4. VŠEOBECNÁ CIRKULACE ATMOSFÉRY
4.1 VZDUCHOVÉ HMOTY
ˇ velké objemy vzduchu (horizontálně tisíce km, vertikálně po tropopauzu) s nevelkými
horizontálními gradienty meteorologických prvků a s jejich zákonitou změnou s výškou
ˇ vedle sebe nebo se nasouvají nad sebe ­ odděleny atmosférickými frontami
ˇ typické vlastnosti získávají při stagnaci nebo pomalém pohybu vzduchu v oblastech svého
vzniku
ˇ geografické typy vzduchových hmot:
Vzduchová
hmota
Symbol Oblast vzniku
arktická AV
Severní ledový oceán
a přilehlá pevnina
antarktická AAV Antarktida
polární PV
kontinenty a oceány,
50-60° z.š.
tropická TV
kontinenty a oceány,
20-35° z.š.
ekvatoriálníEV
oceány blízko
rovníku
ˇ dělení vzduchových hmot podle typu aktivního povrchu, nad nímž vznikají:
­ mořské (m) ­ nad oceány
­ kontinentální (c) ­ nad pevninou
ˇ při přemisťování do jiné oblasti mění vzduchová hmota své vlastnosti ­ transformace
vzduchové hmoty (dosažení rovnováhy mezi hodnotami meteorologických prvků a
podmínkami v oblasti):
a) transformace mezi VH (např. AV  PV)
b) transformace uvnitř daného typu (např. mPV  cPV)
ˇ dělení vzduchových hmot podle termodynamického hlediska:
a) teplé VH ­ při přemisťování do dané oblasti se ochlazují, přinášejí oteplení, stabilní
zvrstvení nebo inverze, počasí: St, Sc, mrholení, advekční mlhy, nevýrazný denní chod
meteorologických prvků
b) studené VH - při přemisťování do dané oblasti se oteplují, přinášejí ochlazení, labilní
zvrstvení, počasí: Cu, Cb, bouřky a lijáky, v noci radiační mlhy, výrazně vyjádřený
denní chod meteorologických prvků
c) neutrální VH ­ v dané oblasti si po několik dnů zachovávají své základní vlastnosti,
stabilní i labilní zvrstvení
39
4.2 ATMOSFÉRICKÉ FRONTY
ˇ atmosférická fronta ­ ostře vyjádřená přechodná vrstva oddělující vzduchové hmoty
ˇ frontální čára (fronta) ­ průsečnice frontální plochy se zemským povrchem
ˇ hlavní atmosférické fronty ­ oddělují geografické typy VH:
a) arktická fronta AF (AV x PV)
b) polární fronta PF (PV x TV)
c) tropická fronta TF (TV x EV resp. rozhraní mezi pasáty) ­ též tropická zóna
konvergence
ˇ klimatická fronta ­ průměrná dlouhodobá poloha hlavních atmosférických front
4.2.1 Vznik (frontogeneze) a zánik (frontolýza) front
ˇ kinematický mechanismus ­ deformační pole proudění v oblasti barického sedla
frontogeneze: izotermy rovnoběžné s osou roztažení x nebo s ní svírají úhel menší než
45
frontolýza: opačný případ
ˇ deformační pole na Severní polokouli
4.2.2 Podmínky rovnováhy frontální plochy
ˇ stacionární fronta ­ proudění podél čáry fronty
ˇ úhel sklonu frontální plochy:
ˇ na rovníku ukloněná plocha fronty nemůže existovat (sin  = 0)
4.2.3 Atmosférické fronty v poli tlaku a větru
4.2.4 Pohyblivé fronty
ˇ pohyblivá fronta ­ složky rychlosti směřující k frontě ­ izobary ve tvaru písmene
V protínají čáru fronty
ˇ vertikální složky rychlosti ­ výstup vzduchu (anafronta), sestup vzduchu (katafronta)
4.2.4.1 Teplá fronta
ˇ teplá fronta ­ část fronty přemisťující se na stranu relativně chladnějšího vzduchu
ˇ anafronta ­ vznik oblaků Ns, As, Cs ­ šířka pásu oblaků 700-900 km
ˇ trvalé srážky z Ns (cca 300 km), popř. sněžení z Ns a As
ˇ průběh počasí: Ci, Cs, pokles tlaku, zesilování větru  As přecházející v Ns, trvalé srážky,
zesiluje vítr, pokles tlaku se zpomaluje  po přechodu fronty vzestup teploty, stočení
větru doprava, ustávají srážky, pokles tlaku přerušen nebo zpomalen
40
4.2.4.2 Studená fronta
ˇ studená fronta ­ část fronty přemisťující se na stranu relativně teplejšího vzduchu
ˇ postupující studený vzduch zpomalován třením ­ tvar tupého klínu
ˇ studená fronta 1. druhu (anafronta) ­ oblaka Cb, Ns, As, Cs  přeháňky a bouřky z Cb
přecházejí v trvalé srážky z Ns, srážkové pásmo užší než u teplé fronty
ˇ studená fronta 2. druhu (anafronta, od 2-3 km katafronta ­ sestup teplého vzduchu 
inverze subsidenčního typu) ­ oblaka Cb s bouřkami a přeháňkami (50-100 km) ­ ve
studeném vzduchu podružné studené fronty
ˇ pokles tlaku před příchodem fronty, vzestup tlaku po přechodu
4.2.4.3 Okluzní fronta
ˇ okluzní fronta ­ studená fronta postupuje rychleji než teplá, takže při povrchu se po určité
době mohou střetnout dvě studené vzduchové hmoty ­ která postupovala za studenou a
ustupovala před teplou frontou  proces splývání front (okludování, okluzní bod):
a) neutrální okluze ­ stejná teplota VH, nevytvoří se fronta
b) teplá okluzní fronta ­ studený vzduch za studenou frontou relativně teplejší než
studený vzduch před teplou frontou
c) studená okluzní fronta ­ opačný případ než b)
ˇ kombinace oblačných systémů a počasí splývajících front
4.2.5 Vliv orografických podmínek na atmosférické fronty
ˇ teplá fronta snadno překonává horské překážky
ˇ studená fronta zadržena pohořím, obtéká je, deformace fronty ­ orografická okluze
4.3 VŠEOBECNÁ CIRKULACE ATMOSFÉRY (VCA)
ˇ systém stálých vzdušných proudění velkého měřítka (rozměry kontinentů a oceánů) od
zemského povrchu do spodní mezosféry
ˇ hlavní faktory: sluneční záření, rotace Země (Coriolisova síla), nehomogenity zemského
povrchu, tření
ˇ homogenní nerotující Země: rovník ­ nízký tlak, póly ­ vysoký tlak
ˇ homogenní rotující Země: subtropy ­ dynamicky podmíněné pásmo vysokého tlaku,
subpolární šířky (cyklonální činnost) ­ nízký tlak  3 cirkulační mechanismy
ˇ základní zákonitosti VCA:
a) převážně vírový charakter
b) převaha horizontálních rychlostí nad vertikálními
c) převaha zonálního proudění nad meridionálním
d) nestacionárnost proudění
e) změny směru a rychlosti proudění od vrstvy k vrstvě
41
f) změny směru a rychlosti proudění od sezóny k sezóně
g) převládající západní přenos vzduchu v troposféře a spodní stratosféře
4.3.1 Cirkulace a počasí v tropických šířkách
ˇ transport přebytku energie od rovníku k subtropům prostřednictvím Hadleyho buňky
ˇ faktory: malé rozdíly mezi vzduchovými hmotami, malá Coriolisova síla (chybí ostře
vyjádřené fronty a frontální cyklony), velmi výrazná konvekce
ˇ složky: tropická zóna konvergence, pasáty, monzuny, tropické cyklony
4.3.1.1 Tropická zóna konvergence
ˇ pásmo nízkého tlaku vzduchu s konfluencí proudění a tvorbou kupovité oblačnosti
ˇ během roku se posunuje v závislosti na poloze Slunce v rozsahu asi 40 šířkových stupňů
­ TZK v blízkosti rovníku: dvě vnější (konvekce, oblačnost, srážky) a jedna vnitřní zóna
(slabé větry ­ pásmo rovníkových tišin)
­ posun TZK na sever od rovníku: na sever od TZK suché, jasné počasí, 300-600 km na
jih silná konvekce, bouřky, lijáky (druhotná zóna konvergence)
4.3.1.2 Pasáty
ˇ španělsko-arabské pasada ­ převoz (využití pasátů při plavně plachetnic)
ˇ silné, stálé severovýchodní (SP) a jihovýchodní (JP) větry vanoucí z oblasti vysokého tlaku
v subtropech k rovníku od 20 z. š. zimní polokoule do 30 z. š. jižní polokoule (1/3
povrchu Země) ­ 5-8 m.s-1
, východní části oceánů
ˇ vertikální struktura pasátů:
­ vrstva spodních pasátů
­ vrstva pasátové inverze (sesedání vzduchu v subtropických anticyklonách a ochlazování
vzduchu od povrchu)
­ vrstva horních pasátů
ˇ počasí: pasátová inverze brání vývoji kupovité oblačnosti (často Sc)  bez srážek nebo
drobný déšť
4.3.1.3 Antipasáty
ˇ odtok vzduchu ve výšce od rovníku k subtropům
ˇ ve svrchní troposféře většinou proudění o malých meridionálních složkách rychlosti
4.3.1.4 Monzuny
ˇ arabské mausin ­ sezóna, roční doba
42
ˇ stálá vzdušná proudění sezónního charakteru nad značnými částmi zemského povrchu,
vyznačující se náhlou, protichůdnou nebo téměř protichůdnou změnou převládajícího
směru větru mezi zimním a letním obdobím
ˇ termicky podmíněné rozdíly v rozložení tlaku vzduchu
ˇ zimní monzun ­ proudění z pevniny (vyšší tlak) na oceán (nižší tlak)
ˇ letní monzun ­ proudění z oceánu (vyšší tlak) na pevninu (nižší tlak)
ˇ hlavní monzunová oblast je přední Indie a východní Asie (Čerrápuňdží v pohoří Khásí ­
nejdeštivější místo na světě)
4.3.1.5 Tropické cyklony
ˇ nejsilnější a nejdestruktivnější typ cyklonálních bouří s různými místními názvy:
hurikán ­ Atlantský oceán; tajfun ­ Dálný Východ; cyklón ­ Bengálský záliv; uragán ­
střední Amerika; orkán ­ jižní část Indického oceánu (Madagaskar ­ Maskarény); Willi-
Willies ­ Indický oceán (Austrálie ­ Kokosové ostrovy)
ˇ rozměry 150-500 km, rychlosti větru 120-200 km.h-1
, tlak v centru klesá až na 950 hPa,
energii získávají z latentního tepla při intenzivní kondenzaci (silné srážky)
ˇ ,,oko" tropické cyklony ­ sestupné pohyby v centrální části víru, bez oblaků, bezvětří
ˇ vznikají v pásmu 8-15 z.š. z východních vln nebo slabých níží při povrchových teplotách
oceánů nad 27 C a pohybují se od východu k západu, přičemž jsou Coriolisovou sílou
uchylovány k vyšším šířkám ( mimotropické cyklony)
ˇ východní vlny ­ pomale se pohybující (300-500 km za den) brázdy nízkého tlaku vzduchu
v pásmu východního proudění mezi 5-30 z.š.; konvergence na jejich východní (zadní)
straně vede k výstupu vlhkého vzduchu, přeháňkám a bouřkám
ˇ tropické cyklony jsou pojmenovávány střídavě mužskými a ženskými jmény
ˇ extrémní srážky během tropické cyklony jsou často příčinou povodní
ˇ v pobřežních oblastech je jejich účinek kombinován s bouřlivým vlnobitím a vysokým
přílivem (náhlý vzestup vodní hladiny ­ tzv. bouřlivý příliv)
ˇ velmi destruktivní účinky ­ např. cyklón v Bengálském zálivu v listopadu 1970 ­ 200 tisíc
obětí, hurikán Andrew v srpnu 1992 v USA 43 obětí a škody za 25 miliard USD
4.3.2 Cirkulace a počasí mimotropických šířek
ˇ západní přenos vzduchu (polární oblasti ­ východní proudění)
ˇ intenzivní cyklonální činnost (cyklony, anticyklony)
4.3.2.1 Mimotropické cyklony
ˇ cyklona (oblast nízkého tlaku vzduchu) ­ vzduch natéká proti směru ručiček hodinových
dovnitř a v centru vystupuje nahoru (oblačno, deštivo)
ˇ rozdělení cyklon podle vzniku:
43
a) termické ­ v létě nad pevninou a v zimě nad teplejšími oceány, nevelké rozměry, slabě
vertikální vyvinuty (do 1,5 km)
b) frontální
­ vysvětlení vzniku:
a) formuje se frontální vlna (vlny dynamicky stabilní a instabilní), studený vzduch proniká
do teplého a teplý vyklouzává nad studený, pokles tlaku vzduchu
b) stadium mladé cyklony ­ zesilují fronty, výkluz teplého vzduchu, formuje se teplý
sektor, vírová cirkulace, tepelná a tlaková asymetrie
c) stadium okludování ­ okluzní fronta, teplý vzduch je vytlačován od povrchu (snížení
těžiště  potenciální energie na kinetickou  do cirkulace více okolního vzduchu)
d) odumírání cyklony ­ teplý vzduch vytlačen od povrchu, cyklona teplotně symetrická
(ve studeném vzduchu), kinetická energie spotřebovávána na tření, obnovuje se
frontální rozhraní
Průběh počasí při přechodu mladé cyklony a okludující cyklony
ˇ regenerace cyklony - jsou-li teploty na obou stranách okluze rozdílné
ˇ centrální cyklona ­ symetrická, nepohyblivá, rozsáhlá a hluboká deprese (po několika
regeneracích)
ˇ
pohyb cyklon ve směru všeobecného přenosu vzduchu ve střední a horní troposféře
(zpravidla od západu k východu) ­ 30-40 km.h-1
ˇ série (rodina) cyklon ­ jednotlivé cyklony se vyvíjejí za sebou a vytváří řetězec
v severním Atlantiku nebo Pacifiku - každá cyklona se pohybuje na severovýchod,
prohlubuje se a pak okluduje ­ proto cyklony přicházející na západ Evropy jsou již často
okludované; meridionální výměna vzduchu
4.3.2.2 Anticyklony
ˇ anticyklona (oblast vysokého tlaku vzduchu) ­ vzduch klesá v centru a vytéká po směru
ručiček hodinových ven (jasné počasí)
ˇ vznik: termicky (ochlazování vzduchu od povrchu) nebo ve spojení s cyklonami na
frontách
ˇ dělení anticyklon podle charakteru přízemního tlakového pole a jeho změn:
a) stacionární subtropické anticyklony (např. Azorská, Havajská) ­ 10-40 z.š. nad
oceány, 3000-4000 km, tlak o 5-20 hPa vyšší než průměrný tlak na rovnoběžce,
vertikálně vyvinuty, na periférii pasáty
b) putující anticyklony ­ hřebeny vysokého tlaku vzduchu mezi dvěma cyklonami stejné
série
c) anticyklony, uzavírající sérii cyklon ­ vznikají z putujících anticyklon, jejichž pohyb
se zastavil nebo přestal
d) stacionární (sezónní) studené anticyklony mírných šířek (Sibiřská, Kanadská) ­ přes
3000 km, přízemní inverze (600-800 m), tlak do 1040 hPa, slabě vertikálně vyvinuty
44
e) arktické a subarktické zimní anticyklony ­ mohutná inverze, stálost, silná divergence
proudnic a větry na periferii
ˇ počasí: slabé větry, převládající sestupné pohyby  pěkné počasí (historie VH)
a) jasno (Cu humilis, popř. vlnová oblaka Sc, Ac), sucho, v noci radiační mlha
b) oblaka St, Sc s mrholením a mlhami (podzim, zima)
4.3.2.3 Mimotropické monzuny
ˇ monzuny mírných šířek ve východní Asii (sezónní střídání tlaku vzduchu na pevnině)
ˇ ,,evropský monzun"
4.3.2.4 Typy cirkulace mimotropických šířek
a) zonální typ
obvykle přenos vzduchu ve směru západ-východ (nízký tlak ve vyšších šířkách, vysoký
v nižších) ­ postup pohyblivých cyklon a anticyklon ­ zeslabena meridionální výměna
tepla ­ Evropa: advekce vzduchu z Atlantského oceánu (zima ­ teplý vzduch, léto ­
studený vzduch)
b) meridionální typ
přenos vzduchu v meridionálním směru (nepohyblivé studené centrální cyklony a teplé
blokující anticyklony vedle sebe) ­ Evropa: vpády studeného AV nebo teplého TV
ˇ cirkulační indexy ­ charakterizují cirkulaci na základě rozdílů tlaku vzduchu mezi
klíčovými oblastmi, např.:
Southern Oscillation Index ­ viz ENSO (kap. 7.3)
North Atlantic Oscillation Index (NAOI) ­ rozdíl normovaného (průměr dělený
směrodatnou odchylkou) přízemního tlaku vzduchu mezi Lisabonem (Azorská výše) a
Stykkisholmurem (Islandská níže) ­ kladné NAOI: intenzivní západní cirkulace v Evropě
4.4 VŠEOBECNÁ CIRKULACE NA ZEMI
4.4.1 Tropická zóna konvergence (TZK) a monzunová cirkulace
ˇ TZK se meridionálně posunuje během roku
ˇ v oblasti Asie je zimní sibiřská anticyklona vystřídána letní iránskou níží, což má vliv na
vznik monzunů
4.4.2 Subtropické pásmo vysokého tlaku vzduchu
ˇ na jižní polokouli nad oceány tři velké oblasti vysokého tlaku vzduchu po celý rok,
v červenci další nad Austrálií (ochlazení pevniny)
ˇ na severní polokouli dvě velké anticyklony nad oceány ­ Azorská nad Atlantským a
Havajská nad Tichým oceánem, zesilují od ledna k červenci a posunují se více k severu
45
ˇ východní část anticyklon sušší (intenzivnější subsidence), západní vlhčí (slabší subsidence,
vzduch putující nad oceány se sytí vlhkostí)
4.4.3 Proudění a tlak ve vyšších šířkách
ˇ výrazné rozdíly v rozložení pevnin a oceánů na obou polokoulích ovlivňují tvorbu
tlakových center
ˇ na severní polokouli v zimě nad pevninou Sibiřská a Kanadská anticyklona (chladný
vzduch k jihu), nad oceány Islandská a Aleutská níže spíše jako oblasti v průměru nižšího
tlaku vzduchu
ˇ na severní polokouli v létě nižší tlak na kontinentech, výrazná Asijská níže, Azorská a
Havajská výše
ˇ na jižní polokouli díky výrazné anticykloně nad Antarktidou, obklopené pásmem nižšího
tlaku, výrazná západní cirkulace
4.5 VŠEOBECNÁ CIRKULACE VE VYŠŠÍCH VRSTVÁCH
ATMOSFÉRY
ˇ proudění ve vyšších vrstvách troposféry:
­ a) západní větry od asi 25 z.š. k pólům, kde vytváří cirkumpolární cirkulaci kolem
polárních níží
­ b) tropické pásmo vysokého tlaku vzduchu mezi 15-20 s.š. a j.š.
­ c) východní větry mezi oběma tropickými pásy vysokého tlaku
4.5.1 Rossbyho vlny
ˇ vlny vznikající v západním výškovém proudění na severní polokouli na styku chladného
polárního a teplého tropického vzduchu hlavně v zimních měsících (nejsilnější cirkulace):
a) počáteční stadium ­ jet-stream a západní proudění severně od průměrné pozice ­ silné
západní větry ­ slabá meridionální výměna
b) přechodná stadia ­ proudění se rozšiřuje, roste jeho rychlost, zvlnění s rostoucí
amplitudou
c) koncové stadium ­ komplexní narušení a buněčná fragmentace proudění ­ hluboké
studené deprese v nižších šířkách a hluboké teplé blokující anticyklony ve vyšších
šířkách mírného pásu
ˇ fragmentace obvykle začíná na východě a šíří se na západ asi o 60 délky za týden
4.5.2 ,,Jet streamy" (trysková proudění)
ˇ jet stream ­ úzké zóny ve vyšších vrstvách atmosféry, kde proudění dosahuje velmi
vysoké rychlosti (při velkých teplotních gradientech), maximální rychlost klesá od centra
k okrajům:
46
47
­
polární jet stream ­ 35-65 z.š. obou polokoulí mezi chladným polárním a teplým
tropickým vzduchem (okraj Rossbyho vln) ve výšce 10-12 km s rychlostmi 350-450
km.h-1
­
subtropický jet stream ­ při tropopauze nad Hadleyho buňkou (teplotní kontrast na
okraji buňky) s rychlostmi 345-395 km.h-1
­ tropický jet stream ­ směřuje z východu na západ, jen v létě, omezen na jihovýchodní
Asii, Indii a Afriku
4.5.3 Cirkulace ve vertikálním řezu