41/Meteorologie Atmosféra Chemické složení atmosféry směs plynů, vodních kapiček, ledových krystalků a znečišťujících příměsí

Transkript

1 41/Meteorologie věda o atmosféře, o její stavbě, vlastnostech a v ní probíhajících fyzikálních procesech zjednodušeně věda o počasí Počasí = okamžitý stav atmosféry v daném místě, charakterizovaný souhrnem okamžitých hodnot všech meteorologických prvků a jevů Atmosféra plynný obal Země, sahá až do výšek ca km Chemické složení atmosféry směs plynů, vodních kapiček, ledových krystalků a znečišťujících příměsí dusík...78,08 % kyslík...20,95 % argon...0,93 % oxid uhličitý...0,03 % stopy: neon, helium, methan, krypton, vodík, ozon, amoniak Vertikální členění atmosféry Mezosféra (50-80 km) > silný pokles teploty (-100 C) > mezopauza Obr. 2-1 Stavba atmosféry Troposféra (0-9(18) km) > sahá do výše 9-18 km, v pólech zploštělá > probíhají zde děje označované jako počasí > obsahuje osm desetin z celkové hmotnosti vzduchu, většinu vodní páry > teplota klesá o 0,65 C na 100 m > v tropopauze teplota až -80 C Stratosféra (9(18) - 50 km) > bez vodních par - ve spodním patře teplota ca. stejná > ve svrchním patře vzrůstá o 0,3 C na 100 m > ve stratopauze teplota ca. 10 C > zvýšený obsah ozonu - pohlcuje UV záření - příčina ohřátí > proudění ve spodní stratosféře má pravděpodobně značný vliv na vývoj počasí Termosféra ( km) > pohlcování slunečního záření - plyny v ionizované podobě - ionosféra (polární záře) > teplota výrazně vzrůstá (termopauza až C) Exosféra ( km) > silně zředěná > postupně přechází v meziplanetární prostor

2 42/Meteorologie Sluneční záření hlavním zdrojem záření je Slunce záření tvořeno proudem paprsků (přímé sluneční záření) záření tvořeno zářením elektromagnetickým (paprsky gama, rentgenové záření, UV záření, viditelné záření, IČ záření, mikrovlnné záření, radiové vlny) a částicovým zářením (protony, elektrony - sluneční vítr), letící částice ionizují plyny v horní atmosféře (polární záře, magnetické bouře) solární konstanta = celková intenzita elektromagnetického záření Slunce dopadající na horní hranici atmosféry na jednotkovou plochu kolmou k paprskům (1 353 W) Obr. 2-2 Srovnání hodnoty albeda podle různých povrchů při průchodu atmosférou je záření zeslabováno: > absorpcí (pohlcováním) vliv má obsah vodních par a oxidu uhličitého asi 15 % > rozptylem v důsledku odrazu, lomu nebo ohybu na molekulách vzduchu způsobuje modravé zbarvení oblohy nejvíce se rozptyluje modré světlo ze záření, které pronikne k zemskému povrchu je část pohlcena a část odražena insolace = přímé sluneční záření dopadající na povrch Země albedo = poměr mezi intenzitou celkového záření odraženého a dopadajícího (obr. 2-2) > albedo závisí na zbarvení povrchu, jeho struktuře a vlhkosti > čím vyšší hodnota albeda, tím více záření je povrchem odráženo > např. sníh...70 % a více, vodní plochy 2-70 %, půda a vegetace 5-35 %, les % Skleníkový efekt atmosféry atmosféra poměrně dobře propouští sluneční záření zemským povrchem je pohlcováno zejména viditelné záření ( nm) pohlcené záření je posléze povrchem vyzářeno (větší vlnová délka infračervené záření) dlouhovlnné vyzařování povrchu Země je pohlcováno oxidem uhličitým a vodní parou - oteplující vliv na Zemi - skleníkový efekt atmosféry (greenhouse effect)

3 43/Meteorologie Box 2 Zdroje informací o meteorologii a klimatologii literatura: Kobzová, E. : Počasí. Olomouc, Rubico 1998 Uhlíř, P. : Meteorologie a klimatologie v zemědělství. Praha, SZN 1961 Munzar, J. a kol. : Malý průvodce meteorologií. Praha, Mladá fronta 1989 Petrík, M. a kol. : Lesnícka bioklimatológia. Bratislava, Príroda 1986 Michálek, J. a kol. : Nauka o lesním prostředí. SZN, Praha 1979 (učebnice pro SLŠ) Michálek, J. a kol. : Náuka o lesnom prostredí. Bratislava, Príroda 1969 (učebnice pro SLŠ) Slabý, S. : Aplikovaná meteorologie. Praha, ČHMÚ 1987 Slabá, N. : Všeobecná klimatologie. Praha, ČHMÚ 1988 Stružka, V. : Meteorologické přístroje a měření v přírodě. Praha, SPN 1956 Schneider, R. : Pozorujeme počasí. Praha, ČSAV 1954 Kunic, A.V. : Synoptická meteorologie. Praha, Přírodovědecké vydavatelství 1953 Hanzlík, S. : Základy meteorologie a klimatologie. Praha, Česká grafická unie 1947 většinu z uvedených knih je možné nalézt v ZIS SLŠ a VOŠL Trutnov velké množství informací, včetně aktuálních informací o počasí, je možné nalézt na Internetu: doporučit lze zejména server Českého hydrometeorologického ústavu: poskytuje informace o historii ústavu, o aktuálních aktivitách, předpovědi počasí, satelitní a radarové snímky, klimatologické údaje, klimatologické mapy a další informace Slovenský hydrometeorologický ústav meteorologické mapy např. server Německé meteorologické služby server světové meteorologické organizace: satelitní snímky např. (National Oceanic and Atmospheric Administration), satelitní snímky (společná stránka meteorologických služeb 18 evropských států) Box 3 Sled ročních období astronomické léto - začíná letní slunovrat - paprsky dopadají kolmo na obratník Raka astronomický podzim - začíná podzimní rovnodennost - paprsky dopadají kolmo na rovník astronomická zima - začíná zimní slunovrat - paprsky dopadají kolmo na obratník Kozoroha astronomické jaro - začíná jarní rovnodennost - paprsky dopadají kolmo na rovník Teplota vzduchu denní chod teplot vyvolán otáčením Země kolem vlastní osy, roční chod teplot způsobován otáčením Země kolem Slunce - osa Země svírá s rovinou oběhu (rovina ekliptiky) úhel střídání ročních období, délka dne a noci přes den probíhá příjem energie = vzařování, pohlcená energie se mění v teplo - půda se ohřívá v noci příjem energie ustává, povrch půdy vydává pohlcenou energii zpět do ovzduší = vyzařování (tepelná energie) vzduch se ohřívá i ochlazuje rychleji než půda denní chod teplot (obr. 2-14): > vzestup po východu Slunce > nejvyšší teplota (kulminace) v popoledních hodinách > následný pokles probíhající přes noc, teplotní minimum v době východu Slunce denní chod teplot charakterizován tzv. denní amplitudou (výkyvem) teplot, závisí na: > charakteru počasí (slunečné, oblačné)

4 44/Meteorologie > ročním období (největší hodnoty na jaře) > zeměpisné šířce (největší v subtropech) > vzdálenosti od pobřeží (u pobřeží nižší) Izotermy = čáry na mapě spojující místa se stejnou teplotou vzduchu Teplotní pásma Země 1. na základě zdánlivého pohybu Slunce na obzoru: > tropické pásmo - mezi obratníky > mírné pásmo - mezi obratníkem a polárním kruhem > polární pásmo 2. pomocí izoterm průměrné roční teploty (obr. 2-3) > horké pásmo - ohraničeno roční izotermou 20 C > mírné pásmo - ohraničeno izotermou 10 C nejteplejšího měsíce > chladné pásmo - ohraničeno izotermou 0 C nejteplejšího měsíce > pásmo věčného mrazu - průměrná teplota vzduchu nejteplejšího měsíce nedosahuje 0 C Obr. 2-3 Schéma teplotních pásem vyjádřených izotermami průměrné roční teploty vertikální teplotní stupeň (gradient) = v troposféře klesá s přibývající nadmořskou výškou teplota v průměru o 0,65 C na 100 m hodnota gradientu může být: > kladná - teplota s výškou klesá > záporná - teplota s výškou roste - inverze teploty vzduchu Inverze teploty vzduchu (inverze = zvrat, převrácení) výška Obr. 2-4 Schéma přízemní inverze inverzní vrstva teplota

5 45/Meteorologie > vznikají zejména v důsledku intenzivního ochlazování zemského povrchu > přízemní vrstvy atmosféry silně prochlazené > za slunečného dne (jaro, podzim) se rozpouští, v zimě mohou přetrvávat > v kotlinách se tvoří jezera chladného vzduchu (smogové situace ve městech) Box 3 Teplotní extrémy teplota obecně klesá od rovníku k pólům nejnižší teploty (póly zimy) se na sev. polokouli vyskytují v oblasti Jakutsku (Rusko) a Grónska, až -70 C na jižní polokouli byla naměřena absolutně nejnižší teplota -89,2 C (1983), stanice Vostok, Antarktida nejnižší naměřená teplota v ČR -42,2 C, Litvínovice u Českých Budějovic (1929) nejvyšší teplota byla naměřena na stanici San Louis Potosi (Mexiko, 1933)57,8 C nejvyšší naměřená teplota v ČR 40,2 C (1983) zemský povrch je nerovnoměrně zahříván, tvoří se izolované vzestupné (teplý vzduch)a sestupné (studený vzduch) proudy stoupající vzduch se rozpíná (spotřebovává se vnitřní energie) a ochlazuje se klesající vzduch je stlačován (vnitřní energie se uvolňuje) a ohřívá se probíhají-li tyto děje bez výměny energie s okolím, označují se jako děje adiabatické Měření teploty vzduchu Tab. 2-1 Porovnání základních teplotních stupnic voda C (Celsiova) F (Fahrenheitova) K (Kelvinova) bod mrznutí ,15 bod varu ,15 maximální teploměr minimální teploměr Obr. 2-6 Extrémní teploměry teploměry > umístěny na volném prostranství, v meteorologické budce, 2 m nad zemí > 4 základní teploměry: svislý teploměr k základnímu měření teploty (suchá teplota) svislý teploměr, opatřený punčoškou ponořenou do nádoby s vodou (vlhká teplota) maximální teploměr - v šikmé poloze, k měření nejvyšší denní teploty (obr.2-6), obsahuje rtuť minimální teploměr - ve vodorovné poloze, k měření nejnižší denní teploty (obr. 2-6), obsahuje líh > mimo meteorologickou budku je 5 cm nad zemí umístěn minimální teploměr - přízemní minimální teplota termograf = k dlouhodobému záznamu teplot měření teploty: > třikrát za den, nejlépe v 7, 14 a 21 hodin t + t t 14 + pr = 4 7 2t 21

6 46/Meteorologie Tlak vzduchu síla působící v daném místě atmosféry kolmo na libovolně orientovanou plochu jednotkové velikosti měří se v Pascalech (Pa) nebo jejich násobcích (1 hpa = 100 Pa) normální atmosférický tlak ,25 hpa - se měří u hladiny moře na 45 zeměpisné šířky při teplotě 0 C s rostoucí nadmořskou výškou tlak vzduchu klesá tlakové (barické) pole = vyjadřuje rozložení tlaku vzduchu v atmosféře > je charakterizováno pomocí ploch o stejném tlaku vzduchu - izobarické plochy > průsečíkem izobarické plochy s povrchem Země je uzavřená křivka - izobara > izobara = čára spojující na mapě místa se stejnou hodnotou atmosférického tlaku Box 4 Změny tlaku vzduchu s nadmořskou výškou změna tlaku vyjádřena vzorcem: p=p 0 *0,88 h h...nadmořská výška v km p 0 =1013,25 hpa p...tlak v nadmořské výšce h (dosazujeme v kilometrech) Základní útvary na synoptických mapách na přízemních synoptických mapách (mapy tlakových polí) se pomocí izobar provádí rozbor (analýza) přízemního tlakového pole a vymezují se tzv. tlakové útvary (obr. 2-7) Obr. 2-7 Výřez synoptické mapy se základními tlakovými útvary V 1005 N V N 1005 V 1025 N V = oblast vysokého tlaku (tlaková výše - anticyklóna) - vymezená uzavřenými izobarami, koncentricky uspořádanými, s nejvyšším tlakem uprostřed N = oblast nízkého tlaku (tlaková níže - cyklóna) - vymezená uzavřenými, koncentricky uspořádanými izobarami s nejnižším tlakem uprostřed hřeben vysokého tlaku = pásmo vyššího tlaku vybíhající z tlakové výše nebo oddělující dvě tlakové níže brázda nízkého tlaku = pásmo nižšího tlaku vybíhající z tlakové níže nebo oddělující dvě tlakové výše tlakové sedlo = část tlakového pole mezi dvěma protilehlými tlakovými výšemi a nížemi

7 47/Meteorologie horizontální tlakový gradient = vektor směřující z oblasti vyššího tlaku vzduchu na stranu nižšího tlaku vzduchu = horizontální proudění vzduchu (vítr) Tlaková níže (cyklóna) N na mapách se označuje jako N (níže) nebo T (tief), popř. L (low) tlak směrem do středu útvaru klesá ohraničena uzavřenými izobarami, které jsou obvykle odstupňovány po 5 hpa nestejnoměrným ohříváním zemského povrchu se tvoří izolované vzestupné proudy teplého vzduchu a sestupné proudy vzduchu studeného při výstupu se vzduch ochlazuje kondenzují vodní páry typické je oblačné počasí s trvalými srážkami (obr. 2-8) proudění vzduchu v tlakové níži je uchylováno působením zemské rotace (Coriolisova síla): > na severní polokouli se proudění stáčí doprava (na jižní polokouli doleva) v tlakové níži proudí vzduch na severní polokouli proti směru hodinových ručiček na přední straně tlakové níže (postupuje obvykle od západu k východu) proudí jižní až jihozápadní vzduch (teplý), na zadní straně tlakové níže proudí vzduch severní až severozápadní v létě přináší tlaková níže chladné a vlhké počasí, v zimě naopak oteplení v oblasti rovníku a podél 60 s. a j. zeměpisné šířky jsou trvale pásy nízkého tlaku vzduchu (tzv. permanentní akční centra atmosféry) Obr. 2-8 Princip vzniku tlakové níže Nižší tlak Vyšší tlak Nižší tlak Sesedání chladného vzduchu Výstup teplého vzduchu Vyšší tlak Nižší tlak Více ohřáté místo na zemském povrchu Vyšší tlak Tlaková výše (anticyklóna) V na mapách se označuje jako V (výše) nebo H (hoch, high) tlak směrem do středu narůstá při sestupu se vzduch otepluje a vysušuje - typické je jasné nebo málo oblačné počasí (obr. 2-9) v tlakové výši proudí vzduch na severní polokouli po směru hodinových ručiček na přední straně tlakové výše (postup ve směru západ - východ) proudí vzduch severní (ochlazení), v zadní části tlakové výše proudí vzduch jižní až jihovýchodní (oteplení)

8 48/Meteorologie Obr. 2-9 Princip vzniku tlakové výše Vyšší tlak Nižší tlak Vyšší tlak Výstup teplého vzduchu Sesedání chladného vzduchu Nižší tlak Vyšší tlak Prochlazené místo na zemském povrchu Nižší tlak nestejnoměrným ohříváním zemského povrchu se tvoří izolované vzestupné proudy teplého vzduchu a sestupné proudy vzduchu studeného v létě přináší tlaková výše slunečné, suché a teplé počasí (ohřívání povrchu), v zimě počasí chladné a mrazivé (ochlazení) na obou polokoulích leží mezi zeměpisné šířky subtropické pásy vysokého tlaku vzduchu (tzv. permanentní akční centrum atmosféry) Buys - Ballotovo pravidlo = postavíme-li se čelem po proudění vzduchu, potom na severní polokouli máme po pravé ruce oblast vyššího tlaku, po levé ruce oblast nižšího tlaku Box 5 Extrémy tlaku vzduchu absolutní maximum 1083,8 hpa (Agata, 1968) absolutní minimum 890,0 hpa (supertajfun Tip, 1979) extrémně nízké tlaky vzduchu (až 600 hpa) bývají v trombách a tornádech (obtížně měřitelné) ČR: absolutní maximum 1055,4 hpa (změřeno v bývalém Československu, Hurbanovo, 1907) absolutní minimum 970,1 hpa (Hradec Králové, 1976) Měření tlaku vzduchu aneroid > méně přesný > základem je kovová krabička s pružnými stěnami, z níž byl odčerpán vzduch > tlak vzduchu je zaznamenáván přes péro zabraňující smrštění stěn krabičky > před prvním použitím je nutné aneroid seřídit (nadmořská výška ovlivňuje místní tlak vzduchu) > výhodné je měřit tlak vzduchu redukovaný na 0 m n.v. (hladina moře) staniční rtuťový tlakoměr > nejpřesnější > principem je Torricelliho pokus (1643, obr. 2-10)

9 49/Meteorologie Obr Torricelliho pokus > italský fyzik Jan Evangelista Torricelli > asi 80 cm dlouhou skleněnou trubici s uzavřeným koncem naplnil rtutí a otevřeným koncem ponořil do jiné nádoby se rtutí > rtuť v trubici poklesla, ale nevytekla > toto chování Torricelli vysvětlil působením atmosférického tlaku na hladinu rtuti v nádobce > 760 mm sloupce Hg odpovídá normálnímu atmosférickému tlaku, tedy 1013,25 hpa > při měření rtuťovým tlakoměrem je nutné uvažovat teplotu vzduchu a tlak podle tabulek redukovat barograf = přístroj zaznamenávající změny tlaku vzduchu s časem nejvhodnější doba k měření tlaku vzduchu je mezi 7. a 8. hodinou ranní Otázky a úkoly k opakování IV 1. Stavba atmosféry Zabývali jsme se stavbou atmosféry a zde je několik souvisejících problémů, nad kterými bychom se mohli zamyslet: Nad kterým místem zemského povrchu je v tropopauze nejnižší teplota? Jak byste vysvětlili fakt, že nad rovníkem dosahuje tloušťka troposféry dvojnásobku její tloušťky nad póly? Co je příčinou růstu teploty ve spodní části stratosféry? Mohl by člověk přežít pobyt ve stratosféře bez skafandru (pouze s dýchacím přístrojem na obličeji)? Zaměřte se na tlak vzduchu ve stratosféře. (zanedbejme pro zjednodušení nízkou teplotu, vliv UV záření) 2. Vliv atmosféry na procházející sluneční záření Pronikající sluneční záření je atmosférou zeslabováno rozptylem, pohlcováním (absorpcí) a odrazem. Na povrch Země v průměru dopadá necelá polovina záření dopadajícího na vnější okraj atmosféry. Sluneční záření je zeslabováno nerovnoměrně. Zeslabování nejvíce podléhají krátkovlnné složky jako je záření γ, rentgenové záření a ultrafialové paprsky (UV). Naopak viditelné světlo, infračervené paprsky, mikrovlny a radiové vlny jsou filtrovány podstatně méně. Krátkovlnné záření (záření γ, rentgenové záření a ultrafialové paprsky) je zmiňováno jako škodlivé pro lidské zdraví. Pokuste se vyhledat v literatuře účinky krátkovlnného záření? Až na malé výjimky je infračervené záření pro živočichy neviditelné. Přesto jsou všichni schopni jej vnímat. Jakým způsobem se to děje, a pro které živočichy je alespoň částečně viditelné. Množství záření dopadajícího na vnější okraj atmosféry by při dodržování tepelné rovnováhy v atmosféře mělo být stejné jako množství tepla atmosférou vyzářeného. Jaké důsledky by měla případná nerovnováha? Kam byste doporučili odcestovat (co by zaměstnanci cestovní kanceláře) zákazníkovi, který má zájem pozorovat polární záři? Je důležité zvolit vhodné roční období?

10 50/Meteorologie 3. Teplota vzduchu Jak lze vysvětlit pokles teplot v dolní části troposféry směrem od rovníku k pólům? Uvažujme ideální povětrnostní podmínky v atmosféře a předpokládejme teplotu 15 C v 0 m n.m. Jakou teplotu by přibližně mohli očekávat na vrcholu těchto hor: Sněžka, Mont Blanc, Mont Everest (předpokládejme konstantní pokles teploty). Který je základní mechanismus vysvětlující postupný pokles teplot, když se pohybuje od rovníku k pólům? V zimních měsících se často dostavují inverzní situace. Studený vzduch se drží při zemi a ve vyšších vrstvách je teplejší vzduch (čili teplotní zvrat inverze). V průmyslových oblastech se ve studeném vzduchu hromadí zplodiny z automobilů, z lokálních topenišť, které mohou ztěžovat dýchání. Proč se s podobným hromaděním zplodin prakticky nesetkáme při normálním zvrstvení atmosféry (v přízemí teplejší a výše studenější vzduch)? 4. Měření teploty vzduchu Proč je správné měření teploty vzduchu založeno na umístění teploměrů v meteorologické budce? Proč nesmí kolem teploměrů volně proudit vzduch jako ve volné atmosféře? Proč je meteorologická budka natřena bílou barvou? Pokuste se v literatuře nalézt převodní vztah mezi stupnicí Celsiovou a Fahrenheitovou. Proč se Kelvinova stupnice nazývá absolutní? Jak byly definovány tyto teploty (čili podle čeho se odvozují): 0 C, 100 C, 0 F? 5. Teploměry Pokud opatříte běžný rtuťový teploměr punčoškou, po které vzlíná z nádoby voda (tzv. vlhký teploměr), je naměřená teplota nižší než na teploměru bez punčošky (tzv. suchý teploměr). Pokuste se vysvětlit tento jev a nenechte se zmást jednoduchým, ale chybným vysvětlením, že teplotu určuje přímo vzlínající voda (v daném případě by byla punčoška zbytečná a teploměr by mohl být ponořen přímo do vody). Nalezněte v literatuře teplotu tuhnutí rtuti a lihu. Pokuste se zjistit, zda se v teploměrech používají ještě nějaké jiné kapaliny. Jeden z minimálních teploměrů se umísťuje mimo meteorologickou budku těsně nad povrch země (5 cm). Je schopen stanovit absolutně nejnižší teplotu daného dne (přízemní minimální teplotu). Své použití by možná našel v lesních školkách. Jak? Pokuste se zamyslet nad jeho využitím. 6. Tlak vzduchu a jeho měření Na severní polokouli je proudění vzduchu uchylováno doprava (tzv. Coriolisova síla). Pro atmosféru z toho vyplývá, že: (a) je vůči zemskému povrchu nehybná, (b) se otáčí stejnou rychlostí jako zemský povrch, (c) se opožďuje vůči zemskému povrchu, (d) se otáčí rychleji. (vyberte) Zaměřme se na rozbor Torricelliho pokusu. Nikoliv náhodou byla pro pokus (a dodnes jako náplň tlakoměrů) použita rtuť. Jaké vlastnosti zejména předurčují rtuť jako vhodnou náplň? Bylo by možné pokus provést i s jinou kapalinou, např. vodou? Jaký by to mělo vliv na konstrukci přístroje? Nahlédněte do literatury a zjistěte jaké jednotky se v minulosti používaly pro měření tlaku vzduchu. Proč je aneroid (na obrázcích pod textem) méně přesným druhem tlakoměru? Proč se tlak vzduchu upravuje na určitou teplotu?

11 51/Meteorologie Cvičný test 4 1. Rozhodněte, která z uvedených tvrzení jsou platná: Vzor: Země je nejmenší z vnitřních planet. (tvrzení neplatí, odpověď bude ne) 1.1. Nejnižší teplotu v atmosféře změříme v termosféře Inverze je teplotní zvrat, kdy v přízemí je teplý vzduch a výše vzduch studený V tlakové výši proudí vzduch po směru hodinových ručiček 2. Tlakové útvary otázka odpověď odpověď vzor Ano Ne 1.1 Ano Ne 1.2 Ano Ne 1.3 Ano Ne N Určete název objektu z obrázku: a) tlakové sedlo, b) tlaková výše, c) hřeben vysokého tlaku, d) tlaková níže, e) brázda nízkého tlaku. Popište charakter počasí, které je typické pro daný tlakový útvar: Teplotní inverze Čtěte text. Jedna z uvedených vět je chybná. Tuto větu podtrhněte (celou!) a na vyhrazené místo napište správnou podobu věty Teplotní inverze znamená zvrat teploty vzduchu v atmosféře. Nad teplým vzduchem v přízemí je vrstva studeného vzduchu. Typicky se objevuje nízká oblačnost. Na horách panuje jasné počasí, zatímco v údolí jsou mlhy a špatné rozptylové podmínky. V průmyslových aglomeracích se vyskytují vysoké koncentrace znečišťujících látek. Jejich rozptyl je zhoršen vlivem ztíženého promíchávání vzduchových hmot Doplňte vhodné slovo! jsou čáry spojující místa se stejným tlakem vzduchu. Zemský povrch se liší různou odrazivostí pro sluneční záření, nebo-li tzv Nakreslete schéma teplotních pásem vyjádřených izotermami průměrné roční teploty. (obrázek musí být jasně čitelný, jednotlivé části popište)

12 52/Meteorologie Vlhkost vzduchu popisuje množství vodní páry v atmosféře obsah vodních par v atmosféře je značně proměnlivý (0-4%, obr. 2-11) množství vodních par ve vzduchu není neomezené - maximální množství se označuje jako stav nasycení vzduchu vodními parami (závisí na teplotě) případný přebytek vodní páry přejde kondenzací ve vodní páru nebo sublimací v led Obr Graf vyjadřující závislost množství vodních par ve vzduchu na teplotě množství vodních par ve vzduchu Charakteristiky vlhkosti vzduchu teplota absolutní vlhkost vzduchu (e) = udává hmotnost vodní páry v jednotce objemu vzduchu > jednotka: g/m 3 nebo kg/ m 3 > např. průměrná AVV činí 5g v krychl. metru, v létě až 15g, Antarktida 0,02g v krychl. metru (velmi suchý vzduch) maximální vlhkost vzduchu (E) = udává nejvyšší možné množství vodních par, které vzduch udrží při dané teplotě tlak vodní páry = tlak vyvolaný vodní párou jako složkou atmosféry > jednotka: hpa > větší obsah vodních par zvětšuje tlak vodní páry, ten se zvětšuje také při vzestupu teploty vzduchu relativní (poměrná) vlhkost vzduchu (R) = poměr současné absolutní vlhkosti k vlhkosti maximální > R=(e/E)*100, vyjadřuje se v procentech > R = 100% - vzduch nasycen vodními parami (např. mlha) teplota rosného bodu = teplota, při níž vzduch dosahuje stavu nasycení vodní parou Měření vlhkosti vzduchu spočívá zejména v určení relativní vlhkosti vzduchu psychrometr > přístroj tvořený dvojicí stejných teploměru (suchý a vlhký) > vlhký teploměr má čidlo obalené navlhčenou bavlněnou punčoškou > při odpařování vody (sublimaci ledu) se odnímá teplo - vlhký teploměr ukazuje nižší teplotu než suchý > RVV se určuje z rozdílu teplot obou teploměrů pomocí psychrometrické tabulky (tab. 2-2) > např. Augustův psychrometr

13 53/Meteorologie Obr Denní chod teploty a relativní vlhkosti vzduchu Teplota vzduchu Relativní vlhkost vzduchu 25 C 20 C 15 C 10 C 5 C Dosažení rosného bodu 6 hod 12 hod 18 hod 24 hod 6 hod 100 % 75 % 50 % 25 % deformační = vlasové a blánové vlhkoměry (hygrometry) > založeny na hygroskopičnosti (tj. na schopnosti pohlcovat vodní páru ze vzduchu)a s tím souvisejících délkových změnách lidského vlasu (blány) > lidské vlasy: světlé, délka vzroste až o 2,5% > blána: zlatotepecká (hovězí slepé střevo) hygrograf = registrační vlhkoměr, souvislý záznam průběhu změn relativní vlhkosti vzduchu s časem, čidle vlasy nebo blána vlhkost vzduchu se doporučuje měřit ráno a odpoledne Tab. 2-2 Psychrometrická tabulka Zkrácená psychrometrická tabulka pro určévání relativní vlhkosti vzduchu v % Rozdíl teplot mezi Teplota suchého teploměru ( C) suchým a vlhkým teploměrem , , , , , , , , , , , , , , , ,

14 54/Meteorologie Box 6 Změna skupenství vody při změně skupenství se uvolňuje nebo spotřebovává teplo pův o d n í z m ě n a v ý s l e d n é z m ě n a s k u p e n s t v í s k u p e n s t v í s k u p e n s t ví e n e r g i e l e d t á n í v o d a n u t n é v o d a vy p ař o v á n í v o d n í p á r a d o d a t l e d s u b l i m a c e v o d n í p á r a t e p l o v o d a t u h n u t í l e d t e p l o v o d n í p á r a k o n d e n z a c e v o d a s e v o d n í p á r a d e s u b l i m a c e l e d u v o lň u j e Oblaky, oblačnost a sluneční svit oblačnost = stupeň pokrytí oblohy oblaky > nepřímý ukazatel trvání slunečního svitu > pro označení se používají zlomky (tab. 2-3) Tab. 2-3 Zlomkové označování oblačnosti typ oblačnosti zlomkové vyjádření jasno 0-1/8 skoro jasno 2/8 malá oblačnost 3/8 polojasno (polooblačno) 4/8 oblačno 5/8-6/8 skoro zataženo 7/8 zataženo 8/ Princip vzniku oblačnosti výška, v níž klesne teplota vystupujícího vzduchu na teplotu rosného bodu je tzv. kondenzační hladina všude tam, kde existují výstupné pohyby vzduchu, vznikají v úrovni kondenzační hladiny oblaky, popř. srážky kondenzací vodní páry vznikají kapičky vody tento děj je energeticky velmi náročný a proto málo pravděpodobný, v atmosféře je usnadněn přítomností kondenzačních jader - aerosolové částice (pevné i kapalné) rozptýlené v atmosféře oblaky kromě vodních kapiček obsahují také ledové krystalky ledové krystalky se tvoří vždy nad tzv. hladinou ledových jader (odpovídá teplotě -12 C) mezi oblaky se řadí rovněž mlha Třídění oblaků podle složení: > vodní: z vodních kapiček, pevně ohraničené obrysy, mohou tvořit stín > ledové: struktura jemná a vláknitá, nemají jasné ohraničení, halové jevy (kruhy kolem Slunce nebo Měsíce) > smíšené

15 55/Meteorologie podle tvaru (morfologie) a nadmořské výšky nejčastějšího výskytu (obr ): > oblaky vysokého patra (5-13 km) tvořeny výhradně ledovými krystalky bílá barva Slunce a Měsíc prosvítají a mají ostré okraje srážky nedopadají na zemský povrch nemají vlastní stín Cirrus (Ci) = řasa - jemná vlákna, úzké pruhy - nevypadávají z něho srážky Cirrocumulus (Cc) = řasová kupa - malé beránky - skupiny bílých oblaků složených z velmi malých oblačných skupin - obvykle zhoršení počasí (obvykle příchod studené fronty) Cirrostratus (Cs) = řasová sloha - tenká bělavá pokrývka (závoj) - Slunce a Měsíc zůstávají vidět, obrysy ostré a nerozmazané (halové jevy) - obvykle zhoršení počasí (obvykle příchod teplé fronty) > oblaky středního patra (2-7 km) bílá či světle šedá barva (namodralá) někdy mají vlastní stín Slunce prosvítá, má neostré okraje Altocumulus (Ac)= vysoká kupa - velké beránky - srážky nedosahují zemského povrchu - mohou znamenat jak rozpad oblačnosti, tak zatažení Altostratus (As) = vysoká sloha - vrstva oblaků s vláknitou strukturou - smíšený oblak, trvalé srážky (v létě déšť, v zimě sněžení) > oblaky nízkého patra (do 2 km) tmavě šedá barva Slunce neprosvítá nebo velmi slabě trvalé srážky Stratocumulus (Sc) = slohová kupa - skupiny oblaků tvaru dlaždic, oblázků, valounů (mají tmavá místa) - slabé srážky (mrholení) - často vzniká přeměnou jiných oblaků (Cu nebo St) Nimbostratus (Ns) = dešťová sloha - vrstva matného vzhledu (způsobeno trvalými srážkami) - typický srážkový oblak (součást systémů teplé, studené i okluzní fronty) - trvalé srážky Stratus (St) = sloha - vrstva oblaků zakrývajících vrcholy kopců - slabé srážky (mrholení sněhová zrna) - nejčastěji vzniká z mlhy nízká inverzní oblačnost > oblaky s vertikálním vývojem (základna ve výšce 0,5 1,5 km, zasahují do více pater) Cumulus (Cu) = kupa - osamocený, kyprý a hustý oblak s ostře ohraničenými obrysy - vzniká výhradně výstupnými proudy teplého a vlhkého vzduchu v atmosféře

16 56/Meteorologie - rozmanitá velikost, výška závislá na vývojovém stupni - spodní okraj rovný a tmavý - srážky vzácné( přeháňky) - cumulus humilis nízký, vzniká zejména v odpoledních hodinách pěkných slunečných dnů - cumulus mediocris středně vysoký, vyvíjí se při dostatečné vlhkosti vzduchu - cumulus congestus věžovitý oblak, předpokladem vzniku jsou intenzivní výstupné proudy, může se postupně vyvíjet až v cumulonimbus Cumulonimbus (Cb) = dešťová kupa - mohutný a hustý oblak, vzhledově podobný Cu - horizontálně i vertikálně výraznější než Cu - vzniká vývojem z Cu v příznivých podmínkách (dostatek vlhkosti, silné výstupné proudy) - uvnitř oblaku silné výstupné proudy teplého vzduchu (přední strana) a sestupné proudy studeného vzduchu (týlová část) - značné rozměry (výška až 15 km), v dolní části oblaku nahromaděn záporný náboj, v horní části náboj kladný - velmi tmavá základna - typické jsou průtrže mračen (silné přeháňky), elektrické výboje, silný nárazovitý vítr, blesky a hřmění - srážky kapalné, smíšené nebo sněhové, v létě často kroupy - vzniká na čele letních studených front (=frontální oblačnost) nebo v nestabilní vzduchové hmotě (bouřky z tepla, nesouvisí s frontálním systémem) Tab. 2-4 Srážková činnost typická pro základní druhy oblaků Druh oblaku Možnost vypadávání srážek Druh srážek Rozměry (mm) Cirrus Cirrostratus Cirrocumulus Altocumulus srážky v podstatě nevypadávají Altostratus Stratocumulus srážky vypadávají, v zimě se mohou dostat až k zemi, v létě se za pádu vypařují (virga) srážky vypadávají zřídka mrholení drobné sněžení 0,05-0,2 mrholení drobný déšť slabé sněžení 0,05-0,2 Stratus Nimbostratus Cumulus Cumulonimbus srážky někdy vypadávají srážky vypadávají srážky mohou vypadávat pouze v teplém období srážky vypadávají slabý déšť slabé sněžení 0,05-0,2 déšť dlouhodobého typu sněžení 0,2-0,5 déšť 0,5-1,0 v létě: lijáky 1,0-2,5 krupky 1,0-5,0 krupobití 5,0-15,0 v zimě: silné sněžení

17 57/Meteorologie Obr Základní tvary oblaků a nadmořské výšky jejich nejčastějšího výskytu

18 58/Meteorologie Ledové krystalky Obr Základní tvary ledových krystalků šesterečná krystalová soustava v oblacích směs různých tvarů šestiboký sloupek šestiboká destička šesticípá hvězdice (dendrit) Mlha stav, kdy se v přízemní vrstvě atmosféry nahromadí takové množství vodních par, že dohlednost klesne pod 1 km mlhy se tvoří vždy, když dochází k sycení vzduchu vodní parou a teplota klesne pod rosný bod hojně se tvoří mlhy v průmyslových oblastech (velké množství kondenzačních jader) časté jsou také v oblastech jezer, rybníků, mokřadů, rašelinišť kouřmo = řídká mlha (dohlednost do 10 km) Měření délky trvání slunečního svitu Obr Campbell- Stokesův slunoměr (pohled z boku) skleněná koule soustřeďuje sluneční paprsky a vypaluje čáru na registračním papíru pro jednotlivá roční období ses používají různé registrační papíry podélná osa přístroje musí směřovat k jihu přístroj musí být seřízen podle zeměpisné šířky místa měření

19 59/Meteorologie Otázky a úkoly k opakování V 1. Pokuste se analyzovat (tj. provést rozbor) obr Odpovězte zejména na tyto otázky: Jak ovlivňuje teplota vzduchu vlhkost? Proč při maximální teplotě vzduchu je vlhkost vzduchu obvykle minimální? Lze v obrázku nalézt vysvětlení pro doporučení měřit vlhkost vzduchu ráno a večer? 2. Vlhkost vzduchu Přiložený graf zobrazuje množství vody (v gramech na kilogram vzduchu) v atmosféře v závislosti na teplotě vzduchu při 100% relativní vzdušné vlhkosti. Určete množství vody při teplotě 10 C, 30 C a 50 C. Křivky tvořící grafy lze popisovat matematickými funkcemi. Z matematiky byste měli znát lineární funkce. Jedná se také v našem případě o příklad lineární funkce? 3. Posuďte podle typu počasí, kdy bude rychlost odpařování vody z povrchu pravděpodobně nejvyšší: větrné počasí, teplé počasí, suchý letní den nebo studený, klidný a suchý zimní den? Vysvětlete. 4. Jak je možné vysvětlit, že mokré prádlo uschne i při teplotách hluboko pod bodem mrazu? 5. Psychrometrická tabulka (tab. 2-2) vznikla zjednodušením úplné tabulky, kterou lze najít v literatuře. Teploty jsou odstupňovány po 0,2 C (resp. po 2 C). V případě změření jiných hodnot, než jsou uvedeny v tabulce, je možné použít tzv. aproximaci hodnot. Co je aproximace hodnot a jak se používá? 6. Jednoduchý meteorologický přístroj typu panáček a panenka je vlastně deformační hygrometr. Pokuste se objasnit jeho funkci. 7. Z Boxu 6 je zřejmé, že změna skupenství je závislá na teplotě. Rozhodněte následující tvrzení: Při stálé teplotě není skupenství vody ovlivňováno změnou tlaku (jinak řečeno změna tlaku nemůže změnit skupenství vody). Ano ne. Vysvětlení. 8. Proveďte týdenní záznam oblačnosti. Zaznamenejte typ oblačnosti (zlomkově a slovně, např. skoro jasno, 2/8), pokuste určit také typ oblačnosti (např. cumulus). 9. Nakreslete schéma, které bude zobrazovat vznik oblaků, vyznačte zde: kondenzační hladinu, hladinu ledových jader. Šipkami dále vyznačte směr změny tlaku vzduchu, vlhkosti vzduchu, teploty vzduchu. 10. Oblaky jsou bílé barvy, popř. v různých odstínech šedi. Bezoblačná obloha je modrá. Jak lze vysvětlit tyto jevy?

20 60/Meteorologie Cvičný test 5 1. Rozhodněte, která z uvedených tvrzení jsou platná: Vzor: Země je nejmenší z vnitřních planet. (tvrzení neplatí, odpověď bude ne) 1.1. Mlha je stav 100% nasycení vzduchu vodou Výskyt sněhových srážek je vázán na ledové oblaky horního patra (řasová oblačnost) Množství vody v atmosféře ovlivňuje zejména tlak vzduchu. 2. Oblaky otázka odpověď odpověď vzor Ano Ne 1.1 Ano Ne 1.2 Ano Ne 1.3 Ano Ne Určete název objektu z obrázku: a) řasová sloha, b) slohová kupa, c) dešťová kupa, d) řasová kupa, e) dešťová sloha. Popište charakter počasí, které je typické pro danou oblačnost: Vznik oblačnosti Čtěte text. Jedna z uvedených vět je chybná. Tuto větu podtrhněte (celou!) a na vyhrazené místo napište správnou podobu věty Oblaky vznikají ve výstupných proudech vlhkého vzduchu (konvektivní proudy). Výstup vzduchu může být vyvolán také výraznou terénní překážkou (pohořím) nebo v oblasti atmosférické fronty. Stoupající vzduch se postupně smršťuje, ochlazuje a roste jeho vlhkost. Při dosažení stoprocentní vlhkosti se vodní páry sráží (kondenzují). Oblaky obsahují vodu, ledové krystalky nebo obojí Doplňte vhodné slovo! je výška, v níž klesne teplota vystupujícího vzduchu na teplotu rosného bodu. Psychrometr je tvořen dvojicí teploměrů, suchým a.. 5. Nakreslete a popište oblaky spodního patra. (obrázek musí být jasně čitelný)

21 61/Meteorologie Atmosférické srážky jsou vodní kapičky nebo ledové částice vzniklé následkem kondenzace nebo desublimace vodní páry řadí se mezi tzv. hydrometeory Třídění atmosférických srážek podle délky výskytu: > trvalé - padají po delší dobu s víceméně stálou intenzitou > občasné - na určitou dobu přestávají, stálá intenzita > přeháňky - náhlý začátek a konec, proměnlivá intenzita podle příčiny vzniku: > konvekční - krátká doba trvání, velká intenzita (cumulonimbus), bouřky > cyklonální - v oblasti tlakové níže > orografické - důležitým činitelem jejich vzniku je spolupůsobení terénních překážek, vznikají na návětrné straně svahu podle vzhledu: > déšť > mrznoucí déšť - kapky při dopadu na chladný zemský povrch okamžitě mrznou - tvoří se ledovka > mrholení - tvořena z velmi drobných kapiček, kapky nelze rozeznat (mohou mrznout) > sněžení > sníh s deštěm > zmrzlý déšť - průsvitné ledové částice, padá v zimním období > kroupy - kusy ledu o velikosti 5-50 mm > rosa - usazenina vodních kapek vznikající kondenzací vodní páry z okolního vzduchu (kladné teploty) > zmrzlá rosa - nemá krystalickou stavbu > jíní - vzniká desublimací vodní páry (podobně jako rosa, ovšem při záporných teplotách), krystalická stavba, vzniká na trávě, střechách (šedý mráz), nevzniká na stromech nebo drátech > jinovatka - vzniká desublimací vodní páry (teploty obvykle nižší než -8 C), krystalická stavba, snadno se odstraňuje, není nebezpečná pro rostliny > námraza - vzniká mrznutím přechlazených kapek mlhy nebo oblaku při styku s předměty, značně přilnavá, nebezpečná (polomy, poničená elektrická vedení) Pozorování atmosférických srážek tvar srážek úhrn srážek = množství vody (kapalné i tuhé) dopadlé na vodorovnou plochu (obvykle 1 x 1 m) za určitý časový interval, měří se srážkoměrem (obr. 2-18) 1 m Válec o určité záchytné ploše, umístěný 1 m nad zemí Obr Schéma srážkoměru

22 62/Meteorologie doba trvání srážek intenzita srážek = udává množství atmosférických srážek spadlých za jednotku času (např. průtrž mračen - 45 mm/30 min) sněhová pokrývka se měří pomocí sněhoměrné tyče (zasazena pevně do země, celková výška sněhové pokrývky), výška nově napadlého sněhu se měří sněhoměrným prkénkem Geografické rozložení srážek od oceánů do vnitrozemí množství srážek klesá s nadmořskou výškou přibývá srážek do nadmořské výšky přibližně 2-3 km, posléze srážek ubývá na návětrné straně svahu více srážek než na závětrné, za horskými překážkami se tvoří srážkový stín Box 7 Extrémy atmosférických srážek nejvyšší roční úhrn srážek: Čerápundží (Ásam, Indie 1313 m n.m., 1861) mm Československo: Zbojnická chata (Tatry, Slovensko 1958 m n.m., 1938) 2725 mm nejvyšší úhrn srážek za 24 hod: Chilaos (Réunion,Indický oceán, ) 1870 mm ČR: Nová Louka (Jizerské hory, ) 345 mm nejnižší roční úhrn srážek: Iquique (poušť Atacama, Chile, 14 let nepršelo) 0 mm ČR: Velké Přítočno (okr. Kladno, 1933) 247 mm nejvyšší průměrný roční úhrn srážek: Mount Waialeale (Havaj, USA, ) mm Československo: Zbojnická chata (Tatry, Slovensko 1958 m n.m., ) mm nejnižší průměrný roční úhrn srážek: Arica (poušť Atacama, Chile, 29 m n.m., ) 0,7 mm ČR: Libědice (okr. Chomutov, ) 410 mm Proudění vzduchu vzniká v důsledku nerovnoměrného rozložení tlaku vzduchu, znamená vyrovnávání tlakových rozdílů prouděním z oblastí vyššího do oblastí nižšího tlaku Obr Základní způsoby proudění vzduchu Laminární proudění - proudění při malých rychlostech nad aerodynamicky hladkým povrchem Turbulentní (vírové) proudění Vítr směr větru = směr, odkud vítr vane > udává se obvykle v úhlových stupních nebo desítkách stupňů 90 - východní vítr (V, E) jižní vítr (J, S) západní vítr (Z, W) severní vítr (S, N) 0 - označení bezvětří > určuje se pomocí větrných směrovek (korouhví), umístěných 10 m nad zemí > orientační určení směru a rychlosti pomocí větrného rukávu (obr. 2-20)

23 63/Meteorologie rychlost větru > udává se v m/s nebo km/h (1 m/s = 3,6 km/h) > určuje se pomocí anemometrů (základ tvoří tzv. Robinsonův kříž, obr. 2-20) Obr Větrný rukáv, Robinsonův kříž Robinsonův kříž větrný rukáv (pytel) barevné provedení: bílo - černé nebo bílo - červené Beaufortova (čti Bofortova) stupnice síly větru slouží k odhadu rychlosti větru bez použití přístrojů, tj. podle účinku síly větru na různé předměty (tab. 2-5) Tab. 2-5 Beaufortova stupnice síly větru Beaufortova stupnice síly větru Beaufortův Označení a rozpoznávací znaky Rychlost (m/s) stupeň rozpětí průměr 0 Bezvětří, kouř stoupá kolmo vzhůru 0,0-0,2 0 1 Vánek, směr větru je poznatelný podle pohybu kouře, vítr však 0,3-1,5 1 neúčinkuje na větrnou korouhev 2 Slabý vítr, vítr je cítit ve tváři, listy stromů šelestí, obyčejná 1,6-3,3 2 korouhev se začíná pohybovat 3 Mírný vítr, listy stromů a větvičky v trvalém pohybu, vítr napíná 3,4-5,4 4 praporky 4 Dosti čerstvý vítr, vítr zdvihá prách a kousky papíru, pohybuje 5,5-7,9 7 slabšími větvemi 5 Čerstvý vítr, listnaté keře se začínají hýbat, na stojatých vodách 8,0-10,7 9 se tvoří menší vlny se ppěněnými hřebeny 6 Silný vítr, vítr pohybuje silnějšími větvemi, telegrafní dráty sviští, 10,8-13,8 12 používání deštníku se stává nesnadným 7 Prudký vítr, vítr pohybuje celými stromy, chůze proti větru je 13,9-17,1 16 obtížná 8 Bouřlivý vítr, vítr ulamuje větve, chůze proti větru je normálně 17,2-20,7 19 nemožná 9 Vichřice, vítr způsobuje menší škody na stavbách (strhává 20,8-24,4 23 komíny, tašky a břidlice ze střech) 10 Silná vichřice, vyskytuje se na pevnině zřídka, vyvrací stromy, 24,5-28,4 27 přináší škody bydlištím 11 Mohutná vichřice, vyskytuje se velmi zřídka, působí rozsáhlá 28,5-32,6 31 zpustošení 12 Orkán, ničivé účinky 32,7 a více 33

24 64/Meteorologie Místní větry a místní cirkulační systémy Fén = teplý, poměrně suchý a nárazovitý padavý vítr (obr. 2-21) > vzniká na závětrné straně výrazných horských překážek > vystupující vzduch se ochlazuje, dochází ke kondenzaci vodních par > na návětrné straně vypadávají četné srážky > po překonání terénní překážky se sestupující vzduch otepluje a vysušuje > rozdíl teplot na návětrné a zavětrné straně způsoben snížením vlhkosti vzduchu > název pochází z Alp (něm. slovo Föhn je poněmčelá podoba lat. favonius teplý západní vítr) > Chinook [čti činúk] - fén v oblasti Skalnatých hor (způsobuje rozdíl teplot až o 50 C za 24 hodin) Bóra = studený, nárazovitý padavý vítr (z řeč. boreas severní vítr) > vzniká na závětrné straně pohoří, kde do údolí stéká studený vzduch > malý výškový rozdíl znemožňuje jeho ohřátí > např. Polák (Krkonoše a další sudetská pohoří), Mistral (Francie, údolí Rhony) > větry tohoto typu mohou působit četné škody na lesních porostech (polomy, vývraty) Bríza = pobřežní vánek (obr. 2-22) > vzniká v důsledku teplotních rozdílů mezi povrchem vody a pevniny za jasného a klidného počasí > vzniká na okrajích moří a větších jezer Obr Schéma orografického fénu Obr Schéma brízy Den Noc moře pevnina moře

25 65/Meteorologie Vírová proudění malého měřítka vírová proudění malých rozměrů (vysokých rychlostí) Tromba = vír s vertikální osou rotace > průměr víru max. stovky metrů, vír má tvar nálevky > vzduch proudí proti směru hodinových ručiček > tromby vznikají v silně přehřátém vzduchu, často vázány na oblaky typu cumulonimbus > proudění má největší rychlost na okraji nálevky, max m/s ( km/h) > při styku se zemským povrchem působí rozsáhlé škody, může zdvihat i velmi těžké předměty > zvláště velké tromby se nazývají tornáda (twister, obr. 2-23) Obr Stavba tornáda 1 - spodní základna oblačnosti bouře 2 - pomalu rotující "wall-cloud" 3 - rychle rotující vlastní tornádo 4 - kondenzační "chobot" (nebo "nálevka") 5 - prach a trosky, vířící nad zemským povrchem Húlava = vír s horizontální osou rotace > vzniká na rozhraní výrazných vzestupných a sestupných proudění v bouřkových oblacích > dosahuje rychlostí až 20 m/s Box 8 Extrémy rychlosti větru největší rychlosti v trombách tornádech a tropických cyklónách tropické cyklóny (tropické tlakové níže) - nad tropickými oceány (5-20 severní a jižní zeměpisné šířky) - ve středu značný pokles tlaku (850 hpa) - značná rychlost větru (50-80 m/s), typické prudké nárazy, přívalové srážky - vrcholné stadium (rychlost větru více než 32,7 m/s) se označuje jako: - hurikán - Atlantský oceán - tajfun - západní část Tichého oceánu - cyklón - Indický oceán - ve středu cyklóny oko - jasné, pěkné počasí, téměř bezvětří Všeobecná cirkulace atmosféry Obr Zjednodušený model cirkulace atmosféry homogenní (=stejnorodý) povrch (pevnina nebo moře), těleso se neotáčí nejvíce ohřívaným místem je rovník, zde se tvoří výstupné proudy vzduchu vzduch proudí směrem k pólům, ochlazuje se, klesá a proudí zpět k rovníku na severní polokouli neustále severní vítr, na jižní polokouli vítr jižních směrů proudění vzduchu nad zemským povrchem je ovlivněno zejména rotací kolem vlastní osy uchylující síla zemské rotace (Coriolisova síla) vytváří několik více či méně samostatných systémů, na severní polokouli uchyluje proudění vpravo vystupující teplý vzduch (rovník) se postupně stáčí až v proudění západní (30 zem. šířky), na rovníku trvale

26 66/Meteorologie oblast tl. níže v subtropech se vzduch hromadí (tl. výše), sestupuje k povrchu, ohřívá se typické jsou pouště ze subtropů se roztéká jak k rovníku (pasáty), tak do vyšších zeměpisných šířek (západní větry) západní větry převládají mezi zeměpisné šířky, vznikají zde tl. níže i výše (frontální systémy) podél 60 zem. šířky se táhne pás nízkého tlaku vzduchu pro polární oblasti jsou typické východní větry (tl. výše) výše uvedené poznatky jsou shrnuty do obr. 2-25, pro zjednodušení se předpokládá homogenní povrch Pasáty větry vanoucí po celý rok ze subtropických tlakových výší směrem k rovníkové tlakové níži Obr Všeobecná cirkulace atmosféry na otáčející se zemi s hladkým homogenním povrchem (pro zjednodušení zobrazena pouze severní polokoule) ze španělského pasada (znamená převoz) na severní polokouli mají severovýchodní až východní směr, na polokouli jižní pak jihovýchodní směr dominují nad oceány (průměrná rychlost činí 6-8 m/s), podporují jasné a suché počasí pevniny zasahují jen okrajově, na východních březích (uplatňuje se vliv návětří) se vyskytují poměrně trvalé a vydatné pasátové deště antipasáty - proudí ve středních horních vrstvách troposféry nad pasáty Monzunová cirkulace proudění vzduchu na rozhraní oceánů a kontinentů, v průběhu daného ročního období je proudění stálé monzuny se vyskytují zejména v jihovýchodní Asii, četné jsou také nad západní částí Indického oceánu letní monzun (obr. 2-26), vane z moře na pevninu, je podmíněn převládáním nižšího tlaku vzduchu nad rozsáhlými teplejšími oblastmi pevnin, přináší převážnou část ročních srážek zimní monzun (obr. 2-26), vane z pevniny na moře, souvisí s převládáním vyššího tlaku nad chladnějšími pevninami, suché a chladné proudění je příčinou sucha v monzunových oblastech Obr Letní (vlevo) a zimní (vpravo) monzun

27 67/Meteorologie Otázky a úkoly k opakování VI 1. Pokuste se přiřadit k rozdělení atmosférických srážek podle délky výskytu příklady oblaků, pro které je daný druh typický. 2. Stanovit výskyt frontální oblačnosti (teplá, studená fronta) je v současné době mnohem snadnější než v případě konvekční oblačnosti (průtrže mračen, místní bouřky). Jakým způsobem sledují meteorologové pohyb atmosférických front? Jakým způsobem se odhaduje vydatnost srážek? 3. Často se říká, že při jasném bezoblačném počasí v noci padá rosa. Je takové tvrzení pravdivé? Pokud ano, proč není rosa považována za déšť? Pokud s tvrzením nesouhlasíte, vysvětlete způsob vzniku rosy. 4. Množství srážek (úhrn) se měří srážkoměrem. Důležitým údajem je velikost záchytové plochy srážkoměru. Vypočtěte velikost záchytové plochy pro průměr srážkoměru 100 mm. Určete průměr srážkoměru pro velikost záchytové plochy 100 cm Prohlédněte si dobře Box 7. Z uvedených údajů je zřejmé, že srážkově nejbohatší je oblast Indie a Indického oceánu. Navrhněte nějaké vysvětlení této skutečnosti. 6. Prohlédněte si obrázek 2-19 (základní způsoby proudění vzduchu). Rychlost proudění vzduchu se při překonávání terénních překážek zvyšuje. Proč? Pokuste se vysvětlit, proč jsou sněhové zábrany umisťovány v jisté vzdálenosti od komunikací a nikoliv přímo na jejich okraj? 7. Většina meteorologických přístrojů se podle dohody umísťuje 2 m nad zemí. Výjimkou je umístění anemometru (až 10 m vysoko). Jakým způsobem by mohlo být ovlivněno měření rychlosti větru při umístění anemometru těsně nad zem? 8. Rychlost větru se udává v m/s nebo km/h. Patrně víte, že 1 m/s představuje rychlost 3,6 km/h. Vypočtěte velikost záchytové plochy pro průměr srážkoměru 100 mm. 9. Srážkově nejméně bohaté jsou subtropické oblasti. Zde se také objevuje nejvíce pouští a polopouští svět. Pokuste se nalézt vysvětlení. 10. Pokus: Sestavte model tornáda (vírového proudění). Potřebovat budete 2 plastové láhve, z nichž jednu ca. z ½ naplníte vodou. Poté láhve spojíte izolepou tak, aby výsledkem byl tvar připomínající přesýpací hodiny. Nyní již stačí láhve otáčet a sledovat jak protékající voda vytváří vír připomínající tvarem tornádo.

28 68/Meteorologie Cvičný test 6 1. Rozhodněte, která z uvedených tvrzení jsou platná: Vzor: Země je nejmenší z vnitřních planet. (tvrzení neplatí, odpověď bude ne) 1.1. Rosa vzniká kondenzací vodních par z okolního vzduchu Na severní polokouli mají pasáty jihozápadní až západní směr Tajfuny jsou mohutné tlakové níže v severním Atlantiku. 2. Proudění vzduchu 3. Orografický fén otázka odpověď odpověď vzor Ano Ne 1.1 Ano Ne 1.2 Ano Ne 1.3 Ano Ne Určete název objektu z obrázku: a) pasáty, b) antipasáty, c) bríza, d) fén, e) bóra. Popište stručně mechanismus vzniku: Čtěte text. Jedna z uvedených vět je chybná. Tuto větu podtrhněte (celou!) a na vyhrazené místo napište správnou podobu věty Vzduch přetékající přes terénní překážku se ochlazuje a nasycuje vodními parami. Na návětrné straně se vytváří charakteristická oblačnost spojená se srážkami. Na závětrné straně vzduch ochuzený o vodní páry postupně klesá. Jeho teplota se snižuje a zároveň se vzduch vysušuje. Za pohořími se vytváří typická oblačnost ve formě oblačných pásů a rotujících oblaků Doplňte vhodné slovo! je studený, nárazovitý a padavý vítr. Namrzáním přechlazených kapiček mlhy nebo oblaku na předmětech vzniká Nakreslete a popište schéma orografického fénu. (obrázek musí být jasně čitelný)