Bouřky

Hodnocení stránky

Stránka navazuje na stránku Konvekce a nabízí informace o produkci konvekčních procesů. Též v úvodu odkážeme na článek Základy termické konvekce. Takovými konvekčními procesy jsou v poslední fázi bouřky. Na stránce se dozvíte veškeré informace o bouřkách, jejich vzniku, dělení, o druzích blesků, základních podmínkách pro vznik a rozvoj bouřek. Též vyjmenovává a stručně popisuje podmínky pro vznik a rozvoj bouřkové činnosti. Též vykládá problematiku nebezpečných doprovodných jevů, které jmenuje a popisuje. Jmenuje a popisuje též fáze “života” čili existence bouřkového oblaku a stručně se zabývá prognózami bouřkové činnosti a jejich možnostmi.

Témata stránky

Témata stránky: Pojem bouřka, dělení bouřek, podmínky pro vznik bouřek, podmínky pro intenzitu bouřek, pojem blesku, druhy blesků, nebezpečné doprovodné jevy a vydávání výstrah, tornádové jevy, životní cyklu bouřkového oblaku, související pojmy, předpovědi bouřek.

Anglické názvy: Storm/thunderstorm (bouřka/bouře), lightning (blesk), storm formation (tvorba bouřky/vznik), life cycle of a storm cloud (životní cyklus bouřkového oblaku), heat storms (bouřky z tepla, pozn. v jedné vzduchové hmotě), frontal storms (frontální bouřky), squall line storms (linie bouřek, pozn. doslova čára), thermal stratification of the atmosphere (teplotní zvrstvení atmosféry, pozn. chod teploty), lightning between the clouds (blesky mezi oblaky), lightning strikes to the ground – between the cloud and the groud (blesky do země – povrchu), dangerous accompanying phenomenon (nebezpečný doprovodný jev, pozn. v souvislosti s bouří), hail (krupobití, kroupa), torrential rain/heavy rainfall (přívalové/prudké srážky), wind gust (náraz větru), cloud growth phase (fáze růstu oblaku), cloud maturity phase (fáze zralosti oblaku –  pozn. vrcholná fáze), cloud decay phase/extinction (fáze rozpadu/zániku oblaku), wind shear/deep/low (střih větru/hluboký/nízký).

Výukový materiál k tomuto tématu: METEOROLOGIE 12

OBSAH STRÁNKY

• Pojem bouřky a jeho definice
• Klasifikace bouřek podle různých hledisek
• Podmínky vzniku bouřky – parametry
• Stratifikace atmosféry
• Blesk a jejich druhy
• Nebezpečné doprovodné jevy
• Životní cyklu bouřkového oblaku
• Další projevy bouřek a pojmy

---

BOUŘKY: PARAMETRY PRO VZNIK, DĚLENÍ, BLESKY

Mezi nejvíce nebezpečné jevy v meteorologii patří bouřková činnost. Bouřka je sama o sobě nebezpečným jevem, neboť produkuje elektrickou aktivitu. Bouřka se vyskytuje v oblaku druhu Cumulonimbus (Cb), v českém překladu bouřkové kupě. Elektrické výboje nazýváme blesky, které lze kategorizovat podle toho, kam směřují. Pro vznik bouřkového oblaku je nutné splnění několika podmínek v troposféře. Existuje několik druhů bouřek podle různých kritérií. Bouřku nazýváme bouřkovou buňkou nebo-li celou. Tyto se mohou vyskytovat osamoceně nebo tvořit skupinu buněk, formovat se mohou též do linie. Pokud se utvoří jedna významně silná konvekční buňka, nazýváme ji supercelou. Tato připomíná tlakovou níži se specifickou cirkulací, kde teplý vzduch vystupuje vzhůru a chladný klesá dolů. Tyto proudy vzduchu rotují a často tvoří tornádové jevy.

Klasifikace bouřek

Bouřky můžeme dělit z různých pohledů. Základní dělení je na:

1. Bouřky frontální
2. Bouřky z tepla

Frontální bouřky vznikají na předních stranách studených front, především v letním období. Výjimečně se tvoří i v období chladné části roku a také na frontách teplých (více informací najdete na stránce Atmosférické fronty a také na stránkách Počasí na teplé frontě a Počasí na studené a okluzní frontě). Bouřky jsou nejčastější odpoledne či v podvečer, nejméně často v noci a ráno. Některé bouřky mohou setrvat z odpoledních hodin až do nočních hodin. Dle podmínek se mohou na frontách tvořit bouřky i v nočních hodinách.

Bouřky z tepla se tvoří za přílivu teplého vzduchu v letním období v nízkém tlaku vzduchu a v nevýrazné tlakové oblasti (více stránka Tlakové útvary) nebo v teplých sektorech tlakových níží. Dále také na zadních stranách anticyklon a na předních stranách cyklon. Bouřky z tepla se vyskytují při typicky letním denním chodu oblačnosti a srážek, kdy jsou během dne dostatečné podmínky pro konvekční procesy. Bouřky se tvoří v teplém vzduchu také v oblasti brázd nízkého tlaku vzduchu a na slábnoucích atmosférických frontách.

Bouřková linie

Squall-line nebo-li linie je řada propojených bouřkových buněk, které vznikají takzvaně z tepla a připomínají bouřky na studené frontě. Nicméně o studenou frontu se nejedná, neboť po přechodu linie nedojde k výměně vzduchových hmot. Bouřková činnost na této linie se koná během dne, kdy probíhá přísun energie slunečního svitu. V nočních hodinách se rozpadá a neprojevuje se žádným význačným počasím. Může tak určité místo „přeskočit“ ohledně bouřkových a obecně srážkových i oblačných projevů. Nad Německem může produkovat tato „čára“ intenzivní bouřkovou činnost, při postupu dále k východu bude s postupujícím večerem slábnout, nad Čechami zanikne. Během dalšího dne se může začít nad Moravou opět obnovovat a produkovat silné bouřky. Studená fronta postupuje zpravidla za touto linií a v určitém místě ji dohoní. Poté se bude jednat i o počasí na studené frontě.

Podmínky pro vznik bouřek

Proto, aby vznikl nad danou oblastí bouřkový oblak Cumulonimbus je nutné splnění několika podmínek v troposféře současně. Dále existují faktory ovlivňující intenzitu bouřkové činnosti a případně vznik tornádových projevů. Mezi základní podmínky pro vznik bouřek řadíme:

• Instabilní zvrstvení atmosféry (labilita, nestabilita)
• Dostatečná vlhkost vzduchu
• Spouštěč konvekční činnosti

Tyto tři podmínky musejí být splněny současně a budou specifikovány dále. Pokud bude zvrstvení atmosféry instabilní a v ovzduší dostatek vlhkosti, ale nedojde k ničemu co by rozvoj bouřkové oblačnosti spustilo (podnítilo), ke vzniku bouřek nedojde.

Stratifikace atmosféry

Nebo též teplotní zvrstvení či vertikální gradient teploty vzduchu je základní podmínku pro vznik bouřkové činnosti. Jedná se o:

1. Stabilní zvrstvení
2. Podmíněné stabilní zvrstvení
3. Nestabilní zvrstvení
4. Indiferentní zvrstvení

O stabilitě atmosféry hovoříme v případě, že okolní vzduch je vůči vzduchové částici (též elementu) kterou obklopuje chladnější. Za takových podmínek nebude vzduchová částice stoupat, ale vlivem působení síly směrem dolů bude tento klesat či se bude držet u zemského povrchu. Vzhůru se bude pohybovat pouze nuceně, zejména při proudění přes horskou překážku. Za takového situace nebude docházet k samovolným výstupům vzduchu a tedy ani ke konvekčním procesům.

O nestabilitě (instabilitě či též labilitě) atmosféry hovoříme v opačném případě vůči stabilitě. Vzduchová částice bude vlivem aerostatického vztlaku stoupat, dokud tato síla trvá.

Indiferentní atmosféra

Indiferentní atmosférou rozumíme situaci, kdy je teplota stoupající částice vzduchu a okolního vzduchu shodné. Budou tak shodné i obě síly (vztlaková i síla působící na částici směrem dolů). Částice zůstane ve shodné výšce, kam byla přesunuta.

Podmíněnou instability atmosféry je stav, kdy dojde během výstupu vzduchové částice ke změně podmínek takového vzduchu. Vzduch se stane nasyceným (dosáhne 100% relativní vlhkosti, viz stránka Vlhkost vzduchu). Teplota se musí změnit tak, aby byla vůči nasycenému vzduchu atmosféra instabilní a naopak. Je zde tedy podmínka změny v nasycení vzduchu, jinak je možný pouze nucený výstup částice. V praxi se tak děje často při výstupu vzduchu podél svahu. Při výstupu dojde k nasycení vzduchu a nad horami již jde o instabilní zvrstvení atmosféry, za jinak převažující stability.

Vlhkost vzduchu

Informace o vlhkosti vzduchu obecně nabízí stránka Vlhkost vzduchu. O této podmínce pro vznik bouřek bylo již něco řečeno v odstavci věnujícímu se teplotnímu zvrstvení. Dostatečné množství vlhkosti se nachází v nízkém tlaku vzduchu. Bouřkovou činnost tedy z hlediska této druhé základní podmínky pro vznik bouřek podpoří určité synoptické situace, jak bylo již též uvedeno v úvodu. Z hlediska tlakového pole bude tato podmínka splněna v oblastech s cyklonálně zakřivenými izobarami. Typicky půjde o tlakové níže a s nimi spojené frontální systémy či brázdy tlakových níží. Podmínka dostatečné vlhkosti vzduchu bude splněna i v jiných synoptických útvarech jako jsou zejména nevýrazné tlakové oblasti vyplněné vlhkým vzduchem.

Spouštěč konvekce

Pokud budou dány výše uvedené podmínky, nemusí dojít ke tvorbě bouřek. Jejich rozvoj musí být něčím spuštěn, čemuž říkáme spouštěč konvekční činnosti. Tím může být více jevů, avšak nejčastěji je to přechod atmosférické fronty, na níž dochází k vytlačování teplého vzduchu do výšky. Dále to může být i vliv orografie. Také dokáže nastartovat rozvoj bouřek samotná termika (více viz stránka Konvekce), pokud je intenzivní.

Podmínky pro výskyt bouřek z tepla:

• Instabilita ve většině troposféry (více viz stránka Teplota vzduchu)
• Žádná nebo jen minimální výšková teplotní inverze (více viz stránka Teplotní inverze)
• Cyklonální zakřivení izobar a izohyps, alespoň malé (více viz stránka Tlak vzduchu)
• Dostatečná vlhkost a teplota vzduchu (více viz stránky Teplota vzduchu a Vlhkost vzduchu)
• Energie dostupná pro konvekci CAPE na dostatečných hodnotách (alespoň 600 až 1000 J/Kg)
• Konvekční kondenzační hladina nízko
• Izoterma -10°C a níže
• Horní hranice konvekce přesahující izotermu -20°C
• Členitost terénu (lepší podmínky v horách) a jiné

Základní parametry důležité pro vznik, rozvoj a intenzitu bouřek

Vzniku bouřky musí předcházet konvekční procesy v troposféře, pro jejichž vznik musí být dány základní podmínky (určitý stav atmosféry), o nichž je detailně pojednáno na stránce Konvekce. Základní podmínkou pro vznik oblačnosti, bez níž se bouřka přirozeně neodehraje, je dostatečné množství vlhkosti v ovzduší. Samotný vznik bouřek tedy provází určitý stav atmosféry, kdy jednotlivé prvky či parametry musejí mít konkrétní trend a musejí být v konkrétním stavu (vyjádřeno hodnotami, ať již prostými nebo hodnotami udávanými v určitých jednotkách). Pro rozvoj, trvání a případně intenzitu bouřek jsou rozhodující další parametry či jinak řečeno meteorologické prvky či projevy v troposféře.

Parametry pro vznik, rozvoj a intenzitu bouřek

Vznik, rozvoj či intenzitu bouřek určujeme podle:

• Základních podmínek pro vznik konvekce (instabilní stratifikace atmosféry, dostatečná vlhkost vzduchu a spouštěcí mechanismus konvekce)
• CAPE (energie dostupná pro konvekční procesy)
• Lifted Indexu
• Střihu větru (DLS, LLS)
• Konvekční kondenzační hladiny (CCL)
• Hladiny nulové izotermy (výška, ve které se teplota vzduchu rovná 0°C)
• Helicity (veličina určující pravděpodobnost vzniku tornádových jevů)

Další informace na stránce Konvekce.

Blesky

Jedním ze základních a běžných projevů bouřek jsou bleskové výboje. Jedná se o atmosférickou elektřinu, která vzniká pouze v bouřkových oblacích Cumulonimbus. Blesky můžeme dělit podle toho, kam z oblaku směřují, jde o blesky mezi:

• Oblaky
• Oblakem a atmosférou
• Oblakem a zemským povrchem

Druhy blesků

Blesky mezi oblaky jsou asi nejčastějšími. Jedná se o blesky směřující z jednoho do druhého bouřkového oblaku. Jsou to typické blesky, které v nočních hodinách ozáří celý bouřkový oblak. Pro život na povrchu jsou neškodné, neboť se této oblasti netýkají. Podobně jako blesky mezi bouřkovým oblakem a atmosférou. Blesk směřuje z oblaku do volné atmosféry, též může významně nasvítit své okolí. Pro život na povrchu jsou nejnebezpečnější blesky mezi bouřkovým oblakem a povrchem země, kam se snaží dostat co nejrychleji a vyhledávají nejvyšší vrchol v krajině, pomocí něho dojde k jejich uzemnění. Zpravidla jsou takovými nejvyššími vrcholy vysoké stožáry, stromy (zejména ty stojící v krajině osamoceně) nebo vysoké budovy. Pokud bude stát v jinak prázdné krajině člověk, bude nejvyšším bodem on. A v takovém případě je velmi vysoká pravděpodobnost, že blesk zvolí cestu k zemi právě přes něho.

Nejnebezpečnější blesky

Nejvíce nebezpečné jsou blesky mezi oblakem a zemským povrchem v podobě takzvaných suchých blesků. Tyto blesky se vyskytují až po pominutí základních projevů bouřky, tedy zejména po výskytu srážkové činnosti, kdy bouřka z daného místa odchází. Utiší se vítr, přestane pršet a rázem uhodí tyto dosti intenzivní blesky mezi oblakem a povrchem.

Tyto blesky dokáží, právě vlivem okamžiku ve kterém se začnou vyskytovat, hodně překvapit. Proto je nutné po bouřce vždy vyčkat, až pominou blesky zcela a bouřka se dostatečně vzdálí od daného místa. Hrom není zvláštním projevem bouřky, ale jedná se o zvukový projev blesku (tedy o jeho akustickou část). Blesk vidíme vždy dříve a to na velké vzdálenosti, v nočních hodinách jsou to i stovky kilometrů. Například bouřky nad Moravou můžeme pomocí blesků vidět ze západních Čech. Takovým bleskům, kdy není slyšitelný jejich zvukový projev, říkáme blýskavice. Hrom je slyšet většinou do 30 až 40km od místa výskytu bouřky při dobré slyšitelnosti (dobrých podmínkách pro šíření zvuku). Na tuto vzdálenost můžeme bouřku identifikovat za předpokladu, že vidíme blýskavice.

Výpočet jak je bouřka daleko

(NE) ZNÁMÝ VÝPOČET: Obecně je známo, že vzdálenost bouřky od daného míst lze do vzdálenosti slyšitelnosti hromů spočítat. Ne každý musí ovšem tuto početní operaci a vzorec pro ni znát, proto ji připomeňme. Od výskytu blesku počítáme až do doby, kdy uslyšíme hrom (musí jít o zvukový projev tohoto konkrétního blesku, což je při výskytu několika blesků během krátké doby hodně obtížné, nicméně pokud není bouřka příliš blízko, nevyskytují se v daném místě blesky nijak často). Číslo, ke kterému dopočítáme vydělíme třemi. Dostáváme údaj v kilometrech (vzdálenost), jak daleko je bouřka od místa, ve kterém toto pozorování a výpočet provádíme.

Vzorec: Počet vteřin od úderu blesku do slyšení hromu/3

Příklad: 20/3 = bouřka je vzdálena od místa pozorování 6.6km.

Projevem každé bouřky jsou srážky v podobě prudšího deště, zpravidla s kratším trváním. Tyto srážky nazýváme dle obecné terminologie přeháňkou. Každá bouřka tedy obsahuje přeháňku, která zasahuje malé území (pokud nejsou oblaky seskupeny do většího komplexu či pásu). Jev v případě vazby na oblak Cumulonimbus s výskytem bleskových výbojů nazýváme bouřkou. V bouřkách také mírně zesiluje vítr, který může mít i nárazy. Zesílení větru je zpravidla pozorovatelné již několik minut před příchodem bouřky nad dané místo, ale mnohdy i v okolí bouřky.

Každá bouřka tedy produkuje: Bleskové výboje/hromy, přeháňku v podobě prudkého deště a zesílení větru v daném místě a okolí bouřky.