Charakteristiky studené fronty

Hodnocení článku

Tak, jak byly detailněji probrány charakteristiky a průběh počasí teplé fronty v minulém článku. Budeme se snažit obsáhnout v tomto článku bohatou problematiku charakteristiky studené fronty. Studená fronta je určitě o poznání častější atmosférickou frontou přecházející přes naše území. Také je zajímavější, zejména v některých částech roku s velmi dynamickým až extrémním průběhem počasí. I o tom bude v tomto textu řeč. Nejprve se ale podíváme na základní popis studené fronty, její možné druhy a další znaky čili charakteristiky.

Základní definice

Studená fronta je rozhraním oddělující od sebe ustupující teplý vzduch a nastupující studený vzduch, čímž je uzavírán teplý sektor cyklony. Studený vzduch se nachází v týlu cyklony.

Fronta vzniká tak, že studený vzduch v podobě jazyku proniká do teplého vzduchu a na čele ho vytlačuje vzhůru. Zde pozorujeme oproti opačnému druhu fronty (viz charakteristiky teplé fronty) zásadní rozdíly. Studená fronta se dělí na frontu prvního a druhého druhu. První případ je do jisté míry obdobou teplé fronty. Má mnoho znaků s teplou frontou podobných. Významnější a častější je v našich podmínkách studená fronta druhého druhu. Teplý vzduch na tomto druhu studené fronty je studeným vytlačován intenzivněji do výšky, což podporuje významně vznik mohutné oblačnosti.

Obr. 1 Typická bouřková činnost na čele letní studené fronty

Charakteristiky přechodu studené fronty

V případě studené fronty se typické projevy počasí odehrávají za její čárou, tedy průsečnicí s povrchem. Studená fronta přechází naše území celoročně s tím, že v chladné části roku je častější první druh fronty. Ten se podobá přechodu teplé fronty, i když do jisté míry. Druhý druh studené fronty je typický pro letní období a jde o častější formu studené fronty u nás. V tomto případě pozorujeme ty pravé projevy počasí. O tom, jak se chová počasí před, při a po přechodu studené fronty pojednávají další pod kapitoly. Stejně jako o tom, jaký je typický průběh oblačnosti a druhů srážek na studené frontě. Jak poznáme příchod studené fronty? Co od počasí v takovém případě asi očekávat?

Opět existuje pouze obecný model, u studené fronty platí asi dvojnásob to, že nelze ve vztahu k místu, roční době a dané situaci odhadnout přesné projevy počasí při jejím přechodu. Často jsou projevy počasí zejména v létě významné. To je opakem teplé fronty. Proč? Protože právě v létě je naopak teplý vzduch významněji teplý a pro studený vzduch střídající tuto vzduchovou hmotu tvoří větší rozdíl. Se studenými frontami se setkáváme běžně ale i v zimě, nemají ovšem takové projevy jako v létě. I v zimě se dokáže za studenými frontami zásadně ochladit. Po krátce velmi teplém počasí s teplotou v lednu klidně i na 10°C může rázem mrznout. Nicméně stále není nikdy teplý vzduch tak teplý až řekněme horký jako v teplé a zejména letní části roku.

Oblačnost studené fronty

Od tohoto popisu budeme vždy rozlišovat projevy studené fronty prvního druhu (SF1) a studené fronty druhého druhu (SF2). S tím, že první druh čekejme spíše v zimě a druhý v létě. Zimou rozumíme obecně chladnou část roku od listopadu do března a létem pak teplou část roku přibližně od dubna do října. Oblačnost studené fronty prvního druhu se rozsahem podobná oblačnosti teplé fronty. Horizontální rozsah může přesahovat i 1000km. Na počátku fronty (čelo) vzniká kupovitá oblačnost, ale nemusí mít významný vertikální vývoj.

Znaky studené fronty jsou ale splněny. Ale tato může chybět a objeví se oblačnost vrstevnatá podobně jako na teplé frontě, druh Nimbostratus. poté se vyskytuje kombinace vrstevnaté a kupovité oblačnosti, je vidět jak se zde míchají znaky teplé a studené fronty. Trvalé srážky v podobě deště, sněžení, smíšených srážek následují přeháňky. Ty mohou mít různou podobu, vzhledem k přílivu i významně studeného vzduchu ve výšce mohou padat sněhové krupky nebo i malé kroupy.

V případě SF2 se projevují typické znaky studené fronty. Jinými slovy znaky studené fronty z případu SF1 jsou intenzivnější a znaky teplé fronty zde odpadají. Přechod fronty začíná výskytem vertikálně mohutné a v létě většinou bouřkové oblačnosti. Bouřky mohou být významné a tvořit se již před frontou. Oblačnost vzniká intenzivním vytlačováním teplého vzduchu do výšky a dosahovat může i více než 10km nad povrchem. SF2 postupuje rychleji. Před frontou se při horkém počasí může utvořit linie bouřkové činnosti ještě v teplém sektoru cyklony, který následně studená fronta ukončí.

Průběh počasí studené fronty

Změna v chování větru je asi jedním z prvních náznaků blížící se studené fronty. Není to tedy zejména v případě SF2 oblačnost vyšších pater jako u teplé fronty. Studená fronta postupuje do ČR především od západu. V takovém případě vrcholí na naše území příliv teplého vzduchu a to od jihu až jihovýchodu, odkud fouká tedy vítr. Tento vítr před příchodem fronty zesiluje. A pokud zesiluje s přicházejícím večerem, místo typického utišení, je to spolehlivý indikátor blížení se změny v podobě přechodu studené fronty. Průběh počasí na studené fronty se odehrává podle roční, denní doby, ale i místa a také rozdílu vzduchů před a za frontou, zejména teplotních.

Vzhledem k tomu, že je teplotní rozdíl významnější zejména v letním období, je SF2 častější. A také má významnější projevy, nyní se tedy budeme zaměřovat na popis průběhu počasí při přechodu této fronty v létě. Rozdíl teploty vzduchů před a za frontou je v létě i přes 20°C. V případě přílivu tropického vzduchu teplota dosahuje například 35°C, za frontou se ochladí na méně než 15°C.

Platí následující zásady:

• Významnější projevy počasí nastávají odpoledne
• Větší pravděpodobnost bouřky a s ní spojených nebezpečných projevů (zejména krup) je též během dne
• Projevy počasí záleží na rychlosti ochlazování, tedy přílivu studeného vzduchu za frontou

Obr. 2 Dále za studenou frontou se oblačnost protrhává, ale během dne jí bude konvekcí vznikat ještě hodně vlivem vysoké vlhkosti v troposféře

Vliv denní doby a teplotních vlastností

Konvekční činnost jako hlavní průběh počasí na studené frontě tohoto typu v uvedeném období vzniká a je podporována zejména během odpoledne. Proto má studená fronta o poznání významnější projevy právě během dne, kdy jsou nejprve pro konvekční činnost vytvořeny základní podmínky. Přechod studené fronty tuto činnost dále podpoří a přinese i podmínky pro její zesílení. Tyto podmínky samy o sobě mohou postačit v některých případech významných front i pro poměrně význačné projevy počasí i v nočních hodinách. Ale takové podmínky pro situaci typu významně bleskově aktivní bouřky s prudkým deštěm trvající delší dobu, například někdy kolem 2. až třeba 5. hodiny ranní nastávají v polovině léta.

Ideální podmínky pro noční bouřku s intenzivními projevy

Nejčastěji v červnu a červenci, maximálně na začátku srpna. Určitě vás někdy taková větší bouřka v noci nebo i brzy ráno probudila. V takovém případě bylo dlouho do večera či do noci vyloženě horko a hlavně dusno. Jde o případy, kdy se ukončuje příliv vyloženě tropického vzduchu. Tedy ty případy nesnesitelného horka, kdy teplota po 22. hodině konečně klesne pod 30°C, po půlnoci se dostane třeba na 26°C. Stále jde o letní hodnotu teploty a ve spojení s přechodem fronty vzrůstá vlhkost vzduchu. Proto je velké dusno.

Pak jsou ideální podmínky pro to, aby noční bouřka přinesla nepříjemné překvapení v podobě prudkého lijáku s bleskovou povodní. Nebo ještě hůře, aby četné blesky zapálily les či střechu budovy. S nočním krupobitím se u nás ovšem nesetkáte. Bouřka může někdy překvapit i třeba v 7 nebo 8 hodin ráno, když v tuto dobu postupuje studená fronta přes dané území a jsou dány vhodné podmínky pro vznik bouřek.

Vliv roční doby

Studená fronta bude mít rozdílné projevy v jednotlivých obdobích roku. Dále hovoříme o běžné studené frontě (o dalších druzích pojednáváme dále). Zimní studené fronty (obecně chladná část roku) se jak uvádíme výše projevují spíše vrstevnatou oblačností a deštěm či postupně častěji se sněžením, podle konkrétní teploty v troposféře a jejích změn. Za čárou fronty mohou následovat přeháňky, většinou sněhové. Na počátku jara nebo i na konci podzimu se jedná o studené fronty ukončující mírně přílivy teplého vzduchu na naše území. Zde se zpočátku, resp. později vyskytují smíšené srážky, sněhové nebo v přeháňkách se sněhovými krupkami. Jinak se mohou objevit slabé bouřky a přeháňková činnost bude intenzivnější a bude mít částečně letní charakter.

Studené fronty v teplé části roku

Letní studené fronty (teplá část roku) přinášejí bouřkovou činnost (zásadní uprostřed období), ale vždy záleží na konkrétních podmínkách. Jde o nevýznamnou činnost nebo tato zcela chybí v případě, kdy na území rychle pronikne studený vzduch. Tím odpadají vhodné podmínky pro vznik konvekční činnosti. K tomuto se také přidává vliv denní doby (viz výše), kdy i v létě záleží na tom, zda fronta postupuje přes dané území v noci či ráno nebo během odpoledne. Výraznost projevů počasí na studených frontách v létě je dána podstatně větším rozdílem mezi ustupujícím teplým vzduchem a nastupujícím vzduchem studeným. Kdy teplý vzduch má podobu velmi teplého či často horkého vzduchu a to původem tropického. Stejně jako u teplých front v zimě, jen jde o proces opačný (studený vzduch před nimi jako více studený než v létě).

Obr. 3 Jakmile se objeví hradba bouřkové oblačnosti s patrnými srážkovými pruhy na obzoru, je to studená fronta a dlouho nepotrvá než dorazí na dané území. Pokud jste dále od domova, bude nutné vyhledat jiný úkryt

Rychlý nástup intenzivních projevů počasí

Studená fronta zejména uvedeného druhu se zásadně liší od teplé. Nemá příliš znaků, které by na ni upozornili dostatečně před jejím příchodem. Před příchodem toho hlavního můžeme pozorovat vznik kupovité oblačnosti. To by ovšem nemělo znamenat nic neobvyklého, neboť ta vzniká i ve vyšším tlaku vzduchu. Tato oblačnost musí narůstat do velkých vertikálních rozměrů a pokrývat postupně velkou část oblohy. Pokud tvoří doslova hradbu, postupuje studená fronta a je už dosti blízko. Také samozřejmě znatelně klesá tlak vzduchu. Takže přechod fronty začíná mohutným oblakem Cumulonimbus, bouřkovou kupou s intenzivním deště, případně krupobitím a vždy náhlý zesílením větru s nárazy. A to před a při přechodu bouřkové činnosti. Bouřky se mohou objevit už v prostoru před frontou, označují se jak jinak než před frontální. Za hlavními bouřkami fronty se vyskytuje vrstevnatá oblačnost, do které bouřková přejde. Srážky dostávají podobu trvalého deštěm. Dále po jeho skončení je na obloze kupovitá oblačnost.

Postupný ústup projevů počasí fronty

Jde o oblaky Cumulus většího vertikálního vývoje, plus další oblaky a to zejména Altocumulus. Z kupovité oblačnosti poté vypadávají i poměrně četné a intenzivní přeháňky, které s odstupem času po přechodu fronty slábnou až ustávají. Oblačnosti je hodně, i když tato je proměnlivá a má typický denní chod. Ráno může být i slunečno, ale ve vlhkém vzduchu za frontou bude během dopoledne rychle oblačno až zataženo a brzy může dojít na přeháňky. Nad kupovitými oblaky jsou oblaky středního patra.

Případně dochází dále k transformaci na oblaky nízkého patra Stratocumulus. Kupovitá oblačnost s dalším odstupem času také mění podobu na plochou, vertikálně méně vyvinutou. To už je známka zlepšování počasí, kdy už tato neprodukuje přeháňky. Vývoj počasí závisí dále na vývoj synoptické situace. Většinou se rozšiřuje za frontou výběžek či oblast vysokého tlaku vzduchu. Území se tedy ocitá v přední části anticyklony. Pokud dochází k nástupu a to rychle, ubývá přeháněk a oblačnosti též rychleji.

Riziko opětovného zhoršení počasí

Pokud se ovšem situace vyvíjí jinak, pak se může počasí rychle opět zhoršit. Blížit se může další studená fronta nebude může přejít ještě podružná studená fronta (viz dále). Průběh počasí na studené frontě se může komplikovat při jejím zvlnění, což je u nás častý jev. O tom pojednáme též zvlášť, dále. Blíže za frontou fouká ještě od západu či severozápadu čerstvý vítr, hlavně přes den v době tvorby přeháněk. Tlak vzduchu hned za frontou stoupá, poměrně významně. Vítr se postupně uklidňuje, opět ale závisí na dalším vývoji situace. Ve studeném vzduchu za frontou se „vyčistí vzduch“ a je výborná dohlednost. Za této situace vidíme z nížin vrcholky hor, například z Polabí Krkonoše a Jizerské hory.

Podružná studená fronta není atmosférickou frontou

Pokud se stane, že vznikne za studenou frontou podružná fronta, pak nejde o pravou frontu. Jde pouze o frontu oddělující jednotlivé dávky jednoho typu vzduchové hmoty. Tato tedy odděluje dávku méně studeného vzduchu od více studeného vzduchu, který nastupuje za ní. Jde ale o shodnou, tedy studenou vzduchovou hmotu. Tato má o poznání mírnější projevy počasí, neboť rozdíl vzduchů je velmi malý. Postupuje chvíli za studenou frontou a poznáme jí právě vlivem zhoršování počasí při již započatém vylepšování počasí za studenou frontou. Projevuje se pásem oblačnosti, slabými přeháňkami a dojít může i na bouřky. Pás oblačnosti studené fronty je úzký, v případě podružné fronty je ještě užší a kratší. Takže zhoršení počasí je krátkodobé. Někdy jde jen o zvětšení oblačnosti v podobě výskytu kupovitých oblaků bez srážek. Není u nás výjimečná, ale ani nijak častá.

Zvlněná studená fronta se projevuje opačně

Jde o studenou frontu jako takovou, která se tzv. vlní, kdy v určitých místech se zpomaluje její postup oproti jiným místům. V takových se studená fronta mění na opačnou, teplou. Jde o vlny na studené frontě, v nichž fronta postupuje opačně. Taková studená fronta postupuje o poznání pomaleji přes dané území a její přesný postup a chování je obtížné odhadnout. Vždy ale platí, že ovlivňuje počasí daného území podstatně déle a projevy počasí na ní jsou významnější. Přináší například trvaleji bouřkovou činnost, trvalé a tedy vydatné srážky. Avšak nemusí tomu tak nutně být, případně se tyto srážky mohou omezit na určitou oblast. Vlivem nejistého chování není snadné odhadnout, kde tomu tak bude. Takové situace přinášejí často ve vztahu ke stavu hydrologické situace a průběhu počasí před tím i povodně.

Běžná typická letní studená fronta (SF2) přejde během několika hodin, vliv počasí se odehrává zhruba den. Podružná fronta během několika málo hodin. V případě zvlněné fronty to jsou i 3-4 dny.

Obr. 4 Hodně daleko za studenou frontou to může přes den vypadat asi takto. Ploché Cumuly signalizují nástup pěkného počasí, otázkou je na jak dlouho

Shrnutí průběhu oblačnosti studené fronty

• Cumulonimbus (případně již před frontou Cumulus rostoucí do výšky, dále Altocumulus)
• Cumulus (případně Altocumulus a Stratocumulus)
• Cumulus tvaru humilis či Stratocumulus (ubývající)

Vzhledem k horizontálně mál rozsáhlé oblačnosti studené fronty je její oblačný pás vždy v případě běžné fronty úzký či velmi úzký. Může být ale docela dlouhý a oblačnost je většinou vertikálně mohutná. Takže za krátký čas přinese i podstatně více srážek než je tomu při přechodu teplé fronty. Oblaky Cumulus se mohou tvořit již před frontou a přinášet při růstu do výšky přeháňky. V počáteční fázi přechodu fronty (SF2) je dominantní oblak Cumulunimbus, ostatní oblaky zpravidla nejsou vidět. Dále za frontou dominuje Cumulus, další oblaky se mohou vyskytovat ve středních výškách dle klasifikace oblaků do oblačných pater, jde hlavně o Altocumulus. Z kupovitých oblaků Cumulus se zejména s večerem stávají Stratocumuly. Tato oblačnost může pokrývat i celou oblohu, přesto je horizontální ale málo rozsáhlá. Konci vlivu studené fronty dominují také Cumuly, ale plochého tvaru humilis či přetvářející se často ve Stratocumulus. Tato oblačnost je s postupujícím časem stále méně četná.

Shrnutí průběhu počasí studené frontě

• Tlak vzduchu před příchodem studené fronty klesá, to působí šíření pachů například z podzemí (kanalizační síť) a specifické chování přírody
• Vlhkost vzduchu roste a v důsledku toho a výše uvedeného klesá hustota vzduchu
• Teplota vzduchu také roste, vrcholí k nám příliv teplého vzduchu a těsně před frontou začne zpravidla stoupat i významněji
• Žádná jiná oblačnost kromě Cumulů před příchodem hlavní bouřkové, druhu Cumulonimbus, vidět většinou není
• Mohutná oblačnost přináší hlavní srážky, bouřky a prudké lijáky či další nebezpečné jevy a přichází náhle za čárou studené fronty
• Po přechodu čáry fronty většinou výrazně stoupá tlak vzduchu, současně se rychle ochlazuje a ochlazení v případě bouřky lokálně podporují i významné sestupné proudy vzduchu
• Ve studenějším vzduchu existuje zpravidla lepší slyšitelnost, zejména v něm pozorujeme výbornou dohlednost
• Následují během dne většinou četné přeháňky, ojediněle bouřky vzniklé intenzivní konvekcí podle dalších podmínek, i když ráno může být i malá oblačnost
• V nich fouká přes den ještě až čerstvý vítr, ve vztahu k situaci, vždy je ale spíše rychlejší
• Přeháněk ubývá, snižuje se vertikální rozsah kupovitých oblaků, kterých dále také ubývá
• Současně slábne vítr a pozorujeme postupně už určité oteplování, oproti období těsně po přechodu fronty

Rychlý nástup i ústup běžné studené fronty

Klasická studená fronta má úzký oblačný a tedy i srážkový pás. Někdy jde skutečně o oblačný pás malého horizontálního rozsahu co do směru postupu fronty. Délka pásu může být i významná, podle délky rozhraní na které je oblačnost vázána. Vzhledem k malé šířce oblačnosti je i vliv na počasí v dané oblasti krátkodobý. Dále závisí na rychlosti postupu fronty, která je často spíše vyšší. Proto dochází na studené frontě spíše k velmi krátkodobému zhoršení počasí. Přibývání oblačnosti a výskyt typických letních konvekčních srážek může trvat jen několik málo hodin. První oblačnost se srážkami přijde nad dané místo například kolem 11. hodiny, objeví se přeháňky, dle podmínek postupně i bouřky. A už v 16 hodin se může oblačnost po přechodu čáry fronty protrhávat, večer dle dalšího vývoje situace může dojít k úplnému vyjasnění.

Úzký pás a hradba konvekční oblaků

Vzhledem k popsaným převažujícím procesům na studené frontě a druhu oblačnosti, s ním souvisejícímu druhu srážek, je nástup projevů počasí studené fronty náhlý. Téměř žádné změny počasí před příchodem fronty nemusíme zaznamenat, snad jen kromě poklesu tlaku vzduchu. Ten před každou frontou klesá takzvaně nápadně. Na naše území většinou vrcholí příliv teplého vzduchu, proto je před přechodem letní studené fronty vyloženě horko. A pokud fronta postupuje například ve výše uvedený čas, tak noc a ráno či dopoledne daného dne budou velmi teplé. Nástup fronty bude jak bylo uvedeno náhlý, tedy rychlý. Na obloze se objeví pás či často hradba konvekční oblačnosti, zpravidla nejprve bouřkové. Bouřky mohou být i silné. Následovat budou přeháňky, ale jak bylo řečeno jak rychle fronta nastoupí, resp. její projevy počasí, tak též rychle odezní. Řeč je zde o běžné studené frontě.

Dlouhé trvání zvlněné studené fronty

Uvedený model s popisem průběhu počasí v předchozí kapitole nebude platit pro případ uvedené v této kapitole. Zde je zásadní odlišnost, zvlněná studená fronta ovlivňuje počasí daného území oproti běžné frontě podstatně déle. Projevy počasí jsou intenzivnější, jejich nástup může být též náhlý. To v případě podmínek pro konvekci, v případě vzniku rozsáhlejší oblačnosti nebude nástup tak rychlý. Často přechod této fronty začíná právě náhle výskytem bouřkové činnosti velkých intenzit. A poté následuje dlouhotrvající déšť, který může být i velmi vydatný. Opakovaný výskyt bouřkové činnosti je také častým průběhem počasí na zvlněné studené frontě v létě. Zvlněná studená fronta se přesouvá přes dané území velmi pomalu. Počasí je tak každý den po více dní pod jejím vlivem. Na dané území proniká teplý či velmi teplý vzduch a vlivem výskytu studené fronty dochází ke vzniku konvekční činnosti, zejména přes den.

Bouřková činnost zvlněné fronty

V případě vlivu studené fronty vzniknou bouřky za alespoň trochu vhodných podmínek klidně i v nočních hodinách. Nebo bouřky vzniklé přes den „přežijí“ do pozdních nočních hodin. Existuje zde obrovská energie, za vhodných dalších podmínek se tedy bouřková činnost za podpory fronty (rozhraní) stále obnovuje. Takže bude hodně pravděpodobně typický letní denní průběh počasí. Kdy bude zpočátku dne i méně oblačnosti a nebude tedy úplně patrné, že dané území ovlivňuje fronta. Ale během dne bude přítomností fronty podpořena konvekční činnost, která bude přetrvávat i do večera. V noci se většinou rozpadne. Až se rozhraní v podobě vlnící se studené fronty přesune dále, poznáme to podle četnějších projevů počasí a změny dalších meteorologických prvků. Bouřková činnost bude intenzivnější a vlivem ochlazování bude přecházet v déšť.