Historie: meteorologie

Meteorologie

Toto je starší verze dokumentu!


Meteorologie

Kvalitní předpověď počasí je jeden z nejlepších kamarádů každého jachtaře. Oproti životu na suchu je počasí nejduůležitějším faktorem. Nehledě na typ plavby by každý měl vidět předpoveď alespoň jedenkrát, lépe víckrát denně a nebýt překvapen. Meteorologie předpovědí nekončí. Každý sám na místě, kde se právě nachází musí být schopný zhodnotit co se bude děje a bude dít v následujícíh hodinách a dnech. Jedná se o velmi komplexní vědu a následující text je jen velmi strohý, ale pro naše potřeby dostačující, výňátek z celého oboru.

Atmosferické jevy a charakteristiky

Počasí = stav atmosféry charakterizovaný souhrnem hodnot všech meteorologických prvků a atmosférickými jevy v určitém místě a čase.

Složení atmosféry

Troposféra

  • 3/4 hmoty atmosféry a téměř veškerá vodní pára a voda.
  • Nejdůležitější vrstva z hlediska počasí (oblaky, mlhy, srážky, bouřky …).
  • Průměrný pokles teploty vzduchu o 0,65 °C / 100 m.
  • Teplota u hladiny moře 15 °C, v 5 km -18 °C, v 10 km -55 °C.
  • Průměrný tlak u povrchu moře 1013,25 hPa, v 10 km 266 hPa.
  • Oblastí neustálého vertikálního promíchávání.
  • Sahá do cca 11 km, v tropech 16-18 km, nad póly 7-9 km.
  • Mezní vrstva (do 1 – 2 km) – výrazný vliv zemského povrchu a tření, její tloušťka závisí na tření a drsnosti povrchu, časté inverze.
  • Volná atmosféra – nad mezní vrstvou, vliv povrchu minimální.
  • Rychlost větru roste s výškou – maximum pod tropopauzou (často tryskové proudění, resp. jet stream).
  • Vliv turbulence a konvekce.

Oteplování a ochlazování vzduchu

  • Přímé ohřívání vzduchu slunečními paprsky jen velmi malé
  • Hlavním zdrojem tepla pro vzduch je ohřátý zemský povrch
  • Přes den je zemský povrch teplejší než vzduch, a proto teplo přechází ze zemského povrchu do vzduchu, který se tím ohřívá
  • V noci zemský povrch ztrácí teplo vyzařováním, stává se chladnějším než vzduch, který se postupně ochlazuje

Atmosférický tlak

  • Hydrostatický tlak působený tíhou vertikálního vzduchového sloupce, který sahá od hladiny moře (nebo od libovolné jiné sledované hladiny) až k horní hranici atmosféry.
  • V meteorologii udáváme v hPa, číselně rovno mbar.
  • Normální atmosférický tlak je1013,25 hPa = 1013,25 mbar.
  • Měření pomoci tlakoměru (barometru), elektronické např. v telefonech a hodinkách.
  • Tlak se snižuje s nadmořskou výškou.
  • V teplejším vzduchu klesá tlak s výškou pomaleji než ve vzduchu studenějším.
  • Izobara = čára spojující místa se stejnou hodnotou tlaku vzduchu.

Teorie větru

  • Popisuje pohyb vzduchu v určitém místě v daném čase.
  • Vyjadřujeme pomocí vektoru rychlosti větru, obvykle ale uvažujeme pouze horizontální složku.
  • Směr (ODKUD FOUKÁ!!!) a rychlost (v m/s, km/h, miles/h, kt).
  • Vzniká hlavně vlivem rozdílů tlaku vzduchu (síly tlakového gradientu) a Coriolisovy síly.

  • Na severních polokouli v cyklónách (nížích) proti směru hodinových ručiček, v anticyklonách (výších) po směru hodinových ručiček (na jižní polokouli obráceně)
  • Sbíhavost proudění vede v Nížích k výstupným pohybům, v horních hladinách pak rozbíhavý pohyb. V tlakových výších obráceně.

Izobary, tláková níže a výše, studená, teplá a okluzní fronta

Důležité jevy

Vzduchové hmoty

  • Relativně homogenní „útvary“ v troposféře (rozměry horizontálně 1000 km, vertikálně často přes celou troposféru).
  • Malé horizontální gradienty teploty a dalších meteorologických prvků
  • Rovněž charakteristická změna teploty, příp. dalších parametrů s výškou
  • Jejich vlastnosti určovány podkladem, cirkulačními systémy, vertikálními pohyby
  • Důležitou roli mají oceány díky své velké tepelné kapacitě (v zimě působí jako zdroje tepla, v létě jeho propad) i jako zdroj vlhkosti.
  • Stabilní vzduchová hmota:
    • Aktivně se nevytvářejí výstupné pohyby vzduchu.
    • Často inverze.
    • Srážky jen slabé.
    • Sezónní rozdíly a rozdíly moře / pevnina.
    • Často mlhy nebo nízká oblačnost, v létě nad pevninou naopak jasné počasí.
    • Důležitý faktor – ochlazení od podkladu.
    • Na pevnině:
      • V létě počasí s minimální oblačností, velmi teplo.
      • Subsidenční inverze.
      • Horší dohlednost.
      • V zimě rozsáhlá vrstevnatá oblačnost (St, Sc), mlhy a nebo naopak jasné a silně mrazivé počasí (při malé vlhkosti) (jen ve studené VH).
    • Na oceánu / moři:
      • Advekční mlhy a vrstevnatá oblačnost.
      • V teplejších oblastech většinou jasno.
      • Častější v létě než v zimě.
  • Instabilní vzduchová hmota:
    • Hlavně odpoledne se aktivně vytvářejí výstupné pohyby vzduchu, při dostatečné vlhkosti tvorba Cu, Cb.
    • S Cb můžou být spojeny i intenzivní přeháňky, bouřky.
    • Významný vliv podloží (ohřívání spodních vrstev vzduchu – pevnina vs. moře).
    • V noci radiační mlhy (při velké vlhkosti).
    • Výrazný chod teploty, rychlosti a směru větru, oblačnosti.
    • Na pevnině:
      • V zimě jen na pobřeží, jinak stabilní. Nevysoké Cb.
      • V létě typický – při pronikání od SZ/Z až SV chladný, vliv ohřívání od podkladu.
      • Při proudění od JZ až JV teplý, pro instabilitu nutný ohřev od podkladu, bouřky z tepla, někdy i noční bouřky.
    • Na oceánu / moři:
      • V zimě při proudění z chladnějších moří do teplejších vod, Cu/Cb se často tvoří v noci, kdy je i silnější vítr než ve dne.
      • V případě teplé VH v zimě se často Cb slévají → trvalé srážky.
      • V teplé polovině roku nad mořem zpravidla méně vertikálně mohutné Cb než nad pevninou.

Níže / Výše

  • Tlaková níže
    • Vzdušný vír
    • Průměr ve stovkách až cca tisic NM
    • Aktivní pohyb
    • Nasává vzduch
    • Na severní polokouly vždy rotace proti směru hodinových ručiček (na jižní obráceně)
    • Směr větru = tečna k izobaře
    • Nebepečn kvadrant Severozápad (pohyb cyklony + pohyb větru vtahování do středu) - JV
  • Tlaková výše
    • Vzdušný vír
    • Mnohem menší než níže
    • Pomalý pohyb, často stojí
    • Vzduch vyfukuje
    • Na severní polokouly vždy rotace po směru hodinových ručiček (na jižní obráceně)
    • Směr větru = Mezi středem a první izobarou kolmo ze středu, ke každé další izobaře lom o 45° ve směru rotace
    • Nebezpečný kvadrant Východní - tvoří se bouřky

Fronty

  • Frontální systém
    • Zóna = Rozhraní mezi teplým a studeným vzduchem
    • Čára = Průnik frontální zóny se zvolenou rovinou (obvykle zemským povrchem)
    • Fronta = zóna + čára + počasí
    • Teplý sektor – oblast mezi teplou a studenou frontou.
    • Okluzní bod – místo styku teplé, studené a okluzní fronty (často nejintenzivnější srážky)
  • Studená fronta
  • Studenější vzduch se podsouvá na místo teplejší masy vzduchu.
  • Velmi špatné počasí na rozhraní fronty, špatné počasí za frontou
  • Zpravidla ochlazení.
  • Vzestup tlaku za frontou.
  • Změna větru, často nárazy. Významný vliv denní doby.
  • Značná proměnlivost počasí.
  • Přeháňky, někdy přecházející do trvalejšího deště.
  • Teplá fronta
  • Teplejší vzduch se nadsouvá na masu studenějšího vzduchu.
  • Špatné počasí před frontou a na rozhraní. Hezké počasí za frontou.
  • Srážky trvalé.
  • Přináší (zpravidla) oteplení.
  • Dále pokles tlaku před frontou, na čáře fronty změna větru.
  • Okluzní fronta
  • Vznikne jakmile studentá fronta „dožene“ a spojí se s teplou frontou.
  • Projevy počasí spíše jako studená fronta, ale výrazně slabší.
  • Teplá a studená okluze.
  • Okluze také vlivem stáčení a protažení kolem středu cyklóny než „dohoněním“.
  • Převažuje vrstevnatá oblačnost.
  • Vliv denního chodu na rozvoj Cb.
  • Čára instability
  • Čelo lineárně či do oblouku uspořádaného nefrontálního pásu zesílené tvorby konvektivní oblačnosti (Cu či Cb)
  • Může se vyskytovat před studenou frontou ve vzdálenosti až několika set km.
  • Silná forma čáry instability = squall line.

Konkrétní podoba počasí na frontách závisí na vlhkosti (hlavně teplého vzduchu) a rozvoji vertikálních pohybů (vliv instability).

Bouřky

  • Bouře - vazba na Cyklonu (tlakovou níži).
    • Rozvíjí se z pouhe níže přes tropickou bouři až po hurikán.
    • Vývoj a varování relativně dlouho dopředu (větší počet dnů), nelze přesně odhadnout směr pohybu.
    • Ve středomoří vzniká Medikán (výjimečně), s globálním oteplováním bude čím dál častější.
    • Pro jachtaře velmi nebezpečné, dosah až po maximum BF stupnice.
  • „Bouřka“ / Lokální, Konvekční bouře
    • Vznikají a zaníkají během hodin, jednoho dne
    • Mimo frontální systémy lokální a těžko předvídatelné
    • Přes den bouřku vidím a často se jí dokážu vyhnout a i kdyby ne, obvykle nejde o velké drama - nutná příprava!
    • Nebezpečí v noci, zejména na kotvě.
    • Krom deště a blesků jde zejména o náhle zesílení větru a prudké poryvy.
Vlhkost vzduchu, kondenzace v atmosféře
  • Základní meteorologický prvek popisující množství vodní páry ve vzduchu.
  • Lze ji vyjádřit řadou charakteristik.
  • Nejběžnější charakteristiky jsou relativní a absolutní vlhkost, teplota rosného bodu, dílčí (parciální) tlak vodní páry a měrná vlhkost vzduchu.
  • Absolutní vlhkost = hmotnost vodní páry v jednotce objemu (v kg/m3)
  • Napětí (tlak) vodních par e = parciální neboli dílčí tlak vodních par, v hPa nebo v milibarech. Napětí (tlak) nasycení E – nejvyšší možný obsah vodní páry ve vzduchu za dané teploty.
  • Relativní (poměrná) vlhkost vzduchu = v procentech vyjádřený poměr skutečné absolutní vlhkosti k maximální absolutní vlhkosti za dané teploty
  • Měrná vlhkost vzduchu = hmotnost vodní páry v jednotkové hmotnosti vzduchu.
  • Teplota rosného bodu = pára právě přítomná ve vzduchu stala nasycenou při nezměněném atmosférickém tlaku. Při dalším poklesu teploty tvorba produktů kondenzace.
  • Kondenzace vodní páry v atmosféře prakticky vždy při 100 % relativní vlhkosti.
  • Kondenzace a sublimace na zemském povrchu: Ovlhnutí, Rosa, Jinovatka, Námraza, Ledovka.
  • Kondenzace a sublimace v atmosféře: Oblaky, Mlha, Srážky (kapalné/pevné).
  • Oblak = soubor obrovského počtu kondenzačních produktů vodní páry (vodních kapiček nebo ledových částic) v atmosféře ve výšce nad zemským povrchem. Velmi rozmanitý vnější vzhled, dělíme je zpravidla podle:
    • Vzhledu (morfologie) – druhy, tvary, odrůdy a zvláštnosti oblaků
    • Vzniku a vývoje – genetická klasifikace oblaků přihlížející k místu vzniku oblaků, jejich vertikálnímu vývoji apod.
    • Výšky – oblaky vysokého patra (nad 5 km), středního patra (2–5km) a nízkého patra (do 2 km nad zemí).
    • Složení – vodní, ledové a smíšené.

Více na Wikipedii

Mraky

  • Cirrus
    • Jednotlivé, jemné, zpravidla bílé obláčky bez vlastního stínu.
    • Ve tvaru vláken, či jejich svazků a shluků.
    • Z ledových krystalků a objevuje se obvykle ve výškách nad 5 km.
  • Cirrostratus (Cs)
    • Jemný, bílý, souvislý oblačný závoj.
    • Obrysy Slunce a Měsíce se oblakem druhu Cs nerozplývají.
    • Stíny předmětů ozářených Sluncem nemizí.
    • Často vznikají halové jevy.
  • Cirrocumulus (Cc)
    • Jednotlivé bílé oblačné vločky nebo drobné chomáčky bez stínů, které bývají uspořádány do řad či skupin nebo na způsob vlnek.
    • Většinou z ledových krystalků.
    • Obvykle nad 5 km.
  • Altocumulus (Ac)
    • Jednotlivé skupiny nebo vrstva z větších oslnivě bílých až tmavošedých, z části stínovaných chomáčů či valounů.
    • Často v řadách.
    • Někdy je částečně průsvitný, jindy tmavý až neprůsvitný.
    • Okraje irizují.
    • Hlavně z vodních kapiček.
  • Altostratus (As)
    • Vláknitá nebo pruhovaná či beztvará oblačná vrstva podobná závoji.
    • Někdy je světle šedý s patrným Sluncem, jindy tmavě šedý.
    • Může být oblakem smíšeným.
    • Někdy slabé srážky v podobě drobného deště či sněžení.
  • Nimbostratus (Ns)
    • Má vzhled beztvárné úplně jednolité tmavošedé oblačné vrstvy.
    • Smíšeným a typicky srážkovým oblakem (trvalé srážky).
    • Obvykle v něm nelze určit nějaké opticky význačné místo.
    • Vertikálně mohutný.
  • Stratocumulus (Sc)
    • Tvoří vrstvu, případně jednotlivá pole poměrně hrubých, světlých až tmavošedých oblačných valounů, hrud či chuchvalců, často v řadách.
    • Nemá ostré okraje.
    • Základna bývá do 2 km nad zemí.
  • Stratus (St)
    • Celkem stejnoměrná jednotvárně šedá oblačná vrstva bez určitých obrysů.
    • Mívá světlejší a tmavší místa.
    • Nebývá vertikálně mohutný a je složen z vodních kapiček.
    • Výjimečně srážky, obyčejně ve tvaru mrholení.
  • Cumulus (Cu)
    • Dosti husté oblaky ploché nebo vyvinuté do výšky ve tvaru věží, mají horizontální základnu a kopulovitý vrchol.
    • Osvíceny Sluncem jsou z boku oslnivě bílé.
  • Cumulus (Cu)
    • Dosti husté oblaky ploché nebo vyvinuté do výšky ve tvaru věží, mají horizontální základnu a kopulovitý vrchol.
    • Osvíceny Sluncem jsou zboku oslnivě bílé.
  • Cumulus (Cu)
    • Dosti husté oblaky ploché nebo vyvinuté do výšky ve tvaru věží, mají horizontální základnu a kopulovitý vrchol.
    • Osvíceny Sluncem jsou z boku oslnivě bílé.
  • Cumulonimbus (Cb)
    • Bílé až tmavošedé hmoty oblaků velmi vyvinuté do výšky.
    • Horní části vyvinutého Cb často výrazné vláknité tvary, často v podobě kovadliny.
    • Smíšeným oblakem.
    • Často přívalové srážky, kroupy, bouřky

Znalost oblaků je zásadní pro určení pravděpodobného vývoje počasí v blízké budoucnosti.

Mlha

  • Zakalení spodních vrstev atmosféry přímo nad zemským povrchem produkty kondenzace vodní páry, tj. vodními kapičkami nebo ledovými částečkami.
  • Dohlednost je menší než 1 km.
  • Má bělavé zabarvení, v průmyslových oblastech však mívá špinavě našedlý nebo nažloutlý až nahnědlý nádech.
  • Tvořena velmi jemnými vodními kapičkami o průměru 0,005 až 0,05 mm (i přechlazenými), pouze při velmi silných mrazech vzniká mlha složená z drobných ledových krystalků ve tvaru jehliček.
  • Všeobecné podmínky pro vznik mlhy jsou následující:
    • dostatečná absolutní vlhkost,
    • relativní vlhkost 100 %,
    • nepříliš velká rychlost větru,
    • stabilní zvrstvení atmosféry.
  • Mezi mlhou a oblakem nemusí být v podstatě žádný rozdíl, pokud se týká jejich mikrostrukturálních vlastností.
  • Nahromadění kondenzačních produktů při zemi označujeme jako mlhu, nad zemí ve výšce jako oblak.
  • Druhy mlhy:
    • Advekční (buď při advekci teplého vzduchu na studený povrch nebo ři advekci studeného vzduchu nad teplý vodní povrch).
    • Radiační (přízemní a vysoká)
    • Advekčně-radiační (maritimní/přímořská)
    • Frontální

Déšť

  • Částice vzniklé následkem kondenzace vodní páry v ovzduší a vyskytující se v kapalné nebo pevné fázi v atmosféře, na povrchu země nebo předmětech v atmosféře.
  • Srážky padající (někdy též vertikální): déšť, mrznoucí déšť, mrholení, mrznoucí mrholení, sníh, sněhové krupky, sněhová zrna, krupky, zmrzlý déšť, ledové jehličky a kroupy.
  • Srážky usazené (někdy též horizontální): rosa, jíní, jinovatka,námraza a ledovka.
  • Množství typicky v mm (= l/m2), za různá období (den, hodinu, 6 -12h, ale i minutové intenzity).
  • Trvalé srážky a přeháňky.
  • Konvektivní (konvekční) a stratiformní (vrstevnaté) srážky.
  • Srážky frontální a nefrontální.

Vítr

Proudění vzduchu nad omezeným územím. Ovlivněné lokálními klimatickými faktory a podmíněné nehomogenitou zemského povrchu (pobřeží).

Beufortova stupnice - česká jachtařská definice
  • 0 Bft - plachty splihle visí a kouř z dýmky stoupá vertikálně. Mořská hladina (bez „mrtvých„ vln) je hladká jako zrcadlo.
  • 1 Bft - mírný vánek čeří hladinu, kouř z dýmky je unášen téměř horizontálně. Plachty drží tvar, jachta pomalu pluje.
  • 2 Bft - na tváři cítíme slabý vítr. Listy na pobřežních stromech se pohybují. Jachta pluje v mírném náklonu a přídí rozráží drobné vlnky.
  • 3 Bft - vítr je mírný za stálého pohybu větviček stromů. Jachta pluje rychle v náklonu a pravidelné modelované vlny narážení do jejího trupu.
  • 4 Bft - dobrý, ještě mírný vítr. Nejvhodnější pro plavbu jachet. Na hřbetech vln se tvoří běl.
  • 5 Bft - začátek silného větru. Jachta je ve velkém náklonu. Někdy již potřebuje zmenšit plochu plachet (refování). Moře šumí a na vlnách se tvoří husté bílé hřívy.
  • 6 Bft - v tomto silném větru je moře bílé hřívnami vln a začínají tu a tam hvízdavě znít lana. Zarefovaná jachta je zmítána v náklonech.
  • 7 Bft - velmi silný a prudký vítr by nevhodné zarefovanou jachtu mohl poškodit. Mořská pěna se ukládá vlněním do bílých pásů. Hvízdání v lanoví nepřestává.
  • 8 Bft - ve vysokých vinách, které se občas zalamují, je slyšet hukot rozbouřeného větru. Jachta je maximálně zarefovaná a pohybuje se v náklonech po „svazích“ vln.
  • 9 Bft - silná bouře, ve které již jachta pluje na pevném bouřkovém oplachtění. Hučící vichr strhává částečky vody a unáší je vzduchem. Zalamující se vlny buší do jachty a zalévají palubu.
  • 10 Bft - velmi silná bouře, ve které vichřice „staví'. vlny do výšky a „trhá„ jim vrcholky, které rozmetává vzduchem jako bílou tříšť. Jachta je většinou bez plachet, unášena mořem. Je ohrožena zalamujícími se vlnami. Hukot moře drásá posádce nervy.
  • 11 Bft - bouře se mění v uragán. Na pevnině padají k zemi vyvrácené stromy. Jachta je zmítána obrovskými vlnami, které ji celou občas překrývají a buší do ní svými údery. Tento stav ohroženi zvládne většinou jen perfektně připravená jachta. Posádka se stává pouhými diváky.
  • 12 Bft — tento mohutný uragán ničí na pevnině stavby. Nestvůrně zvlněné moře hučí, kvílí a jekot v lanoví dokresluje zoufalou situaci v kajutě uvězněné posádky. V těchto chvílích je každý člověk sám se svými myšlenkami. Věřící se modlí a nevěřící si zoufale přeji, aby mohli věřit. „Obrazy“ vzpomínek se míhají v mysli a člověk hodnotí svůj život. Slibuje si, že až tahle bouře skončí, stane se lepším. Jachta se divoce převrací a je zmítána vlnami. Dochází k převrácení kýlem nahoru. Jakákoliv chyba v konstrukci jachty a v jejím provedení končí tragicky.

Bríza

Denní / Mořská

Během dne z moře na pevninu. V zimě jen v subtropech a tropech.Baltu do 20-30 km, v tropech až 100 km, chorvatsko až kolem poledne.

Noční / Pevninská

V noci z pevniny na moře, je slabší a méně stabilní než mořská bríza. Zasahuje maximálně 10-15 km nad moře. Pozor na kotvě.

Důležité větry ve středomoří
  • Bóra (Chorvatsko) - silný, studený a nárazovitý padavý vítr podmíněný orografií (nejen v pobřežních oblastech)
  • Jugo (Chorvatsko) - teplý a vlhký JZ vítr vanoucího z Jaderského moře směrem do jugoslávského vnitrozemí (až do Bělehradu). Jde o proudění tropického vzduchu, připomínající vlhké scirocco.
  • Scirocco - teplý J či JV vítr, vanoucí ze Sahary nad Sicílii a jižní Itálii. V širším smyslu vítr ze Sahary nebo arabských pouští do Středozemí. Původně suchý a prašný vítr, nad mořem se zvlhčuje, při dalším postupu na sever přináší mlhu a déšť (tzv. vlhký scirocco)
  • Mistral (Francie, Itálie, Baléary) - silný, chladný, nárazovitý a suchý S až SV vítr vanoucí v údolí Rhóny (tryskový efekt údolí). Má charakter bóry. Nejčastěji v prosinci, lednu a červnu. Často při vývoji cyklony nad Tyrhénským mořem nebo Janovským zálivem. Rychlost v oblasti Marseille dosahuje 80 až 130 km/h.
  • Meltemi / Etézie (Egejšké moře) - S až SZ větry, Vanou s přestávkami od dubna do října, podmíněny výskytem termické cyklony nad silně přehřátou Přední Asií, převážně jasné, suché a poměrně chladné počasí.

Vlny

Zalamující se vlny
Zmatené moře

Vliv pobřeží na vítr / vlny

Ostatní charakteristiky

Zdroje informací

Předpovědní modely a elektronické zdroje

Vysílačka

Domorodci

Čtení meteomapy

Analýza počasí pro plavbu a kotvení