Počasí nás ovlivňuje den co den, 365dní v roce, a můžeme ho jen do jisté míry odhadnout nebo předpovědět.

Atmosférické proudění na Zemi

18. ledna 2016 v 9:47 | Meteoaktuality.cz |  Zajímavosti
Vedle obecného pohledu na problematiku cirkulace či chcete-li proudění vzduchu ve vztahu k tlakovým útvarům a k tlakovému gradientu je tu téma konkrétních převládajících cirkulací na Zemi a ty by měl vyložit tento článek. Přinést by měl přehled toho nejdůležitějšího, co se týče proudění vzduchu, byť se zdá být tato problematika dosti složitá, tak je nutno poznamenat, že při pochopení souvislostí už tak složitá nebude. Na druhé straně meteorologické procesy jsou všeobecně složité a ani jejich studium není lehké.

Na Zemi panuje vlivem nehomogenního ohřívání povrchu rozdílné proudění, neboť jak bylo už několikrát v jiných článcích řečeno, tak sluneční záření je tzv. "motorem" počasí. Na základě toho je Země rozdělena do několika kategorií s převládajícím prouděním, tzv. oblasti a buňky. Samostatně stojí tzv. tryskové proudění vyskytující se ve vysokých výškách, o němž je zmínka pro zajímavost na konci článku.

Oblasti s převažujícím prouděním na Zemi



Zemi můžeme rozdělit dle cirkulace do několika oblastí. Začneme u rovníku, kde se proudění utišuje a panuje se klidné počasí, půjdeme přes dvě základní oblasti, zvané buňky a to Ferrelovu a Hadleyho až k samotnému tryskovému výškovému proudění.

Rovníkové tišiny - kolem rovníku dochází k zániku proudění a vyskytují se zde tedy oblasti bez větru. Na rovník jsou vázány severovýchodní pasáty, které vanou směrem k němu.

Hadleyovy buňky - je systém proudění, kde dochází ke stoupání teplého vzduchu na rovníku a rozlévání do vyšších hladin atmosféry. Tento vzduch poté opět klesá a to v oblastech přibližně kolem 30°severní a jižní šířky a ochlazuje se. Obě buňky mají tedy počátek na rovníku.

Ferrelovy buňky - jedná se o oblasti, kde část vzduchu z Hadleyových buněk se dostává směrem k pólům a klesá v oblastech kolem 60°severní a jižní šířky.

Polární buňky - jsou oblasti pólů, kam vane část klesajícího vzduchu a střetává se s tamním polárním vzduchem = oblast polárních front. Teplý vzduch začne stoupat a část se vrací, klesá a ukončuje cirkulaci Ferrelových buněk. Druhá část proudí k pólům, klesá a vrací se zpět k rovníku = polární východní větry, které jsou konečnou fází polární cirkulace.

Co je to Coriolisova síla? Je zjednodušeně řečeno jev důsledku zemské rotace. Pokud by neexistovala proudění by existovalo jen v trasách tropy a póly a zpět. V důsledku rotace je proudění odkláněno a to na severní polokouli vpravo a na jižní vlevo oproti jeho původní trase.

Co to je výšková frontální zóna? Jedná se o přechodový pás ve střední a vyšší troposféře, v němž jsou zvýšené horizontální gradienty teploty a tlaku vzduchu v poledníkovém směru mezi tlakovými útvary - vysokého a nízkého tlaku vzduchu. V některých oblastech je málo patrná, v jiných může být ale naopak zvýrazněna. Zvýrazněna je například mezi Azorskou tlakovou výší a Islandskou tlakovou níží (viz článek Tlak vzduchu a jeho chod) a pro zajímavost lze uvést, že její délka dosahuje až 13 000km, šířka 600km a její horní hranice dosahuje až 17km. Zvláštností této frontální zóny je rozbíhavost izohyps na její přední straně a jejich sbíhavost v týlu zóny a v centrální části zón jsou naopak izohypsy značně husté. Tyto frontální zóny souvisejí s atmosférickými frontami, nicméně nemůžeme konstatovat, že jde o totéž.

Výšková frontální zóna = část termobarického pole, atmosférická fronta = rozhraní mezi jednotlivými vzduchovými hmotami různých fyzikálních vlastností. (viz patřičný článek o Frontálních vlnách, kde je tato problematika poměrně široce objasněna)

Tryskové proudění
Je součástí výškové frontální zóny a ve tvaru tzv. trubice se rozkládá v ose této zóny. Proudění dosahuje velmi vysokých až lze říci extrémních rychlostí a dlouhé může být tisíce kilometrů, šířka stovky a tloušťka několik kilometrů. Tryskové proudění představuje veškeré extrémní projevy počasí na Zemi, tj. nejen velmi silné poryvy větru, ale toto proudění odklání tlakové útvary od jejich drah a může způsobit blokaci v podobě pozdržení anticyklon (je odpovědno za výrazná sucha v určitých oblastech) a nebo naopak cyklon (je odpovědno za veškeré povodňové situace) nad danou oblastí.

Protože je tryskové proudění velmi zajímavým dějem, trochu více rozebereme jeho podstatu a výskyt. Jedná se o proudění vzduchu rychlostí až 480km/h na vrcholu troposféry a to přibližně ve výšce 8-16km na Zemí. Na každé polokouli se nachází jeden druh TP dvakrát a to TP polární fronty - v mírném pásmu, je nejsilnější a subtropické TP - kolem rovníku. TP směřuje převážně od západu na východ, někdy je ovšem vychýleno více k severu a nebo k jihu. Vzniká na základě značných gradientů teplot a tlaku vzduchu mezi vzduchovými hmotami na vrcholu atmosféry. Polární TP se tvoří v místech, kde naráží na subtropické TP. Pokud se prudce srazí dvě fyzikální odlišné vzduchové hmoty, (studená a teplá) vzniká značný rozdíl v tlaku vzduchu. Opět zde "úřaduje" Coriolisova síla, jejíž existence a podstata je popsána v prvních odstavcích článku. Tato síla odchyluje TP a to se pohybuje podél hranice těchto odlišných vzduchových hmot a právě proto je vedeno od západu na východ.

TP nelze z povrchu Země spatřit, ale v letecké dopravě je schopno způsobit skutečně komplikace a to pokud se letadlo v těchto velkých výškách dostane na okraj pásma těchto neuvěřitelně rychlých proudění. Toto proudění, které nebylo ještě před druhou světovou válkou prakticky odhaleným a probádaným jevem má na počasí velký vliv. Dokáže dát možnost vzniku bouřek, zesílit jejich průběh a unášet je daleko od místa vzniku. Pomáhá nasát stoupající oblak vzduchu v centru bouře. Tyto větru dokáží změnit běžnou cyklonu v silnou bouři, neboť vtáhnou vzduch velmi rychle, že dojde k extrémně velkému poklesu tlaku a hluboká níže je na "světě". Právě síla a poloha tohoto proudění ovlivňuje zásadně počasí v dané oblasti. V letním období se TP polární přesouvá více na sever a tak může teplejší vzduch proudit nad Severní Ameriku, do Evropy a na sever Asie. V zimním období je tomu většinou naopak a z Arktidy do těchto oblastí proudí studený vzduch. Tryskové proudění není v žádném případě rovná čára, neprobíhá v rovném pásu, ale značně se zatáčí. To vyvolává značné změny počasí a to hlavně vlivem toho, že zákruty proudění dokáží setrvat nad danými oblastmi i dlouhou dobu. TP tedy způsobilo mnohé extrémní počasí, jako například sucho v JZ Evropě v létě 2005, vlivem zatáčky severně od zemí na JZ Evropy a tam se udržovala trvale anticyklona, která zabránila postupně cyklonám do těchto oblastí. Poté se ovšem TP naopak zatočilo nad střední a JV Evropu a zapříčinilo naopak velké povodně. Bylo tedy příčinou mnoha známých přírodních katastrof nejen v Evropě, ale i v Americe a Asii. Proto je TP v poslední době bedlivě sledováno a také předpovídáno, aby mohly být včas odhaleny jeho možné dopady na počasí, byť příliš dopředu se zajisté přesně odhadnout nedají.

Mimořádné nárazy větru, které byly též "prací" TP způsobily velmi silné poryvy větru při hurikánu Floyd nad Floridou roku 1987. Vznikl tzv. "Jet streak", který přesunul cyklonu přes Atlantik velmi rychle v důsledku čehož vznikly velmi silné poryvy větru. Cyklona zasáhla Anglii a byla nejsilnější za posledních 250 let.

TP lze označit za vzduchové řeky, dálnice, klikaté a nevyzpytatelné cesty vzduchu ve velkých výškách v troposféře, které určují extremitu počasí na Zemi. Tyto vzduchové toky si pohrávají s tlakovými útvary, řídí cirkulaci a jejich rozložení nad planetou.

Místní větry
V určitých oblastech planety se pravidelně vyskytují výjimečné větry, které byly na základě periodicity lidmi pojmenovány a řada z nich přináší extrémní projevy a jsou tedy nebezpečné. Výrazně zhoršují počasí v určité oblasti po určitý čas. Mnoho z nich je hodně známých, ale existuje jich celý řada. Za známé lze zcela jistě označit fén, (viz patřičný článek) bóru, mistral, brízu, harmatan, chinook či halub. Existují ale i jiné ve vzdálenějších oblastech jako je například zonda, pampero, seistan a další. Tyto větry vyvolávají podmínky daných oblastí, tj. teplotní podmínky, podmínky tvaru reliéfu - svahy, údolí, horské masivy atd.

Mistral vane v údolí francouzské řeky Rhony a dosahuje i přes 150km/h. Chinook je prudkým, ale teplým větrem, který fouká ze svahů Skalistých hor v USA a Kanadě. V Chorvatsku vane docela známá bóra, i když někteří návštěvníci této destinace o ní nemusejí ani vědět, neboť zde byli v období, kdy se nevyskytuje. To je chorvatské pobřeží klidné, jak ho většina zná, ale při situaci, kdy se rozfouká bóra vanoucí od moře, bičují pobřeží obrovské vlny. Stalo se tak například nyní před několika dny. V jižní Kalifornii se vyskytuje prachová bouře santa ana a tamní časté požáry šíří pak rychlostí blesku. A ze střední Evropy známe fén, tomuto jevu se věnuje náš nedávný speciální článek popisující co to fén je a jakými oblaky se vyznačuje.

Fén = vzduch ztrácí vlhkost při proudění přes horskou překážku, poté se rychle zvyšuje jeho teplota, kdy stéká po druhé straně překážky dolů. Někdy je nazýván jako požírač sněhu, protože vlivem rychlého oteplení dochází k rychlé oblevě. Jeho častým spouštěčem je situace, kdy se cyklona dotkne jižní strany Alp. Na územím Francie a Itálie spadnou veškeré srážky (vlhkost) a poté vzduch vysychá, rozpadá se oblačnost. Když sestupuje na opačné straně překážky, tak s současně otepluje. Detailně je proces fénu a oblačnost s ním spojená popsán v článku Co je to fén a fénové oblaky?

Mistral = je tlačený studený vzduch do údolí jako důsledek tlakového gradientu mezi anticyklonou nad horským masivem a cyklonou pod ním. Z definice vyplývá, že mistral je studený vítr a také je dosti prudký - tak říkajíc padavý, odborně řečeno katabatický. (viz dále) Studený vzduch snášející se po svazích nabírá obrovské rychlosti a někdy vane obrovskou rychlostí i po dobu dvou týdnů.

Harmatan = naopak velice horský suchý a prašný vítr vyskytující se na Sahaře a v západní Africe. Nad pouští nabírá prach a otepluje se . Je extrémně suchý, že dokáže po svém přechodu zanechat na vegetaci smutné následky. Ta v důsledku suchého a horkého větru vadne.Vyvolává také nemoci u obyvatelstva, proto je velice nebezpečný. Vysvobozením pro ně i pro okolní vegetaci je období dešťů, které následuje po jeho" řádění".

Bríza mořská = v důsledku oteplení povrchu během dne vzduch stoupá a od vodní plochy je čerpán studený vzduch.

Bríza pevninská = v noci se povrch naopak ochlazuje a z teplejšího povrchu vodní plochy tento vzduch proudí na pevninu.

Vítr anabatický = stoupání vzduchu po svazích a sunutí se údolím v důsledku oteplení svahů údolí slunečním svitem v průběhu dne. Lze tedy zjednodušeně nazývat jako denní vítr.

Vítr katabatický = naopak vzduch se sune ze svahu dolů a proudí údolím v důsledku ochlazení vzduchu, čímž dle zásad atmosférické fyziky zhoustne a je tedy těžší. (obdobně jako sestupné pohyby vzduchu a naopak stoupavé pohyby při konvekci, kdy je povrch oteplován a vznikají tzv. bubliny teplého vzduchu a ty začínají stoupat vzhůru, tj. problematika konvekce)

Pro zajímavost uveďme ještě vítr Santa Ana, což je jihokalifornský vítr vanoucí z oblasti vysokého tlaku vzduchu do vnitrozemí přes pohoří k oblastem s nízkým tlakem vzduchu. Je to též horký vzduch a suchý, který se při svém postupu ještě více otepluje. Tento vítr je tak horký, (ještě více než Harmatan) že přímo sežehne listí vegetace, oproti pouhému vadnutí v důsledku Harmatanu. Vane v podobě složitých vírů. Je jasné, že tento vítr je poslem požárů, které neuvěřitelně intenzivně rozdmíchává. Jeho poryvy lze těžko předpovídat, zaviní navíc mnoho negativních dopadů i na lidstvu. Nejhorší a nejrozsáhlejší požáry zavinil v roce 2003. Též stojí za zajímavost vítr s naopak pozitivními účinky, trefně je nazýván Doktor Fremantle a jedná se o podobu mořské brízy. Od moře je nasáván studený vzduch a odpoledne ochlazuje rozpálenou pevninu a přináší úlevu místním obyvatelům. Je o to silnější, o co větší je rozdíl mezi teplotou na pevnině a teplotou moře. Pokud je rozdíl značný, vzniká velice silná bríza.

Mořská cirkulace
Vedle proudění ve vzduchu existují i mořské proudy, ty jsou pro počasí a tím pádem klima, tj. pro možný život na Zemi také důležité. Mořské proudy jsou neobyčejně silné a dokáží přemístit velké množství vody o různé teploty na velké vzdálenosti za poměrně krátký čas.

Nejznámější je beze sporu proud Golfský, který ovlivňuje značně počasí v Evropě. Většina proudů, stejně jako Golfský, je teplých. Velmi dlouhý stoupavý proud, zvaný Západní příhon, se nachází v Jižním oceánů nad Antarktidou. Zpět k nejznámějšímu a nám blízkém Golfském proudu, který je zároveň nejmohutnější na severní polokouli. Přenáší až 135 miliard litrů vody za sekundu. Golfský proud tedy zvyšuje teplotu zejména na severu a dodává do těchto polárních oblastí také vlhkost. Naopak chladné proudy snižují srážkovou činnost nad pevninami. Mezi studené proudy patří již zmíněný Západní příhon, ale také proud Peruánský, Západoaustralský či částečně Bengálský, který se postupně ve vodách jižního Atlantiku ohřívá. Teplých proudů je mnoho, vedle nejznámějšího jmenujme Severopacifický, Monzunový, Jižní rovníkový, Brazilský, Kanárský či větší část Bengálského.

Mořští živočichové využívají pravděpodobně těchto proudů, aby se dostali k potravě a váží tak skutečně dalekou cestu. každopádně mořské proudy jim značně pomáhají. Tyto proudy mají ale, jak bylo již uvedeno výše, velký dopad na počasí zejména na pevninách. Chladné proudy přinášejí suché počasí a podporují vznik pouštních oblastí, naopak teplé proudy jsou zdroji vlhkosti, dochází ke tvorbě oblačnosti a častým srážkám, v mnohých oblastech často při vhodných podmínkách či alespoň sezónně (například u nás) i k bouřkám. Pokud by došlo ke změně proudu a to jakéhokoli, mělo by to dopad na vývoj počasí v dané oblasti. Společně s tím by mohlo dojít ke změně dalších proudů a tím pádem ke změně počasí v dalších oblastech. Pro Evropu je Golfský proud důležitý, neboť nám přináší teplé počasí a ač to mnozí neradi slyší, tak i dostatek vlhkosti nutný pro vznik srážkově významné oblačnosti. Srážky jsou totiž druhým velmi důležitým faktorem. Z toho tedy vyplývá, že kdyby se Golfský proud odklonil či zeslábl a nepřinášel by tolik tepla a vlhkosti, které jsou právě současný život ve většině zemských lokalit tak důležité, znamenalo by to značné změny ve vývoji počasí a klimatu a to by mělo i katastrofální dopady na život v daných oblastech zejména v podobě nedostatku tepla a srážek. Záleželo by na intenzitě a podobě změny proudu či proudů. Takže i přesto, že z důvodu převahy teplého JZ/Z proudění v některých zimních sezónách jsou takové zimy teplé a s nedostatkem sněhu a mnozí se stěžují právě na časté teplé počasí (byť nelze hovořit komplexně za Evropu) bychom si měli přínosu tepla a vlhka tímto proudem velice vážit.

Článek vykládá komplexně převažující proudění a ustálené cirkulace na Zemi, jednak v podobě proudění v atmosféře obecně a v podobě místních větrů a jednak také v podobě proudění pod hladinou moří a oceánů. Dokazuje, že všude je přítomna nějaká cirkulace, která určuje klimatické podmínky v daných oblastech a objasňuje co je příčinou těchto cirkulací, jak vzniká dané proudění či místní vítr a jaké mají případně také tyto cirkulace následky. Dokazuje též, že v cirkulaci hraje hlavní roli sluneční svit a teplota, jejíž je záření hlavním zdrojem. A do třetice z výkladu vyplývá, že veškeré děje a cirkulace na Zemi spolu souvisejí a to více či méně a též z přehledu vyplývá zajímavý poznatek, že vše má své opodstatnění a vše zařízeno tak, aby byl možný na většině míst život a to ať v podobě dobrých, špatných či dokonce extrémních podmínkách s tím, že tyto podmínky se místo od místa stále mění a říkáme jim povětrností podmínky nebo-li počasí.

Doporučená a použitá literatura: Brucley, B. a kol. Počasí - Velký obrazový průvodce, 2004 (CZ 2006)
Simons, P., Reader´s Digest Association Limited. Extrémy počasí - síly přírody, 2006 (CZ 2010)
 

1 člověk ohodnotil tento článek.

Nový komentář

Přihlásit se
  Ještě nemáte vlastní web? Můžete si jej zdarma založit na Blog.cz.
 

Aktuální články

Reklama

Meteo Aktuality - aneb vše o počasí

> Webová stránka MA (články, aktuality, další aplikace jako například radar, detekce blesků ČHMÚ, diskuzní fórum a další)

http://meteoaktuality.cz


> FCB stránka MA (aktuality z dění v počasí a všeobecně)

http://facebook.com/pocasi.aktuality

> Twitter profil (propojen s Facebookem)

https://twitter.com/meteoaktuality

> Google+ stránka (nejdůležitější aktuality a zajíamvosti)

Google+ MA

> Blog MA (nově založený pro psaní zajímavostí z meteopraxe i teorie, pro informace zde na Blog.cz, jste právě zde!)

> TV video kanál MA (videa o počasí, vše zajímavé i důležité v jeho dění)

http://www.youtube.com/user/MeteoaktualityTV?feature=mhee