|
Lij-golven of
golfstijgwind
|
|
|
Golfstijgwind of lijgolf is een stationaire golf van daal- en stijgwinden die kan ontstaan bij harde wind achter een bergketen. Het werd voor het eerst
in 1933 ontdekt door de twee Duitse zweefvliegers Hans Deutschmann en Wolf Hirth, boven het Reuzengebergte en is een verandering in atmosferische druk, temperatuur en orthometrische hoogte in een luchtstroom veroorzaakt door verticale verplaatsing, bijvoorbeeld stuwingsneerslag, wanneer de wind over een berg of een bergketen heen waait. Ze kunnen ook worden veroorzaakt doordat de wind over een plateau waait of zelfs door bovenwinden die worden afgebogen door een thermische luchtzak of wolkenstraat. |
| |
De verticale beweging dwingt periodieke veranderingen in snelheid en richting van de lucht binnen deze luchtstroming af. Ze verschijnen in groepen
aan de loefzijde en lijzijde van het terrein wat ze veroorzaakt. Gewoonlijk wordt er een rotor, een turbulente vortex, gegenereerd met een rotatie-as parallel aan de bergketen. De sterkste golf wordt geproduceerd wanneer de verticale temperatuurgradiënt een stabiele laag toont boven het obstakel met een onstabiele laag eronder en erboven. |
| |
 |
| Afbeelding-1 |
|
|
 |
| Afbeelding-2 |
|
|
 |
| Afbeelding-3 |
|
| |
1: De wind waait naar een berg, wordt omhoog gestuwd en produceert daardoor een eerste oscillatie (A) gevolgd door meer golven. De volgende
golven hebben een lagere amplitude door de natuurlijke demping. Lenticuliswolken zullen boven op de luchtstroming verschijnen (A) en (B).
Ze blijven stationair ondanks de sterke wind |
| 2: Lenticularis wolken |
3: Golfvenster boven de Bald Eagle Valley in centraal Pennsylvania gezien vanuit een zweefvliegtuig. De wind waait van linksboven naar rechtsonder.
Het Allegheny Front is te zien bij de linkerrand van het venster, de opstijgende lucht is aan de rechterkant, en de afstand ertussen is 3-4 km |
| |
Zowel de golf als de rotor kunnen worden aangegeven door specifieke wolkenformaties als er voldoende vocht in de atmosfeer aanwezig is en voldoende verticale verplaatsing om de lucht af te koelen tot onder het dauwpunt. Golf kan zich ook vormen in droge lucht zonder bewolking.
De door golf veroorzaakte wolkenformaties verplaatsen zich niet met de wind mee, zoals gebruikelijk, maar blijven stationair ten opzichte van het obstakel waardoor ze gevormd worden. |
| |
| Rond de top van de golf kan het adiabatisch proces in de vorm van afkoeling en opwarming van lucht zorgen voor een wolk in de vorm van een lens, ook wel lenticularis genoemd. Meerdere lenticulariswolken kunnen zich boven elkaar opstapelen als er afwisselende vochtige en droge luchtlagen zijn. |
| |
De rotor kan cumulus of cumulus fractus-wolken genereren in het gedeelte waar de lucht opstijgt, ook wel bekend als een rolwolk. De rotorwolk
ziet eruit als een wolkenstraat van cumulus, aan de lijzijde van en parallel met de bergketen. De wolkenbasis is meestal ongeveer op de hoogte van de bergtoppen, maar de toppen van de rotorwolken kunnen ver boven de berg uitsteken en kunnen ook samensmelten met de lenticulariswolken daarboven. Rotorwolken hebben rafelige randen aan de lijzijde en zijn gevaarlijk turbulent. |
| |
| Een föhnwolk kan zich aan de lijzijde van de berg bevinden, maar dit is geen betrouwbare indicatie voor de aanwezigheid van golf |
| |
Het adiabatisch proces van afkoeling en opwarming kan ook de bewolking doen oplossen in dalen van de golf en veroorzaken dus zo een
golfvenster of föhngat. |
| |
| Luchtvaart |
| |
| Golf verschaft zweefvliegtuigen een uitstekende mogelijkheid om hoogte te winnen of om grote afstanden af te leggen. Wereldrecordvluchten in golf voor wat betreft snelheid, afstand of hoogte zijn gevlogen in de Sierra Nevada, de Alpen, de Andes en in de Zuidelijke Alpen. |
| |
| De benodigde condities voor golfcondities geschikt voor zweefvliegen zijn: |
| |
| - een geleidelijke toename in windsnelheid met de hoogte |
| - windrichting loodrecht op de bergketen met een afwijking daarop van +/- 30° |
| - sterke wind op lage hoogte in een stabiele atmosfeer |
| - windsnelheden op bergtop hoogte van 20 knopen (36km/u, 10 m/s) of meer |
| |
 |
| Lenticulariswolk |
|
|
 |
| Golfsysteem gezien vanuit de ruimte |
|
| |
De turbulentie van de rotor kan zeer gevaarlijk zijn voor andere kleine vliegtuigen zoals luchtballonnen, deltavliegers en parapentes. Zelfs voor
grotere vliegtuigen kan deze een gevaar opleveren; het fenomeen wordt als de oorzaak gezien voor vele incidenten en ongelukken in de luchtvaart, zoals de in-flight break-up van BOAC vlucht 911, een Boeing 707, nabij Fuji, Japan in 1966, en het verlies van een motor tijdens de vlucht van een Evergreen International Airlines Boeing 747 vrachtvliegtuig nabij Anchorage, Alaska in 1993. |
| |
| De stijgende lucht van de golf die zweefvliegtuigen in staat stelt om tot zeer grote hoogte te klimmen, kan ook lastig zijn voor straalvliegtuigen die proberen op dezelfde kruishoogte te blijven in de golf. Opstijgende, dalende of turbulente lucht in of boven de golf kan oversnelheid of een overtrek veroorzaken, wat tot gevaarlijke situaties kan leiden, vooral als het vliegtuig nabij de coffin corner opereert. |
| |
| Andere soorten atmosferische golven |
| |
| Er zijn verschillende soorten golven die zich vormen onder verschillende atmosferische omstandigheden. |
| |
- Windshear kan ook golven creëren. Dit gebeurt wanneer een atmosferische inversie twee lagen scheidt met een duidelijk verschil in windrichting.
Als de wind vervormingen in de inversielaag tegenkomt die worden veroorzaakt door thermiek die van onderaf komt, zal het aanzienlijke
schuifgolven creëren in de luwte van de vervormingen die kunnen worden gebruikt om te zweven. |
| |
- Hydraulische spronggeïnduceerde golven zijn een type golf dat zich vormt wanneer er een lagere luchtlaag bestaat die dicht is, maar dun in
verhouding tot de grootte van de berg. Nadat het over de berg stroomt, vormt zich een type schokgolf in de trog van de stroming en vormt zich
een scherpe verticale discontinuïteit, de hydraulische sprong genaamd, die meerdere malen hoger kan zijn dan de berg. De hydraulische sprong lijkt
op een rotor in die zin dat hij erg turbulent is, maar niet zo ruimtelijk gelokaliseerd is als een rotor. De hydraulische sprong zelf fungeert als een
obstakel voor de stabiele luchtlaag die erboven beweegt, waardoor golven ontstaan. Hydraulische sprongen kunnen worden onderscheiden door
hun torenhoge rolwolken en zijn waargenomen op het Sierra Nevada-gebergte en in bergketens in Zuid-Californië. |
| |
- Hydrostatische golven zijn verticaal voortplantende golven die zich vormen boven ruimtelijk grote obstakels. In hydrostatisch evenwicht kan de
druk van een vloeistof alleen afhangen van de hoogte, niet van de horizontale verplaatsing. Hydrostatische golven danken hun naam aan het feit
dat ze ongeveer gehoorzamen aan de wetten van de hydrostatica, d.w.z. drukamplitudes variëren voornamelijk in de verticale richting in plaats
van de horizontale. Terwijl conventionele, niet-hydrostatische golven worden gekenmerkt door horizontale golvingen van lift en sink, grotendeels
onafhankelijk van de hoogte, worden hydrostatische golven gekenmerkt door golvingen van lift en sink op verschillende hoogten boven dezelfde
grondpositie. |
| |
- Kelvin-Helmholtz-instabiliteit kan optreden wanneer er snelheidsschuifkracht aanwezig is in een continue vloeistof of wanneer er voldoende
snelheidsverschil is over de interface tussen twee vloeistoffen. |
| |
- Rossby-golven (of planetaire golven) zijn grootschalige bewegingen in de atmosfeer waarvan de herstellende kracht wordt bepaald door de
variatie in het Corioliseffect met de breedtegraad. |
| |
|
|
|
|
|
|
