường là bị thắt lại ở vùng ranh giới của biên.

Và đây là một thông tin thực tế thú vị mà bạn có thể sử dụng. Gió thổi từ mặt đất luôn luôn dich chuyển theo đường đẳng áp. Nếu có bản đồ mặt đất thì bạn có thể hình dung là gió nói chung dịch chuyển theo các đường đẳng áp nhưng chéo cạnh từ 30-45^o (tùy thuộc vào mức độ gồ ghề của địa hình – 30° trên mặt nước và 45^o trên đồi núi). Gió dịch chuyển theo hướng nào? Trên đây ta đã giải thích là gió dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ xung quanh vùng cao áp và ngược lại xung quanh vùng áp thấp (ở Bắc bán cầu). Hãy kẻ các đường dọc theo đường đẳng áp và bạn sẽ có chiều của các luồng gió. Cũng lưu ý rằng gió thổi từ vùng áp cao và hướng sang vùng áp thấp và bạn sẽ thấy hướng của góc của luồng gió so với đường đẳng áp.

Một điểm cuối cùng về đường đẳng áp: các đường đẳng áp càng sát nhau trên bản đồ thời tiết thì gió càng mạnh. Các đường đẳng áp càng cách xa nhau thì gió càng nhẹ. Bây giờ với bản đồ thời tiết có vẽ các đường đẳng áp bạn có thể dự đoán hướng gió và sức gió.

Hình 6-30: Lưu chuyển giữa các hệ áp suất

Jet Stream

Ở độ cao trên 6.000 m hoặc cao hơn – có dòng khí gọi là Jet Stream. Dòng gió thổi nhanh vòng quanh thế giới với sức gió lên đến 160 km/h hoặc hơn. Nguyên nhân tạo ra dòng jet stream là sự mất cân bằng ở vùng tiếp giáp giữa các khối khí mát và ấm rất lớn. Trong thực tế, có hai dòng như vậy ở Bắc bán cầu. Dòng jet stream ở vùng cực đi kèm với biên lạnh lao nhanh xuống từ vùng cực. Nó có xu hướng mạnh hơn và hoàn chỉnh hơn. Dòng jet stream ở vùng cận nhiệt đới thì đứt đoạn nhiều hơn và ở xung quanh vĩ tuyến 30.

Cả hai dòng jet stream đều có xu hướng uốn lượn theo hướng bắc và nam vì các hệ áp suất tầng trên khác nhau. Tầm quan trọng của chúng với phi công là có hai điểm. Khi có dòng jet stream hướng xuống, nó thường là dấu hiệu của thời tiết xấu trong vòng 24h. Lý do cho yếu tố này là các hệ áp thấp được tạo bởi dòng jet stream hướng xuống phía nam. Điểm quan trọng thứ hai cần lưu ý hết sức là về an toàn. Khi vị trí của dòng jet stream là ở trên đầu bạn, thì gió ở trên cao là rất mạnh. Hoạt động của thermal làm trộn không khí theo chiều thẳng đứng sẽ đưa tầng trên xuống và kết quả là gió ở mặt đất là mạnh hơn và nhiễu loạn hơn.

Tóm tắt các yếu tố thời tiết

• Khối khí lạnh – Đến từ các cực (bắc ở Bắc bán cầu) mang theo không khí mát thường là khô (trừ các vùng gần bờ tây). Không khí không ổn định khi mới đến nhưng trở nên ổn định hơn vì hệ áp cao kết hợp với nó di chuyển qua khu vực.
• Khối khí ấm – Đến từ vùng nhiệt đới mang theo không khí ấm và ẩm. Nó có thể là ổn định hoặc không ổn định tùy thuộc vào lượng nhiệt mặt trời.
• Biên lạnh – Mép trước của khối khí lạnh đang tiến triển.
• Biên ấm – Mép trước của khối khí ấm đang tiến triển.
• Áp suất cao – Vùng mà không khí thổi xuống và ra xung quanh và trời thường trong và ổn định. Không khí dịch chuyển theo chiều kim đồng hồ ở vùng cao áp ở Bắc bán cầu (ngược lại đối với Nam bán cầu) và vùng tâm của nó có gió nhẹ.
• Áp suất thấp – Vùng mà không khí thổi lên và thổi đến từ xung quanh và trời luôn nhiều mây. Gió thổi ngược chiều kim đồng hồ ở vùng áp thấp ở Bắc bán cầu (ngược lại đối với Nam bán cầu) và vùng tâm của nó có gió mạnh.
• Đường đẳng áp – Đường vẽ trên bản đồ thời tiết nối các điểm có cùng áp suất. Đường đẳng áp quan trọng vì chúng cho biết hướng gió thổi.
• Dòng jet stream – Dòng khí chuyển động nhanh từ tây sang đông thường là ở trên ranh giới các biên ở trên 10.000 m.
• Mây tích – Các đám mây rối hoặc xốp bồng bềnh hình thành bởi các dòng khí hoặc thermal bốc lên trong khu vực. Phát triển tốt theo chiều thẳng đứng cho thấy tỷ lệ giảm nhiệt độ không ổn định.
• Mây tầng – Những đám mây tạo thành lớp hình thành bởi một vùng rộng khắp của không khí bốc lên cao.

 

TÌM KIẾM THÔNG TIN THỜI TIẾT

Để dự đoán hoặc đánh giá thời tiết bạn phải có một nguồn thông tin. Các nguồn thông tin thời tiết giành cho phi công là khác nhau giữa các quốc gia. Tuy nhiên, dưới đây là một số ý kiến đề xuất có thể coi là hiệu quả.

• Phương tiện truyền thông chung – Báo chí và các loại tương tự cung cấp bản đồ thời tiết ở các mức độ hữu ích khác nhau. Một số nguồn miêu tả các biên thời tiết và hệ áp suất, giúp bạn suy tính các thông số của gió. Các nguồn khác chỉ đơn thuần là liệt kê nhiệt độ và lượng mưa dự kiến. Hãy tìm tờ báo nào cung cấp chi tiết các thông số mặt đất để bạn có thể dự đoán gió.

• Dự báo thời tiết trên TV – Ở Mỹ kênh truyền hình cáp tối thiểu cung cấp thông tin thời tiết liên tục mà bạn có thể sử dụng để diễn giải các điều kiện thời tiết. Các thông tin này nói chung là chính xác, nhưng không cung cấp nhiều chi tiết về hệ áp suất.

• Dự báo thời tiết Hàng không – Ở nhiều nước phi công dù lượn được coi là một phần của cộng đồng hàng không và được phép sử dụng các dịch vụ thời tiết của hàng không. Hãy hỏi các phi công có kinh nghiệm hơn hoặc HLV của bạn làm thế nào để có các thông tin này. Ở Mỹ dịch vụ này có sẵn qua điện thoại ở số 1-800-WX-BRIEF. Nếu nói rõ bạn là một phi công học viên dù lượn hoặc phi công thì bạn sẽ nhận được bất cứ thông tin gì mà bạn yêu cầu (xem dưới đây).

Mây tầng tích cho thấy ở đây thường là dấu hiệu của gió lớn ở trên cao và có những thay đổi sắp tới về thời tiết.

• Các trang internet – Trên Internet có một số nhà cung cấp thông tin thời tiết. Bạn có thể có các thông tin về bản đồ thời tiết mặt đất cộng với dự báo thường xuyên được cập nhật từ các nguồn này. Đây là danh sách các liên kết hữu ích:
  • Thông tin thời tiết chung: www.paraglide.com
  • Dự báo hàng không: http://adds.awc-kc.noaa.gov/
  • Dịch vụ thời tiết quốc gia: http://iwin.nws.noaa.gov/iWin/graphicsversion/bigmain.html
  • Dự báo bay lượn: http://csrp.tamu.edulsoar/for.html
  • Bản đồ thời tiết:

http://www.weather.com/weather/maps/

http://www.intellicast.com/

http://weather.unisys.com/

• Tin thời tiết của đài phát thanh – Ở Mỹ, Cơ quan quản lý đại dương và khí quyển quốc gia (NOAA) phát sóng các dự báo thời tiết 24 giờ đến hầu hết các nơi trong nước. Bạn có thể chọn những chương trình phát sóng này trên bộ đàm hoặc một máy thu đặc biệt có ở các cửa hàng bán đồ điện tử. Báo cáo này cung cấp các thông tin đáng chú ý về thời tiết và gió trước 12 đến 24 giờ.

Một khi bạn đã quen với các nguồn thông tin về thời tiết có cho phi công trong khu vực của mình, thì hãy học cách sử dụng những thông tin này bằng cách ghi nhớ những gì đã được dự đoán so với những gì bạn trải qua trên thực tế. Sau đó mài dũa các kỹ năng của riêng mình hoặc dự báo của các nhà khí tượng để có được những dự báo thực tế hơn. Ví dụ, nếu thường xuyên gặp phải gió mạnh hơn so với những gì đã dự đoán thì bạn biết cách phải làm thế nào để đánh giá thông tin trong những lần sau. Bằng cách thực hành trong thực tế, bạn có thể trở nên chính xác như nhà khí tượng chuyên nghiệp – như cách nhiều phi công đã làm – vì bạn có lợi thế do có kinh nghiệm trực tiếp trong các điều kiện thời tiết thực tế bằng cách sử dụng cơ thể của mình như là một thiết bị đo thời tiết.

Các đám mây tích hình thành ngay ở trên điểm cất cánh của một điểm bay ở vùng núi Alps của Ý.

Sự hiểu biết về thời tiết là một phần quan trọng trong quá trình tập luyện của mỗi phi công. Dưới đây là những gì mà Dixon White khuyên nhủ:

“Đến ngày huấn luyện thứ hai chúng tôi yêu cầu mỗi học viên mang đến các thông tin thời tiết về jet stream, áp cao và áp thấp, đường đẳng áp, gió ở các  tầng trên cao, nhiệt độ, chỉ số thermal và dự báo chung.  Chúng tôi chỉ cho họ cách làm thế nào để truy cập này và sử dụng các thông tin. Với các kinh nghiệm thực tế theo cách như vậy, các phi công sớm học được cách để dự đoán điều kiện thời tiết bay rất tốt.

Các học sinh của tôi là những người đã tập mặt đất với cánh dù rất nhiều thì nhận xét rằng một số mô hình thời tiết ít nhiều phù hợp với kinh nghiệm ở điều kiện lý tưởng. Thật thú vị để thấy là có những điểm tương đồng nào có giữa những mô hình điều kiện tập mặt đất lý tưởng và những mô hình là tốt nhất cho một số loại hình bay Nghiên cứu thời tiết hàng ngày và hỏi các phi công thổ địa đã đi bay trong khi bạn không thể đi bay – về điều kiện thời tiết của ngày hôm đó, để bạn có thể tìm cách cải thiện khả năng tiên liệu các điều kiện thời tiết mà mình muốn.”

Cuối cùng, chúng tôi lại hướng sự chú ý của bạn sang cuốn sách Understanding the Sky, một cuốn sách về thời tiết cho phi công thể thao. Bạn sẽ học thêm về bầu trời mà ta bay ở trong đó và hiểu biết thêm về tất cả các yếu tố được thảo luận trong chương này có mối liên hệ ràng buộc với nhau như thế nào.

QUẢN LÝ RỦI RO
Tất cả các kiến thức về thời tiết của ta sẽ không giúp ích gì mấy nếu ta không thể đưa chúng vào sử dụng trong thực tế. Khi đã có thêm kinh nghiệm, bạn sẽ học được cách để phân tích các điều kiện thời tiết đã quan sát được để tìm cách cải thiện khả năng bay của bạn. Tuy nhiên, ngay từ đầu, điều quan trọng là phải học cách đánh giá các điều kiện thời tiết liên quan đến an toàn. Chúng tôi gọi đó là quản lý rủi ro.

Điều kiện thời tiết và những vấn đề mang tính địa phương có thể dễ dàng đánh giá được bằng cách sử dụng thông tin cung cấp trong chương này với một chút luyện tập. HLV của bạn sẽ giúp bạn “nhìn thấy” không khí và ra các quyết định về an toàn dựa trên những gì bạn quan sát được. Sau đó cùng với những kinh nghiệm bay của mình, bạn nên hỏi các phi công có kinh nghiệm hơn về những đánh giá của họ đối với các điều kiện thời tiết là cách để đánh giá những suy luận của riêng mình.

Khi đánh giá các điều kiện thời tiết ta thường tìm những cái có thể ảnh hưởng đến an toàn tại thời điểm hiện tại, và các dấu hiệu thay đổi sắp xảy ra. Ví dụ, sức gió, mức độ gió giật và hướng gió là những yếu tố cơ sở liên quan đến vấn đề an toàn hiện hành. Nhiệt độ, tốc độ giảm nhiệt độ, sự hiện diện của các đám mây và thời điểm trong ngày cũng là những yếu tố an toàn hiện hành. Vị trí của dòng jet stream và độ mau thưa của các đường đẳng áp cho phép bạn đánh giá điều kiện gió dự kiến trong ngày. Các vấn đề khác như giảm áp suất không khí, sự tích tụ nhanh chóng của các đám mây, có biên thời tiết hay có các dải mây đang đến gần là những dấu hiệu của thời tiết thay đổi.

Cách tốt nhất để học cách làm thế nào để đánh giá những vấn đề này là sử dụng hệ thống thời tiết giành cho bay dù lượn(Weather to Fly system). Hệ thống này là một gói phần mềm bao gồm video thời tiết giành cho bay dù lượn, CD, nhật ký bay và cuốn sách thời tiết Understanding the Sky. Bộ tài liệu này được xây dựng bởi Paul Hamilton với sự đóng góp chuyên môn của Dixon White. Địa chỉ để mua bộ tài liệu này có trong Phụ lục I.

TÓM TẮT
Chúng tôi đã chắt lọc toàn bộ mọi cơ chế hoạt động của bầu khí quyển của quả đất vào trong một vài trang sách ít ỏi. Mục tiêu của chúng tôi là cung cấp ý tưởng chung về các cơ chế hoạt động của thời tiết là như thế nào ở giai đoạn này. Sẽ mất nhiều thời gian và kinh nghiệm trước khi bạn thực sự có thể hiểu đến từng chi tiết để giúp bạn làm chủ kiến thức về bầu khí quyển.

Tuy nhiên, bạn không phải băn khoăn gì nhiều, bởi vì chẳng bao lâu nữa bạn sẽ nhìn thấy những thứ trong tự nhiên mà trước đó bạn không hề nhận ra. Bóng đèn sẽ tắt trong đầu bạn và bạn sẽ nghĩ rằng: “À, phải rồi, tôi đã đọc về điều này.” Sau đó, bạn sẽ có được cái nhìn mới. Mỗi một chút hiểu biết thêm sẽ ngày một bổ sung vào kho kiến thức cho phép bạn có được bức tranh tổng thể.  Con diều hâu cụp cánh, một mẩu lông tơ bay lửng lơ xung quanh, đám mây lững lờ trôi – tất cả những cái đó là dấu hiệu của một thông điệp rõ ràng một khi bạn hiểu được ngôn ngữ. Kiến thức về thời tiết là hết sức thú vị đơn giản là vì có quá nhiều khía cạnh liên quan và bởi vì nó rất có ích cho phi công trong thực tế. Hãy thử nghĩ xem việc bay trên bầu trời mới tinh khôi từ đám mây này sang đám mây khác chỉ với sự vui thích thuần tuý là được bay liệu có ý nghĩa thực tế nào khác ngoài việc làm cho chúng ta sảng khoái và hạnh phúc!

TỰ KIỂM TRA KIẾN THỨC CỦA BẠN (Đáp án trả lời trong Phụ lục II)
1. Hãy kể tên của 3 vấn đề của gió giật/cơn ảnh hưởng đến an toàn bay: ______________, ______________, ______________
2. Vào những thời đoạn nào trong ngày ta có thể gặp phải nhiễu loạn nhất? ______________
3. Sức gió càng mạnh thì nhiễu loạn cơ học dự kiến càng nhẹ. Đúng hay sai
4. Thường thì ta trông đợi có gió nào (gió thung lũng thổi lên/upslope, gió trên núi thổi xuống/downslope) khi mặt trời xuống.
5. Các loại mây nào có nhiều khả năng cho thấy điều kiện thời tiết là có nhiễu loạn trong trường hợp gió là nhẹ hoặc lặng gió: mây tích (cumulus) hoặc mây tầng (stratus)?
6. Nêu tên của ba loại nhiễu loạn mà ta có thể gặp phải trong không trung: ______________, ______________, ______________.
7. Ở chỗ nào bạn có thể gặp phải rotor đang rình rập ẩn nấp trong một ngày có gió?
8. Hệ áp suất nào là có nhiều khả năng nhất khiến cho trời đầy mây và mưa

Một phi công chạy cất cánh trong điều kiện gió nhẹ. Lưu ý tư thế lao người về phía trước và vị trí tay. Vị trí tay cao hơn cho phép cánh dù tăng tốc.

Phi công kite dù và cất cánh. Chú ý đai ngồi sử dụng bảo vệ lưng bằng air-bag và vị trí tay của phi công thấp hơn.

Bình luận

comments