Faktory podporující nebezpečné projevy bouřek
Vedle podmínek, které vůbec připouštějí konvekční procesy a podmínek, které připouštějí vznik a další rozvoj kupovité oblačnosti (oblačná konvekce) jsou tu faktory, které ovlivňují intenzitu bouřek a jejich projevů. Pro další informace obecně o faktorech ovlivňujících vznik a intenzitu bouřek doporučíme náš článek Podmínky pro vznik a rozvoj bouřkové činnosti. Pro detailnějším informace o základní podmínce dostupnosti energie pro konvekci pak článek Podstata energie CAPE ve vztahu k bouřkám. Základy o termické konvekci se dozvíte po prostudování článku Základy termické konvekce nebo stránky Konvekce. Z hlediska intenzity bouřek jde zejména o nebezpečné doprovodné jevy (přívalové srážky, krupobití a nárazy větru) či také tornádové jevy (tromba a samotné tornádo). Shrnujeme faktory podporující nebezpečné projevy bouřek a objasňujeme jejich roli v atmosférických jevech.
Veličiny důležité pro intenzivní projevy bouřek
Vedle veličin, které dávají možnost konvekci a v souladu s dalšími pak umožňují vývoj oblaků až do stavu bouřkových oblaků a tedy vzniku bouřky, existují další. Tyto podporují vývoj nebezpečných jevů v bouřkách. Podmínky pro vznik bouřek již dány byly, nyní budeme zkoumat, zda se mohou objevit nebezpečné bouřky, lépe řečeno nebezpečné projevy v těchto bouřkách, které budou určitě v daném období vznikat.
Mezi nebezpečné projevy bouřek řadíme zejména:
- Přívalové srážky
- Krupobití
- Silné nárazy větru
- Tornádové jevy
Poslední z uvedených jevů je u nás méně častý, avšak rozhodně ne zcela ojedinělý. Je však velmi nebezpečný. Proto je třeba předpovědi faktorů, vedoucích k jeho vzniku věnovat velkou pozornost. Podceňovat není na místě ani ostatní nebezpečné projevy bouřek.
Mezi faktory podporující intenzivní projevy bouřek patří:
- Střih větru
- Helicita
- Denní a roční doba
- Typ území
Hlavní faktory uvedeny tučně, zejména tyto budou probrány dále podrobněji.
Střih větru
Střih větru znamená rozdíly v proudění a to rozdílný směr a rychlost proudění v různých výškách v troposféře. Hodnotíme tzv. nízký střih větru (Low level shear) a tzv. hluboký střih větru (Deep layer shear). Meteorologický slovník výkladový a terminologický tento parametr definuje jako “prostorovou změnu vektoru rychlosti proudění připadající na jednotkovou vzdálenost” (ČMes Online). Známe též horizontální střih větru, který znamená změnu směru proudění v horizontální rovině. Pokud budeme počítat pouze s rychlostí proudění, jde o gradient (rozdíl) rychlosti a to na 100m nebo na 1 000m (horizontální změnu rychlosti většinou do 100km). Tato změna rychlosti proudění je vyjádřena v m/s-1. O větru obecně jsou k dispozici informace na stránce Vítr. Výsledné hodnoty střihu větru jsou dostupné na předpovědních mapách numerického modelu GFS (příklad viz obr. 1).
Obr. 1 Předpověď hodnot hlubokého střihu větru na 16.6.2016 20 SELČ, kde jsou patrné velmi vysoké hodnoty střihu větru v jižní části našeho území a v Rakousko a na jihozápadním Slovensku, zdroj: meteomodel.pl
Aktuální předpovědní mapy nejen parametru střihu větru prezentujeme na stránce Předpověď konvekce.
Střih větru spojujeme s vývojem mohutné a srážkové významné oblačnosti (střihová oblačnost, střihové srážky aj. zjednodušené názvy). Na jedné straně mohou vznikat mocné vrstevnaté oblaky, které jsou schopny produkovat intenzivní a dlouhotrvající srážky v podobě deště (zjednodušeně nazýváme toto počasí jako střihové). Na druhé straně vznikají za vhodných podmínek pro konvekční činnost (viz patřičné články o konvekci, například text Základy termické konvekce) a to tedy zejména v létě či obecně v teplé části roku významné bouřky, tzv. silné bouřky. Jde o bouřky s nebezpečnými doprovodnými jevy jako jsou zejména nárazy větru, dále přívalové srážky nebo krupobití. Právě tento vliv střihu větru nás v tomto textu zajímá.
Vazba na extrémní projev počasí
Významný střih větru si můžeme představit například tak, že na našem území při zemi vane severní vítr. Tento je slabý, například do 5-6m/s. Ve výšce (např. kolem 5km) vane vítr opačný, tedy jižní a je čerstvý až silný s nárazy například až 30m/s. Podle předpovědi směru a rychlosti větru v různých výškách (vertikální profil větru) můžeme střih větru také dobře odhalit. Tyto předpovědní mapy prezentujeme z různých modelů na stránce Předpověď větru.
Proč tento střih čili rozdíl směru a rychlosti větru přináší extrémní projevy počasí a srážkově významnou oblačnost různého druhu? Odpověď zní jednoduše, tento rozdíl totiž podporuje vzestupné pohyby vzduchu. A jak můžeme znát ze základů meteorologie a základních poznatků o oblacích a jejich vzniku, tak tyto pohyby vzduchu vedou k rozvoji oblačnosti. Pokud jsou intenzivní a odehrávají se v mocné vrstvě troposféry, vzniká současně mohutná oblačnost, která obsahuje mnoho vlhkosti a vyvíjejí se v ní následné významné srážky. Při působení střihu větru rozvoj oblačnosti přetrvává. Pokud se nad oblastí nachází atmosférická fronta s velmi pozvolným postupem, dochází neustále k vývoji oblačnosti a vypadávání intenzivních srážek. V teplé části roku za vhodných podmínek jde o vývoj četné denní a někdy i noční konvekce s výskytem bouřek, které jsou silné a přinášejí zmíněné nebezpečné jevy.
Helicita
Tento pro mnohé asi zvláštní název je důležitý pro vznik nebezpečných projevů bouřek tornádového charakteru. Celým názvem jde o Storm relative helicity (SRH), v překladu o relativní helicitu bouřkové činnosti. Helicita znamená v překladu točivost, šroubovitost vektorového pole. Je vlastností v tomto případě plynného tělesa (vzduchu) jako schopnost téct v podobě vývrtky (rotace při výstupu).
Stáčivost proudění nazýváme odborně vorticita. Rozlišujeme helicitu do 1km nebo do 3km nad povrchem ve vztahu ke směru postupu bouřky. Vypočítat lze z vertikálního profilu větru (viz výše střih větru), dále směru postupu bouřky a velikosti vorticity. SRH tedy ukazuje míru vorticity, stáčivosti proudění rovnoběžně s postupem bouřky. Příklad předpovědi hodnot helicity, které udáváme v m2/s2, dle modelu GFS najdete na obrázku 2. Čím vyšší jsou hodnoty helicity, tím je větší pravděpodobnost tvorby větrných vírů (vzniku tromb a případně i tornád). V našich podmínkách mohou vznikat významnější tornádické jevy pro hodnotách nad 150m2/s2.
Obr. 2 Předpověď hodnot helicity dle modelu GFS na 16.6.2016 20 SELČ, zdroj: meteomodel.pl
V dnešní době najdeme výstupové mapy různého druhu na internetu. Numerické modely předpovídají mnoho parametrů, které jsou podstatné pro tvorbu a i pro nebezpečné projevy bouřek. Ať jde o pravděpodobnost výskytu krup (tzv. SHIP parameter) či přímo parametr pro pravděpodobnost výskytu tornád (STP). Veškeré tyto předpovědní mapy v aktuální podobě uvádíme na výše již uvedené stránce.
Ostatní
Mezi ostatní faktory, které podpoří intenzitu bouřkové činnosti patří zejména denní doba, typ území a nadmořská výška nebo specifická synoptická situace. Silné bouřky se budou vyskytovat přednostně určitě v oblastech, kde jsou ostatní vhodné podmínky, jako je zejména dostatečně prohřátý povrch s přehřátými vzduchovými částicemi, schopnými stoupat vzhůru, dostatek vlhkosti a podobně. Častěji se budou tedy vyskytovat v oblastech s vysokou teplotou vzduchu, avšak není to zdaleka jediná podmínka. Častěji se budou vyskytovat, stejně jako vydatnější srážky obecně, na horách. Dále záleží na denní době.
Převážná část silných bouřek se odehrává během dne, přesněji během odpoledne či podvečera a ještě přesněji a nejčastěji mezi 12. až 16. hodinou. Setkat se můžeme se silnými bouřkami ale i pozdě večer nebo dokonce v noci. Zde už narážíme na další podmínky pro výskyt silných bouřek a bouřek obecně a to určitou synoptickou situaci. Za podpory přechodu atmosférické fronty (typicky studené fronty) se mohou za dobrých podmínek (například po několikadenním horkém a slunném počasí uprostřed léta, kdy k nám vrcholí příliv teplého vzduchu a teploty před frontou jsou i v noci nad 20°C) objevit silné bouřky uprostřed noci. Přechod atmosférické fronty patří mezi velmi časté příčiny výskytu nočních bouřek obecně. Přináší cirkulaci umožňující vznik oblačnosti díky přísunu vlhkosti, významnější střih větru a podobně. Zde se tedy uplatňují i základní podmínky pro vznik a intenzitu bouřek.
Použité zdroje
ČESKÁ METEOROLOGICKÁ SPOLEČNOST. Elektronický slovník terminologický a výkladový. Online, 2019, citováno 20.5.2019. Dostupné na http://slovnik.cmes.cz.
METEOMODEL. Modele. GFS. Mapy. Online, 2019, dostupné na https://meteomodel.pl/gfs-para/T2M/00.
