Inleiding Uitrusting en Materialen Aërodynamica Meteorologie Regels Vliegpraktijk Lierpraktijk Bijlagen. Verantwoording

Transcriptie

1

2

3 Inleiding Uitrusting en Materialen Aërodynamica Meteorologie Regels Vliegpraktijk Lierpraktijk Bijlagen Verantwoording Dit cursusboek behoort bij de Basisopleiding Schermvliegen van Maurik Paragliding. De hoofdstukken zijn gerschreven door Jaques van Muijen (Uitrusting en Materialen, Aërodynamica, Vlieg- en Lierpraktijk), Frans van Dijk (Regels) en Peter Visser (Meteorologie). De tekeningen zijn gemaakt en verzameld door Frans van Dijk en Peter Visser. De nieuwe Maurik Paragliding stijl is ingebracht door Davy Saglia. Het geheel is bijeengebracht en vormgegeven door Peter Visser en waarbij de ondersteuning van Davy onmisbaar was. De makers stellen op- en aanmerkingen ter verbetering op prijs.

4 Schermvliegen is een jonge vliegsport die is ontstaan uit het parachutespringen. In het begin van de jaren tachtig probeerden parachutisten met matras - parachutes van een berg af te starten. Anderen zagen hierin mogelijkheden voor een nieuwe vliegsport. Vanaf die periode heeft deze nieuwe vliegsport zich stormachtig ontwikkeld. Werden de eerste pogingen uitgevoerd met aangepaste parachutes, tegenwoordig zijn het vliegtoestellen met uitstekende vliegeigenschappen. Het tuigje waar men vroeger in hing, is nu een comfortabel harnas. Schermvliegen is een toegankelijke vliegsport die door vrijwel iedereen is te beoefenen. De grondbeginselen van het schermvliegen zijn in enkele dagen te leren. En het feit dat je met een vliegtoestel in je rugzak overal kunt komen waar kunt vliegen, spreekt velen tot de verbeelding. Maar schermvliegen is net als andere vliegsporten een risicosport. Goed materiaal en een goede opleiding zijn onontbeerlijk om veilig en verantwoord te kunnen vliegen. Dit cursusboek behoort bij de praktische en theoretisch opleiding van de door de KNVvL erkende vliegschool Maurik Paragliding. Het is geen opzichzelfstaande handleiding, want schermvliegen is geen doe-het-zelf sport. Met dit boek en de praktische ervaring tijdens de opleiding, is het mogelijk je voor te bereiden op de theoretische test voor brevet-1.

5 1 Het scherm, lijnen en risers 4 Het scherm 4 Het doek 5 De lijnen 6 De 'risers' en de sluitingen 7 2 Het harnas 8 3 Het reddingsscherm 10 4 Keurmerken en controles 11 5 Persoonlijke uitrusting en instrumenten 12 De persoonlijke uitrusting 12 Instrumenten 13

6 1 Het scherm, lijnen en risers De uitrusting van de schermvlieger is in drie groepen te verdelen: Het scherm met lijnen en risers; Het harnas; De persoonlijke uitrusting. Het scherm Figuur 1-1 Opbouw van het scherm De vleugel, of het scherm, waaraan wij vliegen is opgebouwd uit doek. Er zitten geen stijve onderdelen aan zoals bij hanggliders (deltavliegers). Een scherm bestaat uit een bovendoek en een onderdoek. Daartussen zit, ook van doek, een groot aantal tussenschotten. Deze tussenschotten, celwanden of ribben, geven de markante vleugelvorm aan het scherm. De ruimtes tussen de schotten worden de cellen genoemd en worden door de instroomopeningen aan de voorkant gevuld met lucht. Hierdoor kan er een druk, stuwdruk, ontstaan in de cellen en krijgt de vleugel zijn uiteindelijke vorm. De cellen staan in verbinding met elkaar door openingen in de tussenschotten. Deze openingen worden interconnection holes of crossports genoemd. Zij zorgen ervoor dat de druk in de vleugel overal even groot is. Door deze interconnection holes kunnen de cellen, die tijdens het opzetten van het scherm niet goed gevuld zijn, van binnenuit openen. Ook vind je in het scherm diagonaalribben of tapes. Deze 4

7 . Figuur 1-2 Celwand celwand interconnectionhole tapes zorgen voor een betere krachtverdeling en dat scheelt lijnen aan de buitenkant van de vleugel (weerstand!). De schermen worden gemaakt voor verschillende gewichtsklassen. Meestal is de verdeling van XS tot XL en vaak ook nog tandem. Hoe zwaarder je bent, hoe groter het scherm waar je aan zult vliegen. De gewichtklassen worden aangegeven op basis van vlieggewicht. Het totale vlieggewicht wordt als volgt berekend: Totale vlieggewicht = gewicht van piloot + scherm + rest van uitrusting Dus eigenlijk alles wat mee de lucht in gaat moet je meetellen. Dit totale vlieggewicht bepaald de grootte van je scherm. Het scherm en uitrusting ligt meestal zo rond de 15 tot 20 kg. Dus als je zelk 80 kg, zal je vlieggewicht ongeveer 100 kg zijn. De grootte van je scherm zal dan ongeveer 26 tot 27 m 2 zijn. Dit is het oppervlak als je het vlak op de grond uit zou leggen. Tandems kunnen tot wel 250 kg meenemen. Het oppervlak daarvan is dan ook veel groter, zo rond de 40 m 2. Het doek Het scherm is gemaakt van kunststof, meestal van polyamide (nylon), soms van polyester. Het wordt op een speciale manier geweven met om de 5mm dikkere draden welke het scheuren van het doek bij een eventuele beschadiging tegengaan. Dit weefsel heet dan ook 'ripstop'. Nylon en polyester zijn erg gevoelig voor UVstraling. Daarom gaan schermen maar een jaar of 6 mee, afhankelijk van het aantal vlieguren en de manier waarop het scherm wordt behandeld. Om het doek beter te beschermen tegen UV-straling en de luchtdichtheid over langere tijd goed te houden, impregneren sommige fabrikanten het doek met siliconen of latex. Schermen zijn kwetsbaar, maar je kan er veel aan doen om de slijtage en veroudering te vertragen: Het scherm kan slecht tegen ultra violette straling. Laat het dus nooit onnodig in de zon liggen. Een scherm heeft een levensduur van 300 tot 500 uur. Leg, als het even kan, over het scherm een zeiltje. Vouw je scherm steeds op een andere manier. Zo voorkom je dat er permanente vouwen in komen. Zeker bij de celopeningen is dat van belang. Daar is namelijk een versterking aangebracht met Mylar, dat erg gevoelig is voor vouwen. Krekels en sprinkhanen zijn funest voor je scherm. Als je ze per ongeluk in een cel meevouwt vreten ze zich een weg naar buiten! 5

8 Als het scherm lang niet gebruikt wordt, is het beter om het uit de rugzak te halen en losjes zonder druk in zijn binnenzak droog en donker op te bergen. Laat een nat scherm nooit langer dan een dag in de rugzak zitten. Schoonmaakmiddelen tasten veelal het doek aan. Als je je scherm wilt schoonmaken, gebruik dan alleen water of water met wat groene zeep. Ga rustig te werk. Druk het vuil er niet doorheen. Als het scherm met zout water in aanraking is gekomen, spoel het dan schoon met zoet water en laat het direct drogen. Scheuren tot een lengte van 5 centimeter mogen met speciaal tape (nylon ripstop-tape) zelf gerepareerd worden. Voor grotere beschadigingen moet het scherm naar een erkende reparateur gebracht worden. Op siliconen plakt bijna niets en en moet dus al snel genaaid worden. Zet je rugzak met scherm niet op een hete asfaltweg. Asfaltvlekken gaan nooit meer uit je rugzak en scherm. Laat je scherm niet braden in een auto. Bij temperaturen boven de 70 o C kunnen het scherm beschadigen. Kijk altijd even of er niemand bij je scherm staat te roken. Gebruik je rugzak met scherm ook niet als zitkussen! De lijnen Aan de onderkant van het scherm zitten vele lijntjes. Van voor naar achter zijn deze lijnen verdeeld in groepen; de A-lijnen tot en met de D-lijnen. De lijnen aan de achterkant zijn de stuur- of remlijnen. Alle lijnen bijelkaar houden de vleugel in zijn karakteristieke kromme vorm. Figuur 1-3 De lijnen De lengte van elke lijn is precies bepaald door de fabrikant. De lijnlengte beïnvloedt de eigenschappen van het scherm sterk, dus krimp of rek mogen maar in beperkte mate voorkomen. Daarom is 6

9 . een regelmatige controle op de lengte van belang. (Zie verderop over keuringen). Lijnen zijn bij voorkeur zo dun mogelijk. Daarom wordt gebruik gemaakt van hoogwaardig materiaal als aramide- of polyethyleenvezels. Merknamen zijn dan bijvoorbeeld Kevlar, Twaron en Dyneema. Soms worden ook combinaties gebruikt. Liroslijnen zijn een combinatie van aramide en Dyneema. Deze supervezels zijn gevoelig voor UV straling en zijn kwetsbaar. Daarom zijn de lijnen voorzien van een mantel. Deze wordt vaak per groep een eigen kleur gegeven. Dat maakt het sorteren voor de start makkelijker. Aan het scherm zitten vele kleine en dunne lijntjes. Dit zijn de galerij-lijnen. Deze komen met 3 of 4 bij elkaar, soms in twee keer tot uiteindelijk de stamlijnen. Dit zijn de dikkere lijnen die naar de risers gaan. De dikke stamlijnen hebben een doorsnede van ongeveer 2 mm en kunnen per lijn meer dan 150 kg houden; de galerij-lijnen zijn goed voor meer dan 80 kg. De meeste schermen hebben aan elke zijde 3 A-lijnen, 3 B-lijnen, 3 C-lijnen en 2 D- lijnen, natuurlijk afhankelijk van de fabrikant. Net als het doek zijn ook de lijnen kwetsbaar. Houd dus de volgende punten in de gaten: Je zult ze regelmatig moeten controleren op inwendige breuken, scherpe knikken, scheurtjes in de mantel en andere beschadigingen. Op de lijnen mag je nooit gaan staan. Op startplaatsen met stenen, rotsen en stekelige planten is het beter om de lijnen voor de start op het scherm neer te leggen. Lijnen, zeker aramide lijnen, krimpen als ze nat worden. Houd de lijnen daarom droog en als ze dan toch nat zijn, laat ze eerst drogen voor je het scherm weglegt. De 'risers' en de sluitingen Afhankelijk van het type scherm komen de lijnen links en rechts samen bij drie of vier risers. Dat zijn zeer sterke banden met schroefsluiting riser stuurlus Figuur 1-4 Riserset carabiner 7

10 breeksterkte van 1000 kg. Deze risers worden, net als bij de lijnen, de A-, B-, C- en D-risers genoemd. De A-riser is de voorste in de vliegrichting gezien. Aan de achterste riser vind je een katrolletje met daardoorheen de remlijn met de stuurlus of stuurtokkel (van het engelse 'toggle'). Deze lijn loopt omhoog via veel vertakkingen naar de achterzijde van het scherm. De lijnen zitten aan de risers vast met schroefsluitingen. De schroefsluitingen moeten goed vastgedraaid te zijn en mogen niet met de hand open gedraaid kunnen worden. Dit moet je regelmatig te controleren. De riser en het harnas worden met elkaar verbonden door karabiners. Deze hebben als belangrijke eigenschap dat ze gezekerd moeten zijn tegen ongewild openen. Ze zijn dus altijd voorzien van Figuur 1-5 Karabiners een zogenaamd lockmechanisme. Ze mogen geen beschadigingen hebben of in hun werking problemen geven door bv. zand of andere verontreinigingen. Ook enige vorm van oxidatie is niet toegestaan. Ze dienen elke 3 jaar of na 1000 arbeidsuren, te worden vervangen. Op de risers vind je ook een aansluiting voor een speed-systeem. Daarmee kun je de snelheid van je scherm verhogen. Hiermee verkort je de A-B-C lijnen in ongelijke mate, waardoor de instelhoek van je scherm kleiner wordt. De snelheid kan zo verhoogd worden met 8-15 km/u, afhankelijk van het type scherm. Het speedsysteem bedien je via een lijn met je voeten. Bij de schermen die we in de school gebruiken hebben we geen speedsysteem geinstalleerd. De vliegeigenschappen met uitgetrapt speedsysteem zijn instabieler. Het speedsysteem gebruik je alleen als je niet meer tegen de wind in komt. Als het al zo hard waait, zijn we zeker niet met cursisten in de lucht! Voor gevorderde piloten is het een onmisbaar systeem. Je kan, in combinatie met oren trekken, sneller naar beneden komen, mocht dat nodig zijn. 2 Het harnas Het harnas (in het Duits Gurtzeug) wordt ook wel zitje genoemd. Was het in het prille begin niet meer dan een klimmerstuigje, nu is het bijna als een fauteuil. Vooral voor lange vluchten is het belangrijk dat een harnas goed past, er zijn dan ook verschillende maten. Daarnaast kun je met banden en schakels van alles instellen. Dat zul je bijvoorbeeld hangend aan een balk of deurpost zelf moeten uitproberen. 8

11 . De afstelling is dan eerst de afstand tussen de risers. Deze afstand moet ongeveer 42 cm zijn. Hierop zijn de schermen ontworpen en is het vlieggedrag gekeurd. Je zithouding moet iets achterover zijn. Dan is de gewichtverdeling het beste en kun je het beste op de bewegingen in de lucht reageren. De afstand van je gezicht tot de karabiners moet ongeveer 20 Figuur 2-1 Harnas. cm zijn. Te ver achterover wordt het sturen met je gewicht erg lastig. Te ver voorover en de turbulente lucht schommelt je hard hen en weer. Als je gaat vliegen maak je eerst altijd je beenbanden vast. Hiermee zit je namelijk veilig vast en kan je er niet onverhoopt uitglijden. Daarna volgt de borstband. Het harnas is gebouwd om een set van sterke nylon banden, de zogenaamde main webbing. Deze banden zorgen dat het gewicht van de piloot overgebracht wordt naar de karabiners. Daar omheen is de rest van het zitje ontworpen. Je zit op een plankje van hout. De lichtere harnassen hebben hier een koolstof plankje voor. Vanaf je rug tot onder het zitje is een rugprotectie aangebracht. Dit is vaak een flexibele Dyneema plaat met een dikke schuimlaag die een klap van minimaal 15G kan opvangen. Sommige harnassen hebben een airbag, die zich vult met lucht zodra je vliegt. Nadeel is dat als je vlak na je start valt, de airbag nog niet geheel gevuld is en dus niet optimaal werkt. Ook is er ruimte voor een reddingsscherm. De positie daarvan verschilt afhankelijk van fabrikant of de wens van de piloot. Het kan achterop gemonteerd zijn, aan de zijkant, onder je zitje of in een front container tussen de karabiners. Bij de harnassen van de school zijn ze rechts in de zijkant ingebouwd. 9

12 3 Het reddingsscherm Volgens de Nederlandse regelgeving moet je een reddingsscherm, ook wel reservechute of noodscherm genoemd, bij je hebben als je hoger dan 100 meter komt. Zeer verstandig is het om een reddingsscherm altijd bij je te hebben. In de meeste landen is een reddingsscherm verplicht. Figuur 3-1 Reddingsscherm in gebruik. Meestal zijn de reddingsschermen ronde koepels, ook in de school gebruiken we deze. Ze hebben geen vliegeigenschappen, maar brengen je wel weer veilig op de grond, met een verticale daalsnelheid van 5 m/s. Sommige vliegers prefereren een stuurbaar reddingsscherm. Die zijn wel duurder, zwaarder en moeilijker te vouwen en hebben een voorwaartse snelheid als ze openen. Dit kan een voordeel, maar ook een nadeel zijn. Je reddingsscherm is in je harnas gemonteerd en je kunt het met een handgreep, die op een goed bereikbare plaats op je harnas zit, activeren in geval van een noodsituatie. Het reddingsscherm dient volgens de handleiding van de fabrikant om de 6 maanden worden gelucht en op een specifieke manier te worden worden gevouwen. Het mag niet ouder zijn dan 10 jaar. Het reddingsscherm wordt in een binnencontainer in het harnas gemonteerd. De lijnen van het reddingsscherm zijn met een lange band, de bridle, verbonden met het harnas, op de plaats van je schouders, zodat je altijd in een vertikale positie op de grond komt. Als je in een noodgeval je reddingsscherm hebt gegooid, wat zelfs op een hoogte van 30 tot 40 meter nog mogelijk is, is het van belang dat je het hoofdscherm met de A-lijnen binnenhaalt omdat de werking van het reddingsscherm dan het beste is en er zullen dan geen vervelende pendelbewegingen meer zijn. Het is belangrijk dat je voor elke vlucht de vergrendelingspinnen controleert (pincheck). Kijk of ze op hun plaats zitten, want je wilt zeker niet dat het reddingsscherm er tijdens een vlucht spontaan uit valt. Ook moet je er een gewoonte van maken om tijdens elke 10

13 . vlucht even de remmen in één hand te nemen en met de andere hand de handgreep aan te raken, zodat je nooit zult mis grijpen of hoeft te zoeken als je hem echt nodig hebt. Belangrijk is ook dat het reddingsscherm nooit nat mag worden door regen, sneeuw of een waterlanding. Gebeurt dat wel, dan moet hij onmiddelijk worden gedroogd. 4 Keurmerken en controles Als je een scherm, reddingscherm of harnas koopt, dan heeft het al een keurmerk. Het gaat dan om het AFNOR keurmerk uit Zwitserland of Frankrijk, of het keurmerk van de Duitse DHV (Deutsche Hängegleiter Verband). De AFNOR kent drie categorieën schermen: Standaard performance competition schermen voor leerlingen en gelegenheidspiloten. schermen voor gevorderden, overland- en wedstrijdvliegers. schermen voor zeer ervaren piloten en wedstrijden op hoog niveau. De DHV-keuring is strenger dan de AFNOR. De DHV verdeelt de schermen in: Klasse 1 en 1-2 Klasse 2 Klasse 2-3 en 3 Het scherm moet dan vanuit alle extreme vliegsituaties zelfstandig, dus zonder ingrijpen van de piloot, terugkeren tot de normale vlucht. 90% van de piloten vliegt met deze schermen. Het scherm keert ook hier bij extreme situaties zelfstandig terug tot de normale vlucht, maar het kan langer duren. Doordat deze schermen veel dynamischer zijn, reageren ze heftiger op eventuele extreme vliegfiguren. Ze worden dan ook voornamelijk door piloten gevlogen met veel ervaring. Deze schermen zullen zelfstandig terugkeren uit bijna alle extreme vliegsituaties, maar hebben veel langer de tijd nodig om te herstellen. Meestal zal de piloot actief moeten helpen om zijn scherm weer vliegbaar te krijgen. Het scherm is geschikt voor piloten met erg veel vliegervaring, 100 uren en meer per jaar. Deze 'prestatie-schermen' zijn bedoeld voor overland- en wedstrijdvliegen. Je moet voor jezelf goed inschatten welke klasse scherm je wilt vliegen. Het vliegen van een scherm hoger dan DHV 1-2 is maar voor een kleine groep piloten weggelegd. Met een scherm uit klasse 1-2 vlieg je in ieder geval veilig en dat verhoogt het vliegplezier. En een goede piloot kan ook aan een 1-2-er hele goede prestaties neerzetten. 11

14 Elk scherm moet voorzien zijn van een keurmerk. Het DHVkeurmerk is een zegel. Op een scherm vind je die meestal op de middelste cel tussenwand. Een scherm moet om de twee jaar op 'herkeuring'. Het gaat dan meestal via de importeur terug naar de fabriek. Daar beproeft men de breeksterkte van de lijnen, de lengte van de lijnen wordt nagemeten en de lijnen worden gecontroleerd op beschadigingen. De luchtdoorlaatbaarheid van het doek wordt gemeten, het doek wordt gecontroleerd op beschadigingen en de treksterkte wordt gemeten. Ook harnassen hebben een DHV keurmerk. De rugprotector moet bijvoorbeeld een klap op kunnen vangen van minimaal 15 G. Een harnas heeft vanaf de fabrikage zijn keuring en hoeft niet herkeurd te worden. Zelf regelmatig controleren op beschadigingen is aan te raden. Een reddingsscherm heeft ook een keuring. Sommige fabrikanten verlangen een periodieke keuring, de meeste houden het alleen bij het herpakken om de 6 maanden en een eigen visuele kontrole. Bijna alle fabrikanten raden wel aan je reddingsscherm na 10 jaar te vervangen. 5 Persoonlijke uitrusting en instrumenten De persoonlijke uitrusting Figuur 5-1 Volledig uitgerust Figuur 4-1 DHV Keurmerk. Helm Het dragen van een helm is verplicht, zelfs al doe je oefeningen op de grond. Voor onze sport worden speciale vlieghelmen gemaakt. 12

15 . Deze zijn licht en bieden goede bescherming bij een val. Een motorhelm is niet toegestaan: het zicht rondom is niet voldoende. Een fietshelm geeft te weinig bescherming. De betere vlieghelmen zijn integraal helmen met een groot gezichtsvenster en gaten bij de oren om de omgevingsgeluiden goed te kunnen horen. Schoenen Voor onze sport zijn er speciale vliegschoenen ontwikkeld. Het speciale eraan is dat de haakjes van de veters afgedekt zijn zodat er geen lijnen achter kunnen blijven haken. De schoenen zijn waterdicht, erg stijf rond de enkel en ze sluiten hoog. Goed profiel voor een goede grip bij de start is natuurlijk vanzelfsprekend. Kleding Goede, vooral warme kleding is erg belangrijk voor je veiligheid. Bij elke honderd meter die we stijgen neemt de temperatuur met 0.65 graden af. Reken daarbij de chillfactor die het nog eens 9 graden kouder maakt. De meeste piloten gebruiken een vliegoverall, deze is winddicht, ademend en waterafstotend. Ze hebben lange ritsen zodat je ze ook op de berg kunt aantrekken zonder je schoenen uit te doen. Handschoenen Net als een helm zijn ook handschoenen verplicht. Ze beschermen niet alleen tegen de kou maar voorkomen ook verwondingen bij vallen en insnijden van lijnen. Goede handschoenen zijn meestal van een windstopperfleece met leer versterkte stukken er op. Instrumenten Portofoon De portofoon is zeker bij de opleiding van belang. Hij wordt gebruikt om de instructies te geven tijdens het lieren en de vlucht. Toch zul je er rekening mee moeten houden dat zo'n apparaat kan uitvallen. Je krijgt altijd een vluchtplan opgedragen, dus als je langere tijd niets hoort, volg het afgesproken vluchtplan. Vario/hoogtemeter Met dit instrument wordt de hoogte gemeten en de snelheid waarmee je stijgt of daalt. De luchtdruk is een maat voor de hoogte en wordt aangegeven in meters. Drukverschillen geven aan of je stijgt of daalt. Dat kan zo n instrument al met 0.1 m/s. Een erg delicaat instrument dus. De vario werkt ook met piepjes die aangeven of je omhoog of omlaag gaat. Hoef je niet continue op je vario te kijken. Snelheidsmeter Hiermee kun je de snelheid meten bij diverse reminstellingen waarmee je door de lucht vliegt. Het is een meter die ongeveer 1 meter onder de piloot hangt en aan de variometer wordt gekoppeld. De snelheid is dan op de variometer af te lezen. Figuur 5-2 vario-, hoogtemeter Figuur 5-3 Portofoon Figuur 5-4 GPS Figuur 5-5 Snelheidsmeter 13

16 GPS Met het Global Positioning System, ofwel GPS is het mogelijk om overal op aarde je positie te bepalen. Het gebruikt de signalen van minstens 3 van de 24 GPS-satellieten die rond de aarde zweven. Ook geeft het je grondsnelheid aan, in tegenstelling tot de snelheidsmeter hiervoor genoemd, waarmee de luchtsnelheid bepaald kan worden. Het kan ook de route opslaan die je gevlogen hebt. Dat wordt toegepast bij wedstrijden om te zien of je alle keerpunten goed hebt gerond en hoelang je er over gedaan hebt. En verder. Wat een zelfstandig piloot ook bij zich heeft is: Een fluitje om aan te geven waar je je bevind als je onverhoopt ergens in een woud of op een berg beland bent en je hebt hulp nodig. Een reddingssnoer. Dit is een dun snoer van 20 meter voor als je bijvoorbeeld in een boom terecht gekomen bent. Je kan met het reddingssnoer dan een dikker touw omhoog halen waarmee je dan naar beneden kan komen. Een EHBO-setje met aluminium reddingsdeken. Een mes, bij voorkeur een hookknife om de banden van je harnas door te snijden. Mobiele telefoon (met daarin belangrijke telefoonnummers voor redding of waarschuwing). De benodigde papieren (zie hoofdstuk Regels). 14

17 1 Inleiding 16 2 Twee luchtstromingen 16 Laminair en turbulent 16 3 Druk in de lucht 17 Dynamische en statische druk 17 Venturi-effect 17 4 Luchtweerstand 18 5 Het vleugelprofiel 18 Waarom een vleugel draagkracht heeft 18 Drie hoeken en lijnen 20 Stall 20 6 Het scherm 21 Opgeblazen 21 Allemaal weerstand 21 Allemaal weerstand 22 Luchtkrachten 23 Centrifugaalkracht 23 (In)stabiliteit 24 Snelheidspolaire 25

18 1 Inleiding Leonardo Da Vinci ( ) besefte al in de 16de eeuw dat vogels konden vliegen omdat ze lucht in beweging brachten. Drie eeuwen later vloog Otto Lilienthal voor het eerst met zijn eerste deltavormige vliegtuigen van een heuvel en maakte zo de eerste zweefvluchten aan het eind van de 19de eeuw. Hij was het die de aërodynamica, de leer van de bewegende lucht, voor het eerst op papier zette. De gebroeders Wright plaatsten op hun eigen ontworpen zweefvliegtuig een motor met propeller, plus bewegende vleugeluiteinden en bewegende delen aan de staart en neus voor de besturing en startten zo de bemande, gecontroleerde luchtvaart in december Jaar later vloog Chuck Yeager sneller dan het geluid. Weer 22 jaar later stond de mens op de maan. Nu is de kennis aërodynamica zo ver gevorderd dat in principe iedereen kan vliegen: aan een scherm! De lucht waarin we vliegen bestaat uit stikstof (78%), zuurstof (21%) en nog wat andere gassen en vervuiling. Het is ondoenlijk om steeds over die verschillende gassen te praten, dus we spreken in het vervolg over een luchtdeeltje. Elk luchtdeeltje is gelijk, en alle luchtdeeltjes gedragen zich hetzelfde. 2 Twee luchtstromingen Laminair en turbulent De lucht kan maar op twee manieren bewegen: laminair of turbulent. Als de lucht laminair stroomt dan beweegt de lucht zich gelijkmatig. Elk luchtdeeltje zal dezelfde weg volgen als zijn voorganger, zeer voorspelbaar. Dat is te zien is in figuur 2-1, aan de loefzijde van de berg. Turbulente stroming is veel minder geordend. Daarbij gaan alle luchtdeeltjes verschillende kanten op. Turbulentie ontstaat doordat lucht tegen obstakels opbotst. Achter een bomenrij of bergkam begint de lucht bijvoorbeeld te draaien. Als de lucht snel stroomt dan is de turbulentie groter. Dat is iets om rekening mee te houden als vlieger. Turbulente lucht kost veel energie. Later zullen we zien dat zich dat uit als luchtweerstand. Figuur

19 3 Druk in de lucht Dynamische en statische druk (en wat dat met vliegen te maken heeft) Lucht drukt op alles om zich heen. Dat noemen we luchtdruk. Er zijn twee soorten luchtdruk: dynamische en statische druk. De eenvoudigste is de dynamische: lucht botst, omdat het stroomt, op een voorwerp en drukt daar tegenaan. Bijvoorbeeld op de voorkant van je scherm. Als de snelheid van de lucht toeneemt dan zal de druk ook toenemen. Als de lucht 2 maal zo snel gaat dan is die druk zelfs 4 maal zo hoog. Is de snelheid 3 maal zo hoog dan is de druk 9 maal hoger. Als de snelheid toeneemt dan zal de druk 'in het kwadraat' toenemen: 2 x 2, 3 x 3, enzovoort. Figuur 3-1 Figuur 3-2 De statische druk is de druk die de lucht uitoefent als het langs een voorwerp stroomt. Daniël Bernoulli, een Zwitserse natuurkundige, heeft ontdekt dat als de snelheid toeneemt, de statische druk minder wordt. De lucht stroomt er dan sneller langs en heeft minder tijd om tegen het voorwerp te drukken. Dit effect kan goed gezien worden als we over een gebogen papiertje blazen. Doordat de luchtsnelheid groter wordt, neemt de druk af en komt het papier omhoog, het wordt als het ware omhoog gezogen. Venturi-effect Als lucht door een vernauwing moet stromen kan dat alleen als het bij het smalle deel harder stroomt dan ervoor. We hebben hierboven net gezegd dat bij een hogere snelheid de druk afneemt. De combinatie van harder stromen en lagere druk noemen we het venturi-effect. Niet alleen in een versmalling is er venturi-effect. Overal waar de lucht afgebogen wordt ontstaat dit effect. Dus ook boven op een berg. Figuur

20 Figuur Luchtweerstand Als je een voorwerp in een luchtstroming houdt, zal het weggeduwd worden: het voorwerp ondervindt luchtweerstand. De luchtweerstand is mede afhankelijk van de snelheid die tegen het voorwerp aanstroomt. Als de snelheid van de luchtstroming toeneemt dan zal de weerstand ook toenemen. Als het 2 maal zo hard waait dan is die kracht zelfs 4 maal zo hoog. Waait het 3 maal harder dan is de kracht 9 maal hoger. Als de snelheid toeneemt dan zal de weerstand 'in het kwadraat' toenemen: 2 x 2, 3 x 3, enzovoort. De weerstand is ook afhankelijk van de grootte van het voorwerp, en ook van de vorm. Op de tekeningen hieronder stroomt de lucht tegen voorwerpen die allemaal hetzelfde frontale oppervlak hebben. De weerstand van een holle, halve bol (bovenaan) is veel groter dan van de druppelvorm onderaan. 5 Het vleugelprofiel Waarom een vleugel draagkracht heeft Het zijaanzicht, of liever gezegd, de doorsnede van een scherm, heet het 'profiel'. Het profiel van een scherm heeft altijd een bolle bovenkant en een zo goed als vlakke onderkant. Als we dit profiel in een laminaire luchtstroming zetten, dan stroomt de lucht dus bijna ongestoord langs de onderkant van het scherm. Aan de bovenzijde moet de lucht uitwijken. Figuur

21 Figuur 5-1 Figuur 5-1 Zoals we gezien hebben bij het venturi-effect, zal de lucht uitwijken aan de bovenkant en daarom iets sneller moeten stromen. Als de lucht sneller stroomt, dan is de druk daar dus lager. Aan de onderkant van het profiel blijft de druk gelijk. Het drukverschil tussen bovenkant (onderdruk) en onderkant (neutraal) zorgt ervoor dat Figuur 5-3 Figuur 5-2 de vleugel als het ware omhoog gezogen wordt. Om het venturi-effect aan de bovenkant iets te vergroten wordt het profiel iets achterover gezet. Op de tekening hierboven is het vleugelprofiel gekanteld. De stromingssnelheid aan de bovenkant wordt nog groter en de druk daar dus nog lager. Aan de onderzijde wordt de lucht nu een klein beetje tegengehouden, dus stroomt de lucht daar langzamer. De druk is daar dan groter. De onderdruk (boven het profiel) en overdruk (onder het profiel) zorgen samen voor een kracht omhoog. Dat heet de 'liftkracht' of draagkracht van je scherm. De liftkracht wordt voor 2/3 opgebracht door de onderdruk boven het scherm. De overdruk aan de onderzijde levert 1/3 van de lift. Je ziet in de tekening hierboven ook dat de meest lift geleverd wordt aan de voorzijde van het profiel. 19

22 Drie hoeken en lijnen Om aan te kunnen geven hoe een scherm in de lucht staat gebruiken we denkbeeldige lijnen en hoeken. Natuurlijk is er de horizon. Daarnaast is er de koorde. Dit is een denkbeeldige lijn die loopt vanaf de voorkant tot aan de achterkant Figuur 5-4 van het profiel. Vaak is dat ook gelijk de onderkant. Als laatste is er de vliegbaan. Dat is de richting die het scherm uitvliegt ten opzichte van de lucht. Bij een paraglider is de vliegbaan altijd iets naar beneden gericht. Ook al gaat de lucht zelf omhoog, de vliegbaan blijft ten opzichte van de lucht iets naar beneden gericht. De hoek die de koorde maakt met de horizon is de instelhoek. Dit is de hoek die de koorde heeft tijdens een 'stationaire vlucht', een vlucht zonder stijgende of dalende lucht. De instelhoek wordt feite- lijk door de fabrikant bepaald, maar is door de gevorderde piloot nog te beïnvloeden door het speedsysteem of trimmers te gebruiken. De hoek die de aanstromende lucht maakt met de koorde is de invalshoek. De invalshoek is door de piloot te beïnvloeden door zijn remmen meer of minder aan te trekken. De instelhoek en invalshoek samen vormen glijhoek. Dit is de hoek waaronder je vliegt ten opzichte van de horizon. Je zou dus kunnen zeggen dat die glijhoek wordt bepaald door de instellingen van de fabrikant en de rembewegingen van de piloot. Net hebben we gelezen dat het vleugelprofiel iets achterover staat om zo meer draagkracht te leveren. Als je naar het plaatje kijkt zou je niet direct zeggen dat het profiel achterover staat. Toch is het zo. Dat achterover staan zie je door naar de invalshoek te kijken. De hoek die het profiel maakt (koorde) ten opzichte van de aanstromende lucht is wel achterover. Stall We zagen hiervoor al dat de lift groter is als het profiel wordt gekanteld, of beter, als de invalshoek groter wordt. De lucht komt dan onder een grotere hoek tegen de onderkant van het profiel, de koorde. Zouden we de invalshoek extreem groot maken, dan kan de lucht langs de bovenkant het profiel niet meer volgen. De afbuiging wordt te groot en 'de lucht laat los'. Dat noemen we 'overtrekken', of uit het engels: 'stall'. De stroming verandert dan van laminair naar turbulent (zie figuur 5-5). Dat levert veel weerstand op. De liftkracht neemt snel af en door de grote weerstand wordt 20 Figuur 5-5

23 ook de snelheid snel minder. Binnen een paar seconden is er helemaal geen lift en geen voorwaartse snelheid meer. Niet fijn als je wilt vliegen, wel als je wilt landen. 6 Het scherm Figuur 6-1 Figuur 5-5 Opgeblazen Even terug naar de dynamische druk. De druk die toeneemt als de snelheid toeneemt. Een schermfabrikant maakt daar handig gebruik van. Door openingen aan de voorkant te maken, daar waar de lucht in kan stromen, blaast de vleugel zich vanzelf op, zolang het maar in beweging is. Als de vleugel eenmaal opgeblazen is, stroomt er geen lucht meer in, maar gaat het of boven of onder langs het profiel. Precies op het punt waar de scheiding ligt noemen we drukpunt. De fabrikant heeft ervoor gezorgd dat bij elke invalshoek, het drukpunt altijd bij de openingen ligt. 21

24 Allemaal weerstand We willen tijdens het vliegen zo min mogelijk weerstand. Er wordt dan ook alles aan gedaan om die weerstand zoveel mogelijk te reduceren. Eerder zagen we al dat elke vorm een andere weerstand heeft. Vormweerstand heet dat. De vormweerstand is niet tot nul terug te brengen, maar kan wel laag blijven. Een vleugel zelf heeft ook vormweerstand. Nodig natuurlijk, anders kan je geen lift krijgen door drukverschillen door dikteverschillen in het profiel. De lift over het scherm is niet gelijk over de hele breedte verdeeld. In het midden van het scherm is de lift groter dan aan de uiteinden. Dit heeft alles te maken met de weerstand van het scherm. Bij de uiteinden van het scherm draait de lucht van de onderkant naar de bovenkant om de vleugeltip heen. Lucht stroomt nu eenmaal altijd van hoge naar lage druk. Omdat intussen het scherm van plaats verandert ontstaat hier een draaiing in de lucht die we tipwervels noemen (Eng.: vortex). Dat is dus turbulente lucht die veel weerstand veroorzaakt. Het is daarom beter om niet direct na een ander te starten of dicht achter een ander scherm langs te vliegen. Deze weerstand wordt 'geïnduceerde weerstand' genoemd, weerstand die ontstaat omdat we zonodig verschil in druk willen heb- Figuur 6-3 Figuur

25 ben tussen boven en onderkant. Lange, smalle schermen hebben kleinere zijkanten en hebben daarom minder last van deze tipwervels, terwijl tandemschermen grote tipwervels hebben. Ook de piloot en de lijnen zorgen voor weerstand. Dat heet schadelijke weerstand, omdat het niet helpt de lift te verhogen. De nieuwste schermen gebruiken veel minder lijnen dan vroeger. Dat vermindert schadelijke weerstand. Luchtkrachten De drukverdeling over het scherm zorgt ervoor dat het scherm omhoog gezogen of getrokken wordt. In figuur 6-4 is dat aangegeven met de zwarte pijl A. We hebben net gezien dat er ook weerstand is. Die is aangegeven met de witte pijl W. Dit is de kracht van alle soorten weerstand bij elkaar opgeteld, dus schadelijke weerstand en geïnduceerde weerstand. Samen zorgen ze voor de totale luchtkracht T. Dan is er de zwaartekracht, die geven we aan met G. Bij een normale, stationaire vlucht is de zwaartekracht even groot als de totale luchtkracht, alleen is de luchtkracht recht omhoog gericht en de zwaartekracht recht naar beneden. Zouden we plots de remmetjes aantrekken, dan verandert de weerstand en daarmee de totale luchtkracht. Die wordt groter, het scherm gaat omhoog. Maar ook neemt de snelheid af, en daarmee de liftkracht en de weerstand en zo ontstaat weer een evenwicht. Bij een andere snelheid met andere liftkracht en andere weerstand, maar met een even grote totale luchtkracht. Er is dan een nieuwe stationaire vlucht ontstaan bij een iets lagere snelheid. Centrifugaalkracht Er is nog een kracht die op het scherm en jezelf staat, namelijk de centrifugaalkracht Z. Figuur

26 Dat is de kracht die ontstaat door het vliegen van een bocht. Net als water in een emmer blijft zitten als je die snel ronddraait, zo wordt de piloot ook naar buiten geslingerd bij een snelle bocht. Maak je de bocht scherper, dan wordt ook de centrifugaalkracht groter. Je begint het dan ook te voelen; je wordt heel hard in je harnas gedrukt. (In)stabiliteit Als je begint met schermvliegen wil je graag een stabiel scherm. Een scherm dat vanzelf weer terug gaat naar een normale glijvlucht als je alles los laat en niets meer doet. Sommige schermen, en vooral de meer op prestatie gerichte schermen zijn minder stabiel. Bijvoorbeeld uit een steile bocht zal het scherm meer heen en weer blijven bewegen dan een schoolscherm. Instabiel is het niet, maar wel minder stabiel Indifferent kan ook. Bijvoorbeeld een wedstrijdscherm die een inklapper krijgt. Bij een schoolscherm, als het al gebeurt, gaat de Figuur 1-6 Figuur 6-5 inklapper er vanzelf uit, maar bij een wedstrijdscherm blijft die gewoon zitten. De piloot moet zelf actief die inklapper eruit pompen. Dit is indifferent, je doet iets en een nieuwe situatie ontstaat, het gaat niet terug naar de oude situatie. (In figuur 6-6: het balletje zal na een zetje op een vlakke plaat gewoon een stukje verder rollen en daar blijven liggen.) Een instabiele situatie zal zich niet zo snel voordoen in het schermvliegen. Hooguit met het inleiden van een steilspiraal met een wedstrijdscherm. De spiraal zal zeker in het begin steeds harder gaan, maar op den duur houdt ook die versnelling op en blijft het heel hard naar beneden gaan. (Op de tekening zal het balletje steeds verder naar beneden blijven rollen.) Beginnerschermen zijn dus stabiel. Het gewicht van de piloot en de trimming van het scherm zorgen ervoor dat de bewegingen van het scherm vanzelf afnemen. 24

27 Figuur 6-7 Een scherm heeft 3 assen waar het om kan bewegen (zie figuur 6-7). De langs-as is een denkbeeldige rechte lijn van de voorkant van het scherm naar de achterkant. Draaien om de langsas noemen we rollen. De beweging die het scherm maakt om de dwarsas, de as die van uiteinde naar uiteinde loopt, heet knikken. Draaien om de top-as, de as van boven naar beneden, noemen we gieren. Snelheidspolaire Elk scherm heeft zijn eigen prestaties. Die prestaties die te maken hebben met snelheid, zowel horizontaal als verticaal, worden zichtbaar gemaakt in een zogenaamde 'snelheidspolaire'. Het is een goed hulpmiddel om de prestaties van verschillende schermen te vergelijken, en om je eigen prestatie in verschillende omstandigheden te verbeteren. In de polaire is dus te zien welke horizontale snelheid bij welke verticale snelheid hoort. Bij schermvliegen is het ook zo dat bij elk rempercentage een bepaalde horizontale snelheid hoort, en ook Figuur

28 Vs: Vc: de overtreksnelheid (Stall Velocity), de snelheid waarbij het profiel overtrekt. Daar vlak na: de minimale horizontale vliegsnelheid (Critical Velocity), dus met de remmen bijna 100%; Sm: 20 tot 30% remmen: de snelheid waarbij de daalsnelheid minimaal is (Minimum Sink); G: ongeveer 10% remmen: de beste glijhoek, waarbij je de grootste afstanden vliegt (Best Glide). Je vindt dit punt door een liniaal te leggen van het hoek punt van de grafiek tot op het hoogste punt van de boog. Met Vt: die reminstelling zak je het minst en vlieg je het verst; 0% remmen: de snelheid met ongeremd vliegen (Trim Velocity); Vmax: 0% + speedsysteem de maximale snelheid met gebruik van speedsysteem. (Maximum Velocity), met het speedsysteem. We kunnen dus in de polaire aangeven bij welke stand van de remmetjes en het speedsysteem welke horizontale en verticale snelheid hoort. De snelheidspolaire is een heel goed hulpmiddel om je vliegen te perfectioneren. Bij elke horizontale snelheid past maar één verticale snelheid. Als je bijvoorbeeld heel langzaam vliegt dan is de lift ook niet zo groot en is je daalsnelheid dus hoog. Maar ook als je heel snel vliegt dan is de weerstand zo groot dat je onder een grotere hoek naar beneden moet vliegen om nog die snelheid vast te Figuur 6-9 kunnen houden. Dus ook hier een grote daalsnelheid. Ergens tussen deze twee uitersten ligt de snelheid waarbij je de minste daalsnelheid hebt. Uit de polaire van figuur 6-9 blijkt dat de beste glijhoek voor dat scherm op ongeveer 10% remmen ligt. De bovenstaande polaire is echter gemaakt bij nulwind. Bij tegenwind veranderen de instellingen. Tegenwind betekent een lagere horizontale snelheid (grondsnelheid) en de boog verschuift nu sterk naar links (zie figuur 6-9). Je ziet dat je zelfs je speed systeem wat moet uittrappen om je beste glijhoek te halen. 26

29 1 Inleiding 29 2 De Dampkring 29 3 Lucht 29 Luchtdruk 30 Temperatuur 30 Dichtheid 30 Waterdamp 31 4 Stabiliteit en instabiliteit 31 5 De Zon 31 6 Lagedrukgebieden, Hogedrukgebieden 32 Lagedrukgebieden 32 Hogedrukgebieden 33 Corioliseffect 33 Isobaren 33 Inversie 34 7 Wind 35 Windrichting 35 Windsnelheid 36 Invloed van het terrein op de wind 36 8 Wolken 37

30 Ontstaan 37 Classificatie 38 Nevel en Mist 39 9 Fronten 39 Warmtefront 40 Koufront 40 Occlusie Lokale Meteo 41 Thermiek 41 Zeewind en landwind. 41 Dalwind en bergwind Gevaarlijke vliegomstandigheden 42 Föhn 42 Onweer Weervoorspelling 44 28

31 1 Inleiding Meteorologie is een belangrijk vak voor iedere piloot. Als je in je vlieggebied bent aangekomen rest alleen nog te beoordelen of de weersomstandigheden in combinatie met de omgeving, geschikt zijn om een veilige vlucht te maken. Met meteorologische kennis moet je in staat zijn weerbulletins te beoordelen en daaruit conclusies te trekken. In combinatie met observaties van meteorologische elementen en de omgeving zul je in staat zijn een overwogen besluit te nemen over de vliegmogelijkheden. Met de kennis van wat in dit hoofdstuk wordt beschreven ben je nog geen ervaren meteoroloog. Het biedt de basiskennis waarop je verder kunt bouwen. Dat voortbouwen gebeurt niet alleen door nog meer meteorologische literatuur te lezen, maar vooral ook door eigen observatie van het weer en gebruik te maken van kennis en ervaring van anderen. 2 De Dampkring De aarde is omgeven door een dampkring. Deze reikt tot honderden kilometers boven ons. Om in het kader van deze handleiding het weer te kunnen verklaren hebben we gelukkig niet meer dan de onderste 11 kilometer nodig, de troposfeer. Op onze breedtegraad speelt het weer zich in deze dunne laag af. Om dit in de juiste verhoudingen te kunnen zien kan de aarde als een voetbal worden voorgesteld; de laag waarin het weer zich afspeelt is dan niet meer dan een kwart millimeter. 3 Lucht De dampkring, bestaat uit lucht. Lucht is als volgt samengesteld: 78% stikstof 21% zuurstof 1% verschillende gassen, bijv argon, kooldioxide Lucht heeft een aantal kenmerken waarvan we er een paar zullen behandelen, omdat het begrip daarvan belangrijk is om het weer enigszins te kunnen begrijpen. Lucht heeft gewicht met luchtdruk als gevolg, het heeft een bepaalde dichtheid, het heeft een temperatuur en het bevat waterdamp, waarvan de hoeveelheid wordt uitgedrukt in relatieve vochtigheid.. Deze eigenschappen hebben niet overal in de troposfeer dezelfde waarde. Om wereldwijd op een eenduidige manier te kunnen rekenen is een standaardatmosfeer gedefinieerd. Daarin hebben de eigenschappen de volgende waarden: temperatuur 15 o C; luchtdruk op zeeniveau verticale temperatuurgradiënt: 1013,25 hpa; 0,65 o C per 100 meter in de troposfeer 29

32 In werkelijkheid zullen deze waarden, waar wij ons ook bevinden, afwijken van de standaardatmosfeer. In de volgende paragrafen zullen de eigenschappen besproken worden. Luchtdruk Zoals gezegd bestaat de dampkring uit lucht. Lucht heeft gewicht. Door de aantrekkingskracht van de aarde blijft die laag lucht liggen. Door de hoeveelheid is het gewicht dat op de aarde drukt groot; ongeveer 1 Kg/cm 2. Zo meten we de druk niet, daarvoor gebruikt met de eenheid Hectopascal (hpa). Vroeger gebruikte men Millibar. Op zeeniveau, waar wij ons doorgaans bevinden is de druk ongeveer 1000 hpa. Op zeeniveau, is de druk het hoogst. Naar boven wordt de druk minder. Dit komt omdat de laag lucht die zich dan daarboven bevindt, dunner wordt. Met een hoogteverschil van 5500 meter halveert de luchtdruk m 250 hpa m 500 hpa 0 m 1000 hpa Dat de druk verandert met de hoogte, maakt het mogelijk om de hoogte te meten met een hoogtemeter; dit instrument reageert op drukverschillen. Temperatuur Net als de luchtdruk verandert de luchttemperatuur met de hoogte. Gemiddeld neemt de temperatuur af met 0,65 o C per 100 meter hoogtetoename. Er zijn omstandigheden waarbij juist het omgekeerde het geval is en dat op bepaalde hoogte de temperatuur van de lucht juist weer omhoog gaat. Dit heet een inversie. Dit wordt later verder uitgelegd. Stijgende en dalende lucht Hiervoor werd aangegeven dat de temperatuur afneemt met de hoogte, met 0,65 o C per 100 meter. Dat geldt voor lucht die zich niet verticaal verplaatst. Als lucht wel verticaal verplaatst wordt, in de vorm van een luchtbel (bijvoorbeeld bij thermische omstandigheden) dan wijzigt de temperatuur ook, maar dan gemiddeld met 1 o C per 100 meter. Dit type afkoeling wordt droog adiabaat genoemd. Om het iets moeilijker te maken: dit komt enkel en alleen maar om dat door de lager wordende druk in de omgeving deze luchtbel uitzet; dat ontrekt namelijk warmte aan de omgeving. Dat is nog niet alles. Stel dat de luchtbel het dauwpunt bereikt en er condensatie (dus wolkenvorming) plaatsvindt, dan vindt afkoeling plaats met nog slechts 0,5 o C per 100 meter (gemiddeld); dat is dan weer volgens de nat adiabaat. De temperatuurwijziging van lucht die zich verticaal verplaatst heet adiabatisch proces. Deze term geeft aan dat de temperatuurwijziging alleen het gevolg is van uitzetting of samendrukking van lucht en niet door temperatuuruitwisseling met de omgeving. Dichtheid Lucht heeft een bepaalde dichtheid. Deze verandert, net als luchtdruk en temperatuur, met toenemende hoogte. Als een hoeveel- 30

33 heid lucht wordt verwarmd dan zet deze uit; de dichtheid wordt kleiner. Deze opgewarmde lucht wordt gemiddeld lichter dan de lucht in zijn omgeving en stijgt. En doordat het stijgt zet het ook weer uit door de lager wordende luchtdruk. Waterdamp Lucht bevat waterdamp. Waterdamp is water in gasvormige toestand. Warme lucht kan meer waterdamp bevatten dan koude lucht. Wanneer warme, vochtige lucht afkoelt zal bij een bepaalde temperatuur de lucht de maximale hoeveelheid waterdamp bevatten; de lucht is dan verzadigd. De temperatuur waarbij verzadiging optreedt wordt het dauwpunt genoemd. De maatstaf voor de hoeveelheid waterdamp wordt relatieve vochtigheid genoemd en wordt uitgedrukt in procenten. 0% betekent kurkdroge lucht die geen waterdamp bevat. Het maximum is 100% voor verzadigde lucht. Koelt de lucht verder af dan zal het teveel aan waterdamp condenseren in de vorm van waterdruppeltjes. We zullen later zien dat volgens dit principe wolken ontstaan. 4 Stabiliteit en instabiliteit Een luchtmassa blijft stijgen zolang zijn temperatuur hoger is dan die van de omringende lucht. Als deze situatie blijft voortduren, spreekt men van een onstabiele situatie. Wanneer een luchtmassa echter snel de temperatuur van de omringende lucht bereikt, is er sprake van een stabiele situatie. Zolang er nog geen condensatie plaatsvindt, koelt stijgende lucht met ongeveer 1 o C per 100 meter af. Als we dus de temperatuur aan het oppervlak kennen en die op verschillende hoogten in de troposfeer, kunnen we uitrekenen tot waar de luchtmassa ongeveer zal stijgen. Vaak is de temperatuur van de lucht in de hogere regionen bepalend voor de stabiliteit. Koude lucht boven warme leidt meestal tot onstabiliteit. Warme lucht boven koude zal een stabiele situatie opleveren. Wanneer waterdamp in een stijgende luchtmassa condenseert, komt er latente warmte vrij, die de luchtmassa verwarmt en de atmosferische onstabiliteit versterkt, waardoor de luchtmassa nog verder stijgt. Die warmte is een belangrijke factor in de ontwikkeling van onweersbuien. 5 De Zon Gemiddeld 43% van het zonlicht bereikt de aarde. De rest wordt verstrooid of gereflecteerd door wolken. De lucht wordt niet direct door de zon verwarmd. De zon verwamt de aarde en de aarde verwarmt de lucht. Daarmee is de zon een belangrijke veroorzaker van de door ons zo gewaardeerde thermiek. Daarmee is ook verklaard waarom de temperatuur van de lucht het hoogst is bij het aardoppervlak en afneemt met de hoogte. De aarde wordt echter niet overal in gelijke mate opgewarmd. Dat heeft twee oorzaken. 31

34 Het zonlicht bereikt de aarde niet overal onder dezelfde hoek. Als de zon laag staat moet dezelfde hoeveelheid zonlicht een veel groter gebied verwarmen (Zie figuur 5-1). Daardoor is het op de polen kouder dan op de evenaar en is de zon in de zomer warmer dan in de winter Door verschillen in het aardoppervlak wordt op sommige plaatsen de aarde meer opgewarmd dan op ander plaatsen. Sommige oppervlakken absorberen meer warmte dan ander oppervlakken. Zo kan je op een warme zomerdag je voeten branden aan het strandzand terwijl het zeewater ijskoud is. Oppervlakken die warmte goed absorberen verwarmen de lucht ook beter en zijn gunstiger voor het ontstaan van thermiek. Goede thermiekbronnen zijn: Geploegde akkers, asfalt, droge gewassen, kale rotsen. Minder goede thermiekbronnen: Natte grond, water (water verdampt en dat onttrekt warmte aan de omgeving), sneeuw Figuur 5-1 Ongelijke verwarming van de aarde 6 Lagedrukgebieden, Hogedrukgebieden De luchtdruk blijkt ongelijk verdeeld te zijn over onze aardbol. Er zijn gebieden met lage druk en gebieden met hoge druk. Lucht verplaatst zich altijd van hoge druk naar lage druk. Het gevolg daarvan is wind. Wind is dus het gevolg van luchtdrukverschillen. Er is geen andere oorzaak. In de volgende paragrafen wordt verklaard hoe deze lage- en hogedrukgebieden ontstaan. Lagedrukgebieden Dit zijn de grote lagedrukgebieden zoals die op weerkaarten aangegeven worden met een L. Ze zijn honderden kilometers in doorsnee. Het ontstaan van deze lagedrukgebieden is een ingewikkeld proces en zal hier niet volledig behandeld worden. We volstaan hier met op te merken dat het ontstaan van dergelijke lagedrukgebieden samenhangt met de zuigende werking van straalstromen op grote hoogte en het feit dat twee luchtmassa s die verschillen in temperatuur en vochtigheid, nogal heftig met elkaar in aanraking komen (Zie ook Figuur 9-1) De lucht stroomt over het aardoppervlak van hogedrukgebieden naar lagedrukgebieden. Eenmaal daar aangekomen moet die lucht in dat lagedrukgebied ergens heen. Dat is zoals uit de voorgaande blijkt, naar boven. In lagedrukgebieden stijgt de lucht. Het stijgen van de lucht in lagedrukgebieden of frontale depressies heeft tot gevolg dat de lucht afkoelt en vervolgens condensatie plaatsvindt; er ontstaan wolken waaruit het uiteindelijk kan gaan 32

35 regenen. Lagedrukgebieden worden daardoor geassocieerd met slecht weer. Hogedrukgebieden De relatief koude lucht die vanuit de lagedrukgebieden omhooggebracht is, moet natuurlijk ook ergens heen en zal elders dalen. Daar waar deze lucht daalt ontstaat een hogedrukgebied. Op weerkaarten worden deze hogedrukgebieden aangegeven met een H. In hogedrukgebieden daalt de lucht. De dalende lucht in een hogedrukgebied warmt op. Zoals eerder aangegeven kan warme lucht meer waterdamp bevatten dan koude lucht. Daardoor zal in hogedrukgebieden eventueel aanwezige bewolking oplossen en als waterdamp in de dalende lucht worden opgenomen. Daardoor worden hogedrukgebieden in verband gebracht met mooi weer; veel blauwe lucht, hier en daar wat stapelwolken en weinig wind. Zolang stapelwolken in een hogedrukgebied weer snel oplossen zal er waarschijnlijk niet zo snel een weersverandering plaatsvinden. Verschijnt er cirrus dan kan dit duiden op weersverslechtering. Corioliseffect Lucht stroomt van hoge druk naar lage druk. Het blijkt echter dat daarvoor niet de kortste weg wordt gekozen. Winden die waaien ondervinden de invloed van het Corioliseffect. Dit effect zorgt ervoor dat op ons halfrond (het noordelijke dus) wind een afwijking naar rechts heeft. Dit heeft weer tot gevolg dat lucht uit een hogedrukgebied spiraalsgewijs, met de klok mee wegstroomt en dat het eveneens spiraalsgewijs maar tegen de wijzers van de klok in het lagedrukgebied binnenstroomt. Op het zuidelijk halfrond is het andersom. Het coriliseffect ontstaat door het feit dat de lucht stroomt door de vrije atmosfeer, terwijl de aarde er onderdoor blijft draaien van oost naar west. Figuur 6-1 Circulatie om lage- en hogedrukgebied L H Isobaren Luchtdruk is niet gelijk verdeeld over de aarde. Het is echter belangrijk om de luchtdrukverdeling te begrijpen. Op weerkaarten wordt die luchtdrukverdeling duidelijk door het weergeven van iso- 33