Oddziaływanie fali orograficznej na pole baryczne i cyrkulację powietrza na przedpolu Tatr Polskich

Fala orograficzna to zjawisko, które polega na występowaniu w atmosferze fal grawitacyjnych, wzbudzonych w trakcie przepływu powietrza nad pasmem górskim. Na przedpolu Tatr Polskich w trakcie wiatru halnego fale mogą mieć amplitudę kilkuset metrów i długość kilkunastu kilometrów.

Projekt zakłada pionierskie badania fali orograficznej na przedpolu Tatr Polskich na podstawie pomiarów ciśnienia atmosferycznego. Podstawowym celem projektu jest odpowiedź na pytanie, czy fala orograficzna na obszarze badań wywołuje zmiany ciśnienia przy powierzchni ziemi. Przyjęto hipotezę, że w trakcie zjawiska występują dodatnie i ujemne anomalie ciśnienia, które są uporządkowane naprzemianlegle i odpowiadają kolejno zstępującym i wstępującym prądom falowym.

W przypadku potwierdzenia deformacji pola ciśnienia atmosferycznego przez falę orograficzną, zbadana zostanie zależność między wielkością anomalii ciśnienia a wybranymi parametrami, m.in. odległością od Tatr, długością fali, prędkością prądów falowych, pionowym gradientem temperatury powietrza.

Na potrzeby projektu zorganizowana zostanie sieć pomiarowa ciśnienia atmosferycznego oraz kierunku i prędkości wiatru złożona z 10 stanowisk: 6 stacji finansowanych z projektu oraz 4 stacji IMGW. Stanowiska będą rozmieszczone wzdłuż transektu Kasprowy Wierch-Nowy Targ.

Wykrywanie fali orograficznej oraz określanie położenia prądów falowych będzie odbywać się z wykorzystaniem chmur gatunku lenticularis. Dane na temat chmur będą pozyskiwane dzięki zakupionemu w ramach projektu systemowi fotografowania nieba, umożliwiającego wykonywanie panoram sferycznych. Wykorzystane zostaną także zdjęcia satelitarne oraz dane ze stacji meteorologicznych na Kasprowym Wierchu i w Zakopanem.

W trakcie kilkunastu przypadków fali orograficznej wykonane zostaną loty szybowcowe, których celem będzie pomiar prędkości prądów falowych. Organizacja lotów zostanie powierzona pracownikom i pilotom Aeroklubu Nowy Targ. Danych na temat warunków panujących w wyższych warstwach troposfery dostarczą także sondaże aerologiczne (stacja Poprad-Gánovce).

W przypadku pozytywnych wyników projektu, sieć pomiarowa ciśnienia atmosferycznego stanie się narzędziem badań fali orograficznej na przedpolu Tatr Polskich o szerokiej możliwości zastosowania. Zastosowanie sieci znacznie ułatwi badania i zmniejszy ich koszt, ponieważ będą one wykonywane na podstawie automatycznych pomiarów naziemnych.

Projekt ma przede wszystkim znaczenie naukowe, jednak jego pozytywne wyniki mogą mieć również walor praktyczny. Sieć pomiarowa ciśnienia atmosferycznego może znaleźć zastosowanie w meteorologicznej osłonie lotnictwa.

W listopadzie i w grudniu 2014 r., w ramach projektu, wykonano 12 lotów szybowcowych z lotniska w Nowym Targu. Loty wykonywano w trakcie występowania wiatru halnego, którego prędkość w porywach wynosiła do 140 km/h. Podstawowym celem lotów było określenie położenia i prędkości wstępujących i zstępujących prądów falowych i rotorowych nad Tatrami i ich północnym przedpolem.