Co je to stratifikace atmosféry?

Na pojem stratifikace atmosféry můžeme v oboru meteorologie často narazit. Je to totiž důležitý pojem a důležitá veličina. Jinými slovy se nazývá teplotní zvrstvení atmosféry a jde o průběh teploty vzduchu s výškou. Druhy stratifikace budou jistě obecně známější. Jde o běžný chod teploty (viz dále), izotermii a inverzi teploty. Dále sem patří ve vztahu k výšce též stabilita, instabilita a indiferentní zvrstvení. Tyto druhy stratifikace atmosféry mají různá specifika a je s nimi spojen různý průběh počasí. V tomto textu jsou alespoň stručněji popsány. Co je to stratifikace atmosféry?

Průběh teploty vzduchu s výškou je možné nazvat též jako vertikální teplotní profil. Tento má vliv na proudění a procesy, zejména pohyby vzdušných hmot, v různých troposférických výškách. Tím je dán vliv na konkrétní průběh počasí. Některé zvrstvení umožňuje určité procesy (například konvekční procesy) a jiné naopak vylučuje. Při konkrétním druhu stratifikace atmosféry dochází též ke vzniku radiační mlhy. O té detailněji píšeme v nedávném článku .

Druhy stratifikace

Stratifikací atmosféry lze též nazvat suchoadiabatickým gradientem teploty (viz dále). Jde o vztah. Určení vertikální stability atmosféry se činí nasyceně-adiabatickým teplotním gradientem. Tento vztah určuje druhy stratifikace ve vertikále, jde o tyto:

• Stabilní atmosféra
• Instabilní atmosféra
• Indiferentní atmosféra

Stabilita atmosféra a její charakteristiky

Stabilní teplotní zvrstvení atmosféry znamená běžné zvrstvení, tedy běžný chod teploty vzduchu s výškou. Se zvyšující se stabilitou se zhoršují podmínky pro vertikální pohyby vzduchu a jeho výměnu v atmosféře. Proto toto zvrstvení nedovoluje výskyt konvekčních pohybů a vylučuje vznik konvekčních bouří. Na druhou stranu nedovoluje ventilaci, cirkulaci vzduchu a naopak umožňuje hromadění se zplodin různých znečišťujících příměsí v atmosféře. Při výskytu přízemní inverze a to tedy v důsledku stability atmosféry v přízemní vrstvě dochází k výskytu nepříznivých rozptylových podmínek.

Tyto vedou při dalším hromadění zplodin za trvání stability ke vzniku smogové situace. Dříve se tak stane v oblastech s intenzivními a četnými zdroji znečištění jako jsou komunikace se silnou dopravou, budovy vytápěné pevnými palivy a zejména oblasti s průmyslovou výrobou. Znečišťujících příměsí je obecně nejvíce v zimním období, kdy je relativně hustá doprava a k tomu se přidává se vytápění budov. Bohužel v tomto období vznikají také nejčastěji tyto stabilní situace a teplotní inverze při zemi.

Instabilita atmosféry a její charakteristiky

Je opakem stability. Lze též označit termíny nestabilita či labilita. Jde o situaci, kdy teplota vzduchu s rostoucí výškou klesá rychleji než při běžné situaci (viz výše). Jde o větší pokles než o 1°C na každých 100m výšky. Toto zvrstvení podporuje konvekční procesy, tedy vzestupné pohyby vzduchu. Proto při něm vzniká konvekční oblačnost a za vhodných podmínek pak i konvekční bouře čili jev bouřka. Více o terminologii najdete v článku .

Rozlišit lze dva druhu instability. A to absolutní, což je nestabilita pro nenasycený i nasycený vzduch a za určitých podmínek gradientu teploty s výškou i pro suchý vzduch. Dále jde o podmíněnou instabilitu, která spočívá v tom, že k ní dochází při nasycení vystupujícího vzduchu. Jde o situaci, kdy se hodnota vertikálního teplotního gradientu v určité výšce nachází mezi hodnotami suchoadiabatického a nasyceně-adiabatického gradientu teploty. Vůči suchému vzduchu bude v dané části atmosféry zvrstvení tedy stabilní. Druhů instability je více

Indiferentní atmosféra a její charakteristiky

Tedy indiferentní teplotní zvrstvení atmosféry je jejím stavem, kdy je vertikální teplotní gradient roven suchoadiabatickému gradientu pro suchý nebo nenasycený vzduch.

Závěr

Pod pojmem stratifikace či jinými slovy teplotní zvrstvení si představme průběh teploty vzduchu. V meteorologii je důležitý zejména průběh teploty vzduchu s výškou (vertikální teplotní gradient). Proto označujeme toto zvrstvení jako vertikální. Ovlivňuje mnoho procesů a jevů. Některé druhy stratifikace, tedy průběhu teploty vzduchu s výškou, umožňují vzniku teplotní inverze a typických radiačních mlh.

O těch hovoří samostatný článek. V tomto případě jde o opačný trend teploty vzduchu s výškou než je její pokles o 1°C za každých 100m výšky. Tento nazýváme stabilním zvrstvením – zkr. stabilitou atmosféry. Jiné podporují výstupné pohyby vzduchu, jde o opačný trend teploty vzduchu s výškou než v případě stability. A navíc jde o významnější změnu teploty s výškou ((v podobě poklesu hodnot) než v běžné situaci. Tento trend se nazývá instabilita čili nestabilita a podporuje různé jevy, včetně a to zejména výstupných pohybů vzduchu či turbulentního promíchávání vzduchu. V tomto případě jsou dány vhodné podmínky pro konvekční procesy a vznik bouřek.

Článek alespoň v základu seznamuje s pojmem stratifikace atmosféry ve vztahu k různým jevům a projevům počasí. Objasňuje tedy co je to stratifikace atmosféry a jaké se rozlišují druhy. V reálné situaci se samozřejmě situace komplikuje dalšími typy zvrstvení a vztahem mezi suchým, nenasyceným a nasyceným vzduchem. S článkem souvisejí další, v nichž je na tuto problematiku případně odkázáno. Pro kompletnost na závěr objasněme pojem adiabatický děj (má různé druhy/podoby). Jde o termodynamický děj, kdy při jeho průběh nedochází k výměně tepla mezi látkou (plynem, v meteorologii většinou vzduchem, přesněji částicí vzduchu) a okolím = tepelná izolace. Tento jev je rychlý a k výměně tepla nestačí dojít.