Luồng khí nóng (thermal) là cột hoặc bong bóng không khí ấm bốc lên từ mặt đất bị nắng hun nóng, và đó là "động cơ" giúp cánh dù lượn không có máy vẫn lên cao được hàng nghìn mét. Người bay chỉ cần lượn vòng bên trong luồng khí đi lên nhanh hơn tốc độ dù tự hạ xuống — khoảng 1 m/s — là độ cao tăng dần. Đại bàng, diều hâu, cò đã dùng cách này từ trước khi con người biết bay.
Luồng khí nóng sinh ra thế nào
Mặt trời không làm nóng không khí trực tiếp là chính. Nó làm nóng mặt đất trước, rồi mặt đất truyền nhiệt cho lớp không khí sát nó. Mà mặt đất thì nóng không đều: bãi đá, ruộng khô, mái tôn, sườn núi quay về hướng nắng nóng nhanh hơn nhiều so với rừng rậm, mặt hồ hay ruộng ngập nước.
Lớp không khí trên chỗ nóng ấm lên, nhẹ hơn không khí xung quanh, nhưng chưa bốc lên ngay. Nó tích lại như một tấm "màng" khí ấm bám sát mặt đất, cho tới khi có một tác động đủ để bứt ra: một cơn gió nhẹ, một hàng cây, một mép đồi, một chiếc xe chạy qua. Khi đó khối khí ấm tách khỏi mặt đất và bốc lên — có khi như một bong bóng rời, có khi thành một cột liên tục được nuôi từ bên dưới.
Khi bốc lên, khí nở ra vì áp suất giảm và nguội đi khoảng gần 10°C cho mỗi km (gọi là tốc độ giảm nhiệt đoạn nhiệt khô). Luồng khí còn lên được chừng nào nó còn ấm hơn không khí xung quanh ở cùng độ cao. Ngày mà không khí trên cao nguội nhanh theo độ cao là ngày khí nóng mạnh — giới bay gọi là "khí quyển bất ổn định".
Đám mây cumulus: dấu hiệu dễ thấy nhất
Nếu luồng khí nóng có đủ hơi nước, tới một độ cao nào đó nó nguội đến điểm sương và hơi nước ngưng tụ thành mây. Đó là những đám mây cumulus (mây tích) đáy phẳng, đỉnh như bông, xuất hiện vào giữa buổi sáng ngày nắng. Đáy phẳng của chúng chính là độ cao ngưng tụ — "chân mây" — và thường là trần bay trong ngày của phi công dù lượn.
Một đám cumulus đang lớn, mép sắc nét, nghĩa là bên dưới nó còn khí nóng đang nuôi. Đám mây mép tơi, đang tan, nghĩa là luồng khí đã chết. Phi công đường dài nhảy từ đám mây này sang đám mây khác, như người qua suối nhảy từ hòn đá này sang hòn đá khác.
Đo khí nóng: những con số người bay quan tâm
| Đại lượng | Giá trị thường gặp | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| Tốc độ hạ của cánh dù lượn | khoảng 1–1,2 m/s | Khí phải đi lên nhanh hơn số này thì dù mới lên |
| Khí nóng yếu | 0,5–1,5 m/s | Chỉ giữ được độ cao hoặc lên rất chậm |
| Khí nóng tốt | 2–4 m/s | Lên vài trăm mét trong vài phút |
| Khí nóng mạnh | trên 5 m/s | Thường gặp ở vùng khô, sa mạc, núi cao; khí xung quanh cũng rối mạnh |
| Đường kính lõi khí | vài chục đến vài trăm mét | Dù phải lượn vòng hẹp để ở trong lõi |
| Chân mây | từ dưới 1.000 m tới trên 3.000 m | Ở vùng ẩm thấp hơn, vùng khô cao hơn |
Con số đi lên thực của người bay bằng tốc độ khí đi lên trừ đi tốc độ hạ của cánh. Gặp lõi 3 m/s thì người bay lên chừng 2 m/s, tức khoảng 120 mét mỗi phút.
Dụng cụ báo cho người bay biết mình đang lên hay xuống là máy đo tốc độ lên xuống (variometer). Nó kêu tiếng bíp cao dần khi lên, tiếng rè trầm khi xuống. Con người cảm nhận được gia tốc khi mới bước vào luồng khí, nhưng ở trong luồng một lúc thì cơ thể không còn phân biệt được đang lên đều hay đang đứng yên — nên phi công tin tiếng bíp hơn tin cảm giác.
Tìm khí nóng ở đâu
Không ai nhìn thấy khí nóng. Người bay đoán nó từ những thứ nhìn thấy được:
- Mặt đất nóng nhanh: ruộng đã gặt, bãi cát, đồi cỏ khô, làng mái tôn, mỏ đá, sườn núi đá quay về phía mặt trời buổi sáng (hướng đông, đông nam) rồi buổi chiều (hướng tây).
- Điểm bứt: đỉnh đồi, mỏm núi nhô ra, mép rừng, nơi đổi màu mặt đất. Khí ấm trườn theo sườn lên đỉnh rồi bứt ra ở đó.
- Chim: diều hâu, đại bàng, cò lượn vòng không vỗ cánh là dấu hiệu chắc chắn nhất. Ở nhiều điểm bay châu Âu, phi công thường bay cùng chim săn mồi trong một luồng.
- Mây cumulus: khí nóng thường nằm dưới phía đón gió của đám mây đang lớn, vì gió đẩy cột khí nghiêng đi.
- Bụi, lá, khói: lốc bụi nhỏ trên ruộng, khói bếp bỗng dựng đứng, lá khô bay xoáy lên.
Khí nóng có nhịp. Buổi sáng sớm mặt đất còn lạnh, chưa có gì. Khoảng 9–10 giờ những luồng đầu tiên bắt đầu yếu ớt. Từ gần trưa tới đầu giờ chiều là lúc mạnh nhất, và cũng rối nhất. Chiều muộn khí dịu lại, có khi xuất hiện kiểu "khí chiều" êm ái nhả nhiệt từ rừng và hồ đã tích cả ngày — phi công gọi là "magic air".
Bay trong khí nóng: lượn vòng và giữ lõi
Khi bước vào một luồng, phi công cảm thấy ghế bị đẩy lên, tiếng bíp tăng dần. Một bên cánh có thể bị nhấc lên trước — đó là bên gần lõi hơn, người bay rẽ về phía đó. Rồi bắt đầu lượn vòng, thường nghiêng dù vừa phải, một vòng mất khoảng 15–25 giây.
Lõi khí nóng thường không tròn đều và hay di chuyển theo gió. Kỹ năng là cảm nhận vòng nào lên mạnh ở phía nào để dịch tâm vòng về phía đó. Khi gió mạnh, cả cột khí bị thổi nghiêng, người bay vừa lên vừa trôi theo gió — đây chính là cách bay đường dài: lên cao trong một luồng, rồi lượn thẳng theo hướng muốn đi, mất độ cao dần, tới luồng tiếp theo thì lại lên.
Khi nhiều dù cùng chung một luồng, tất cả phải lượn cùng chiều — dù đầu tiên vào luồng quyết định chiều quay. Đây là luật chung của giới bay, giống luật giao thông trên không.
Khí nâng sườn đồi và các dạng khí nâng khác
Không phải mọi chuyến bay lâu đều nhờ khí nóng. Khi gió đều thổi thẳng vào một sườn đồi dài, không khí bị ép đi lên tạo một dải khí nâng ổn định phía trước và phía trên sườn. Phi công bay qua lại dọc sườn như xe chạy dọc con đường, có thể ở trên trời hàng giờ dù không có nắng. Các đồi cát ven biển, nơi gió biển thổi đều vào buổi chiều, là chỗ lý tưởng cho kiểu bay này.
Ở một số nơi còn có "khí nâng hội tụ": hai luồng gió từ hai hướng gặp nhau, chẳng hạn gió biển gặp gió đất liền, buộc không khí đi lên dọc một đường dài. Phi công đường dài săn những đường hội tụ này vì chúng cho phép bay thẳng mà không phải dừng lượn vòng.
Mặt trái: khi khí nóng thành mối nguy
Thứ giúp bay lên cũng là thứ làm không khí rối. Ở rìa luồng khí nóng, nơi khí đi lên gặp khí đi xuống, cánh dù có thể bị gập một phần mép. Cánh được chứng nhận hạng A, B tự phồng lại trong vài giây, nhưng người bay phải biết giữ hướng và không phản ứng quá tay.
Nguy hiểm lớn hơn là khi khí nóng mạnh quá, mây phát triển thẳng đứng thành mây dông (cumulonimbus). Gần chân một đám mây đang phát triển mạnh, lực hút có thể kéo người bay lên nhanh hơn khả năng hạ của dù — giới bay gọi là "cloud suck". Năm 2007, một nữ phi công người Đức tập luyện trước giải vô địch thế giới ở Manilla, Úc, bị cuốn vào mây dông lên độ cao gần 10.000 mét, mất ý thức vì thiếu oxy và lạnh, rồi sống sót kỳ diệu. Một phi công khác cùng bị cuốn lên hôm đó đã tử nạn. Vụ việc được báo chí thế giới đưa tin rộng rãi và trở thành bài học mà mọi khoá học dù lượn đều kể lại.
Bài học từ đó rất rõ: thấy mây đang dựng đứng nhanh, chân mây tối sầm, gió đổi hướng đột ngột — hạ cánh ngay, đừng chờ.
Góc nhìn hôm nay: ngắm khí nóng từ mặt đất
Không cần bay mới hiểu được khí nóng. Một buổi trưa nắng ở vùng đồi, nằm ngửa nhìn trời, người ta có thể thấy cả quá trình: mây cumulus mọc lên, lớn dần, tan đi; chim ưng lượn vòng không vỗ cánh rồi lướt thẳng sang đám mây khác. Ở các điểm bay dù lượn như Viên Nam, Đồi Bù gần Hà Nội, hay đèo Khau Phạ mùa lúa chín, cứ khoảng giữa trưa là thấy những cánh dù lần lượt lượn vòng lên cao — mỗi cánh dù đang "vẽ" ra hình một luồng khí vô hình.
Muốn đọc kỹ hơn: Understanding the Sky của Dennis Pagen và Advanced Soaring Made Easy của Bernard Eckey (viết cho tàu lượn, nhưng phần khí nóng dùng chung được). Với ai thích số liệu, các trang dự báo khí tượng có biểu đồ thám không (sounding) cho thấy ngày nào khí quyển bất ổn định — đó là những ngày giới bay dù lượn lên đồi sớm.
Câu hỏi thường gặp
Luồng khí nóng là gì?
Luồng khí nóng là khối hoặc cột không khí ấm bốc lên từ mặt đất bị nắng làm nóng không đều. Nó nhẹ hơn không khí xung quanh nên đi lên, thường lên tới độ cao hình thành mây cumulus. Dù lượn, tàu lượn và chim lượn vòng trong đó để lên cao.
Vì sao dù lượn không có động cơ mà vẫn bay lên được?
Cánh dù lượn luôn hạ độ cao khoảng 1 m/s so với không khí quanh nó. Nếu khối không khí đó đang đi lên nhanh hơn, ví dụ 3 m/s, thì người bay vẫn lên khoảng 2 m/s so với mặt đất. Nguồn khí đi lên là khí nóng hoặc gió thổi vào sườn núi.
Khí nóng mạnh nhất vào giờ nào?
Khí nóng thường bắt đầu khoảng 9–10 giờ sáng, mạnh nhất từ gần trưa tới đầu giờ chiều, rồi yếu dần về chiều muộn. Mùa khô, ngày nắng sau một đợt không khí lạnh tràn về thường cho khí nóng tốt nhất.
Làm sao biết chỗ nào có khí nóng?
Phi công nhìn mây cumulus đang lớn, chim lượn vòng không vỗ cánh, mặt đất nóng nhanh như ruộng khô, bãi đá, và các điểm bứt như đỉnh đồi, mép rừng. Trên không, máy đo variometer báo bằng tiếng bíp khi đang lên.
Cloud suck là gì?
Cloud suck là hiện tượng luồng khí đi lên dưới một đám mây phát triển mạnh kéo người bay lên nhanh hơn khả năng hạ của dù, có thể cuốn vào trong mây. Đây là nguy hiểm lớn của dù lượn, nhất là gần mây dông, nên phi công phải hạ cánh sớm khi thấy mây dựng đứng.
