Rádi bychom Vám představili náš nový pořad „POZNÁVÁME OBLAKY”, který bude v podobě naučných článků o počasí vycházet na našich stránkách každé pondělní, a to zřejmě až do začátku další bouřkové sezóny. Jako první tu pro Vás máme článek o vzniku oblačnosti.
CO JE TO OBLAČNOST?
Dnes si zde vysvětlíme, jak vzniká oblačnost. Pro začátek si zde však ještě stručně připomeneme, co to tedy ta oblačnost vlastně je. Oblačnost je tvořena z drobných vodních kapiček nebo z mikroskopických ledových krystalků. Záleží na tom, jakou má oblak teplotu. Pokud má oblak nad nulovou teplotu, je tvořen zákonitě z drobných vodních kapiček. Pokud má oblak pod nulovou teplotu, může být tvořen jak z ledových krystalků, tak z přechlazených vodních kapiček. Voda se totiž může nacházet v kapalném skupenství i při teplotě pod bodem mrazu a to v případě, kdy ji chybí předmět, na který by mohla namrznout. Například krystalizační jádra (mikroskopické částice, prach, …). Oblak však může být smíšený a obsahovat vodu jak v podobě drobných vodních kapiček, tak i ve formě ledových krystalků najednou. Takto to je třeba u Cumulonimbu. Pojďme se nyní podívat na samotný vznik oblaku.
JAK VZNIKÁ OBLAČNOST?
Převážná většina oblaků se na Zemi vyskytuje v troposféře. Zde se totiž odehrává většina jevů spojených s počasím a také je zde dostatečné množství vlhkosti, bez které by oblak jinak ani nevznikl. Na vlhkost vzduchu má veliký vliv teplota vzduchu a to hraje při tvorbě oblačnosti opravdu důležitou roli. Teplý vzduch může totiž do sebe pojmout mnohem větší množství vlhkosti než vzduch studený. To, jak je vzduch vlhký, nám říká například relativní vlhkost vzduchu. Relativní vlhkost vzduchu nám zjednodušeně říká, z kolika % je vzduchu naplněn vodními parami. Vzduch je totiž schopný do sebe pojmout pouze omezené množství vlhkosti. Představme si krychli vzduchu o objemu 1 m³, která bude mít teplotu 20°C a relativní vlhkost 40%. Kdybychom její teplotu snížili o 10°C, její vlhkost by se pohybovala už kolem 80%. (uvedené hodnoty slouží jen jako příklad, neodpovídají přesně skutečnosti). Jestli bychom ji takto dále ochlazovali, dostali bychom se do bodu, kdy bude krychle vzduchu vodními parami už zcela nasycena, tedy relativní vlhkost 100%. Při dalším ochlazování by došlo už ke kondenzaci, tedy přechod z plynného skupenství na kapalné – vznikaly by vodní kapičky. Z toho plyne, že s rostoucí teplotou relativní vlhkost vzduchu klesá a s klesající naopak roste. Pojďme se nyní podívat, jakými způsoby se může vzduch ochladit.
Vzduch se může v atmosféře ochladit hned několika způsoby:
1. Adiabatické ochlazování
2. Radiační ochlazení zemského povrchu
3. Kontakt s chladnějším povrchem
4. Kontakt s chladnějším vzduchem
1. Adiabatické ochlazování
K adiabatickému ochlazování dochází v atmosféře při vystupování vzduchu do výšky. Při výstupu se vzduch dostává do oblasti s nižším tlakem, kde se rozpíná a tím se ochlazuje. Při adiabatickém ochlazování se vzduch nenasycený vodními parami ochlazuje o 1°C na 100 metrů výšky. Pokud by vzduch pokračoval ve svém výstupu, došel by do bodu, kdy by byl vodními parami už zcela nasycen. Při dalším ochlazení by došlo ke kondenzaci. Vzduch nasycený vodními parami se ochlazuje přibližně o 0,5-0,6°C na 100 metrů výšky. Při kondenzaci se totiž uvolňuje nepatrné množství latentního tepla a kvůli tomu se vzduch ochlazuje o trochu pomaleji. K adiabatickému ochlazení může dojít buď při termické konvekci, nebo při vytlačování vzduchu do výšky. K termické konvekci dochází například při tvorbě kupovité oblačnosti. Při tomto ději se vlivem prohřátí zemského povrchu ohřívá přiléhající vzduch, který po dostatečném zahřátí vlivem poklesu hustoty začne stoupat do výšky. Při výstupu se adiabaticky ochlazuje. K vytlačování vzduchu dochází například na teplé frontě. Zde se teplejší vzduch nasouvá nad vzduch studenější a při tomto výstupu se adiabaticky ochlazuje.
2. Radiační ochlazení zemského povrchu
Při tomto procesu se zemský povrch, který se během dne prohřál, v noci ochlazuje vlivem vyzařování tepla (radiační dlouhovlnné vyzařování). S ochlazujícím zemským povrchem se ochlazuje i přiléhající vzduch. Takovýmto způsobem vznikají například mlhy.
3. Kontakt s chladnějším povrchem
Teplejší vzduch se při kontaktu s chladnějším povrchem ochlazuje a pokud se ochladí dostatečně, může dojít ke kondenzaci. Takto například mohou vznikat advekční mlhy. Pro příklad si zde můžeme také zmínit situaci, kdy se nám v létě vlhkost vysráží na sklenici s vychlazenou limonádou, nebo když si z mrazáku vydáme nanuk, tak můžeme spatřit, že z něj padá pára směrem dolů.
4. Kontakt s chladnějším vzduchem
Teplejší vzduch se při kontaktu se studenějším vzduchem ochlazuje a to tak, že teplý vzduch předává studenějšímu teplo a sám se při tom ochlazuje. Pro příklad si zde můžeme uvést situaci, se kterou jsme se už určitě všichni setkali. Když v zimě jdeme venku po ulici, tak nám při vydechování jde od úst pára. Teplý a velmi vlhký vzduch se po vydechnutí velmi rychle ochladí a dojde ke kondenzaci.
David Uhlíř | Czech Thunderstorm Research Association
