Hevelius 2 - meteo

[Lampka]

Ten wątek będzie służyć dyskusji na temat warunków atmosferycznych w troposferze i stratosferze, które mogą być istotne z punktu widzenia planowania, startu i śledzenia misji Hevelius 2.

Podsumowanie.
Wstępnie zostały określone następujące zadania zespołu Meteo:
1. Wyznaczenie warunków pozwalających na start,
2. Zrozumienie (modele, symulacje) zachowania się balonu w trakcie lotu, także na podstawie poprzednich lub nadchodzących misji balonowych,
3. Statystyczne określenie najlepszych terminów startów ze względu na typowe dla Polski warunki meteorologiczne.

[kanarkusmaximus]

Lampko, czy zorganizowałeś już jakieś prace? Osoby ze składu osobowego, lecz bez przydziału z pewnością mogą Tobie pomóc.

Pytanie natury technicznej - załóżmy, że przez wakacje będziemy pracować nad misją. Czy start pod koniec września / na początku października ma szansę się odbyć?

[Lampka]

Prace na razie idą w kierunku namierzenia i poznania programów do symulacji lotu balonu. Jest takich programów całe multum, ale jak już zdążyłem sprawdzić ich przewidywania się zwykle trochę różnią. Przy okazji zauważyłem, że wielu ludzi na świecie zajmuje się śledzeniem lotów balonów zarówno amatorskich, jak i sond meteo. Niektórzy nawet wykorzystują z zaskakująco dużą skutecznością takie programy do pozyskiwania sond meteo ze spadków. Oczywiście do symulacji potrzebne są wszystkie wpływające na wznoszenie i opadanie balonów i sond parametry (masa, ilość helu, powierzchnia spadochronu itp). Dlatego ważne jest, żebyśmy z jakimś wyprzedzeniem znali te wszystkie parametry dla H2.
Wcześniej postaram się zrobić takie symulacje dla startów innych balonów amatorskich (np Copernicus). Pozwoli to przećwiczyć działanie symulatorów i określić ich jakość.

Co do pytania o możliwości startu na przełomie września i października, odpowiem tak - starty odbywają się w Polsce codziennie, a więc jakiś szczególnych przeciwskazań nie ma właściwie nigdy. W sytuacjach losowych (burze, wichury, ulewy) warunki oczywiście byłyby niesprzyjające, ale ten okres w roku (IX/X) dla Torunia i całej Polski zasadniczo jest zwykle dosyć spokojny. Burze rzadko się zdarzają pod koniec września, a maksimum opadów też przypada na czerwiec/lipiec. Co najwyżej można spodziewać się przedwczesnego pochodu jesiennych niżów z opadami i wiatrami. Ale tego niestety żadne prognozy nie są w stanie wykluczyć.
Generalnie jest to dosyć dobry okres pod względem warunków meteo, sprzyjający startowi balonu.
Klimatogram dla Torunia (a startujemy z Torunia?) wygląda tak, jak w tym linku: http://www.klimadiagramme.de/Europa/torun.html
A więc wrzesień/październik wypada całkiem przyzwoicie. Zatem start przy typowej pogodzie tego okresu miałby duże szanse na spokojny przebieg. Zdecydowanie gorzej może być po miesiącu, na przełomie października i listopada. Średnie opady są co prawda podobne, ale znacząco spada temperatura i akcja poszukiwania i odzyskiwania balonu byłaby już mniej przyjemna.

Co do składu osobowego. Nie mam właściwie na razie potrzeby szukania jakiś szczególnych specjalistów, ale jeśli ktoś myśli, że mógłby się przydać, to będzie mile widziany. No i oczywiście mile widziane są nowe pomysły na działanie zespołu. Zastanawiam się, czy w oparciu o zespół meteo nie dałoby się pobawić w próby odnajdywania sond meteo posiłkując się programami symulacyjnymi. Na razie nie mam czasu na takie działania terenowe, ale może w przyszłości warto byłoby spróbować.

[kanarkusmaximus]

Tak jest, wstępnie (czyli - chyba, że się katastrofa stanie) startujemy z Torunia lub okolic.

Czyli wstępnie ustalamy termin startu - wrzesień lub październik? Do tego czasu zdążymy ze sprzętem, nawet jeśli będą jakieś poślizgi w pracach.

[Lampka]

Jeśli start z Torunia, to daję jeszcze, jako uzupełnienie inne dane klimatyczne Torunia.
Według strony miejskiej (za IMGW) temperatury (średnie dla września 13,3 *C, dla października 8,4*C) i opady (całkowity opad we wrześniu 42 mm a w październiku 36 mm) wyglądają w Toruniu całkiem OK. Wykresy w poniższym linku. Są tam jeszcze dodatkowo kierunki i prędkości wiatrów.
http://www.torun.pl/index.php?strona=zw_pogoda_temp
Wynika z tego, że we wrześniu i październiku można się spodziewać stosunkowo słabych wiatrów (średnio odpowiednio 2,7 i 2,8 m/s).

[kanarkusmaximus]

O właśnie taką statystykę mi chodziło! Z tego wynika, że zarówno wrzesień jak i październik (pierwsza połowa miesiąca) są dobrymi momentami do startu.

Stosunkowo słaby wiatr oznacza, że balon nie powinien zbyt daleko odlecieć od miejsca startu? Ponadto, możemy się spodziewać wiatrów z zachodu lub południowego zachodu - czyli balon poleci albo na wschód albo na północny wschód. Moim zdaniem wszystko pasuje.

Tak na marginesie - wiatr podczas misji Hevelius 1 mieliśmy chyba wpierw z północnego zachodu, a potem z północy, tak?

[Lampka]

To są dane dla wiatru wiejącego przy powierzchni ziemi. I takie dane można uzyskać ze stacji IMGW w Toruniu. Przy starcie H1 mieliśmy cały czas wiatr z zachodu, ale wyżej było odchylenie z kierunku północnego. Stąd lot balonu na południe. Dane o kierunkach i sile wiatru w troposferze są zbierane przez sondy balonowe, które wypuszczane są w Legionowie, Łebie i Wrocławiu. Dane dla Torunia są ze stacji, czyli z powierzchni terenu. A dane o wyższych warstwach atmosfery, potrzebne do symulacji lotu balonu, dla Torunia się po prostu bierze z innej z trzech wymienionych stacji aerologicznych lub uśrednia. Nie ma zatem dla Torunia takich wykresów o kierunkach wiatru i jego sile dla wyższych warstw atmosfery.
Słaby wiatr przy powierzchni jest oczywiście korzystny, bo nie będzie niebezpieczeństwa, że balon poleci na drzewa, budynki. Ale nie oznacza, że jego trasa w poziomie będzie krótka.

[skrzyp]

Za bardzo na wiatrach się nie znam, ale ostatnio słyszałem że na wiosnę i chyba jesień zdażają się tak zwane dżety - czyli strumienie bardzo szybkiego powietrza na znacznych wysokościach, o prędkościach do kilkuset km/h.

[Lampka]

Tu jest nawet zobrazowanie takich prądów strumieniowych nad Europą:
http://www.wunderground.com/global/EU_2xJT_Index.html
Rzeczywiście zasuwają nieźle. Dzięki za uwagę. Trzeba będzie sprawę rozgryźć. Zobaczymy, jak się będą sprawy miały z jet-streamami w czasie startu balonu Copernicus za tydzień. Jak widać z linka powyżej jakiś prąd nad Europą jest. Jego prędkości są na razie w dole skali. Trzeba będzie śledzić te mapki na bieżąco. Zobaczymy jaki wpływ będzie miał prąd strumieniowy na długość trasy.
Uzupełnienie:
Na tej stronie http://squall.sfsu.edu/scripts/nhemjet_archloop.html jest animacja archiwalnych układów prądów strumieniowych. Można wprowadzić dowolną datę od 2007 roku i animować do 20 dni. Prześledziłem te mapy pod względem występowania i intensywności jet streamów i wydaje mi się, że pod koniec września byłoby zdecydowanie lepiej startować niż pod koniec października czy w listopadzie. Rzeczywiście już we wrześniu zdarzały się przejścia prądów strumieniowych nad Polską, ale prędkości wiatru w tych wrześniowych prądach jest z reguły znacznie niższa niż listopadowych i grudniowych. A tak na marginesie. W dniu startu Heveliusa 1 nie było nad Polską prądu strumieniowego i mimo to balon poleciał z 60 km.

[Maquis]

W przypadku Heveliusa 1 wiatr przyziemny wiał z północnego zachodu i wraz ze wzrostem wysokości przechodził na północny i potem północno-wschodni.

[skrzyp]

W sumie te jet streamy mozna by wykorzystac. Jesli wieja z polnocy na poludnie, to nic tylko puscic balon nad morzem i odciac na poludniu polski gdzie mieszkam. Wyszly by super zdjecia a i lot przy takim wietrze nie trwal by dlugo

[kanarkusmaximus]

Jeśli będziemy wiedzieć, że balon doświadczy prądu strumieniowego, to wystarczy pewnie zmodyfikować ustawienia odcinacza przed startem?

Przykładowo, jeśli prędkość pozioma balonu przekroczy jakąś wyznaczoną wartość, to odcinacz zadziała wcześniej. Chyba jest to możliwe?

[skrzyp]

Przeciez masz w sofcie rejestratora obliczanie odleglosci od pkt. startowego, po przekroczeniu odcina i jest to niezalezne od max czasu lotu.

[kanarkusmaximus]

Przeciez masz w sofcie rejestratora obliczanie odleglosci od pkt. startowego, po przekroczeniu odcina i jest to niezalezne od max czasu lotu.

No i słodko!

[Lampka]

W sumie te jet streamy mozna by wykorzystac. Jesli wieja z polnocy na poludnie, to nic tylko puscic balon nad morzem i odciac na poludniu polski gdzie mieszkam. Wyszly by super zdjecia a i lot przy takim wietrze nie trwal by dlugo

Niestety nie jest to takie proste. Prąd strumieniowy występuje na określonej wysokości i jego miąższość (grubość) jest stosunkowo niewielka (2-3 km). Lotnictwo cywilne wykorzystuje to zjawisko i dlatego większość korytarzy powietrznych jest na bardzo zbliżonych wysokościach, właśnie w tej wąskiej strefie działania prądów strumieniowych. Nasz balon wznosi się w obrębie oddziaływania takiego prądu zaledwie około 10 minut, potem jest już ponad. Przy opadaniu jeszcze krócej. A więc nawet jeśli wiałoby 200 km/h, to balon przeleci w poziomie tylko trochę ponad 30 km. I to zakładając, że będzie tak silny prąd strumieniowy i, że będzie w całym przekroju wiało z taką prędkością. W rzeczywistości najsilniejsze wiatry w prądach strumieniowych notuje się nad oceanami, a u nas zwykle dociera słabe jego echo o prędkości 50-100 km/h. Poza tym rozkład prędkości wiatru w prądzie strumieniowym nie jest jednakowy w pionie. Najsilniej wieje w środkowej jego części. Następny problem, to kierunki prądów. One wieją z zachodu na wschód. Przynajmniej w ujęciu globalnym. U nas niestety (a może na szczęście) prądy strumieniowe często są słabsze i o innym przebiegu. Po prostu nad lądami często ich przebieg jest "meandrowy". Trudno więc u nas przewidzieć, jaki będzie kierunek wiania wiatru w prądzie strumieniowym.
Żeby z sukcesem wykorzystać prąd strumieniowy do długiego lotu, należałoby balon przez dłuższy czas utrzymać na ściśle określonej wysokości, bez wznoszenia i opadania. To zjawisko wykorzystuje się w próbach bicia rekordu lotu balonem czy wręcz lotu balonem wokół Ziemi. Prądy strumieniowe wykorzystywał m.in Steve Fossett, ale on leciał na określonej wysokości. Z naszego punktu widzenia, nie da się tego świadomie wykorzystać. Jeśli chcielibyśmy tak zaprogramować balon, żeby na wysokości 10km leciał poziomo, stworzylibyśmy duże zagrożenie dla ruchu lotniczego.
Z naszego punktu widzenia najlepiej więc śledzić przebieg prądów strumieniowych, uwzględniać je w przewidywaniu trasy i nie bawić się w ich wykorzystywanie do długich lotów. Generalnie taki prąd strumieniowy może nam tylko utrudnić pracę. Na szczęście mamy odcinacz i obóz pracy na Białorusi nam nie grozi.