Jak vzniká mrazivý vzduch?

Příliv studeného vzduchu, arktického či mrazivého vzduchu. Jedno z těchto tvrzení čteme v zimě občas v předpovědi počasí. A i v současné době nebylo možné toto tvrzení v předpovědích nezahlédnout či nezaslechnout. Tento článek se pokouší čtenářům objasnit co je to ten mrazivý či arktický vzduch a kde a jak vzniká mrazivý vzduch. Také bude v textu pojednáno kdy a za jakých podmínek k nám proniká. Se změnou klimatu se s takovými situacemi budeme setkávat méně často. Zejména oproti přílivům teplého či horkého vzduchu. Ale protože, jak je známo změna klimatu neznamená jen neustálé teplo na celé Zemi, občas se objeví. A i tyto čistě zimní prvky počasí mohou mít v našem mírném klimatu drsný průběh. Tedy velkou intenzitu a také rychlý nástup. I současné ochlazení je výrazné. Jak vzniká mrazivý vzduch?

Jak vzniká mrazivý vzduch: Zasněžená pevnina nebo led jako zdroje arktického vzduchu

Mrazivý vzduch dokáže při velké intenzitě a delším trvání vytvořit silný led i na pohybující se (tekoucí) vodní hladině.

Studený až mrazivý vzduch vzniká převážně nad rozsáhlými pevninami. Významně mrazivý vzduch vznikne nad zasněženou pevninou nebo ledem a sněhem pokrytou rozsáhlou vodní plochou. S odkazem na informace o vzduchových hmotách rozlišujeme arktický vzduch. Tento vzduch vzniká, jak název napovídá, nad územím Arktidy. Tedy nad územím věčného ledu a sněhu. Zde je tento vzduch přítomen stále, proto je tu klima trvale mrazivé. V chladné části roku se vyskytuje v subarktickém klimatickém pásmu. A v zimě proniká často do nižších zeměpisných šířek a to až do naší oblasti mírného klimatu. Toho jsme svědky například v době vydání tohoto článku. Výjimečně proniká až daleko do jižní Evropy, což se právě děje i v letošní zimě 2020/2021. V našich podmínkách je tento vzduch většinou sušší a přechází ve vzduch mírných oblastí.

U Grónska vzniká mořský typ arktického vzduchu a mnohdy proniká do střední Evropy na jaře. Nepřináší třeskuté mrazy jako v zimě, ale dostatečně významná ochlazení. Ta mají negativní vliv na zemědělství a vegetaci. To bylo velmi výrazně znát právě na jaře 2020. Kdy došlo k opakujícím se přílivům tohoto typu vzduchu. Ted vlhčí varianty arktického vzduchu. S ním přicházejí do centrální Evropy i významnější srážky a přeháňky či jarní bouřky, včetně výskytem sněhových srážek i v nížinách.

Vysoký tlak často ve studeném vzduchu

V oblastech s výskytem studeného a mrazivého vzduchu se tvoří anticyklony, tedy tlakové výše jako druh tlakového útvaru. Proto zpravidla nastupuje po ochlazení právě vysoký tlak vzduchu a nastává celkové vylepšování počasí. Zejména v zimě ve studeném vzduchu se anticyklona regeneruje (obnovuje). Srážky ustávají a ubývá oblačnosti, počasí je celkově klidné. Ale může být extrémní z jiných úhlů pohledu. Při přílivu mrazivého vzduchu a za vyjasnění může teplota vzduchu klesat v noci na rekordně nízké hodnoty. Ani přes den se nebude v přílivu mrazivého vzduchu příliš oteplovat. To je podmíněno přílivem dostatečně promrzlého vzduchu. O jeho původu je pojednáno v odstavcích výše.

Nabízí se otázka, kde vzniká cyklona? Tedy opačný tlakový útvar přinášející významnou oblačnost. Nad velkými zdroji vlhkosti, tedy nad oceány a dalšími většími vodními plochami. Odtud útvar “nasává” vlhkost. Významné cyklony vznikají nad teplými až horkými vodami oceánů, kde dochází k výparu velkého množství vody z kratší čas. Jde o tropické cyklony, které mohutní a dosáhnout mohou až rozměrů ničivých hurikánů. Teplejší vlhký vzduch se při výstupu ochlazuje a dochází ke kondenzaci vodní páry. Tím vzniká mohutná oblačnost. O tom pojednáváme blíže v nedávném článku Kdy se tvoří významná oblačnost?.

Oblasti s trvale vhodnými podmínkami pro vznik anticyklon jsou pověstné výskytem kvazipermanentním výskytem těchto útvarů. Nelze říci permanentním výskytem, protože absolutně nepohyblivé tlakové útvary podobně jako další proces v atmosféře nejsou. Tyto útvary se nad danými oblastmi nacházejí téměř trvale. Jde tedy o arktickou a také antarktickou anticyklonu. Nebo azorskou anticyklonu, o které lze slyšet i v každé předpovědi počasí, která je trochu na úrovni. Existuje i druh kontinentální anticyklona nebo sezónní.

Jak vzniká mrazivý vzduch? Vybrané druhy anticyklon

Velmi často se hovoří o Azorské anticykloně, která se jak název napovídá, vyskytuje kolem Azorských ostrovů. Někde se nazývá severoatlantická. Jedná se o subtropickou kvazipermanentní anticyklonu (bude objasněno dále) v oblasti subtropů a tropů severního Atlantiku se středem právě kolem Azor. Jde o letní druh anticyklony, která ovlivňuje počasí ve střední Evropě a to dosti často. Zasahuje sem hřebenem v teplé části roku a vděčíme jí za ustálené letní až tropické počasí. Současně při tomto počasí vzniká nebo se prohlubuje sucho.

Sibiřská anticyklona je typicky kontinentální anticyklonou a také zimní. Vzniká v zimním období na severem a středem Eurasie. Právě zde se vyskytl nejvyšší tlak vzduchu změřený na Zemi. Talkový útvar je velmi stabilní a neustálou obnovou. Zasáhnout může až do střední Evropy. Jde o plošně rozsáhlý útvar, kolem kterého k nám často proniká mrazivý vzduch. Tento je suchý a vlivem malé oblačnosti dochází hlavně při výskytu sněhové pokrývky k zesílení nočních mrazů.

Subtropická anticyklona = tlaková výše ve vyšších výškách, která je stabilním tlakovým útvarem nad oceány subtropického pásma. Podle místa výskytu se dělí na další druhy (například Azorská anticyklona).

Kvazipermanentní anticyklona = je tlaková výše, jejíž poloha se udržuje celý rok nad téměř shodnou oblastí. Tlakový útvar nemůže být úplně stacionární, tedy stabilní. Ale takového anticyklony vykazují minimální pohyb. Jde právě o subtropickou anticyklonu různých pod druhů nad oceány.

Významný mrazivý vzduch. Naposledy trval silný mráz v ČR delší dobu v únoru 2012

Také v únoru, jen o několik dní dříve, zasáhl příliv mrazivého vzduchu střední Evropu již před devíti lety. I když bude mít tato významná meteorologická událost kulaté výročí až příští rok, připomeňme ji nyní alespoň krátce. A to v souvislosti se současnou situací. Mrazivé počasí začalo toho roku již na konci ledna. Příliv arktického vzduchu, tedy přesně původem arktického vzduchu od severovýchodu zesílil během prvních únorových dnů. Velké intenzity dosáhl v polovině první dekády měsíce.

Významné noční i denní mrazy byly v ČR zaznamenány zejména 3., 4., 6. nebo také 12. února. Mezi maximy mrazu byly určité pauzy. Zejména se jednalo o méně vhodné podmínky pro noční ochlazování, kdy mrazu bránila oblačnost. V ČR také ležel sníh, proto byl mráz na sněhu za podpory vyjasnění zejména v uvedené dny velmi silný. V horských údolích klesala minimální teplota běžně pod -25°C, občas pod -30°C a ojediněle pod -35°C. Minima dosáhla právě 6. února a to -39.4°C na stanici Kvilda-Perla, Jezerní slať na Šumavě.

Obr. 1 Synoptická situace k 12.2.2021 7 SEČ a mohutná tlaková výše nad Skandinávií, od severu proniká k jihu mrazivý vzduch, zdroj: chmi.cz

Z hlediska současné situace (doba vydání článku) jde také o delší významné mrazivé období. A to po několika letech bez výskytu takového mrazu. Od severu až severovýchodu k nám proniká původem arktický vzduch. Vliv na počasí u nás začíná mít během tohoto týdne mohutná tlaková výše, která se přesunula nad Skandinávii (obr. 1). Svým jižním okrajem ovlivňuje a bude ovlivňovat počasí u nás. Hluboká tlaková níže nad Atlantikem počasí ve střední Evropě vlivem blokace mohutnou anticyklonou neovlivní. Stabilita této anticyklony má důležitou roli z hlediska trvání mrazů s přísunem suchého vzduchu bez změny cirkulace.