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Thermik |
Wie können Segelflugzeuge
überhaupt stundenlang ohne Motor in der Luft bleiben?
Und was ist eigentlich Thermik?
Ganz grob gesagt ist Thermik warme Luft,
die in kälterer Luft aufsteigt. Dieser Effekt lässt sich ganz
einfach physikalisch erklären, denn Material geringerer Dichte
steigt in einem beweglichen, schwererem Material auf. Wenn man
zum Beispiel ein Holzstückchen unter Wasser drückt, so steigt
es wieder zur Oberfläche auf, da es eine geringere Dichte hat
wie Wasser. An der Grenzschicht zwischen Wasser und Luft bleibt
es aber in Ruhe, da die Luft leichter ist als das Holzstückchen
und somit kann das Holzstückchen nicht weiter aufsteigen.
Da sich nun aber ein Luftpaket beim Erwärmen ausdehnt, wird auch
die Dichte dieser Luft kleiner und kann in kälterer Luft mit
größerer Dichte aufsteigen. Jetzt stellt sich aber die Frage:
Warum kann sich die Luft verschieden schnell erwärmen?
Auch hierfür gibt es eine simple Erklärung. Wie jeder weiß,
ist es in schwarzen Autos immer wärmer wie zum Beispiel in einem
weißen Auto. Dies kommt von der verschiedenen
Absorbtionsfähigkeit der Farben schwarz und weiß. Schwarze
Gegenstände können das ganze Lichtspektrum absorbieren. Weiße
Gegenstände können dies nicht, sie reflektieren einen großen
Teil des Lichts. Die Luftschicht über den einzelnen Gegenstände
können sich somit verschieden stark erwärmen. Das gleiche gilt
auch für die Oberflächenbeschaffenheit, welche für die
Segelfliegerei eine viel höhere Bedeutung hat als der
Farbunterschied. Es leuchtet wohl ein, dass sich ein geteerter
Parkplatz viel schneller erwärmen kann als eine
Wasseroberfläche, die einen großen Teil des Lichts reflektiert.
Des weiteren ist es wohl klar, dass ein Hang, der in der
Sonne liegt viel wärmer wird als der Teil des Hanges, der im
Schatten liegt.
So könnte nun ein Auf- und Abwindsystem aussehen:
Hier kann man schon den nächsten Schritt
erkennen: Die Wolken (Cumulus-Wolken). Jene entstehen, wenn sich
die Luft beim Aufsteigen so stark abgekühlt hat, dass sie nicht
mehr die Menge an Wasser aufnehmen kann, die sie am Boden
aufnehmen konnte. (Die Luft kühlt sich in der Regel um ca. 1
Grad pro 100m ab). Diese typischen Wolken die dabei entstehen
sehen so ähnlich aus wie ein Blumenkohl. Sie weisen den
Segelfliegern den Weg auf der Suche nach Thermik. Die Wolken
müssen aber nicht immer entstehen. Es gibt Wetterlagen, bei
denen die Lufttemperatur in einer bestimmten Höhe nicht weiter
abnimmt. Man spricht dann von einer Inversion. In dieser
Luftschicht bleibt dann das aufsteigende Luftpaket hängen (da es
dann nicht mehr wärmer ist als die umgebende Luft), und wenn es
noch nicht die Kondensationstemperatur erreicht hat bilden sich
auch keine Wolken. In solch einem Fall spricht man von Blauthermik.
Diese Arten des Aufwindes nutzen die Segelflieger aus, um sehr
lange Zeit in der Luft zu bleiben. Es gibt aber noch eine andere
Art des Aufwindes: der Hangwind. Er entsteht wenn hohe
Windgeschwindigkeiten herrschen. (Gleichzeitig wird aber die
Thermik in der Regel so stark verwirbelt, daß sie für den
Segelflieger kaum noch nutzbar ist.). Wenn nun der Wind auf einen
Hang stößt, so wird er nach oben abgelenkt. Diese
Aufwärtsbewegung wird von den Segelfliegern ebenfalls
ausgenutzt.
Bei bestimmten Wetterlagen (besonders bei
starkem Wind) und passende Bodenbeschaffenheiten, kann es zu
Leewellen kommen. Ähnlich wie ein Stein im Bach verursacht auch
ein Berg eine Welle in Strömungsrichtung. Ein darauf folgender
Berg kann diese Welle verstärken. (Resonanzverstärkung). Diese
Wellen können sich Kilometer weit nach dem ersten Berg
fortsetzen und in weite Höhen reichen. In solchen Systemen wurde
auch viele Strecken und Höhenweltrekorde geflogen. Es werden
Höhen bis über 10km erreicht und Weiten von über 1420km (1996
geflogen von Klaus Ohlmann).
Siehe auch Rekorde mit Segelflugzeugen.
Text und Grafiken
von Achim Besser
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