Theorie zur Thermik
Für Piloten von Segelflugzeugen gehört das Wissen über die Entstehung und das Auffinden der Thermik zum Pflichtprogramm der Ausbildung. Leider ist es in Modellflugkreisen nicht derart verbreitet. Folgende kurze Infos geben ansatzweise und idealisiert Aufschluss über das mysteriöse Phänomen Thermik.
Für richtige Segler gilt in großer Höhe3 Standardmodelle (nach Carmichael, 1954)
Theorie: w = √ 2 H b Höhe über Grund: H, Aufwärtsbeschleunigung: b = ΔT / 100 ≈ 0,006 m/s² (Durchschnitt in Deutschland) Beispiel: für H = 200 m => w = 1,5 m/s ΔT zwischen Thermik und umgebender Luft: 2 K bis 5 K (in Deutschland) Lebensdauer einer Blase : 3 min bis 30 min, bei dicke Quellwolken länger, bei flachen Wolken kürzer auch Turbulenzen sind thermischen Ursprungs
Durchschnittsthermik für Modellsegler: Mini-Bart in 100 m Höhe, r = 3 m, w = 0,3 m/s Für H ≥ 400 m → Vereinigung der Mini-Bärte zu einem großen → Angaben für richtige Segler gelten für Modelle
allgemein gilt: Die Anzahl der anzutreffenden Bärte ist umgekehrt proportional zu ihrer Stärke. => starke Thermik selten anzutreffen, schwache sehr häufig
Entstehung der Thermik3 wichtige Faktoren:
Sonne Sonne = Energiespender Einfall möglichst senkrecht auf den Boden
Thermik tagsüber/ bei Lichteinfall/ bei starker Sonneneinstrahlung anzutreffen bei
allgemein: helle, trockene Oberflächen, die Wärme/ Licht reflektieren und somit die Luft erhitzen
Abendthermik/ Thermik bei durchziehenden Wolken mit Schatten/ nachlassende Sonneneinstrahlung bei
allgemein: dunkle, feuchte Flächen erhitzen sich erst selbst → Thermik nach der Aufheizung Abendthermik: über Wald, ab 17:00, großflächig, unverwirbelt, schwach, leichte Inversion → Steigen nach oben schnell begrenzt
stark wärmespeichernde, Verdunstungsflächen (Seen, nasse Wälder, Flüsse, Sümpfe, ..) → Verdunstungskälte → nie Thermik tagsüber
Übergänge guter-schlechter Untergrund (z.B. Kornfeld-Wald) sind besonders thermikreich Übergang Sonnenschein - Schatten (z. B. durch Wolke) → Thermik entsteht nun über dunkle Flächen Zeitdauer bis Thermik über einem neuen Thermiklieferanten entsteht: Totzeit verschiedene Totzeiten: gute Wärmereflektoren: 0-5 Min/ 0 -15 Min Tag-Abend; wärmespeichernde Oberflächen: 2 -10 Min / 1,5 - 3 h Tag-Abend;
Einfluss der Topographie:
Zum Ablösen der Thermikblase vom Boden wird ein Auslöser benötigt:
Bei stabiler Schichtung sind starke, bei labiler Schichtung schwächere Auslöser notwendig.
Erkennungsmerkmal am Modell vor der Ablösung: bevor Ablösen und während Sammlung der Blase nur Nullschieber + schwammiges Darüberfliegen; später nach dem Ablösen → starker Aufwind
Temperaturallgemein gilt: hohe Sonneneinstrahlung → hohe Temperatur → bessere Thermik aber: Hohe Temperaturdifferenz Tag-Nacht ist noch wichtiger, z.B. führt ein stabiles Hoch mit konstanter Temperatur nachts wie tagsüber zu wenig Thermik. bestes thermisches Gebiet morgens: sonnenzugeneigter Hang mittags: abnehmenden Temperaturdifferenzen → Thermik ist weniger häufig, aber stärker thermisch gut: kaum Wind + starke Böen
Luftschichtung Beobachtung: Stetige Thermik ist trotz geschlossener Wolkendecke, Winter, starker Wind, Regen, .. möglich. dann gilt: Thermik an nur Wolken orientiert suchen → schwarze Flecken der Wolken oder blaue Löcher
zur Schichtung: Eine warme Thermikblase kühlt sich beim Aufsteigen/ Ausdehnen ab; der Temperaturverlauf der Atmosphäre ist ebenfalls negativ mit ca. -0,65 K/ 100 m
Erkennungsmerkmale der verschiedenen Schichtungen:
WolkenEntstehung: warme Luft → Speicherung von viel Wasser (30 g bei 30 °C) → Aufsteigen → Abkühlung → Wasserspeicherfähigkeit verringert sich (5 g bei 0 °C) → Wasser wird aus Luft herausgelöst → Wolke
Kumuluswolke:
wolkenloser Himmel: Thermik ist vorhanden, aber die Luft ist nicht feucht genug für Wolkenbildung.
Frontendurchziehende Kaltluftfront → schwere Luft schiebt sich wie ein Keil unter die warme → Aufsteigen der Luft ca. 30 min lang
allgemeine Erkennungsmerkmale
VögelSchwalben: Indikator für sich schnell verstärkende Thermik: aufsteigende Insekten/ Partikel → Luft ist trübe → Schwalben fressen Bart mit aufsteigenden Insekten leer und fliegen zum nächsten Bart → Schwalben bleiben nicht lange in der Thermik große Vögel (Bussard): bleiben in der Thermik
Viele dieser Beobachtungen werden erst mit Variometer deutlich.
später noch mehr dazu..
Links
Wetterdienste - Segelflugwetter - www.wetter.com/home/structure/control.php?sessionID=&Lang=DE&ms=4&ss=5
Quellen [1] Markus Lisken, Ulf Gerber: Das Thermikbuch für Modellflieger, Verlag für Technik und Handwerk, 2. Auflage 1999 Baden-Baden
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