vznik oblačnosti a srážek

116
Vznik oblačnosti Vznik oblačnosti a a srážek srážek

Upload: remy

Post on 14-Jan-2016

55 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

Vznik oblačnosti a srážek. Příčiny vzniku oblačnosti. Příčinou vzniku oblaků je nasycení vodní páry v atmosféře, při němž dochází ke kondenzaci nebo sublimaci vodních par . - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik oblačnosti Vznik oblačnosti a a

srážeksrážek

Page 2: Vznik oblačnosti  a  srážek

Příčiny vzniku oblačnostiPříčiny vzniku oblačnosti

Příčinou vzniku oblaků je nasycení vodní páry v atmosféře, při němž dochází ke kondenzaci nebo sublimaci vodních par.

K dosažení stavu nasycení, to znamená takového stavu v ovzduší, kdy r = 100% (kde r = poměrná vlhkost) dochází buď dodáváním vodních par do ovzduší (např. odpařováním srážek), nebo poklesem teploty vzduchu.

Nejčastějším případem je ochlazení vodní páry v atmosféře, vedoucí k její kondenzaci !!!

Page 3: Vznik oblačnosti  a  srážek

Mikrostrukturální procesy v oblacíchMikrostrukturální procesy v oblacích

Koalescenční růst vodních kapek v oblacíchKoalescenční růst vodních kapek v oblacích

Koalescenční růst umožňuje růst vodních kapek nejen kondenzací, ale i splýváním při vzájemných srážkách. Vznik relativního pohybu jedněch kapek vůči druhým, v důsledku čehož dochází k jejich kolizím, může mít v oblacích řadu příčin a podle nich rozlišujeme následující procesy koalescence:

Page 4: Vznik oblačnosti  a  srážek

Mikrostrukturální procesy v oblacíchMikrostrukturální procesy v oblacích

Koalescenční růst vodních kapek v oblacíchKoalescenční růst vodních kapek v oblacích

1.1. Spontánní koalescenceSpontánní koalescence mezi malými oblačnými mezi malými oblačnými kapičkami nepravidelným trhavým (Brownovým) kapičkami nepravidelným trhavým (Brownovým) pohybem (malá účinnost růstu kapek)pohybem (malá účinnost růstu kapek)

Page 5: Vznik oblačnosti  a  srážek

Mikrostrukturální procesy v oblacíchMikrostrukturální procesy v oblacích

Koalescenční růst vodních kapek v oblacíchKoalescenční růst vodních kapek v oblacích

2.2. Gravitační koalescence,Gravitační koalescence, která se rozvíjí tehdy, jestliže která se rozvíjí tehdy, jestliže se v oblaku vytvoří určitý počet kapek, jež mají ve se v oblaku vytvoří určitý počet kapek, jež mají ve srovnání s ostatními podstatně větší rozměry. Rychle srovnání s ostatními podstatně větší rozměry. Rychle padající větší kapky zachycují v průběhu svého pádu padající větší kapky zachycují v průběhu svého pádu menší kapičky a tím rychleji narůstají. Tento typ menší kapičky a tím rychleji narůstají. Tento typ koalescence je poměrně účinný.koalescence je poměrně účinný.

Page 6: Vznik oblačnosti  a  srážek

Mikrostrukturální procesy v oblacíchMikrostrukturální procesy v oblacích

Koalescenční růst vodních kapek v oblacíchKoalescenční růst vodních kapek v oblacích

3.3. Elektrostatická koalescenceElektrostatická koalescence vlivem vzájemného vlivem vzájemného přitahování kapiček nesoucích elektrický náboj přitahování kapiček nesoucích elektrický náboj opačného znaménka (při malých kapkách, nebo opačného znaménka (při malých kapkách, nebo v bouřkových oblacích).v bouřkových oblacích).

Page 7: Vznik oblačnosti  a  srážek

Mikrostrukturální procesy v oblacíchMikrostrukturální procesy v oblacích

Koalescenční růst vodních kapek v oblacíchKoalescenční růst vodních kapek v oblacích

4.4. Turbulentní koalescence,Turbulentní koalescence, tvořená intenzivním tvořená intenzivním nepravidelným turbulentním pohybem vzduchu nepravidelným turbulentním pohybem vzduchu v oblacích.v oblacích.

Page 8: Vznik oblačnosti  a  srážek

Mikrostrukturální procesy v oblacíchMikrostrukturální procesy v oblacích

Koalescenční růst vodních kapek v oblacíchKoalescenční růst vodních kapek v oblacích

5.5. Hydrodynamická koalescenceHydrodynamická koalescence, působená vzájemným , působená vzájemným přitahováním mezi blízkými a souhlasně se přitahováním mezi blízkými a souhlasně se pohybujícími (padajícími) kapkami. Toto přitahování pohybujícími (padajícími) kapkami. Toto přitahování vzniká následkem nahuštění proudnic v prostoru mezi vzniká následkem nahuštění proudnic v prostoru mezi vzduchem obtékanými kapkami. Uplatňuje se jako vzduchem obtékanými kapkami. Uplatňuje se jako doprovodný děj u ostatních typů koalescence. doprovodný děj u ostatních typů koalescence.

Page 9: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zdroje kondenzačních jader na Zemi:

Zdroje na pevnině. • Průměrné hodnoty ve vnitrozemí převyšují asi desetinásobně koncentrace nad oceány• ve velkoměstech více než stopadesátinásobně• zdrojem může být zvětrávání půdy (zanášení částic výměnou do vyšších hladin), produkty hoření a průmyslová činnost, sopečná činnost, mikroorganismy a rostlinný pyl v ovzduší.

Mezi zdroje na moři • především chloridy (NaCl, MgCl2)

(vznikají: odpařením kapiček mořské vody rozstřikujících se při vlnobití, dále přímým výparem mořské vody z hladiny a z pobřeží, popř. chemickými reakcemi, jimž jsou vystaveny částečky mořských solí v atmosféře)

Zdroje mimozemského původu: • kosmický prach (produkty rozpadu a hoření meteoroidů a vznik kondenzačních jader v ozonosféře)

Kondenzační jádraKondenzační jádra

Page 10: Vznik oblačnosti  a  srážek

Příčina vzniku oblaků - nasycení vodní páry v atmosféře, při němž dochází ke kondenzaci nebo sublimaci vodních par

• K dosažení stavu nasycení dochází : dodáváním vodních par do ovzduší

(např. odpařováním srážek) - tropy poklesem teploty vzduchu pod teplotu rosného bodu kondenzace tvorba drobných kapiček

vznik oblaků mlha

Vnější podmínky vzniku oblakůVnější podmínky vzniku oblaků

Page 11: Vznik oblačnosti  a  srážek

Dvě příčiny zmíněného ochlazení podmiňující tvorbu oblaků

Izobarické ochlazování určitých vzduchových vrstev v atmosféře

při němž teplota klesne pod teplotu rosného bodu kondenzaci vodní páry - radiační ochlazení určité vrstvy vzduchu

Vzestupné pohyby vzduchu

vystupující vzduchová hmota se přibližně adiabaticky (dQ=0) rozpíná a ochlazuje

V určité hladině, kterou nazýváme kondenzační hladina, se potom vzduch stane nasyceným a při jeho dalším pohybu vzhůru vznikají z důvodu kondenzace vodní páry oblaky

např. vytvářejí konvekční oblaky druhu cumulus

Vnější podmínky vzniku oblakůVnější podmínky vzniku oblaků

Page 12: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

1. Výstupné proudění teplejšího vzduchu volnou konvekcí

Konvekce má základní význam pro fyziku atmosféry a vysvětlování vzniku některých druhů oblaků. Je to vlastně pohyb vzduchové částice směrem vzhůru proti působení gravitační síly. Pohyb je vyvolán teplotními rozdíly, které souvisejí s rozdíly měrné hmoty (hustoty) vzduchu a gradientu tlaku .

Výšku základny kupovité oblačnosti lze zhruba určit podle jednoduchého vztahu:

dTTh 6,122

Page 13: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

Page 14: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

2. Nucený výstup teplého vzduchu podél frontálního rozhraní (nebo orografická oblačnost)

– Teplé fronty– Studené fronty– Okluzní fronty– Orografické překážky

Page 15: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

3. Vlnové pohyby na horizontálním rozhraní mezi dvěmi vrstvami různé hustoty

Podle poměru směru a rychlosti větru v různých hladinách rozeznáváme:

• vlny kolmé na směr proudění, pro které je směrodatný rozdíl v rychlostech větru - směr v uvažovaných hladinách se nemění.

• vlny šikmé ke směru proudění, které vznikají změnou rychlosti a směru větru

• vlny rovnoběžné se směrem proudění při působení jen změny směru větru, ne rychlosti.

Page 16: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

Kelvin-Helmholtzovy vlny

Page 17: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

4. Turbulentní výměna vzduchové hmoty

Turbulentní výměnou se obecně vytváří rovnováha mezi přízemní vrstvou a vyššími hladinami. Dokonalé promíchání vzduchu má za následek takové rozložení vodní páry, že relativní vlhkost v horní základně je dvounásobná vůči spodní základně. Větší obsah vodní páry v základní hladině způsobí tedy přesycení v horních částech vrstvy a vznik oblaků.

Page 18: Vznik oblačnosti  a  srážek

Procesy vedoucí ke vzniku oblačnostiProcesy vedoucí ke vzniku oblačnosti

5. Vyzařování vrstvy vzduchu (St, Sc) nebo zemského povrchu

Jedná se o statické ochlazování vzduchové hmoty, kdy převládá ochlazování vzduchové hmoty, která není v pohybu, od zemského povrchu. Zemský povrch se za jasných nocí ochlazuje vyzařováním tepla, kterému je úměrné ochlazení vzduchu nad ním.

Vyzařováním vzniká buď oblačnost typu St, Sc, nebo mlha. Přímý styk mlhy se zemským povrchem způsobuje větší rozmanitost pochodů, kterými mlha vzniká, v porovnání s vrstevnatou oblačností St.

Page 19: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik různých druhů oblačnostiVznik různých druhů oblačnosti

1.1. Kupovitá oblaka CuKupovitá oblaka Cu– Základním případem je izolovaná buňka - oblak Cu. Nejčastěji je

vyjádřen termickým proudem stoupajícím nad určitým teplejším místem zemského povrchu. Vertikální vývoj tohoto druhu oblačnosti je relativně malý, závisí na rozdílné teplotě míst zemského povrchu, na teplotním zvrstvení atmosféry, vlhkosti vzduchu a na rychlostním profilu větru.

– Celkový tvar kupovitého oblaku je určován fyzikálním stavem spodní troposféry. Stoupá-li oblak druhu Cu vzhůru, přibližováním ke spodnímu okraji inverze se dostane často výstupné proudění nad jeho vrcholem do oblasti s vyšší poměrnou vlhkostí. Vytváří se oblačná čepice nad vlastním oblakem (pileus). Jiným příkladem deformace kupovitého oblaku je jeho roztažení pod inverzní vrstvou, jež zabrzdí jeho další vývoj.

– Typickým rysem kupovité oblačnosti je její denní chod. Oblačnost přibývá v dopoledních hodinách a kolem poledne dosahuje maxima. Při vysoké poměrné vlhkosti vzduchu se maximum oblačnosti přesouvá do doby krátce před polednem, při nižší vlhkosti do odpoledních hodin. Odpoledne kupovitá oblačnost ubývá a k večeru mizí nebo přechází ve vrstevnatou oblačnost.

Page 20: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik různých druhů oblačnostiVznik různých druhů oblačnosti

2.2. Bouřková oblačnost CbBouřková oblačnost Cb

– Bouřkový oblak Cumulonimbus se vyznačuje mohutným vertikálním vývojem, zpravidla patrnými ledovými oblaky v horní části, elektrickými a akustickými jevy a intenzivními srážkami.

Stadia vývoje: • Stadium kumulu

• Stadium zralé vyvinuté bouřky

• Stadium rozpadu

Page 21: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik různých druhů oblačnostiVznik různých druhů oblačnosti

Vyvojová stadia bouřkového oblaku Cb

Page 22: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik různých druhů oblačnostiVznik různých druhů oblačnosti

3.3. Vrstevnatá oblačnostVrstevnatá oblačnost• Pochody, které formují tyto druhy oblačnosti jsou hlavně zvedání

vzduchových hmot na frontálních plochách (As, Ns, St), popř. nad horskými masivy, turbulentní výměna a vyzařování. Na teplých frontách a teplých okluzních frontách vzniká převážně oblačnost vrstevnatého typu.

• Vrstevnatá oblačnost se často tvoří v několika vrstvách. Vliv na procesy formování několika vrstev oblačnosti má hlavně koloidní struktura mísících se vrstev (nepravidelné rozložení kondenzačních jader), turbulentní výměna (přenos vlhkosti do vyšších hladin atmosféry), vyzařování a zvedání vrstev (pohyby v oblasti pohoří, v tlakových útvarech).

• Specifickým případem vzniku nové nepravidelné vrstvy pod původní oblačností jsou oblaka druhu Cu fra, St fra, které vznikají hlavně pod základnou dešťových mraků. Vyznačují se neurčitým cárovitým tvarem, v případě St fra obvykle s vypadávajícím srážkami.

Page 23: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik různých druhů oblačnostiVznik různých druhů oblačnosti

4.4. Vrstevnatá oblačnost vzniklá z kupovitéVrstevnatá oblačnost vzniklá z kupovité

– Případem vzniku vrstevnaté oblačnosti z kupovité je vznik čepice (pileus) nad oblakem druhu Cu a přechod Cu nebo Cb v oblačnou vrstvu. Tento přechod je způsoben slábnutím výstupných termických proudů.

– Dochází k němu ve večerních hodinách a projevuje se typickým vzhledem oblohy. Zploštěné zbytky z kupovité oblačnosti přecházejí ve vrstvu. Tento proces může být vyvolaný snižováním inverzní vrstvy (roztékání oblačnosti na inverzní vrstvě) nebo snížením poměrné vlhkosti ve výškách (zvyšování kondenzační hladiny).

Page 24: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik různých druhů oblačnostiVznik různých druhů oblačnosti

5.5. Kupovitá oblačnost vzniklá z vrstevnatéKupovitá oblačnost vzniklá z vrstevnaté

• Obecně dochází v atmosféře ke vzniku kupovité oblačnosti z vrstevnaté následkem přechodu stabilního teplotního zvrstvení v instabilní, což způsobuje kromě termického efektu i advekce nové vzduchové hmoty, zvýšená turbulence ve spodní vrstvě, vyzařování oblačné vrstvy.

• Spodní část oblačnosti se v nočních hodinách ohřívá vyzařováním tepla z půdy, horní část se ochlazuje vyzařováním do volné atmosféry.

• Takto vzniklá kupovitá oblačnost nedosahuje obyčejně velkého vertikálního vývoje a doba jejího trvání je malá.

Page 25: Vznik oblačnosti  a  srážek

Rozdělení a určování Rozdělení a určování oblačnostioblačnosti

Vliv oblačnosti na letVliv oblačnosti na let

Page 26: Vznik oblačnosti  a  srážek

V oblacích je polovina V oblacích je polovina krásy světakrásy světa

Page 27: Vznik oblačnosti  a  srážek

Klasifikace oblaků

Podle vzhledu – morfologická klasifikace:Podle vzhledu – morfologická klasifikace:» Druhy

» Tvary

» Odrůdy

» Zvláštnosti

Page 28: Vznik oblačnosti  a  srážek

Klasifikace oblaků

Podle vzniku a vývoje – genetická klasifikace:Podle vzniku a vývoje – genetická klasifikace:» oblaky vzniklé jinde, než se vyskytují,

» oblaky vzniklé v místě jejich výskytu v důsledku konvekce, advekce a turbulence,

» orografické oblaky, které se dále člení na oblaky vznikající v horských oblastech na návětrné a závětrné straně, na oblaky vznikající nad pobřežím a na oblaky podmíněné teplotními a jinými kontrasty nad pevninou.

Page 29: Vznik oblačnosti  a  srážek

Klasifikace oblaků

Podle výšky výskytu oblačnosti:

1. Vysoké (ve výškách 5 až 13 km, v zimě i níže) …Ci, Cc, Cs

2. Střední (ve výškách 2 až 7 km) ....Ac, (As)

3. Nízké (ve výškách do 2 km) ....Sc, St, (Ns), (do této skupiny patří i oblaky s velkým vertikálním

vývojem tzv. konvekční oblaky Cu, Cb).

Page 30: Vznik oblačnosti  a  srážek

Klasifikace oblaků

Podle výšky výskytu oblačnosti:

Page 31: Vznik oblačnosti  a  srážek

Klasifikace oblaků

Podle složení (mikrostruktury) oblačnosti:

1. Vodní (nejčastěji Ac, Sc, St, Cu), vytvořené pouze z vodních kapiček. Vodní oblaky lze dále rozlišovat na teplé oblaky existující při teplotách nad 0°C a na oblaky přechlazené, tvořené z kapiček přechlazené vody za teplot pod 0°C;

2. Ledové (nejčastěji Ci, Cc, Cs), složené výlučně z elementů tuhé fáze vody;

3. Smíšené (nejčastěji Ns, Cb, As, při nízkých teplotách Ac, Sc, St), v nichž jsou promíchány kapičky

přechlazené vody s ledovými částicemi.

Page 32: Vznik oblačnosti  a  srážek

Klasifikace oblaků

Page 33: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CirrusCirrus

• oddělené oblaky ve tvaru bílých, jemných vláken, menších ploch nebo úzkých pruhů bílých nebo převážně

bílých;• mají vláknitý vzhled, nebo hedvábný lesk popř. obojí; • oblak vysokého patra složený z ledových krystalků; • nevypadávají z něho srážky a jeho výskyt na obloze bývá

často příznakem blízkosti atmosférické fronty;• vzniká mimo jiné odtrháváním z horních částí Cb. vyskytuje se však i v oblastech vysokého tlaku vzduchu.

Page 34: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CirrusCirrus

Page 35: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CirrocumulusCirrocumulus• menší nebo větší tenké skupiny nebo vrstvy oblaků bez vlastních stínů;• složené z malých elementů ve tvaru zrnek nebo brázd; elementy mohou být navzájem spojeny nebo spolu nesouvisí a jsou více méně pravidelně složeny; většina elementů nepřesahuje zdánlivou velikostí 1° prostorového úhlu (odpovídá přibližně úhlu, pod kterým je vidět šířku malíčku při natažené paži);• patří mezi oblaky vysokého patra a je zpravidla oblakem ledovým (někdy může obsahovat i přechlazené vodní kapičky);• vzniká následkem vlnových a konvekčních pohybů v horní troposféře nebo jeho výskyt souvisí s atmosférickými frontami, především studenými;• nevypadávají z něho srážky (někdy patrná virga).

Page 36: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CirrocumulusCirrocumulus

Page 37: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CirrostratusCirrostratus

• průsvitný bělavý závoj oblaků, vzhledu vláknitého nebo bez patrné struktury, zakrývající úplně neb částečně oblohu • umožňuje vznik halovým jevům;• patří mezi oblaky vysokého patra, je složený z ledových krystalků a nevypadávají z něho srážky;• vyskytuje se jako typická součást oblačných systémů atmosférických front, zejména front teplých, okluzních popř. i studených front prvního druhu;• vzniká tím, že rozsáhlé vrstvy vzduchu se pozvolna zvedají

až do dosti velikých výšek;• může vznikat i transformací z jiných druhů oblaků, např. roztékáním horní části Cb.

Page 38: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CirrostratusCirrostratus

Page 39: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

AltocumulusAltocumulus• menší nebo větší plochy a vrstvy oblaků barvy bílé nebo šedivé, popř. bílé a šedivé;• má vlastní stíny a skládá se z vlnitých, oválných i valounovitých elementů; často má vzhled vláknitý nebo rozptýlený, elementy jsou navzájem spojené i samostatné;• je oblakem vodním nebo smíšeným oblakem středního patra;. • vzniká na okraji vystupující rozsáhlé vzduchové vrstvy, nebo také při turbulenci nebo konvekci příp. následkem vlnových pohybů v atmosféře, při přetékání vzduchu přes horské překážky nebo transformacemi z jiných druhů oblaků, kdy může být příznakem rozpadu oblačnosti;• vyskytuje se někdy před přechodem studené fronty, často ve studené vzduchové hmotě, především po přechodu studené fronty druhého druhu.

Page 40: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

AltocumulusAltocumulus

Page 41: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

AltostratusAltostratus• větší plocha nebo oblačná vrstva šedavá nebo modravá, vláknitého nebo vrstvovitého vzhledu, pokrývající zcela nebo částečně oblohu;• má takovou hustotu, že místy jsou patrné alespoň obrysy Slunce anebo Měsíce (jako za matným sklem);• nevyskytují se halové jevy;• je oblakem smíšeným, méně často vodním, středního patra, někdy však zasahuje i do patra vysokého;• často se vyskytuje jako součást oblačných systémů atmosférických front, teplé a studené fronty prvního druhu; • vzniká působením výkluzných pohybů teplého vzduchu, pod jeho základnou lze často pozorovat virgu; • v naších zeměpisných šířkách v teplé polovině roku srážky

z As obvykle nevypadávají.

Page 42: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

AltostratusAltostratus

Page 43: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

NimbostratusNimbostratus• šedivá, často tmavá vrstva oblaků; obrysy jsou neostré vlivem vypadávání více nebo méně souvislých dešťových nebo sněhových srážek, které ve většině případů dosahují země;• tloušťka vrstvy je všude dostatečná, aby zcela zakryla Slunce; • Často existují pod vrstvou nimbostratu roztrhané nízké oblaky „špatného počasí“(můžou, ale nemusí být, s ní spojeny);• typický dešťový oblak, zpravidla smíšený (podstatně řidčeji vodní);• značný vertikální rozsah (až několik km) a jeho základna se zpravidla vyskytuje v nízkém patře;• bývá součástí oblačního systému teplé, studené i okluzní fronty, dále se vyskytuje v oblastech výškových cyklon a brázd nízkého tlaku vzduchu apod.

Page 44: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

NimbostratusNimbostratus

Page 45: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

StratocumulusStratocumulus

• menší nebo větší plochy a vrstvy oblaků šedivého nebo bělavého vzhledu - popř. současně šedivého i bělavého - mající téměř vždy temná místa; skládá se z tvarů podobných dlaždicím, oblázkům, valounkům a má vzhled nevláknitý (s výjimkou virgy); • oblak nízkého patra a je vodním nebo smíšeným oblakem;• mohou z něho vypadávat slabé srážky, dosahující zemského povrchu;• vzniká především vlnovými pohyby ve vzduchové hmotě nebo transformací z jiných druhů oblaků, zejména ze stratu nebo z kupovité oblačnosti;• Sc je často příznakem rozpadu oblačnosti.

Page 46: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

StratocumulusStratocumulus

Page 47: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

Stratocumulus (pohled shora)Stratocumulus (pohled shora)

Page 48: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

StratusStratus• vrstva oblaků obvykle šedivá o jednolité základně, z níž může vypadávat mrholení, popř. ledové jehličky nebo sněhová zrna; • někdy má stratus podobu roztrhaných chuchvalců;• je-li Slunce vidět vrstvou, pak jsou jeho obrysy jasně patrné• nedává vznik halovým jevům (s výjimkou případů velmi nízkých teplot;• je v teplé polovině roku zpravidla vodním oblakem,

v zimě často obsahuje i ledové krystalky;• patří k oblakům nízkého patra a vzniká především pod výškovými inverzemi teploty vzduchu nebo v důsledku ochlazení vzduchu od podloží;• mikrostrukturální i makrostrukturálními parametry se neliší od mlhy.

Page 49: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

Stratus (nebulosus translucidus)Stratus (nebulosus translucidus)

Page 50: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

Stratus (pohled shora)Stratus (pohled shora)

Page 51: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CumulusCumulus

• oddělené oblaky, husté, s dobře vyznačenými obrysy; • části oblaku ozářené Sluncem jsou jasně bílé; jejich základna je poměrně tmavá a někdy téměř vodorovná;• vertikální vývoj do tvaru kup nebo oblačných věží, jejichž vrchní kypící část má často podobu květáku; • v některých případech mají obrysy neostré, „roztrhané“ (kumuly v rozpadu) a v některých případech i tvar nízkých cárů, většinou s viditelným vertikálním pohybem; • zpravidla oblakem vodním, v případě velkého vertikálního rozsahu může být v horní části oblakem smíšeným;• nejčastěji vzniká působením termické konvekce. Je většinou nesrážkovým oblakem;• za vhodných podmínek se někdy dále vyvíjí v cumulonimbus.

Page 52: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CumulusCumulus

Page 53: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CumulonimbusCumulonimbus

• hustý a mohutný oblak se značným vertikálním vývojem nejméně několik km, někdy může prorůstat až nad tropopauzu; • má vzhled vysokých hor nebo obrovských věží; • alespoň část jeho vrcholku je obvykle hladká, vláknitá nebo žebrovitá a téměř vždy zploštělá a protažená ve směru výškového proudění (tato část se často rozšiřuje do tvaru kovadliny nebo rozsáhlé chocholky); • pod velmi tmavou základnou oblaku jsou často roztrhané oblaky spojené s vlastním oblakem nebo izolované a se srážkovou oblastí (někdy ve formě virgy); • bouřky vznikají pouze v tomto druhu oblaku (avšak ne každý cumulonimbus se projevuje bouřkovými jevy).

Page 54: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CumulonimbusCumulonimbus

• je obvykle komplexem několika bouřkových buněk (zřídka i jedné buňky);• vzniká působením intenzívní konvekce nejčastěji na studených frontách nebo čárách instability (ojediněle i na frontách teplých);• může se vyvinout rovněž uvnitř instabilní vzduchové hmoty,

často za spolupůsobení orografických faktorů;• se v letectví pokládá za nebezpečný jev pro:

silné výstupné a sestupné proudy dosahující až desítky m.s-1

intenzívní turbulence námraza elektrické výboje kroupy často velkých rozměrů sestupné proudy se vyskytují v týlové části Cb

(které často dosahují až k zemskému povrchu).

Page 55: Vznik oblačnosti  a  srážek

Morfologická klasifikace oblaků

CumulonimbusCumulonimbus

Page 56: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Perleťové oblaky:

Oblaky ve střední stratosféřeOblaky ve střední stratosféře podobající se oblakům druhu cirrus nebo altocumulus lenticularis, na nichž se velmi výrazně projevuje irizace, takže nabývá vzhledu perleti. Přes den se zpravidla perletové oblaky nerozeznají od závoje Ci. Při postupném západu Slunce se živě zbarvují a největší intenzita barev se objeví při poloze Slunce několik stupňů pod obzorem. Jasné barvy pruhů přecházejí pozvolna v souvislý široký oranžový nebo načervenalý pruh. S pokračujícím západem barvy slábnou a na tmavé obloze zůstanou šedivé obrysy oblaků, které jsou patrné ještě několik hodin po západu Slunce (někdy i celou noc).

Předpokládá se, že perleťové oblaky jsou složeny s velmi malých přechlazených vodních kapiček. Oblaky se nejčastěji vyskytují nad jižní Skandinávií ve výškách 20 až 30 km.

Page 57: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Perleťové oblaky:

Page 58: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Noční svítící oblaky:

• modravě nebo stříbřitě zbarvené oblaky nitkovitého charakteru podobající se tenkému cirru;

• tvarem jsou buď závojovité, nebo vytvářejí širší pás, popř. mají tvar víru;

• barvu mohou mít i oranžovou až červenou a svým zbarvením se ostře rýsují na tmavé noční obloze;

• vyskytují se v horní části mezosféry ve výškách 75 - 90 km;

• vyskytují se vzácně a jsou pozorovány mezi 50. a 75. stupněm severní šířky a 40. a 60. stupněm jižní šířky a to jen v letních měsících;

• postavení Slunce musí být 5 - 18 stupňů pod obzorem;

• na základě pozorování bylo zjištěno, že postupují z východu na západ či ze severozápadu na východ a to rychlostí od 50 do 250 m/s.

Page 59: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Noční svítící oblaky:

Page 60: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Noční svítící oblaky:

Chomutov, noc 21./22. července 2006

Page 61: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Kondenzační pruhy:Kondenzační pruhyKondenzační pruhy vznikají z vodní páry a kondenzačních nebo krystalizačních

(ledových) jader. Jejich vznik je ovlivňován poklesem tlaku vzduchu v oblasti adiabatického rozpínání.

V případech, kdy jsou kondenzační pruhy nežádoucí, zabraňuje se jejich vzniku buď chemickými přípravky (chlor, kyselina sírová apod.) nebo změnou výšky letu. Naopak při průletu letadla (rakety) oblačnou vrstvou může dojít vlivem turbulence a uvolněného tepla k rozpuštění oblaků, čímž vznikají rozpadové pruhy, nazývané někdy záporné (negativní) kondenzační pruhy nebo rozpadové stopy.

Zpočátku bývají široké 5 až 10 m a vytvářejí se ve vzdálenosti 50 až 100 m za letadlem. Jejich trvání zpravidla nepřesahuje 40 minut. Nejčastěji se vyskytují při teplotách -40 až –50°C ve výškách 7 až 12 km.

Page 62: Vznik oblačnosti  a  srážek

Zvláštní druhy oblaků

Kondenzační pruhy:

Page 63: Vznik oblačnosti  a  srážek

Kondenzační pruhy - pohled z UMDZ

Zvláštní druhy oblaků

Page 64: Vznik oblačnosti  a  srážek

Oblačnost

Měření základny oblačnosti:1. Pilotovacím balónkem – v současné době se tato metoda používá

převážně jako kontrolní (v případě pochybnosti o správné činnosti přístrojů) nebo náhradní. Metoda spočívá v optickém sledování výstupu balónku naplněného vodíkem na výstupnou rychlost 150 m.min-

1 a sledování času až do okamžiku zmizení balónku v oblačnosti. Tato metoda je použitelná pouze v denní době a při malých rychlostech přízemního větru.

Page 65: Vznik oblačnosti  a  srážek

Oblačnost

Měření základny oblačnosti:2. Ceilometrem - elektronickým přístrojem, který poskytuje možnost

spojité registrace výšky spodní základny do paměti počítače v závislosti na čase. Princip tohoto přístroje spočívá v měření elevačního úhlu, pod nímž dopadá na přijímač odraz světelného paprsku od spodní základny oblačnosti, vyslaného vysílačem. Tyto přístroje jsou převážně vybaveny dálkovým ovládáním, což umožňuje měření v kterémkoliv bodě podél dráhy letiště.

Měřič základny oblačnosti CT25K

(firma VAISALA)

Page 66: Vznik oblačnosti  a  srážek

Oblačnost

Určování množství oblačnosti:V letecké a všeobecné meteorologii se množství oblačnosti určuje zpravidla odhadem v osminách relativního pokrytí oblohy oblačností.

Pro účely klimatologie se používá určování pokrytí oblohy oblačností v desetinách.

Page 67: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Oblačnost spolu s dohledností je z leteckého hlediska nejdůležitějším meteorologickým prvkem a určuje stupeň ztížených meteorologických podmínek.

Na oblačnosti závisí vznik námrazy, bouřek, jsou s ní spojeny srážky a snížená dohlednost. S oblačností může být spojena turbulence. Zároveň charakter oblačnosti umožňuje za letu vizuálně určit možné nebezpečí.

Page 68: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Zvláštnosti projevu nízké oblačnosti

Vznik nízké oblačnosti je výsledkem známých procesů vedoucích ke kondenzaci vodních par. Jsou to již zmiňované procesy, a hlavně:

» adiabatická expanze;

» turbulentní výměna vzduchu;

» radiační vyzařování.

Page 69: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Zvláštnosti projevu nízké oblačnosti

Page 70: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Zvláštnosti projevu nízké oblačnosti

Z pozorování a výzkumů vyplynuly následující poznatky:• základna oblačnosti není rovná ani ostře ohraničená plocha;

• základna oblačnosti je výrazně nehomogenní;

• můžeme v ní rozlišit tři vrstvy:

1. vrstva kouřma;

2. přechodná vrstva;

3. nejhustější části oblaku.

Page 71: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Vliv oblačnosti na letovou činnost se projeví zvláště při:» vzletu;

» přiblížení;

» přistávání;

» v průběhu letu;

» speciální letecké činnosti;

Page 72: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Vliv oblačnosti na vzlet, přiblížení a přistání:

Vzlet, přiblížení a přistání letadel je nejvíce ovlivňováno oblačností. Každé letiště, letoun, i posádka mají podle vycvičenosti určeny minimální hodnoty výšky základny oblačnosti, za kterých můžou provést vzlet nebo přistání.

Vzlet letounu může být povolen i při nižších hodnotách výšky základny, ale jen za předpokladu, že na cílovém letišti jsou meteorologické podmínky příznivé pro přistání a s povolením velitele.

Uskutečnění letu, přiblížení a přistání za podmínek výskytu nízké oblačnosti je možné za pomoci celého komplexu radiotechnických, radionavigačních i světlotechnických zařízení, které dovolují přivést letoun k letišti a navést jej na sestupovou osu a bezpečně přistát. Kromě těchto faktorů má velký význam i vycvičenost a zkušenosti posádek.

 

Page 73: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Vliv oblačnosti na let:

Vlastní let je ovlivněn hlavně tím, že výskyt oblačnosti ztěžuje nebo úplně znemožňuje orientaci vizuálními prostředky a metodami.

Při výskytu oblačnosti má pilot možnost volit si ze čtyř variant letu v závislosti na konkrétních podmínkách a to:

» let pod oblačností;

» let v oblačnosti;

» let nad oblaky;

» let v bezoblačné vrstvě.

Page 74: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Let pod oblačností:

Let pod oblačností se základnou vyšší než 600 m nebývá zpravidla spojen s potížemi, kromě případů, kdy let probíhá v členitém terénu se značným převýšením, kdy oblačnost zakrývá vrcholky hor, kopců a průsmyky. V těchto případech se let pod oblačností stává riskantním, až nemožným.

Těžkosti představuje let pod oblaky, kterých základna je pod 600m hlavně pro rychlá letadla a vrtulníky. Proto se v těchto případech doporučuje let nad vrstvou nízké oblačnosti.

Page 75: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Let v oblačnosti:Je to let prováděný v nejsložitějších podmínkách, protože se musí provádět za

pomoci přístrojů (IFR lety). Let v oblačnosti je doprovázen vznikem iluzí o letu s náklonem, stoupání, klesání a o letu na zádech.

Po dobu IFR letu je bezpodmínečně nutná důvěra v údaje přístrojů. Praktická odborná měření a pozorování ukázala, že po dobu letu v oblačnosti je posádka letadla podstatně více zatěžována v porovnání s letem mimo oblačnost. Po dobu letu v oblacích má své zvláštnosti i navigace. Posádka je nucena používat složitější metody navigace.

Let v oblacích neumožňuje dodržování sestavy a tato se musí rozčlenit na nižší jednotky, případně i jednotlivá letadla. Přitom se musí bezpodmínečně dodržet výška a rychlost letu, aby se zabránilo kolizi s jinými letouny. Kromě toho je problematické i využití radiolokátorů pro navedení letounů (v případě výskytu četných hustých oblaků a intenzivních srážek).

Nízká oblačnost, zakrývající vrcholky hor, kopců a průsmyky je zařazena mezi nebezpečné meteorologické jevy. Při průletu nízkou oblačností nebo po dobu letu v ní hrozí nebezpečí kolize se zemským povrchem, a proto je často nízkou oblačností v horském terénu znemožněno plnění úkolů.

Page 76: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Let nad oblačností:

Lety nad oblačností s množstvím do 5/8 je možné uskutečnit za pomoci zrakové orientace, podle orientačních bodů na zemském povrchu.

Je-li pokrytí oblačností 5/8 a více, stává se let letounu letem podle přístrojů (IFR) se všemi potížemi jako v případě letu v oblacích. Jedinou výhodou proti letu v oblacích je možnost využívat astronavigaci a poněkud menší psychická zátěž. Tento let taktéž umožňuje vyhnout se některým význačným jevům počasí (námraza, turbulence, bouřky, kroupy apod.).

Page 77: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vliv oblačnosti na let

Let v bezoblačných vrstvách:

Tento let se též vyznačuje určitými zvláštnostmi. Po dobu takového letu není možné využít vizuální orientaci podle orientačních bodů na zemském povrchu ani navigaci podle nebeských těles.

Po dobu letu v mezivrstvě si musí pilot uvědomit, že tyto mezivrstvy jsou často proměnlivé jak v čase tak v prostoru. Pilot musí být připraven na to, že let, který probíhá v bezoblačné vrstvě může vzhledem k zániku této vrstvy pokračovat jako let v oblacích. Proto musí pilot takovému letu věnovat značnou pozornost a musí být schopen v krátké době přizpůsobit se nové situaci.

 

Page 78: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Meteorologické podmínky letů se mění v závislosti od vyskytujících se typů oblačnosti.

Jiné podmínky budou v případech výskytu vrstevnaté oblačnosti a jiné zase v případě výskytu konvekční oblačnosti. Všeobecně můžeme podmínky letů rozdělit na podmínky v oblačnosti:

» vlnové;

» vrstevnaté;

» kupovité;

» frontální.

Podmínky létání v oblačnosti jsou určovány výškou základny a horní hranice oblačnosti, její horizontálním rozsahem, rozvrstvením, vodnatostí, teplotním režimem, dohledností v oblačnosti, intenzitou námrazy a turbulence.

Page 79: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Podmínky letu ve vlnové oblačnosti:

Vznik je podmíněn existencí vlnového proudění na ploše rozhraní mezi dvěma vrstvami vzduchu s rozdílnými vlastnostmi (jiná hustota vzduchu a rychlost proudění) zpravidla v hraniční inverzní vrstvě. Tyto vlny mohou mít vlnovou délku několik stovek metrů a amplitudu zpravidla 20 až 50 metrů. Ve vrcholu každé vlny se vystupující vzduch ochlazuje a vodní pára kondenzuje, v důlku vlny se vzduch otepluje a vzdaluje stavu nasycení.

Let probíhá za částečné viditelnosti zemského povrchu v závislosti na vlhkosti vrstvy pod inverzí. Při vysoké vlhkosti je oblačná vrstva souvislá a vlnitáý charakter oblačnosti lze zjistit jen z turbulentního charakteru letu a tvaru horní hranice vlnové oblačnosti.

Page 80: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti St:

Stratus se nejčastěji tvoří pod inverzní vrstvou. Základna je velmi nízká a zpravidla se pohybuje ve výšce 100 až 300 m. Vertikální mohutnost je od několika desítek metrů do 400 až 600 m. Horizontální rozloha často značná. Za typických synoptických situací na podzim nebo v zimě se souvislá vrstva stratu vyskytuje nad celým územím Čech, případně i nad Moravou.

Page 81: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti St:Vlivem značné prostorové i časové proměnlivosti spodní základny je

létání v malých výškách v těchto případech velmi ztíženo.

– V prostoru s členitým terénem, kdy některé vyvýšeniny jsou zakryty oblačností, jsou lety za vidu prakticky nemožné.

– Vlivem zesíleného proudění na návětrných stranách horských masivů dochází ke snížení základny nejnižší vrstvy oblačnosti.

– Rovněž nad rozsáhlými zalesněnými plochami se výška základny oblačnosti druhu stratus snižuje a velmi často se pod základní vrstvou vyskytují i jednotlivé cáry této oblačnosti tzv. stratus fractus.

– Turbulence v této oblačnosti je zpravidla malá a let probíhá bez kymácení.

– Mírná až silná námraza se tvoří při delším letu a záporných teplotách. Intenzita námrazy zesiluje se vzdáleností od spodní základny.

– Malá vertikální mohutnost stratu umožňuje se vyhnout nebezpečným oblastem změnou výšky letu.

Page 82: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti Sc:

Podle vertikální mohutnosti rozdělujeme stratocumulus na řídký - Sc translucidus a hustý Sc opacus.

 Sc translucidus - má výšku spodní základny zpravidla ve výšce 600-1000 m,

vertikální mohutnost je poměrně malá zpravidla 100-300 m. Často mezi jednotlivými částmi této oblačnosti prosvítá obloha. Je možný výskyt několika vrstev.

Sc opacus - má zpravidla základnu ve výšce 400-600 m, vertikální mohutnost 600-1000 m. Frontální Sc může být v několika vrstvách, výška základny spodní vrstvy je v těchto případech 1000-1500 m a může být i větší.

 

Page 83: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti Ac:

Altocumulus se tvoří pod nebo nad vrstvou inverze. Výška spodní základny je proměnlivá, obecně v létě je ve větší výšce než v zimě. Průměrná výška je kolem 3000 m. Tloušťka oblačné vrstvy bývá zpravidla 200-300 m, často jen několik desítek metrů.

Turbulence v této oblačnosti je slabá nebo mírná, ale v altocumulech tvořících se v oblasti tryskového proudění může být turbulence a s ní spojené kymácení velmi silné.

Tato oblačnost je ve většině případů tvořena přechlazenými vodními kapkami, ale vodnatost oblaku je malá. Proto i námraza za dlouhodobého letu je slabé intenzity.

Page 84: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu v různých druzích oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti Ci a Cc: Tato oblačnost se tvoří převážně v důsledku vlnového proudění v horní troposféře

nebo bezprostředně pod tropopauzou.

Výška její základny je v našich zeměpisných šířkách kolem 7-9 km s maximem v 11 až 13 km.

Vertikální mohutnost je značně rozdílná - od několika set metrů do několika tisíc metrů v průměru je to asi 1000 m.

Kymácení mimo oblast tryskového proudění je slabé nebo žádné. Námraza se téměř nevyskytuje. Vlivem tření ledových krystalků o povrch letadla vzniká elektrizace povrchu, která má vliv na kvalitu radiového spojení.

Page 85: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu ve vrstevnaté oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti Ns:

Ns je typická oblačnost vznikající na atmosférických frontách. Ve většině případů, v souladu se strukturou Ns je její výskyt doprovázen srážkami o různé intenzitě.

Výška základny této oblačnosti a vertikální mohutnost závisí na vzdálenosti od čela fronty. Na čáře fronty je základna poměrně nízká, přibližně 100 až 200 m a v případech výskytu oblačnosti stratus fractus může být i níž.

Vertikální mohutnost je od několika set do několika tisíc metrů.

Turbulence v této oblačnosti je slabá nebo žádná. Ve vrstvách s teplotou 0°C a nižšími vzniká námraza. Ta je v zimních měsících velmi intenzivní a zasahuje celou vrstvu oblačnosti. Velmi nebezpečný je průlet oblastí přechlazeného deště, který se vyskytuje v přechodných ročních obdobích a v zimě.

Při letu v nimbostratu lze kdykoliv počítat se značnou elektrizací letadla.

Page 86: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu ve vrstevnaté oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti As:

Výška základny je v průměru kolem 2,5-3,5 km s maximem v létě.

Vertikální mohutnost je v průměru kolem 600-1000 m. Častý je výskyt několika vrstev. Vnitřní struktura je u frontálního altostratu smíšená, u nefrontálního krystalická.

Námraza v této oblačnosti je slabá, ve většině případů ve formě bílého drobnozrnného ledu nebo jíní.

Turbulence se zpravidla nevyskytuje.

Page 87: Vznik oblačnosti  a  srážek

Podmínky letu ve vrstevnaté oblačnosti

Podmínky letu v oblačnosti Cs:

Zpravidla se jedná o frontální oblačnost, která se nachází v samostatné vrstvě nad altostratem nebo nimbostratem. V některých oblastech je cirrostratus vystřídán cirry.

Výška základny závisí na synoptické situaci a ročním období. Průměrná výška je kolem 7-8 km.

Vertikální mohutnost dosahuje několik set až několika tisíc kilometrů. Nejmohutnější vrstva se nachází v centrálních oblastech tlakových níží.

Cirrostratus je krystalická oblačnost. Námraza se může vyskytnout jen při velkých rychlostech letu.

Turbulence je nepatrná a let probíhá převážně klidně. Avšak tak jako v předešlých případech, jestliže let probíhá v oblasti tryskového proudění, vyskytuje se mírné až silné kymácení.

Při velké rychlosti a velké koncentraci krystalků je velká i hodnota elektrického náboje a s tím spojeno rušení radiových prostředků.

Page 88: Vznik oblačnosti  a  srážek

Srážky a jejich Srážky a jejich vliv na letový vliv na letový

provozprovoz

Page 89: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik srážek

Typická dešťová kapka r=1000 m

Typická oblačná kapka r=10 m Malá kapka

mrholení r=100 m

velká oblačná kapka r=50 m

Oblačné kondenzační jádro r= 0,1 m

Jestliže vypadne z oblaku do okolního vzduchu o RV=90% vypaří se 3 cm pod základnou oblaku

Jestliže vypadne z oblaku do okolního vzduchu o RV=90% vypaří se 150 m pod základnou

oblaku

Aby kapka narostla z oblačné kapky na velikost dešťové, musí nárůst ještě 100 krát

Page 90: Vznik oblačnosti  a  srážek

• vodní oblaka: kondenzace a koalescence jsou hlavními mechanizmy vzniku srážek;

• Koalescence je silně efektivní mechanizmus růstu pro vznik srážek v přeháňkách ve vodních mracích.

Koalescence a kondenzace

Page 91: Vznik oblačnosti  a  srážek

Bergeron-Findeisenův proces

Page 92: Vznik oblačnosti  a  srážek

• Bergeron-Findeisenův proces je nejefektivnější při -12 C;

• Kapky rostou do poloměru r= 100 m za 2,5 minuty;

• Srážky se formují velmi rychle;

• Růst se může také dít:

akreace (narůstání)- srážky ledových částeček s vodními kapičkami, které po doteku mrznou;

agregace (shlukování) – srážky ledových částeček, které se spolu spojují; nejefektivnější při T> -5°C ( vyžaduje různé pádové rychlosti a závisí na tvarech ledových krystalků)

Vznik srážek v ledových a smíšených oblacích

Page 93: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik srážek v bouřkovém oblaku podle Findeisena:

Vznik srážek v kupovité oblačnosti

Page 94: Vznik oblačnosti  a  srážek

Vznik srážek ve vrstevnatých oblacích podle Findeisena:

Vznik srážek ve vrstevnaté oblačnosti

Page 95: Vznik oblačnosti  a  srážek

Druhy srážek – rozdělení

Podle toho, z jaké oblačnosti vypadávají, dělíme srážky na:

a) trvalé – vypadávají rovnoměrně ze silných vrstev oblačnosti typu Ns, příp. As; tedy mohutná vrstevnatá oblačnost, mají obvykle velký horizontální rozsah, menší proměnlivost a nižší intenzity (řádu 1 mm/h);

b) občasné – vypadávají z tenké vrstevnaté oblačnosti typu St (někdy Sc) ve formě mrholení, vyznačují se nízkými intenzitami (řádu 0,1 mm/h);

c) přeháňky – vypadávají z mohutné kupovité oblačnosti typu Cb, vyznačují se časově a prostorově proměnlivou ntenzitou, často vysokou (řádu 10 až 100 mm/h).

Page 96: Vznik oblačnosti  a  srážek

Druhy srážek – rozdělení

Podle struktury dělíme srážky na:

1. Pevné – sníh, sněhové krupky, kroupy;

2. Tekuté – vodní kapky o průměru od 100 do 3,5 mm;

3. Smíšené – sníh s deštěm (padá při teplotách při zemi kolem 0°C)

4. Namrzající – jsou to přechlazené vodní kapky (voda v tekutém skupenství, ale teplotou kapaliny pod 0°C), která se při dopadu na povrch letounu, či jiného předmětu, okamžitě mrznou a tvoří souvislou vrstvu ledu – ledovku.

Page 97: Vznik oblačnosti  a  srážek

DéšťDéšť

• vodní srážky vypadávající z oblaků v podobě kapek o průměru d > než 0,5 mm nebo i menším, vypadávají-li velmi hustě;

• velkoprostorové srážky vs. Přeháňky.

Mrznoucí déšť Mrznoucí déšť

• kapky mrznou po dopadu na prochlazený zemský povrch nebo na předmětech, které však nejsou uměle ochlazovány ani zahřívány;

• na zemském povrchu, na stromech, elektrickém vedení apod. vytváří ledovku (usazenina ledu);

• vyskytuje se v zimě při přechodu relativně teplých a vlhkých VH přes prochlazený zemský povrch (např. při přechodu TF).

Druhy srážek – padající srážky

Page 98: Vznik oblačnosti  a  srážek

MrholeníMrholení

• poměrně stejnoměrné, husté srážky tvořené drobnými kapičkami o průměru d < 0,5 mm, pokud nemají intenzitu deště;

• nejčastěji vypadávají z hustých St dosahujícího někdy až k zemi (mlhy);

• slabé nebo žádné vertikální pohyby proto malé kapičky;

• často se vyskytuje hlavně v chladné roční době po přechodu TF v teplém sektoru.

Mrznoucí mrholeníMrznoucí mrholení

• totéž co mrznoucí déšť, avšak při mrholení.

Druhy srážek – padající srážky

Page 99: Vznik oblačnosti  a  srážek

SníhSníh

• tuhé srážky skládající se z ledových krystalků (popř. jejich shluků);

• mají převážně tvar šesticípé hvězdice, nebo jejich částí;

• vypadává-li při T>0 má charakter mokrého sněhu, nebo deště se sněhem.

Sněhové krupkySněhové krupky

• tuhé srážky složené z bílých neprůhledných ledových částic o velikosti 2 - 5 mm a kulovém nebo mírně kónickém tvaru;

• při dopadu na tvrdý povrch odskakují nebo se tříští;

• vypadávají v přeháňkách při T kolem 0°C, často spolu se sněhovými vločkami, popř. s dešťovými kapkami.

Druhy srážek – padající srážky

Page 100: Vznik oblačnosti  a  srážek

Sněhová zrna Sněhová zrna (dříve nazýváno(dříve nazýváno krupice krupice))

• tuhé srážky skládající se z velmi malých bílých neprůhledných zrnek ledu;

• jsou obvykle zploštělá nebo podlouhlá o průměru d < 1 mm;

• při dopadu neodskakují ani se nerozbíjejí;

• vypadávají v malých množstvích z oblaků St nebo z mlhy, nikdy však v přeháňce.

Zmrzlý déšťZmrzlý déšť

• průhledné nebo průsvitné ledové částice kulového, nepravidelného nebo kónického tvaru o průměru d 5 mm;

• při dopadu odskakují a bývá slyšet šum;

• vzniká zmrznutím dešťových kapek nebo značně roztálých ledových částic v blízkosti zem. Povrchu;

• je-li tvořen ledovými částicemi s neprůhledným jádrem krupky.

Druhy srážek – padající srážky

Page 101: Vznik oblačnosti  a  srážek

Ledové jehličkyLedové jehličky

• jednoduché ledové krystalky ve tvaru jehlic;

• vznášejí se ve vzduchu nebo klesají malou pádovou rychlostí k zemi;

• za velmi nízkých teplot se mohou vyskytovat i při jasné obloze;

• bývají pozorovány především v polárních oblastech (při ozáření sluneč. paprsky označovány jako diamantový prach);

• ve středních zem. šířkách se vyskytují pouze za silných mrazů.

KroupyKroupy

• větší padající kusy ledu různého tvaru o průměru d > 5 mm;

• při rozříznutí lze často identifikovat několik průzračných a neprůzračných vrstev;

• vypadávají výhradně z bouřkových oblaků Cb.

Druhy srážek – padající srážky

Page 102: Vznik oblačnosti  a  srážek

RosaRosa

• usazenina kapalné vody na zemském povrchu, na rostlinách nebo na různých předmětech;

• tvoří se kondenzací vodní páry při poklesu povrchové teploty pod teplotu rosného bodu Td;

• dodatečným zmrznutím vzniká zmrzlá rosa (zmrzlé kapičky).

JíníJíní

• usazené tuhé srážky, které vznikají při teplotách T < 0°C depozicí (přímým ukládáním) molekul vodní páry;

• tvoří se hlavně na stéblech trav, vodorovných plochách, nikoli však na stromech nebo drátech;

• má dobře patrnou velmi jemnou krystalickou strukturu.

Druhy srážek – usazené srážky

Page 103: Vznik oblačnosti  a  srážek

JinovatkaJinovatka

• křehká usazenina ledu ve tvaru jemných jehel nebo šupin;

• lze ji snadno odstranit poklepem;

• zpravidla nepůsobí škody.

NámrazaNámraza

• obvykle bílá zrnitá usazenina ledu;

• obsahuje krystalky ve tvaru větviček;

• vzniká zejména za mlhy tuhnutím přechlazených vodních kapiček na stromech, elektr. vedení, ale i na letounech za letu;

• nejčastěji se vytváří při teplotách -2 až -10°C.

Druhy srážek – usazené srážky

Page 104: Vznik oblačnosti  a  srážek

LedovkaLedovka

• obvykle souvislá usazenina ledu, která se tvoří mrznutím kapek deště nebo mrholení;

• vzniká na zemském povrchu a na předmětech, jejichž teplota je mírně pod 0°C.

Druhy srážek – usazené srážky

Page 105: Vznik oblačnosti  a  srážek

1. Trvalé srážky:

Nejvhodnější synoptické podmínky pro výskyt trvalých srážek jsou charakterizovány:

– atmosférickými frontami;

– předními částmi tlakových níží nebo brázd nízkého tlaku vzduchu;

– zadními částmi tlakových výší a hřebenů;

– oblastmi výškových tlakových níží;

– oblastmi vertikálního střihu větru

Synoptické podmínky vzniku srážek

Page 106: Vznik oblačnosti  a  srážek

1. Trvalé srážky:

Synoptické podmínky vzniku srážek

Oblast trvalých srážek

Page 107: Vznik oblačnosti  a  srážek

1. Trvalé srážky:• Intenzita trvalých srážek spojených s frontami závisí na vlhkosti

teplé vzduchové hmoty a velikosti uspořádaných výstupných pohybů na frontě.

• Čím jsou větší poklesy tlaku před teplou frontou a čím ostřeji je vyjádřena konvergence u země, tím větší jsou výstupné pohyby na frontě a tudíž i srážky.

• Trvalé srážky teplých front a okluzních front jsou obvykle stálé intenzity ve tvaru deště nebo sněhu.

• Denní chod u trvalých srážek nelze určit, neboť je závislý na přechodu jednotlivých atmosférických front daným místem.

• V zimním období vypadávají trvalé srážky v ojedinělých případech i z podinverzní oblačnosti typu St a Sc uvnitř jedné vzduchové hmoty.

Synoptické podmínky vzniku srážek

Page 108: Vznik oblačnosti  a  srážek

2. Mrholení:

Nejpříznivější synoptické situace pro vznik mrholení jsou

charakterizovány:• advekcí vlhkého teplého vzduchu;

• teplými sektory cyklon;

• jihozápadními až západními okraji zimních anticyklon;

• v ojedinělých případech se vyskytuje mrholení i v oblasti teplých front a okluzí, které nejsou charakterizovány výraznými tlakovými tendencemi.

Synoptické podmínky vzniku srážek

Page 109: Vznik oblačnosti  a  srážek

2. Mrholení:

Intenzita srážek je velmi malá a nemá denní chod. Mrholení se vyskytuje převážně ve studeném ročním období, kdy se teplota vzduchu u země pohybuje okolo 0°C.

Koloidní nestabilita stratu (nezbytná pro vypadávání mrholení) je vyvolána nestejnými rozměry kapiček.

Synoptické podmínky vzniku srážek

Page 110: Vznik oblačnosti  a  srážek

2. Mrholení:

Synoptické podmínky vzniku srážek

Několik set metrů silná vrstva St, schopna produkovat intenzivní mrholení v chladnější polovině roku. Turbulentní promíchávání v přízemní vrstvě umožňuje koalescenční procesy kapiček vody a jejich vypadávání ve formě mrholení

Page 111: Vznik oblačnosti  a  srážek

3. Přeháňky:

Synoptické podmínky vhodné pro vznik přeháněk se zpravidla vyskytují:

• v týlových částech cyklon při trvající advekci studeného vzduchu;

• ve vyplňujících se nížích;• v předních částech anticyklon a hřebenů vysokého

tlaku vzduchu;• intenzivní přeháňky je možno pozorovat i v oblastech

nevýrazného tlakového pole u země spolu s cyklonálním zakřivením izohyps ve vyšších hladinách, zvláště v letním období.

Synoptické podmínky vzniku srážek

Page 112: Vznik oblačnosti  a  srážek

3. Přeháňky:

Přeháňky vypadávají z oblačnosti druhu Cu a Cb.

Synoptické podmínky vzniku srážek

Oblast přeháněk

Page 113: Vznik oblačnosti  a  srážek

3. Přeháňky:

• Nezbytnou podmínkou pro výskyt přeháněk je instabilní zvrstvení vzduchové hmoty;

• Přeháňky se vyskytují zvláště na studených frontách (zvláště druhého typu), studených okluzích a v labilních studených vzduchových hmotách;

• Rozhodující je, aby oblačnost dosáhla při svém vertikálním rozvoji hladiny -10°C.

• Četnost a intenzita přeháněk je závislá také na místních geografických zvláštnostech, jakými jsou závětrné a návětrné svahy pohoří, nadmořská výška, orientace pohoří vzhledem k postupu front, vzájemné položení horských hřebenů a podobně;

• Důležitým rysem přeháněk, zvláště přeháněk uvnitř vzduchových hmot, je jejich denní chod. Je shodný s denním chodem teploty, tj. minima dosahuje v ranních hodinách, maxima v odpoledních hodinách mezi 14 až 16 hodinou, v letním období mezi 15 až 18 hodinou;

Synoptické podmínky vzniku srážek

Page 114: Vznik oblačnosti  a  srážek

Let v zóně srážek je velmi ztížen, protože může být Let v zóně srážek je velmi ztížen, protože může být doprovázen:doprovázen:

– náhlým zhoršením dohlednosti a snížením základny oblaku;

– námrazou;

– poškozením letadla.

 

Vliv srážek na letový provoz

Page 115: Vznik oblačnosti  a  srážek

Snížení dohlednosti a oblačnosti

• Let ve slabém nebo mírném dešti menší rychlostí je doprovázen zhoršením dohlednosti na 4-2 km.

• V zóně silné přeháňky se náhle zhoršuje dohlednost (až na několik desítek metrů) a to tím více, čím je vyšší rychlost letu.

• Při slabém sněžení nepřevyšuje dohlednost 1-2 km a při mírném a silném sněžení nepřesahuje několik stovek metrů a celý let musí probíhat pouze podle přístrojů.

• Zhoršení dohlednosti ve srážkách je téměř vždy doprovázeno i náhlým snížením základny oblačnosti, zvláště na frontách. Bylo statisticky zjištěno, že většinou minimální výška oblaků na frontách nepřesahuje 50 až100 m.

Vliv srážek na letový provoz

Page 116: Vznik oblačnosti  a  srážek

• Při určité výšce sněhové pokrývky na vzletové a přistávací dráze a ostatních komunikacích letiště, při sněhových závějích je nutné je očistit od sněhu buď mechanicky nebo jiným způsobem.

• Náledím pokrytá vzletová a přistávací dráha (ať betonová či zpevněná s přírodním povrchem) nedovoluje provádět ani vzlet ani přistání letadel. K odstranění usazeného ledu z VPD (RWY) se musí použít speciálních strojů.

Vliv srážek na kvalitu VPD