ascendance
thermique
Les masses d’air chauffées par conduction près du sol s’élèvent dans l’air plus froid et forment des colonnes dont le sommet est quelquefois matérialisé par un nuage appelé cumulus que les pilotes utilisent pour se repérer. C’est la convection. La prise d’altitude s’effectue en mettant le planeur en virage et en spiralant à l’intérieur de ces colonnes d’air chaud.
En vol de thermique, le pilote recherche des colonnes d'air ascendantes qui résultent de l'échauffement du sol par le Soleil. L'air en contact avec le sol est alors réchauffé et, par dilatation, sa masse volumique diminue. Le mouvement est assez rapide pour qu'il se fasse sans échange de chaleur avec l'air environnant. On peut alors considérer qu'il s'agit d'une dilatation adiabatique. L'air se refroidit, mais si le gradient de température de l'air ambiant est supérieur à 1°C / 100 m, alors la masse d'air en mouvement se trouve toujours plus léger que l'air qui l'entoure et a donc tendance à s'élever.
Si le gradient de température est inférieur à 1°C / 100 m, au contraire tout mouvement de l'air vers le haut a tendance à être contrarié par sa dilatation adiabatique, qui l'amène à une température inférieure à celle de l'air ambiant. C'est pourquoi les masses d'air très homogènes ne sont pas favorables à la convection, même s'il fait très chaud. Les conditions les plus favorables se rencontrent derrière les fronts froids, lorsqu'une masse d'air froid passe sur un sol encore chaud; ce que les météorologues appellent un ciel de traîne.
Les bulles d'air chaud les plus probables se trouvent dans les zones de contrastes thermiques telles que les champs moissonnés récemment, des parkings de supermarché, les routes et autoroutes, et surtout les gravières et secteurs rocheux. Si l'on est certain de ce principe physique, il n'en reste pas moins vrai qu'il est difficile d'associer un aspect du sol avec la certitude de la présence d'un thermique.
Comme le vol de thermique nécessite une colonne d'air chaud, son exploitation n'est possible en règle générale, dans les latitudes moyennes, que du printemps à la fin de l'été. Il y a peu de thermiques en hiver, compte tenu du faible ensoleillement pour les déclencher et du faible potentiel d'absorption thermique de la neige (environ 1%). Toutefois, dans les Alpes du Sud, il est possible de trouver des thermiques toute l'année. Dans le sud des États-Unis, lorsque le temps est ensoleillé en hiver, il y a des ascendances thermiques parfaitement exploitables en milieu de journée.
Les cumulus
Aux autres latitudes, les masses d'air possèdent des caractéristiques de gradient de température (différence de température entre deux altitudes) qui neutralisent le phénomène de la convection.
Lorsque le vélivole trouve un thermique, généralement sous sa matérialisation (en fait un nuage appelé cumulus, de forme cotonneuse et à base plate), il se met à décrire des spirales et tente de trouver la meilleure zone de montée. Celle-ci l'élèvera jusqu'à ce qu'il rencontre la base des nuages (ou 500 pieds au-dessous aux USA), dans lesquels il ne pourra entrer pour des raisons légales (en planeur, seul le vol VFR est autorisé, soit le vol à vue dans des conditions de vol à vue) ou bien à proximité de la couche d'inversion où la température cesse de décroître suivant l'adiabatique sèche. En pratique les ascendances deviennent inutilisables lorsque l'indice de soulèvement (lift index) devient supérieur à -1.5 degré.
L'ascendance se poursuit dans le nuage et même se renforce, la condensation de l'eau absorbant un surcroît de chaleur (chaleur latente de changement d'état) ce qui accentue la différence de masse volumique entre l'air sec du nuage et l'air humide de l'ascendance. Un planeur qui s'approche trop près peut être obligé de sortir ses aérofreins pour ne pas se faire "aspirer". Il n'est pas exceptionnel d'observer une vitesse verticale de 2 m/s même à plus de 120 km/h, sous un nuage, et ceci sous des latitudes moyennes (nord de la France). L'exploitation optimale de l'ascendance peut être de prendre alors de la vitesse (150 km/h voir davantage) pour ne pas pénétrer dans le nuage mais accumuler de l'énergie cinétique, qui peut, une fois sorti de l'ascendance, être convertie en énergie potentielle en réduisant la vitesse.