Форум » Снег, освещенность, погода » Ветер на склоне. » Ответить

Ветер на склоне.

глюк: Как и обещал сделал пояснения по аэродинамической картине ветра на склоне горы 1079. Распределения скоростей ветра на склоне сильно отличается от умозрительных представления большей части «исследователей-теоретиков», пытающихся распутать случай с группой туристов УПИ под руководством И. Дятлова в 1959 г. на С. Урале. Если использовать ряд наблюдений на склоне в зимний период (2012, 2013, 2014 и 2015 г. г.) и некоторые знания аэродинамики, то можно выявить ряд закономерностей распределения потоков воздуха по склону. В общем виде процессы протекающие при наличии более-менее сильного ветра можно представить в виде схемы #1. http://s019.radikal.ru/i632/1601/49/a39bdbfa1b5e.jpg Схема #1. Автор – В. А. Борзенков, январь 2016 г. На ней представлена ситуация, которая характерна для случившегося в ночь с 01 на 02 февраля 1959 года. Западный ветер в эту ночь был обусловлен, как распределением атмосферного давлений по полю региона С. Урала и Зап. Сибири (см. схему #2), так и особенностям рельефа в районе горы 1079. http://s020.radikal.ru/i701/1601/f0/c257340bb440.jpg Схема #2. Автор – В. А. Борзенков, по данным ftp://ftp.ncdc.noaa.gov/pub/data/gsod/ апрель 2008 г. Кроме того циклон, продвигавшийся с Севера имел такую особенность, как формирование направления ветра в том же направлении. Что и является следствием картины распределения давлений по полю региона. Эта иллюстрация представлена на схеме #3 http://s019.radikal.ru/i636/1601/bf/f752e0718d21.jpg Схема #3. Публикация Е. В. Буянова по данным РГГМУ, 2011 г. (ГУХ дорисован мною) Наиболее приближенное к таким же условиям наблюдение имело место 24.01.15. Ветер наверху днем был около 15 м/с. По мере спуска к границе растительности, его величина практически не менялась, а его разбросы на замерах в разных точках можно объяснить тем, что в приграничном слое возникают тубулизация потока, связанная с неровностями местности, и пульсациями скорости ветра в потоке, как обычное явление в природе Как только удалось пройти место появления первых редких деревьев, которое совпало с резким локальным изменением крутизны склона (на сх. #1 это место обозначенного как «Начало зоны затишья»), ветер стих, практически до штиля. Это было мое собственное наблюдение. Причем во время довольно долгого пребывания на этом месте, связанное с уточнением предполагаемого места находки Зины К. и фото-видеосъемкой, я практически не пользовался рукавицами и руки не чувствовали холод. Даже при слабом ветре, и на морозе ниже -15С, любая открытая часть тела начинает ощущать холод очень быстро. Я провел на этом месте не менее 10 минут, и ветра не могу вспомнить. Возможно были очень слабые дуновения, но после ветра на склоне на них просто не обращаешь внимание. Справедливости ради надо сказать, что Шура, пришедший туда примерно на полчаса позже, уверяет, что там был ветер около 5 м/с. Было ли в это время усиление ветра на верхней части склона, к сожалению установить нельзя. При спуске дальше вниз, какого-либо ветра не наблюдалось. За исключением того, что примерно 1 час спустя, у самого кедра был зафиксирован 1 (или 2) дуновения ветра, оцениваемые по величине как 0,5..1 м/с. На них мы обратили внимание практически случайно, при разглядывании видимости района палатки от самого кедра. Больше нигде ниже начала каровой части оврага 4Пл, ветер не отмечался. Когда же мы поднялись еще на 50…80 м выше (по высоте!) ветер резко усилился до скорости 25 и более м/с. Переход от затишья до максимума был очень резким. Но все это было уже выше начала растительности в долине 4ПЛ. На сх. #1 это место находится выше «Елочек Масленникова» В дальнейшем, каких-либо изменений скорости ветра было трудно заметить. За исключением того, что ветер шел порывами, то чуть стихая, то резко усиливаясь. Получается, что даже несмотря на то, что ветер на склоне усилился практически в 2 раза, картина внизу (конкретно - ниже начала каровой части оврага 4ПЛ) не изменилась. Если рассмотреть общую картину с точки зрения аэродинамике склона, то можно отметить следующие закономерности: 1.Появление возмущающих поток предметов (даже редкие экземпляры растительности) вызывает возникновение зоны турбулизации* потока. Вихревые течения в этом слое являются границей зоны высоких скоростей (ламинарное** течение), и зоны застоя внизу. Поэтому пограничный слой, который имеет практически нулевую скорость ветра у земли и выше, увеличивает свою толщину слоя почти до высоты этой растительности. Причем градиент*** скоростей тем выше, чем выше и гуще растительность. Реальная толщина зоны тубулентности в конкретном месте, может быть оценена в 0,3..0,5, от силы в 1 м (для очень редких деревьев). Т. е. «Это как «Перестройка» - вверху у-уу…у…, а внизу тишинааа… И только шишки падают.»(с) чукча из анекдота 2.На величину этой зоны влияет и изменение рельефа. Чем больше кривизна выполаживание, тем шире зона. Но, все равно, зона практически полного застоя начинается минимум на половине высоты растительности и зависит (в самой большей степени) от густоты посадок. Хотя даже при расстоянии в 1..2 м и отсутствии листвы, уже через 5…10 от резкой границы растительности заметные порывы ветра почувствовать практически нельзя. 3.Большая скорость ветра наверху, особенно в перевальной зоне (не важно на седловине или вообще через хребет/отрог) обусловлена поджатием потока движущегося слоя. После чего он начинает расширятся, теряя скорость. Это следует из закона Бернулли.**** Откуда следует, что расширятся до бесконечности поток не может. При равенстве давления с характерным в конкретной точки атмосферы, скорость снижается до нуля, и поток остановится. С поправкой на то, что есть еще инерция движения массы воздуха и сопротивление среды. 4.Есть определенная особенность поведения потока при очень значительном разряжении плотности растительности (поляны большого размера, например), над которой идет поток. В таких местах, тубулентная зона, как бы поваливается, так же как и часть зоны ламинарного течения. Тогда возникают вихри разной направленности. Они не постоянны, имеют большой промежуток во времени, определяемый частотой нарастания порывов, и, по большей части, случайны по направлению. Скорости их кране невелики и часто воспринимаются просто как редкие дуновения. Если рассмотреть конкретный частный случай «как у кедра в 1959 г.», то это можно представить как нарисовано на схеме #4. http://i023.radikal.ru/1601/a9/54623a6ee6ff.jpg Схема #4. Автор – В. А. Борзенков, январь 2016 г. Это фрагмент схеме #1. На ней видно, что при появлении разряжения, зона тублентных потоков снижается, утончается, и образуются отдельные нисходящие потоки, которые заполняют весь объем «пустой зоны». Однако частные скорости потока еще более снижаются. Особенно если появляются дополнительные препятствия в виде даже редких представителей растительности. Ну а снижение скорости за счет расширения свободной зоны, это первооснова процесса. В частности из схемы видно, что условия циркуляции воздуха у кедра и в овраге практически одинаковы. До полной неотличимости. Тубулентную зону на уровне верхушек кедра и рядом стоящих деревьев я не рисовал, потому что это нас уже не должно интересовать. Потому что далее уже весь ветровой поток будет идти над зоной регулярной растительности, а в лесу будет практически полный штиль морозного воздуха. 5. Надо отметить еще один момент: поток воздуха по самому руслу 4ПЛ мог быть даже более скоростным и существенным, чем в даже редкой растительности наверху правого берега русла 4ПЛ. Потому что там даже сейчас нет регулярной растительности. Посему отдельной локальной части ламинарного потока никто не мешал продувать почти все русла до устья 1 ручья. Т. е. до момента начала сгущения растительности и резкого изменения направления русла. Именно этим и объясняется, и нарастание надува в самом начале каровой части оврага 4ПЛ (на схеме #1 это обозначено как «Начало оврага 4ПЛ»), так и то, что сразу за поворотом русла 4ПЛ в 50…70 м ниже (траверза!) устья 1 ручья, начиналось резкое возрастание глубины рыхлого снега. Из-за чего Дятловцы не могли уйти дальше в лес. Примечание: Многие представляют, что «ветровая прямая» до кедра совершенно лишена растительности, поэтому там «дуло как наверху и место было сильно ветродуйным». На самом деле это не так. Если посмотреть на фото 1959 года, то по всему правому берегу 4ПЛ была довольно густая растительность. Как на фото 1 http://s017.radikal.ru/i425/1601/fb/49bd28f487d9.jpg Фото #1. Автор – участник поисков, март 1959 г. Видно, что Масленников и Атманаки стоят на правом (ор.) Берегу 4ПЛ, ниже «елочек Масленникова» и прямую «они - кедр» прикрывает довольно густая растительность. Это полностью соответствует направлению ветра (потока воздуха) которое с наибольшей вероятностью был во время событий. Если посмотреть с бугра на растительность в районе устья 1 ручья (фото 2) http://s014.radikal.ru/i327/1601/16/5fac0cebdfec.jpg Фото #2. Автор – участник поисков, март 1959 г. то ту хорошо видно, что кедр (1 красн.) прикрывают: сама растительность правого (ор.) берега (3 красн.) 4ПЛ (русло – 5 син.) и береговая растительность правого берега 1 ручья (2 красн.). Сама же зона разряжения растительности (3 зелен.) получается небольшой по размеру, соотносимой с 2..3 характерными размерами высоты растительности. Особенно на правом берегу 1 ручья. Который и выполняет роль, как бы ветрового экрана перед кедром. За ним ветровая нагрузка должна быть мизерной, даже по отношению к таковой на самом русле 4ПЛ в этом месте, точнее на траверзе устья 1 ручья. Это особенности аэродинамики конкретного места. Современная растительность, хоть и стала гуще по сравнению с 1959, но сильно картины не изменила. Разве что, даже при несильном ветре (до 10..15 м/с наверху!) у кедра могли появляться порывы, которые мы отмечали в 2015 году при ветре вдвое более сильном. Но это ветровой картины у кедра, по сравнению с современной, сколько-нибудь значительно не изменит. ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ Для неграмотных незнающих поясняю, что означают эти термины: *) Турбулентное – возмущенное течение струй воздуха, для которого характерны циркуляционные (преимущественно круговые вихри) **) Ламинарное течение – прямолинейное, как бы слоистое течение воздуха (вообще говоря – газа или жидкости) ***) Градиент - означает скорость изменения. ****) ро*V^2/2 + ро*g*h + p = const Здесь ро — плотность газа или жидкости, V — скорость потока, h — высота, на которой находится рассматриваемый элемент газа или жидкости, p — давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента газа или жидкости, g — ускорение свободного падения. ================================ все остальное по мере возможности

Ответов - 55, стр: 1 2 3 All



полная версия страницы