Rozmary počasí Lidé již odnepaměti v okamžicích, kdy se příroda rozběsní a ohrožuje jejich města, lesy nebo celá území, pociťují překvapení a bezmoc... Jakmile se potom přírodní živly utiší, rychle na ně zapomínají, a jsou tak znovu překvapení a zděšení ve chvíli, kdy propukne další katastrofa. Interaktivní výstava navržená a vytvořená: Centre Sciences, CCSTI de la région Centre (Centrum pro vědecký výzkum regionu Centre střední Francie) a l Association des Étudiants médiateurs scientifiques de l IUT v Tours, (Asociace Studentů IUT Tours pověřených popularizací vědy) za odborné podpory Météo-France regionu Centre a CNRS-LPCE v Orléans Grafická úprava: Zinzoline Orléans Tisk: API Saint Denis en Val Makety: Centre Sciences a Caroline Bourlier Orléans
1 Tlaková výše a tlaková níže Atmosférický tlak je jednou z veličin, které meteorologové používají pro popis počasí. Vyjadřuje se v hektopascalech. Tlakovou níží (cyklónou) se nazývá oblast nízkého tlaku. Čím více se přibližujeme ke středu této oblasti, tím je tlak nižší. Tlakovou níži často provází oblačnost a srážky. Tlakové výše (anticyklóny) jsou oblasti vysokého tlaku. Čím blíže se přibližujeme k jejich středu, tím je tlak vyšší. Tlakové výše jsou spojeny se stabilním, většinou pěkným počasím. Coriolisova síla Na severní polokouli se větry v okolí anticyklón otáčejí ve směru hodinových ručiček. Větry v anticyklónách se otáčejí opačným směrem. Kvůli Coriolisově síle, která vzniká otáčením zeměkoule, je směr stáčení výše uvedených větrů na každé polokouli přesně opačný.
2 - Kapka vody Srážky vznikají, když se milióny miniaturních kapiček vody nebo ledových krystalků tvořících mrak zvětší natolik, že začnou díky působení zemské přitažlivosti padat dolů. Rozlišujeme dva hlavní druhy záplav: Blesková povodeň: vzniká, když kvůli velmi intenzivnímu dešti spadne na zem takové množství vody, které zem nemůže vstřebat a vznikající stružky a potoky odvést. Její nejčastější příčinou jsou pomalu se přemísťující bouře. Tento typ záplav vzniká často v údolích a roklích. Rozsáhlé záplavy: jejich příčinou jsou oblasti nízkého tlaku pokrývající rozsáhlá území a spojené s vytrvalým deštěm na rozsáhlém území. Tyto záplavy často vznikají tak, že voda vystoupí z koryta a rozlije se po kraji. Když nám nebe padá na hlavu. To, jestli na zem padá déšť, kroupy či sníh, závisí na teplotě vzduchu, kterým částice vody během svého pádu procházejí. Velikost dešťových kapek může být různá: od miniaturních kapiček mžení až po veliké kapky tropických bouří.
3 Pozor sucho!!! Sucho je definováno na základě průměrného množství vody, které spadne na dané území během daného období. Na vzniku období sucha se dnes podílejí velkou měrou i lidé. Ve Francii hovoříme o suchu, pokud v průběhu minimálně patnácti dnů spadne méně než 0,2 mm srážek. Sucho může zachvátit velké části kontinentů a trvat i několik let. Důsledky mohou být katastrofální: nedostatkem vody trpí pěstované plodiny i dobytek, rostliny schnou a vzniká riziko požárů. Období sucha se cyklicky opakují. Díky poznatkům o přemisťování velkých mořských proudů, jako je například El Niño, mohou dnes meteorologové takováto období sucha předvídat. Jev zvaný El Niño Teploty povrchové vody během tzv. roku El Niño (dole, 1987) a v roce, kdy k tomuto jevu nedošlo (nahoře, 1985). Teploty nižší než průměrné jsou vyznačeny modře a zeleně, teploty vyšší než průměrné žlutě, oranžově a červeně. Teplý proud El Niño je schopen způsobit značné tepelné změny.
4 Kdo seje vítr. Vítr je meteorologický úkaz, který můžeme pozorovat až do výšky 20 km, tedy v oblasti troposféry. Toto přemísťování vzduchu vzniká díky zemské rotaci a rozdílům mezi tlaky a teplotami vzduchu v různých oblastech zeměkoule. Větry na severní polokouli jsou stáčeny od východu směrem na západ a na jižní polokouli v opačném směru. Pasáty a západní větry (jet-streamy) jsou stálé větry. Monzun je vítr, který se vyskytuje pouze v určitých ročních obdobích. Místní větry jako mistral, libecciu, tramontana, autan, fén a sirocco jsou specifické větry vznikající díky tvaru zemského povrchu. Studená fronta Příchod masy studeného vzduchu je vždy doprovázen větrem a vzestupem teplého vzduchu: jedná se o tzv. studenou frontu, která je často předcházena deštěm.
5 Pozor bouře! Tornáda: Jedná se o prudké atmosférické víry o průměru 10 až 100 km obíhající okolo vertikální osy, ve kterých vane prudký vítr o rychlosti 100 až 500 km/h. Tornáda vznikají z velkých bouřkových mraků. Jejich přechod nad územím je doprovázen silnými dešti. Síla větru a jeho vzestupný směr mohou způsobit rozsáhlé škody. Ve Spojených státech vzniká ročně okolo 1000 tornád, ve Francii okolo 180. Cyklóny: Jedná se o tlakové níže o průměru mezi 30 a 100 km, které vznikají nad teplými a tropickými oceány díky intenzivnímu vypařování vody. Coriolisova síla je uvádí do rotace. Tyto větry mohou vanout rychlostí až 300 km/h. Ve středu cyklónu je vítr slabší a nebe čisté: toto místo se nazývá oko cyklónu. Přechod cyklónu je doprovázen přívalovým deštěm a způsobuje značné škody. Během jednoho roku vzniká přibližně 100 cyklónů. Meteorologové dokáží předvídat trasu, po které se cyklón bude pohybovat. Síla tornád Síla Rychlost větru Označení 0 60 až 100 km/h Lehké 1 110 až 170 km/h Mírné 2 170 až 240 km/h Silné 3 240 až 320 km/h Pustošivé 4 320 až 410 km/h Ničivé 5 vyšší Katastrofální
6 Co se děje na obloze Oblaka, bílá a nadýchaná jako chomáčky bavlny, mohou mít různé tvary, které rozdělujeme do dvou hlavních kategorií. Kupovitá (latinsky cumulus) oblaka jsou objemná a bující, a jsou předzvěstí nestabilního počasí. Slohovitá (latinsky stratus) oblaka jsou plochá a rozvrstvená a oznamují nám stabilní atmosféru. Oblaka se dále dělí podle výšky, ve které se nalézá jejich spodní hrana: Ve výšce nad 5000 metrů se nacházejí řasová oblaka (cirry), která mohou oznamovat příchod fronty. Ve výškách mezi 5000 a 2000 metry se tvoří altokumuly, jejichž kupovitý tvar je předzvěstí příchodu fronty, a altostraty, tenoučká závojnatá oblaka shodných tvarů rozložená na velké ploše, která mohou přinášet déšť nebo sníh. Ve výškách do 2000 metrů se mohou vyskytovat: Kumulonimby: impozantní mraky stoupající až do výšky 10 000 m, které vždy přinášejí srážky a silný vítr, někdy též bouře. Kumuly: nízké izolované mraky s jasně zřetelnými obrysy, které provází klidné počasí. V létě se mohou proměnit na kumulonimby. Straty: velice časté na pobřeží a na horách, přinášejí slabý déšť, mrholení nebo jemný sníh.
7 Znáš tu divnou barvu před bouří Každý den vypukne ve světě přibližně 500 000 bouří. K tomu, aby se vytvořil bouřkový mrak (kumulonimbus) je zapotřebí tří složek: vlhkosti, nestability a vzestupného proudění. Díky vzestupnému a sestupnému proudění vzduchu vznikají elektrické náboje odlišných znamének: krystalky ledu, které se nacházejí v horní části mraku jsou nabity kladně, zatímco kapičky vody v dolní části jsou nabity záporně. Pod mrakem, v blízkosti země, vzniká další oblast s kladným nábojem. Z rozdílu nábojů vznikají elektrické výboje: vidíme blesk. Blesk svou teplotou roztáhne vzduch a dojde k vytvoření akustické vlny: slyšíme hrom. Bouře Zde vidíme, jak v rozmezí 24 hodin putují blesky Francií od Dunkerque po Marseille. Jejich četnost se postupně snižuje, až nad Korsikou blesky zcela zmizí. Blesk Typy blesků a hromobití závisí na rozložení kladných a záporných elektrických nábojů v mraku, v okolí mraku a v blízkosti země.
8 Předpovídejme počasí! Meteorologie se rychle rozvinula díky využívání elektronických přístrojů. 24 hodinové předpovědi jsou dnes úspěšné z 85% a předpovědi na 5 až 6 dní se vyznačují také značnou přesností. - Sondovací balony s velkým množstvím malých elektronických čidel jsou vysílány až do výše 30 km a zachycené údaje jsou přenášeny na zem. - Na zemi se využívají radarová zařízení, která umožňují stanovit povahu a rozsah srážek. Toto je velmi užitečné zejména pro kontrolu záplav. - Meteorologické družice, které krouží po zemské oběžné dráze, poskytují běžné fotografické i infračervené snímky. Některé jsou vybaveny radary a radiometry, které dokáží měřit různé vlastnosti atmosféry i zemského povrchu: teplotu, vlhkost a v dohledné době i rychlost větrů. Družice nikdy nespí Družice jako Noaa či Météosat snímají zemi nepřetržitě 24 hodin. Pořízené snímky jsou k nahlédnutí na internetových stránkách Météo-France (www.meteo.fr).
9 Od sběru údajů po zprávy o počasí Francouzské centrum vesmírné meteorologie v bretaňském Lannionu přijímá a zpracovává satelitní snímky. Centrální ústav v Toulouse nepřetržitě počítačově zpracovává tisíce informací z celého světa (teplota, tlak, směr a síla větrů, vlhkost ). Numerický simulační systém ARPEGE umožňuje vytvářet mapy, jejichž analýzou meteorologové dospívají k vytváření celostátních i místních předpovědí. Regionální meteorologické ústavy přijímají předpovědi a upravují je s použitím jimi zaznamenaných místních údajů. V těchto ústavech pracují meteorologové, jejichž úkolem je zaznamenávat místní údaje, upřesňovat předpovědi ARPEGE a převádět tyto předpovědi na měřitelné veličiny: stanovují tak maximální a minimální teplotu, intenzitu a dobu trvání srážek, sílu větru Konečné předpovědi jsou zasílány do médií, která s nimi seznamují veřejnost. Mezi počátečním měřením a zveřejněním předpovědi uběhne pouze několik hodin. Pokud hrozí příchod nebezpečného jevu, jsou upozorněny bezpečnostní služby. Numerická předpověď Simulační systém Arpège poskytuje dvakrát denně předpověď pro celou zeměkouli. Originalita tohoto systému spočívá v možnosti zobrazovat stav v různých výškách: od 20 km nad Evropou až po 250 km nad póly. Tento nástroj byl vyvinut ve spolupráci s Evropským centrem pro střednědobé předpovědi (3 až 8 dní).
10 Zdroje poznatků o dávných klimatických podmínkách Nejlepším zdrojem poznatků o dávných klimatických podmínkách jsou záznamy vytvořené lidmi: lodní deníky, rodinné archivy, informace o cenách obilovin atd Z těchto zdrojů však můžeme čerpat informace pouze o posledních 300 letech. Abychom se mohli vrátit v čase ještě dál, je nutné použít některé z následujících technik. Vrty v ledovcích Šířka ledovcové vrstvy vzniklé v průběhu jednoho roku nás informuje o rozsahu srážek a chemickou analýzou této vrstvy můžeme získat údaje o teplotách. Díky zkoumání bublinek vzduchu uvězněných v ledu si můžeme vytvořit obrázek o složení atmosféry v dané době, zatímco míra kyselosti nás poučí o hlavních sopečných událostech. Dno jezer a oceánů Sedimenty nashromážděné v průběhu času na dně vodních ploch, zkameněliny a pyly primitivních rostlin, umožňují zkoumat proměny klimatu. Dendrochronologie Studie šířky letokruhů umožňuje vytvářet archivy sahající až do doby před několika tisíci let. Vrstvy korálů Korály žijí po staletí a rostou tak, že za každé roční období přibude jedna vrstva uhličitanu vápenatého. Tyto vrstvy nám přinášejí poznatky o proměnnách ročních období.
11 Mohou se klimatické poměry měnit? Přírodní příčiny - dlouhodobé klimatické změny Odchylkami zemské oběžné dráhy dochází k různým úrovním osvícení a potažmo ke změnám teploty zemského povrchu. Oceánské proudění zmírňuje klima na našich pobřežích. Sopečné erupce a dopady meteoritů zdvihly do vzduchu velká množství prachu, které zřejmě zastínily sluneční záření, a způsobily tak ochlazení. Lidské příčiny - krátkodobé změny Skleníkový efekt existoval vždy. Bez jeho působení by naše planeta zmrzla. Člověk k němu přispívá vypouštěním oxidu uhličitého do atmosféry: oteplování klimatu v průběhu posledních 120 let je toho zřetelným důsledkem. Skleníkové plyny Vrty povedené v Grónském ledovci umožnily zjistit, že teploty vzduchu a koncentrace oxidu uhličitého se proměňují stejným způsobem již 160 000 let.