Janitza.cz

Janitza Electronics se zabývá vývojem a výrobou energeticky úsporných systémů. Je výrobcem digitálních měřidel, systémů SEMS, univerzálních multimetrů, regulátorů jalového výkonu, systémů pro řízení spotřeby, ¼ hodinového maxima a dalších přístrojů nejvyšší kvality.

KBH.cz

Společnost KBH vyrábí, dodává a instaluje komponenty pro kompenzaci jalového výkonu. Zákazníky jsou elektromontážní firmy, výrobci rozvaděčů, projektanti, velkoobchody a velkoodběratelé elektrické energie. Společnost nabízí kvalitní komponenty a služby za velice příznivé ceny.

28. května 2008, Autor: varner
Nezařazené články

Zápisník o počasí

Pohled skrz dešťovou kapku

V minulém čísle jsme se zabývali různými druhy mraků a příčinami jejich vzniku. Dnešní díl Zápisníku budeme věnovat srážkám a jejich útvarům, ale rovněž vzniku atmosférických frontálních systémů, které mají nemalý vliv na vznik srážkové činnosti.

Vše, co můžeme nazývat srážky je důsledkem narůstání vodních kapek či ledových krystalků v oblacích. Právě malé vodní kapky a ledové krystalky způsobují růst oblaků, které když pak narostou do příslušných rozměrů, jsou vlivem gravitace stahovány směrem k zemskému povrchu. Výsledný efekt pádu mraků je zapříčiněn dvěma ději.
První, nazývající se koalescence, nastává nejčastěji v kupovitých oblacích s velkým vodním obsahem. Vodní kapičky a krystalky jsou tak malé, že je navzdory gravitaci udrží odpor vzduchu a vzestupné vzdušné proudy. Kapky ovšem mohou do sebe narážet a poté spolu splývat příčinou turbulence oblaku. Vznikají tak větší kapky, které když jsou velké do určité míry, mohou z oblaku vypadávat. Při pádu se srážejí s dalšími kapkami, spojují se s nimi a následně zvětšují a nakonec dosáhnou podoby deště.
V druhém ději hrají důležitou roli ledové krystalky v oblaku. Tento děj se nazývá Findeisenův a Bergeronův proces. Dochází k němu zejména ve vertikálně mohutných oblacích středních až vysokých zeměpisných šířek, kde se vyskytují převážně přechlazené vodní kapky. Jedná se o vodu schlazenou na bod mrazu, nikoli však zmrzlou. Důležité je, že tlak nasycené vodní páry nad ledovými krystalky a přechlazenými vodními kapkami se výrazně liší. Pokud jsou v oblaku současně obě skupenství, molekuly vody pak přechází z vodních kapek na ledové krystalky. Krystalky pak rychle rostou až do určité velikosti, až začnou padat. Při pádu narůstají koalescencí a podle teploty vzduchu pod oblaky tají nebo zůstávají zmrzlé.

Třídění srážek
Srážky můžeme klasifikovat podle jejich podoby dopadu na zem. Srážky mohou však během svého pádu přes teplý a suchý vzduch zcela vyschnout, proto nemusí na zem dopadnout vůbec. Srážky také obvykle dělíme na tři hlavní skupiny podle doby jejich trvání. Jsou to srážky:

  • Trvalé (nepřetržité s malými překážkami)
  • Občasné (přerušované, nemají charakter přeháněk)
  • Přeháňky (mají krátké trvání)
  • Útvary srážkové činnosti
  • Déšť a přeháňky

Jako déšť označujeme srážky, které dopadají na zem ve své kapalné podobě. Tento klasický déšť můžeme třídit podle dohlednosti, velikosti kapek a druhu oblaku z něhož padá. Nejslabší podobou deště je mrholení, což chápeme jako drobné a husté kapky jemnější však než kapky kouřma, což je podoba slabé mlhy. Klasické dešťové kapky mají velikost od 0,5 mm do 6,5 mm.
Srážky mohou být také trvalé a občasné. Zcela to závisí na velikosti a druhu oblaku. Trvalý déšť můžeme pozorovat zpravidla z rozsáhlých vrstevnatých oblaků (nimbostratu, altrostatu), což je důsledek frontální aktivity. Přeháňky pak obvykle vypadávají z kupovitých oblaků, které jsou tvořeny konvekcí při instabilitě atmosféry.

Bouřky
Bouřky jsou vydatné dešťové srážky, které jsou doprovázeny silným větrem, blesky, ohlušujícím rachotem hromů, někdy i kroupami. Za tvorbou bouřky stojí tři složky – vlhkost, instabilita a výstupné pohyby. Vývoj bouřky má tři stádia: rozvoj, zralost a rozpad.
Stádium rozvoje nastává, když teplý a vlhký vzduch stoupá do výše, kde je vzduch za normálních okolností chladný. Vzduch stoupá, ochlazuje se a kondenzuje. Vznikají tak mraky. Aby se mohl oblak dále rozvíjet, je nutné, aby střední a horní atmosféra byla labilně zvrstvená, neboť ohřívá stoupající vzduch. Pokud se tak oblak rozvinul až v cumulonimbus, jeho vertikální vývoj se zastaví, jakmile dosáhne tropopauzy (konečné hranice troposféry). Oblak se zde rozšiřuje dále s plochým vrcholem, který může připomínat kovadlinu. Teplota v těchto výškách je hluboko pod 0° C, vrchol oblaku tak tvoří krystalky ledu. Vlivem zemské tíže a ochlazování oblaku a za přispění srážek začne klesat dolů a vytváří se oblast sestupných pohybů v oblaku. Oblak vstoupil do fáze zralosti, což znamená nejničivější fázi bouřky. Výstupné a sestupné pohyby vzduchu vedou k tvorbě opačných elektrických nábojů, což se ve výsledném efektu projeví jako blesk. Právě díky blesku dochází k rozpínání vzduchu a vytváření zvukové vlny, která se projeví jako hrom. Elektrické napětí pak výrazně zvyšuje koalescenci v oblaku a tedy výrazné srážky, které mohou vést i k záplavám, kroupám a ničivým větrům.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mrznoucí déšť
Tento typ deště vzniká v chladném období, kdy je teplota u povrchu mraků pod bodem mrazu. Tehdy vypadávají přechlazené vodní kapky. Jestliže kapky při pádu do nižší vrstvy zmrznou, vzniká tzv. zmrzlý déšť. Pokud pak tyto kapky na povrchu země zamrzají, jedná se o déšť mrznoucí.

Sníh
Sníh se tvoří též v oblacích, které obsahují ledové kapky. To je pouze tehdy, kdy v hladinách střední a nízké troposféry převládá teplota výrazně pod bodem mrazu. Vodní pára tak sublimuje v nepatrné pevné částice, krystalky se postupně spojují a vznikají sněhové vločky, které padají k zemi jakmile jsou dostatečně těžké.
Zajímavou okolností může být, že nejideálnější podmínky pro tvorbu sněhu jsou mírně pod bodem mrazu. Čím je totiž vzduch teplejší, tím více vlhkosti obsahuje a tím mohou být vločky větší.

Kroupy
Kroupy se tvoří, když ochlazené vodní kapky cirkulují v oblasti výstupného proudu cumulonimbu. Když kapky procházejí oblastmi o různé teplotě a vlhkosti, usazují se na nich různé krystalky. Vznikají tam, kde je teplota těsně pod bodem mrazu a mnoho přechlazených vodních kapek a tvoří se zde vrstvy čirého ledu.

Teplá fronta
Srážková období bývají často zapříčiněny frontálními systémy. Jedním z těchto systémů je teplá fronta, která vzniká, jestliže se pohybuje masa teplého vzduchu ke studenému. Teplý vzduch aktivně vystupuje po mírně nakloněném rozhraní, pod kterým se nachází studený vzduch. Teplý vzduch se dále pohybuje velmi rychle (rychleji než studený), proto vyklouzává po rozhraní těchto vzduchových hmot. Během této činnosti vznikne obrovská vrstva oblaků širokých přibližně 700 – 900 km. Plynule tak přechází z typu oblaků cirrus, přes altostraty až po centrální oblast teplé fronty tvořenou nimbostraty.
Z těchto oblaků typu nimbostratus pak vypadávají trvalé srážky na velké ploše území. Srážky mohou být trvalého charakteru. Teplá fronta se pohybuje zpravidla rychlostí 30 – 40 km/h.
Teplou frontu můžeme identifikovat na základě meteorologických změn, které probíhají od pozvolného přibližování fronty až po jejím průchodu. Aspekty, na základě kterých budeme schopni určit teplou frontu jsou znázorněny v tabulce.

 

Studená fronta
Když do oblasti teplého vzduchu vniká studená fronta, řidší teplý vzduch prudce stoupá nad vzduch studený. Studená fronta je rozhraní, které rozděluje klín chladného vzduchu vnikajícího pod vzduch teplý. Vzniká tak mohutná konvekce a nestabilita. Na čele fronty se výrazně vyvíjejí kupovité oblaky, nejčastěji cumulonimby (Cb). Vytváří se obrovské hradby oblačen, které mnohdy vyústí ve frontální bouřku (tažnou). Vzniklé oblačné pásmo je obvykle užší než na teplé frontě (asi 90 – 100 km), ovšem co do intenzity je mnohem výraznější, což se může projevit přívalovými lijáky. Studená fronta má obvykle delší trvanlivost oproti teplé frontě. Postupuje také rychleji než teplá fronta, tedy 50 až 60 km/h.

Cyklony a cyklogeneze
Termín cyklona je spojen s tlakovou níží. Vzniká působením nerovností zemského povrchu, různým ohříváním půdy a vzduchu apod. Takové rozvlnění původního rozhraní mezi dvěma vzduchovými hmotami dává impuls ke vzniku cyklony.
Studený vzduch začne pronikat do teplého a frontální čára se deformuje. Začíná se rodit pohyblivá teplá a studená fronta. Vzniká zárodek víru u jehož středu se začne snižovat tlak, proudění má cyklonální charakter, tedy rozsáhlý levotočivý dostředivý vítr. Zrodila se tak tlaková níže (cyklona). Zpočátku je výběžek teplého vzduchu poměrně nevýrazný. Postupně se však zvětšuje, cyklona se plně rozvíjí, vzniká tzv. mladá cyklona. Oblast teplého vzduchu je postupně uzavírána vzduchem studeným, který proudí ve víru cyklony a je tedy uzavírána postupující studenou frontou. Masa teplého vzduchu pak důsledkem své uzavřenosti začne pronikat vzhůru. Z cyklony pak vystupuje vzduch a klouže po teplé frontě. Stoupající teplý vzduch vytlačuje studený vzduch, který tak klesá k zemskému povrchu. Tato situace má za následek výrazný úbytek potenciální energie soustavy obou vzduchových hmot. Oproti potenciální energii vzrůstá kinetická energie obou vzduchových hmot, což se projevuje rostoucí rychlostí proudu vzduchových hmot. Vzduch nahoře ještě více vytéká, vystupuje a tlak začne ještě více klesat. Cyklona se při takovém stavu prohlubuje.
Studená fronta má tendenci dohánět frontu teplou, čímž vytláčí teplou frontu dále do výše.
V jednom okamžiku dožene teplá fronta frontu studenou (zpravidla to bývá přibližně 24 hodin) a splyne s ní. Toto vzájemné splynutí nazýváme frontou okluzní, nebo-li říkáme, že se cyklona nachází v okludovaném stavu. Cyklona tak ztrácí energii, rozdíly teplot obou vzduchových hmot se vyrovnávají, tlaková níže se „vyplňuje.“
Studený vzduch dále vytláčí teplý vzduch do vyšších hladin. To má za následek ochlazování vzduchu a opětovné promíchávání vzduchu s teplým vzduchem. Teplotní rozdíly se i tak brzy vyrovnají a cyklona se rozpadá.
Výše popsaný vývoj cyklony trvá od svého počátku až do zániku 7 – 14 dní, z čehož je ovšem převážnou většinu doby cyklona v okludovaném stavu. Oblast, která je pokrytá cyklonou může mít průměr až 3000 km. Charakter počasí do větší míry ovlivňuje počasí na obou frontách. Obvyklé je oblačno se srážkami. Existují také cyklony, které nejsou tvořeny frontami. Je to ovšem velmi vzácný jev.

Anticyklony
Anticyklona je oblastí s vysokým tlakem vzduchu, tedy tlaková výše. Vzduch zde proudí pravotočivě a o poznání pomaleji než je tomu v cykloně, někdy jen několik milimetrů za vteřinu. Vzduch pozvolna klesá, má sestupné proudění, což vyvolává adiabatické ohřívání vzduchu, které působí proti vzniku oblačnosti nebo také rozpouští již vzniklou oblačnost. Na základě toho bývá počasí v anticykloně málo oblačné, bezvětrné, suché a horké v létě, v zimě chladné až mrazivé. Rozlišujeme anticyklonu stacionární a studenou.

Pavel Kučeravec

 

Sdílet

Komentáře

Najdete nás na Facebooku
Odběr novinek
Server CESKAENERGETIKA.cz
Česká Energetika s.r.o. a Česká energetická asociace provozují portál www.ceskaenergetika.cz, vydávají dva časopiy z oblasti energetiky a OZE, pořádají na tato témata semináře a konference pro laickou i odbornou veřejnost.
Důležité odkazy
Spolupracujeme
Najdete nás také na
Portál www.ceskaenergetika.cz © 2011 pohání redakční systém MultiCMS. Grafické zpracování Cossi Design.