Vzduchové hmoty

Základní definice pojmu vzduchové hmoty, jejich dělení, vzniku, vývoji, přesunech a s tím souvisejícím vzniku atmosférických front (více o těch pak stejnojmenná stránka). Též popis základního modelu převládajícího počasí v jejich oblasti z pohledu našich podmínek, aneb jaké počasí je možno v konkrétním vzduchu čekat.

Témata stránky: Pojem vzduchové hmoty, vznik vzduchové hmoty, tvorba atmosférických front, dělení vzduchových hmot, popis druhů vzduchových vzduchových hmot, převažující povětrnostní situace ve vzduchových hmotách, místní vzduchové hmoty.

Výukový materiál k tomuto tématu: METEOROLOGIE 7


VZDUCHOVÉ HMOTY A POVĚTRNOSTNÍ PODMÍNKY

Vzduch lze klasifikovat podle jeho fyzikálních vlastností a to zejména podle jeho teploty, vlhkosti, tlaku a hustoty. Poté hovoříme o určité hmotě vzduchu (vzduchové hmoty) s určitými fyzikálními vlastnostmi. Existuje několik druhů vzduchových hmot, které se udržují nad určitými částmi Světa a různě se přesouvají. Na základě jejich přesunů vznikají rozhraní mezi nimi (atmosférické fronty, více stejnojmenná stránka) a tyto se nazývají frontami. Vzduchové hmoty je možno z různých hledisek dělit.

Tvorba vzduchových hmot

Tyto podmínky pro tvorbu určité vzduchové hmoty můžeme jednoduše rozdělit na zeměpisné a cirkulační. Pro tvorbu potřebuje daná vzduchová hmota určitou zeměpisnou oblast, v níž dojde k jejímu vzniku a také podmínky cirkulace vzduchu, (např. cyklona) která určuje délku setrvání dané vzduchové hmoty nad danou oblastí. Takže konec tvorby dané vzduchové hmoty nastává v okamžiku, kdy teplota dané tvořící se vzduchové hmoty dosáhne setrvalého stavu odpovídajícího podmínkám teploty a radiační rovnováhy dané oblasti, nad níž vznikala ve vztahu k aktuálnímu ročnímu období. Za předpokladu, že dojde ke změně podmínek atmosférické cirkulace, vzduchové hmoty se přemisťují do jiných oblastí z oblastí, kde vznikly s tím, že si zachovávají převážnou část svých fyzikálních vlastností – hovoříme spíše než o vzniku nových, tak o transformaci vzduchových hmot.

Pro bezproblémový vznik dané vzduchové hmoty jsou ideální dlouhodobé stálé cirkulační podmínky nad danou oblastí a to do značné výšky. Vzduchové hmoty se stále vyvíjejí a přemisťují, neboť nikde a nikdy nepanují stálé cirkulační podmínky věčně, takže stacionární (setrvávající nad stálou oblastí) vzduchové hmoty vyloženě nejsou.

Tvorba atmosférických front

V případě, kdy mají obě vzduchové hmoty rozdílných fyzikálních vlastností dostatečné rozdíly v těchto vlastnostech. Dostatečně se od sebe odlišují, tvoří pak mezi sebou hranici, které říkáme atmosférická fronta. Již víme z předchozích témat, že se jedná o dva základní typy frontálních vln (obdobně jako vzduchových hmot) a těmi jsou teplá a studená fronta, jejímž spojením vzniká třetí řekněme také základní typ fronty a tím je fronta okluzní. To v důsledku pomaleji se pohybující teplé fronty, (teplého vzduchu) díky čemuž tuto frontu studená (nastupující studený vzduch za rozhraním) vždy dohoní. Kompletní informace o nich se dozvíte na stránce Atmosférické fronty a na jejích podstránkách o převládajícím počasí v jejich oblasti.

Obecně platí, že čím větší jsou rozdíly fyzikálních vlastností daných hmot, tím intenzivnější projevy má vzniklé rozhraní, tedy atmosférická fronta co se počasí týče. Na frontách, za nimiž na dané území proniká výrazněji chladnější vzduch (studená vzduchová hmota – nastupující) než který se nad danou oblastí vyskytoval před přechodem tohoto rozhraní, (teplá vzduchová hmota) se objevují obvykle intenzivní či velmi intenzivní projevy jako je zejména intenzivní déšť z bohaté vrstevnaté či výrazně vyvinuté kupovité oblačnosti, v létě a někdy i v zimě doprovázený bouřkovou činností a také silný vítr.

Klasifikace vzduchových hmot

Vzduchové hmoty můžeme dělit dle hlediska jejich teplot a míst výskytu na:

  • Teplé vzduchové hmoty
  • Studené vzduchové hmoty
  • Místní vzduchové hmoty

Každá vzduchová hmota může být stabilní nebo nestabilní (instabilní), více o teplotní stratifikaci na stránkách Teplota vzduchu a Konvekce. Vzduchové hmoty mohou být tedy:

  • Stabilní teplé
  • Instabilní teplé
  • Stabilní studené
  • Instabilní studené

Zde se budeme držet především členění dle teploty.

TEPLÉ VZDUCHOVÉ HMOTY

Teplá vzduchová hmota se při přesunu nad danou oblast ochlazuje vlivem výskytu studenějšího vzduchu nad touto oblastí, čímž se přizpůsobuje tamním podmínkám a roční době.

Stabilní vzduchová hmota je taková hmota, v níž je vertikální gradient teploty nižší než nasyceně adiabatický i v příznivých podmínkách pro vznik konvekčních procesů. Nestabilnější jsou vzduchové hmoty s inverzí teploty s výškou.

Teplé stabilní vzduchové hmoty jsou z hlediska evropského počasí VH putující ze středních a jižních oblastí Severního Atlantiku. Vlivem turbulence se ochlazuje rychle spodní vrstva atmosféry (čítá cca stovky metrů) a mezi touto vrstvou a méně se ochlazujícími vyššími vrstvami s vytváří inverze teploty. To zmenšuje promíchávání vzduchu mezi spodní vrstvou a vyššími vrstvami. Pod inverzí se hromadí zejména vodní pára, povrch se radiačně ochlazuje. Pokud se utiší proudění, turbulentní promíchávání ustane.

Počasí v teplé stabilní vzduchové hmotě

V zimním období výše popsaná situace přináší vhodné podmínky pro vznik vrstevnaté oblačnosti nejčastěji druhu St či Sc. Z těchto oblaků se vlivem vhodných podmínek vyskytují slabé srážky. (vznik srážek podpoří mikročástice přítomné v oblacích – např. částečky prachu z běžného denního chodu – doprava, průmysl atd.) Jedná s o mrholení a výjimečně při vhodných teplotách o slabé sněžení – to ovšem není nijak moc častý jev, ve zcela výjimečných případech je takové sněžení i vydatnější.

Při utišení větru se tvoří radiační mlhy, v podstatě se oblak St začne tvořit u zemského povrchu, dle zásad meteorologie ho musíme označit ale jako mlhu. Při rychlejší cirkulaci a dostatečné vlhkosti vzduchu se může objevit i advekční mlha – je ale o poznání méně častá než typická radiační. Za vhodných podmínek se tato oblačnost a mlhy rozpouštějí, nicméně vlivem vysoké vlhkosti v přízemní vrstvě se po večerním či během nočního ochlazování vytvoří opět radiační mlha, ta se může transformovat v nízkou oblačnost St. Proto v podzimním a zimním období panuje často hodně oblačnosti v podobě vrstevnaté většinou zcela bez patrné struktury.

Znaky počasí v zimním období
  • Četné radiační a výjimečně i advekční mlhy a nízká oblačnost
  • Občas mrholení, ojediněle i slabé sněžení
  • Teplotní inverze s výškou

V letním období se v podobě pevninského počasí tato hmota objevuje ve stabilnějších tlakových výších, kde působí trvaleji sestupné pohyby a ty vedou ke zmenšení gradientu teploty vzduchu a ke tvorbě subsidenčních inverzí – výškové inverze (odkážeme na článek o vertikální cirkulaci vzduchu). Panuje tak slunečné počasí s vysokými teplotami, ale s malou dohledností vlivem výskytu znečišťujících látek v atmosféře. Počasí během dne není výrazné, příliš se nemění a vlivem advekce teplého vzduchu nedochází k výraznějšímu poklesu teploty ani v nočních hodinách, naopak někdy dochází k jejímu netradičnímu vzestupu. Nad oceány se jedná o postupně teplého vzduchu nad chladné oceány. Panují zde četné advekční mlhy a bohatá vrstevnatá oblačnost.

Znaky počasí v letním období
  • Nad pevninami ve stabilních anticyklonách, kde slunné a teplé počasí s malou dohledností vlivem subsidenčních inverzí teploty (výškových)
  • Setrvalý stav či dokonce růst teploty i během noci
  • Nad oceány četné advekční mlhy a bohatá vrstevnatá oblačnost

Instabilní vzduchová hmota je taková hmota, v níž teplota klesá s výškou rychleji než v nasyceně-adiabatickém gradientu. V této hmotě dochází k rozvoji významné konvekce. Velmi nestabilní jsou hmoty, ve kterých je ve spodních vrstvách gradient teploty vyšší než suchoadiabatický gradient ve vertikální rovině.

Platí zde několik základních zásad pro to, aby byla daná VH instabilní:

  1. I teplá VH se může ohřát od slunečního svitu v průběhu dne tak, že vznikne konvekce. Při dostatečné vlhkosti se tvoří plochá kupovitá oblačnost, která ovšem může vyrůstat i do vyšších hladin troposféry
  2. Nerovnoměrnost advekce teploty – menší advekce ve výšce a naopak vyšší u zemského povrchu může znamenat i výskyt oblaků Cb
  3. Vzestupné pohyby vzduchu způsobující ve výšce pokles teploty
  4. Vysoká měrná vlhkost vzduchu má u povrchu za následek malé vyzařování, což způsobí malý pokles teploty během noci. Ve výšce dochází k většímu ochlazování a vzniká větší teplotní gradient mezi spodními a vyššími vrstvami vzduchu a to značí vysokou instabilitu. V těchto hmotách tedy pozorujeme tzv. noční bouřky, oproti studené instabilní hmotě, viz dále.
Shrnutí
Datum
Název položky
Vzduchové hmoty
Hodnocení
51star1star1star1star1star