1 6. Systémy počasí •počasí – okamžitý stav atmosféry (ve vrstvě od zemského povrchu po tropopauzu), charakterizované souborem meteorologických prvků (např. teplota, tlak a vlhkost vzduchu, oblačnost) a meteorologických jevů (např. rosa, bouřka, mlha) v daném místě – velká časová a prostorová proměnlivost počasí •povětrnost – ráz počasí během několika dnů 2 6.1 Putující cyklony a anticyklony •putující cyklony a anticyklony jsou příčinou změn počasí •cyklony: výstup vzduchu – hustá vrstevnatá oblaka – déšť nebo sníh ® cyklonální srážky •cyklonální bouře – velký tlakový gradient, silný výstup vzduchu – silný vítr, velký déšť nebo sněžení •putující cyklony lze dělit na: • a) frontální cyklony mírných a polárních šířek – od slabých po cyklonální bouře • b) tropické cyklony tropického nebo subtropického pásma – od mírných po destruktivní •anticyklony: sestupné pohyby, jasné počasí (někdy kumuly), v centru slabé a proměnlivé větry •putující anticyklony ve středních šířkách 3 6.1.1 Vzduchové hmoty •vzduchová hmota - velký objem vzduchu (horizontálně tisíce km, vertikálně po tropopauzu) s téměř jednotnými charakteristikami teploty a vlhkosti vzduchu •typické vlastnosti získávají při stagnaci nebo pomalém pohybu vzduchu v oblastech svého vzniku •při přemisťování do jiné oblasti (vliv tlakového gradientu) mění vzduchová hmota své vlastnosti – transformace •dělení vzduchových hmot podle zeměpisné šířky (geografické typy vzduchových hmot): Tab_1 4 •dělení vzduchových hmot podle typu aktivního povrchu, nad nímž vznikají: –mořské (m) – nad oceány –kontinentální (c) – nad pevninou Obr_6 5 •dělení vzduchových hmot podle termodynamického hlediska: • a) teplé – při přemisťování do dané oblasti se ochlazují, přinášejí oteplení, stabilní zvrstvení nebo inverze • b) studené - při přemisťování do dané oblasti se oteplují, přinášejí ochlazení, labilní zvrstvení • c) neutrální – v dané oblasti si po několik dnů zachovávají své základní vlastnosti 6 6.1.2 Studená, teplá a oklusní fronta •fronta – ostře vyjádřená hranice oddělující jednu vzduchovou hmotu od druhé •pohybuje-li se jedna vzduchová hmota do druhé, fronta svírá malý úhel s povrchem 7 Obr_2 Obr_2 Studená fronta 1. druhu 2. druhu •klín postupujícího studeného vzduchu, vynucený výstup teplého vzduchu – cumulonimby Cb, bouřky, přeháňky 8 Obr_6 9 •teplý vzduch se pohybuje na stranu studeného a vystupuje po jeho klínu se vznikem oblaků nimbostratus Ns, altostratus As a cirrostratus Cs, z nichž (Ns, As) mohou vypadávat trvalé srážky Obr_2 Teplá fronta 10 Obr_6 11 •studená fronta postupuje rychleji než teplá, takže při povrchu se po určité době mohou střetnout dvě studené vzduchové hmoty – která postupovala za studenou (SV1) a která ustupovala před teplou frontou (SV2): • a) teplá okluzní fronta – SV1 je teplejší než SV2 • b) studená okluzní fronta – SV1 je studenější než SV2 Obr_2 Okluzní fronta SV1 SV2 SV1 SV2 12 Obr_6 13 6.1.3 Frontální cyklony •dvě anticyklony na kontaktu na polární frontě, mezi nimi brázda nízkého tlaku vzduchu, kde se začíná utvářet frontální cyklona Obr_6 14 Obr_6 •vysvětlení vzniku frontální cyklony: •a) formuje se frontální vlna, 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 •c) stadium okludování – okluzní fronta, teplý vzduch je vytlačován od povrchu •d) odumírání cyklony – teplý vzduch vytlačen od povrchu, obnovuje se frontální rozhraní 15 Obr_2 16 6.1.4 Počasí na frontálních cyklonách •stadium okludující cyklony •stadium mladé cyklony img401 6.1.5 Dráhy cyklon a rodiny cyklon •na severní polokouli jsou dráhy cyklon koncentrovány do blízkosti Islandské a Aleutské níže (van Bebberova cyklonální dráha Vb – extrémní srážky, povodně) Obr_6 18 •jednotlivé cyklony se vyvíjejí za sebou a vytvářejí řetězec v severním Atlantiku nebo Pacifiku •rodina cyklon: cyklona se pohybuje na severovýchod, prohlubuje se a pak okluduje – proto cyklony přicházející do západní Evropy jsou již často okludované Obr_6 19 6.1.6 Tornáda •tornádo – malý cyklonální vír spojený s bouřkovým oblakem s velkými rychlostmi větru před studenou frontou •projevuje se jako temný chobot (nasávání prachu, vody, předmětů) ze spodní základny kumulonimbu se šířkou 100-450 m u země s rychlostmi až kolem 400 km.h-1; chobot tornáda se během pohybu svíjí a kroutí; dosáhne-li na zem, velké škody •nejčastější a nejintenzivnější jsou tornáda ve středu a na jihovýchodě USA, ale mohou se vyskytnout např. i v ČR (http://www.chmi.cz/torn/) •oběti na životech a škody jsou vázány na úzké pásmo postupu tornáda Tor_Pampa1 Tor_Pampa2 Tor_Pampa3 20 Obr_6 Tor_StLouis1 Tor_unCity1 21 Tornádo v Litovli dne 9. června 2004 – intenzita F3 podle Fujitovy stupnice (F0–F5) – škody přes 100 milionů Kč Zdroj: www.chmi.cz, www.djax.cz 22 6.2 Tropické a rovníkové systémy počasí •na jedné straně malé rozdíly mezi vzduchovými hmotami, malá Coriolisova síla (chybí ostře vyjádřené fronty a frontální cyklony), na druhé straně velmi výrazná konvekce 6.2.1 Východní vlny a slabé ekvatoriální níže •východní vlny – pomale se pohybující (300-500 km za den) brázdy nízkého tlaku v pásmu východního proudění mezi 5-30º z.š.; konvergence na jejich východní (zadní) straně vede k výstupu vlhkého vzduchu, přeháňkám a bouřkám Obr_6 23 •slabé ekvatoriální níže – formují se v blízkosti centra ekvatoriálních brázd; konvergence vlhkého vzduchu ve středu vede ke konvektivním bouřím (viz obr. v kap. 6.1.5) 6.2.2 Tropické cyklony a jejich dopady •tropická cyklona - nejsilnější a nejdestruktivnější typ cyklonálních bouří, označovaný v Atlantském oceánu jako hurikán a v západním Pacifiku a v Indickém oceánu jako tajfun •Saffir-Simpsonova stupnice inten-zity tropických cyklon Obr_6 24 •vznikají v pásmu 8-15° z.š. z východních vln nebo slabých níží při povrchových teplotách oceánů nad 27 ºC a pohybují se k západu, přičemž jsou Coriolisovou sílou uchylovány k vyšším šířkám (® mimotropické cyklony) • • • • • • • • • • • • • • •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) • Obr_6 25 •tropické cyklony jsou pojmenovávány střídavě mužskými a ženskými jmény •velmi destruktivní účinky – např. hurikán Andrew v srpnu 1992 si v USA vyžádal 43 obětí a škody za 25 miliard USD •v pobřežních oblastech je jejich účinek kombinován s bouřlivým vlnobitím a vysokým přílivem (náhlý vzestup vodní hladiny – tzv. bouřlivý příliv) •extrémní srážky během tropické cyklony jsou často příčinou povodní • “oko” tropické cyklony – sestupné pohyby v centrální části víru, bez oblaků, bezvětří Obr_6 26 hurr-floydandrew-compare 27 6.3 Oblačnost, srážky a globální oteplování •vzestup teploty povrchové vrstvy oceánů asi o 1 ºC ® růst výparu ® růst obsahu vodní páry v atmosféře (skleníkový plyn) ® zesílení oteplování •vodní pára ® tvorba oblaků ® odraz krátkovlnného záření (ochlazování) a pohlcování dlouhovlnného záření (oteplování) ® bilance –20 W.m-2 – podle modelových výpočtů oblaka mají přispívat při dalším oteplování k ochlazování, ale jejich efekt nebude tak silný •růst obsahu vodní páry a oblaků by měl přispět k růstu srážek ® růst srážek v subpolárních a polárních šířkách (sníh) ® růst albeda ® ochlazování •růst obsahu vodní páry v atmosféře při pokračujícím globálním oteplování tak může přispívat jak k jeho zesilování, tak i k jeho zeslabování 28 Literatura •Netopil, R. a kol. (1984): Fyzická geografie I. SPN, Praha. Kap. 2.4: s. 93-115. •Strahler, A., Strahler, A. (2006): Introducing Physical Geography. Wiley, New York. Kap. 6: Weather Systems, s. 184-211.