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

Atmosférické proudění obecně

15. ledna 2016 v 10:43 | Meteoaktuality.cz |  Zajímavosti
V tomto článku se zaměříme na základy proudění v atmosféře naší Země. Článek by měl přinést základní informace o tom, co to vůbec proudění a proudnice jsou, jak lze proudění klasifikovat a jaký je průběh základních proudnic. V závěru článku bude krátká zmínka o proudění v tlakových útvarech, výklad jejich problematiky je ve speciálním článku. (viz Tlakové útvary a podmínky počasí v nich)

Co si představíme pod pojmem proudění? Pod tím si představme přesun vzduchových hmot určitých fyzikálních vlastností v určitém směru, přes určitá místa atmosféry. Proudění existuje v celé atmosféře Země a má různý charakter, směr a intenzitu.

Co jsou to proudnice? Jsou pomyslné křivky představující určitý tvar, kdy je v každém jejich bodě směr shodný se směrem rychlosti proudění. Proudnice můžeme rozlišit na sbíhavé a rozbíhavé, jinými slovy konfluentní a difluentní.

Co jsou to trajektorie? Opět pomyslné čáry, které ale spojují body polohy určité vzduchové částice v různém čase. A od proudnic se odlišují až na výjimky v případech, kdy se jedná o stacionární proudění, což charakter proudění, které se nemění s časem. Proudění se ale v naší atmosféře stále mění a vyvíjí, takže nelze v atmosféře dosáhnout plošnějšího stacionárního proudění.

Klasifikace proudění
Proudění lze rozdělit na dvě složky a to na geostrofické proudění a gradientové proudění.

Geostrofické proudění - je důsledkem odlišných hodnot tlaku vzduchu a to přepočteného na hladinu moře i konstantního tlaku. V atmosféře působí složky, které mají tendenci vyrovnávat zmíněné rozdíly (gradienty) tlaku vzduchu. Síly působí tedy na vzduchové částice a ty jsou v důsledku nichž vychylovány. Pokud by síly nepůsobily, tak by docházelo k rychlému vyrovnání gradientů tlaku vzduchu a tlakové útvary by brzo zanikaly. Tomu by pomohla absence rotace Země kolem osy. Nejvýznamnější silou je Coriolisova síla.

Ta má dvě složky (horizontální a vertikální) s tím, že vertikální složka je největší na rovníku. Každopádně je o cca čtyři řády menší ve vztahu k tzv. zemské tíži a v meteorologii není tedy nijak významná. Naopak horizontální složka je na rovníku rovna nule, na severní polokouli se orientuje vpravo a na jižní vlevo ve směru pohybu. Při pohybu dané vzduchové částice začne působit Ciriolisova síla a vychýlí danou vzduchovou částici na určitou stranu (viz výše) a to do doby než je dosažena rovnováha v podobě stejné velikosti horizontální složky Coriolisovy síly a současně síly gradientu tlaku vzduchu avšak mají opačný směr. Takové proudění je nazýváno geostrofickým větrem či prouděním.

Gradientové proudění - je prouděním ve vztahu k tlakovým útvarům. To, že základními tlakovými útvary v atmosféře jsou tlakové výše a tlakové níže, dále poté hřebeny vysokého tlaku vzduchu a naopak brázdy nízkého tlaku vzduchu znáte z několika zde publikovaných článků. Při rovnováze mezi prouděním a tlakem vzduchu směřují proudnice podél izobar, pokud pomineme sílu tření. V tlakových nížích a též v místech s nízkým tlakem vzduchu se proudnice na severní polokouli otáčejí proti směru hodinových ručiček = cyklonální zakřivení a v oblastech s vysokým tlakem vzduchu ve směru hodinových ručiček = anticyklonální zakřivení.

Proudění v tlakové níži
Z hlediska zajištění kontinuity proudění je sbíhavost proudnic v nižších hladinách atmosféry nahrazena vzestupnými pohyby vzduchu v centrální části útvaru a v horní části útvaru dochází naopak k rozbíhavosti pohybů a vzduch z tlakové níže "vytéká". Vzestupné pohyby v tlakové níži podporují vznik oblačnosti a proto je tento tlakový útvar charakterizován jako útvar špatného počasí, tedy hodně oblačného, s čímž souvisí i ostatní významné projevy počasí.

Proudění v tlakové výši
Ve spodních výškách útvaru dochází k rozbíhání proudnic a "vytékání" vzduchu z výše. Následkem toho existují v centrální části výše sestupné pohyby vzduchu = subsidence. Tyto sestupné pohyby zapříčiní tedy v těchto útvarech rozpad oblaků a proto je tlaková výše charakterizována jako útvar pěkného počasí, až tedy na již též zmíněné výjimky (odkážeme například na článek Vertikální pohyby vzduchu) a obecně malá oblačnost přináší počasí bez význačných projevů, klidné počasí. Oproti nížím zde ale panují horší rozptylové podmínky, často v zimě vyúsťující ve smog.

Co to je výšková frontální zóna? Jedná se o přechodový pás ve střední a vyšší troposféře, v němž jsou zvýšené horizontální grdienty 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.

Několik zajímavostí a příkladů důsledků TP
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 větry 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.

Doporučená a použitá literatura: Kopáček, J. Bednář, J. Jak vzniká počasí?, 2009.
Simons, P. a kol. Extrémy počasí - síly přírody, 2006 (Česká verze Pavel Vereš a kol.)
 

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