🌪️ Nhiễu động là gì
Khi một luồng không khí cô lập di chuyển chậm, không có sự trao đổi giữa các lớp của nó và chúng ta gọi đó là luồng laminar. Tuy nhiên, nếu tốc độ của nó tăng lên vượt quá một giá trị nhất định, luồng khí sẽ tự trở nên nhiễu động. Luồng nhiễu động có nghĩa là sự di chuyển hỗn loạn của các hạt không khí theo các hướng ngẫu nhiên. Sự chuyển đổi từ laminar sang nhiễu động phụ thuộc vào tính chất luồng khí (kích thước, độ nhớt) và độ nhám của các bề mặt lân cận. Khói thuốc lá bốc lên bắt đầu bằng luồng laminar, tăng tốc đi lên và khi đạt đến tốc độ tới hạn, nó sẽ tự trở nên nhiễu động. Trên thực tế, gió mạnh hơn 5-6 m/s được coi là có khả năng gây nhiễu động và cường độ nhiễu động tăng theo cấp số nhân (Vwind^2) so với tốc độ gió (điều này có nghĩa là nếu tốc độ gió tăng gấp đôi, cường độ nhiễu động sẽ tăng gấp bốn lần). Bay trong nhiễu động rất nguy hiểm vì cánh dù sẽ ngừng hoạt động như một chiếc cánh nếu không có luồng khí mượt mà chạy quanh nó. Bay dù lượn (cấu trúc mềm) trong nhiễu động có nghĩa là phải đối mặt với hiện tượng thất tốc (stall), xoay (spin), sụp dù (collapse), nâng/dìm/đổi hướng đột ngột, hoặc không thể hạ cánh an toàn do mất nhiều độ cao. Ngay cả những phi công kinh nghiệm cũng cảm thấy khó chịu trong điều kiện này. Thậm chí các loài chim cũng mất đi phong thái uyển chuyển khi gặp nhiễu động.
🏗️ Nhiễu động cơ học và các vật cản
Dù có bản chất hỗn loạn trong không khí vô hình, nhiễu động vẫn có thể được quan sát gián tiếp, nghiên cứu, dự đoán và phòng tránh. 🌀 1. Xoáy và Rotor Trường hợp kinh điển là nhiễu động cơ học gây ra bởi sự tương tác của gió với các vật thể rắn (cây cối, tòa nhà, địa hình). Các vật thể có hình dạng mượt mà và kích thước nhỏ tạo ra ít nhiễu động hơn. Các vật thể chắn gió tốt sẽ tạo ra nhiễu động lớn hơn ở phía sau. Sự tăng tốc của luồng khí quanh nguồn nhiễu động tạo ra các vùng hút, thúc đẩy sự hình thành các vòng xoáy (vortexes) lớn. Hình dạng, kích thước và cường độ của chúng phụ thuộc vào hình dạng vật thể, cường độ gió và tính chất khối khí. Chuyển động tròn bảo toàn năng lượng dòng chảy và chúng ta có thể nói rằng các vòng xoáy có "đời sống riêng" của chúng. Trong điều kiện gió đều và không khí ổn định, một số cấu hình vật thể có thể tạo ra các vòng xoáy kéo dài bám chặt phía sau gọi là rotor. Nếu gió giảm, vòng xoáy mất đà. Nếu gió tăng, cơn giật có thể đẩy vòng xoáy xuống xuôi gió, nơi nó tan rã thành các vòng xoáy nhỏ hơn. Tuy nhiên, các vòng xoáy cô lập có thể di chuyển đi rất xa vì chuyển động tròn ban đầu giúp bảo toàn đà tiến. Cả rotor đứng yên và các vòng xoáy di chuyển đều kích thích các vòng xoáy nhỏ hơn bên cạnh chúng. Kết quả là vùng nhiễu động mở rộng dần ra phía sau vật cản nhưng cường độ sẽ giảm dần khi ra xa nguồn. 📏 2. Quy tắc ngón tay cái Theo quy tắc thông thường, vùng nhiễu động kéo dài gấp 7 lần chiều cao của vật cản (ví dụ: hạ cánh trong vòng 700 mét phía sau một ngọn đồi cao 100 mét là không an toàn), nhưng điều này còn phụ thuộc vào hình dạng vật thể, tính chất khối khí và tốc độ gió.
⛰️ Hiệu ứng địa hình
📐 1. Các cạnh sắc và Cao nguyên Các cạnh sắc tiếp xúc với gió cần được đặc biệt chú ý vì chúng tạo ra xoáy. Thậm chí một sự thay đổi nhỏ về hướng gió cũng có thể kích hoạt một cạnh này và làm tắt một cạnh khác. Một trường hợp điển hình là rotor và nhiễu động phía sau mép của một cao nguyên hoặc một thềm đất. Có nhiều bãi cất cánh ở mép cao nguyên nơi phi công gặp khó khăn khi bơm dù bên trong vùng rotor và dựng nó lên luồng khí không bị xáo trộn ở phía trên. Việc hạ cánh trên đỉnh (top landing) ở đó nên thực hiện ở vị trí xa phía sau mép đồi. Địa hình phía sau có thể làm tăng hoặc giảm "hiệu ứng mép" này.
🛑 2. Dốc đứng và Thềm đất Một sườn dốc thẳng đứng cao và chắn gió tốt thậm chí có thể tạo ra rotor và nhiễu động ở phía trước chúng. Nó không mạnh như nhiễu động phía sau mép và phi công đôi khi gọi đó là "vùng không khí chết" (dead air) vì họ có thể bị rơi vào trạng thái thất tốc dù (parachutal stall), nhưng sụp dù và gió ngược bất ngờ cũng có thể xảy ra. Các thềm đất liên tiếp tạo ra nhiều vùng nhiễu động làm xáo trộn vùng tiếp theo ở phía dưới gió. Thường các phi công kinh nghiệm bay an toàn gần địa hình vì họ "đọc" tốt các sự mấp mô của địa hình và các vùng nhiễu động hệ quả.
🌳 3. Vật thể và Hàng cây Luồng khí dễ dàng luồn quanh các vật thể đơn lẻ nhỏ và không tạo nhiễu động mạnh phía sau. Một nhóm vật thể dày đặc hoặc một vật thể rộng đơn lẻ chắn gió tốt sẽ tạo ra vùng nhiễu động mạnh và lớn phía sau. Một nhóm vật thể có kích thước tương đương với các khe hở giữa chúng (giống như lưới) sẽ làm chậm gió mà không tạo ra nhiễu động mạnh phía sau. Hàng cây được sử dụng rộng rãi để bảo vệ cánh đồng và đường sá khỏi gió mạnh. Các bức tường kiên cố không tốt bằng vì mô hình vòng xoáy phía sau chúng tập trung các luồng gió mạnh đập xuống đất. Việc giảm tốc độ gió đồng đều phía sau hàng cây gây ra gradient gió thẳng đứng rõ rệt, có thể gây ra hiện tượng thất tốc đột ngột hoặc tăng tốc độ mặt đất phía sau chúng. Nhiễu động phía sau vật cản sẽ giảm và biến mất khi có nhiều luồng gió mang lại "trật tự" trong sự hỗn loạn và khôi phục tốc độ, hướng gió ban đầu – giống như việc chải một mái tóc rối.
🪤 Các cạm bẫy địa hình
Khi "đọc" địa hình để tìm nhiễu động tiềm ẩn, hãy ghi nhớ các cạm bẫy địa hình. Đây là những vùng có thể hạn chế sự tự do di chuyển của bạn do luồng giáng mạnh hoặc gió ngược hướng bạn muốn đi. 🏎️ 1. Hiệu ứng Venturi Thông thường chúng ta bay trong gió nhẹ và vừa, nhưng các hình dạng lồi như đỉnh đồi hoặc sườn núi sẽ nén và làm tăng tốc luồng khí tại đó mạnh hơn mức trung bình xung quanh. Đây gọi là hiệu ứng Venturi. Một tai nạn kinh điển là cất cánh trong gió mạnh, bị nhấc bổng vào vùng Venturi và sau đó bị đẩy dạt ra sau núi.
📉 2. Lõm địa hình Bên cạnh việc gió xiết quanh địa hình lồi thì các địa hình lõm cũng có thể là cạm bẫy. Chúng có thể tập trung luồng khí vào các phần hẹp và tăng tốc độ vượt quá tốc độ tối đa của dù lượn. Ngoài ra, các hình dạng lõm lớn như thung lũng núi, khe núi và rãnh nước có xu hướng tập trung luồng khí dìm lân cận, có thể nhanh chóng đưa phi công hạ cánh xuống những nơi không phù hợp. Việc quan sát thường xuyên dòng nước chảy quanh đá sông, khói và các chỉ báo gió khác giúp hiểu rõ các tương tác khác nhau với địa hình. Hãy cố gắng giải thích mọi thay đổi đáng kể về hướng và tốc độ dòng chảy. Hãy tìm các "vùng hút", vùng tuần hoàn, các luồng xuyên thấu; sự hình thành và tan biến của vòng xoáy. Đừng nhớ chi tiết mà hãy nhớ nguyên lý của bản chất dòng chảy. Điều này có thể cứu mạng bạn một ngày nào đó.
⚡ Gió đứt và nhiễu thermal
✂️ 1. Nhiễu động gió đứt Khi một lớp khối khí di chuyển tương đối so với một lớp lân cận khác, nhiễu động gió đứt sẽ xuất hiện tại vị trí tiếp giáp. Cường độ nhiễu động gió đứt phụ thuộc vào sự di chuyển tương đối và các tính chất khác nhau của các khối khí (mật độ, độ nhớt, nhiệt độ...). Ví dụ điển hình là khi gió biển mát mẻ đi sâu vào đất liền bên dưới lớp không khí ấm hơn ở trên. Các bề mặt frông cũng có nhiễu động cắt. Ngay cả bề mặt của thermal cũng tạo ra gió đứt khi bay lên qua lớp không khí mát hơn xung quanh.
🌡️ 2. Nhiễu động Thermal Vào sáng sớm, chiều muộn, vào mùa thu hoặc mùa đông và ở bờ biển, chúng ta chủ yếu gặp nhiễu động cơ học và nhiễu động gió đứt. Vào giữa ngày, đặc biệt là mùa hè và ở vùng núi, các bề mặt bị mặt trời đốt nóng tạo ra các khối không khí ấm và nhẹ bốc lên qua lớp không khí mát và đậm đặc hơn xung quanh. Đây gọi là thermal (cột khí nóng), thứ mà các loài chim và phi công lượn sử dụng để bay cao và xa. Thermal có thể đưa chúng ta lên thiên đường nhưng cũng có thể ném chúng ta xuống địa ngục. Bên cạnh nhiễu động gió đứt ở mép các cột thermal đang thăng lên, bản thân chúng cũng là nguồn gây nhiễu động thermal vì hàng ngàn tấn không khí này tương tác với không khí xung quanh và gây ra các vòng xoáy hỗn loạn bên trong và bên ngoài chúng. Nhiễu động thermal có thể gây bất ngờ ở khắp mọi nơi – lúc cất cánh, ở trên cao hoặc gần các đám mây mà chúng nuôi dưỡng. Cất cánh trong điều kiện thermal mạnh là nguyên nhân phổ biến nhất gây tai nạn (sập dù và thất tốc gần mặt đất). Các phi công kinh nghiệm vận dụng thermal để bay cao và xa luôn sẵn sàng đối phó với nhiễu động ở mọi độ cao. Người mới không nên ghen tị với việc leo cao của người khác, mà trước tiên nên học cách bay chủ động và an toàn trong điều kiện nhiễu động trước khi cố gắng bay thermal.
🌩️ Tính ổn định của khí quyển và các đám mây
Khi nghe các phi công khác nói chuyện, hãy lưu ý rằng từ "không ổn định" (unstable) có thể có những ý nghĩa trái ngược nhau – là điều kiện tốt để bay vì có thermal để bay cao, hoặc là điều kiện nguy hiểm vì có khả năng hình thành bão. "Ổn định" (Stable) không phải lúc nào cũng có nghĩa là không có nhiễu động, vì các bóng nhiệt địa phương có thể bị biến dạng và gây nhiễu động mạnh khi bốc lên, đập vào và ép qua một lớp ổn định (lớp nghịch nhiệt - inversion). Một số phi công thích cảm giác mạnh có thể tìm kiếm điều kiện năng động, trong khi những người khác thích điều kiện thư giãn hơn. Việc điều kiện bay tốt hay xấu là một vấn đề mang tính cá nhân. Tốt nhất là hỏi phi công kinh nghiệm những câu cụ thể như: "Khi nào thì dự kiến dông phát triển quá mức?", "Thermal có nhiễu động không?", "Gió gần đáy mây có mạnh không?". Hãy thu thập thông tin độc lập và sau đó tự mình quyết định. Mây vũ tích (Cumulu nimbus) và mây dông có sự phát triển thẳng đứng mạnh mẽ và là dạng cực đoan của nhiễu động thermal. Ngoài việc gây khó khăn khi bay, chúng còn tiềm ẩn nguy cơ bị mây hút (cloudsuck), bị ướt (dễ gây thất tốc), đóng băng (có thể làm rách vòm dù), sét đánh và dông tố (frông gió giật, squall).
🚩 Dấu hiệu của nhiễu động thermal
☝️Gió giật và biến đổi trên mặt đất. Đặc biệt khi gió tối thiểu và tối đa chênh lệch hơn 50% so với tốc độ gió trung bình. ☝️Khó dựng và kiểm soát dù khi cất cánh. Nếu bạn thất bại trong việc cất cánh 2-3 lần, hãy coi đó là dấu hiệu cảnh báo và đừng bay nữa. Hãy đi tập kite dù dưới đất ở vùng bằng phẳng và chọn điều kiện lặng hơn để bay. ☝️Các dấu hiệu của hoạt động thermal như: chim và dù lượn đang bay cao; lá khô, cỏ hoặc rác nhẹ bị hút lên bởi thermal; sự hiện diện của mây tích và hành vi của chúng. ☝️Cánh dù bị chồm, lắc, đổi hướng, sụp dù và thất tốc trên không. Ngay cả chim cũng mất đi phong thái bay uyển chuyển. ☝️Lốc xoáy (dust devils) và các chỉ báo gió khác (lá cây, cờ, khói, mặt nước) cho thấy các vòng xoáy và nhiễu động.
🛡️ Mẹo an toàn cho người mới
🕒 1. Để có trải nghiệm ít nhiễu động hơn: ❌Tránh bay trong khoảng từ 11 giờ sáng đến 4 giờ chiều vào mùa xuân và mùa hè khi nắng và nhiễu động nhiệt mạnh nhất. ❌Tránh bay khi gió trung bình trên 6 m/s, đặc biệt nếu gió giật và biến đổi. Mây di chuyển nhanh và bóng của chúng cho thấy gió mạnh, nhưng cũng có những đám mây đứng yên là sản phẩm của gió mạnh và chuyển động sóng không khí (mây lenticularis). ✅ Bay khi mặt đất mát (do mây che phủ lâu, hoặc do cỏ xanh, ướt sau mưa). ✅ Bay ven biển thường rất thư giãn vì gió laminar hình thành từ mặt nước phẳng và mát. ✅ Địa hình núi nhiễu động hơn địa hình bằng phẳng hoặc đồi thoải. ✅ Không khí ẩm ít nhiễu động hơn không khí khô. ✅ Trong điều kiện nhiệt, thường nhiễu động hơn ở độ cao lớn nơi thermal tăng tốc. Tuy nhiên, nhiễu động gần mặt đất là nguy hiểm nhất vì không có đủ thời gian và độ cao để dù phục hồi hoặc mở dù dự phòng (càng cao càng an toàn). 🆘 2. Nếu bạn đi vào vùng nhiễu động: ☝️Tin tưởng vào đai ngồi và cánh dù: Chúng được thiết kế để tự phục hồi và chịu tải trọng cao (lên tới 16 G). ☝️Bay chủ động (Active flying): Luôn giữ cánh dù trên đỉnh đầu. Giơ tay lên nếu gió đẩy cánh dù ra sau; kéo phanh nhanh để dừng cú chồm về phía trước rồi thả nhanh để dù lấy lại tốc độ. Nếu một bên cánh bị mềm, hãy chuyển trọng tâm cơ thể sang bên còn lại. Co chân lại để cơ thể dễ dàng đi theo các cú ngoặt gấp của dù. Đừng hoảng sợ bám vào dây đai (risers) mà hãy làm việc bằng cánh tay và cơ thể. ☝️Chiến thuật thoát ra: Tìm nguồn gây nhiễu động để biết hướng thoát. Thoát ra theo đường ngắn nhất cộng với một chút xuôi gió (điều này tăng tỉ số lướt). Nếu có thể, hãy chọn hướng giúp tăng độ cao so với địa hình. ☝️Duy trì tốc độ bay: Việc duy trì tốc độ bay quan trọng hơn việc duy trì hướng đi (đừng kéo phanh quá nhiều). Tốc độ tốt đồng nghĩa với áp suất bên trong vòm dù cao và khả năng chống sụp dù, thất tốc tốt hơn. ☝️Hạ cánh: Nếu vùng nhiễu động có vẻ ở khắp mọi nơi (do gió quá mạnh), hãy chọn những bãi hạ cánh lớn nhất và không có vật cản. Rừng thấp dày đặc có thể là nơi hạ cánh mềm nếu mọi thứ mất kiểm soát (và bạn đã quăng dù dự phòng).
Nguồn tham khảo: www.skynomad.com
— Viết bởi Nikolay Yotov - Đặng Văn Mỹ dịch
