Kondenzační hladina ve vztahu k bouřkám

10. 5. 20191712 zobrazení 4 minut čtení bouřky, kondenzační hladina, konvekce, konvekční kondenzační hladina, výstupná kondenzační hladina

Hodnocení článku

Pojem kondenzační hladina je mimo jiné důležitá pro vznik bouřkové činnosti. Konvekce v podobě výstupu zahřátého vzduchu může probíhat, ale za určitých podmínek nebude viditelná (půjde o suchou, tedy bezoblačnou konvekci). Při této nebudou vznikat oblaky a ani se tedy nebude moci vyskytnout bouřka. Důležité je zjistit výšku, ve které oblaky budou vznikat a kde budou mít tedy své základny. K tomu slouží kondenzační hladina. Rozlišujeme ovšem dva druhy kondenzačních hladin. Kondenzační hladina ve vztahu k bouřkám je hlavním tématem tohoto textu.

Výstupná kondenzační hladina (LCL)

Známá asi více pod anglickým názvem Lifting Condensation Level, odkud zkratka LCL (bude dále v tomto textu takto označována). Tato je častěji předpovídána numerickými modely a jde o jeden z mnoha parametrů důležitých pro vznik bouřkové činnosti. LCL je výškou, ve které dojde k nasycení vzduchu při jeho výstupu. Přesněji se jedná o hladinu, do níž se stoupající vzduch dostane tzv. nuceným výstupem. Jde mimo jiné o situaci výstupu při proudění přes terénní nerovnost. Tato hladina se zjišťuje vůči zemskému povrchu. Teplotou výstupné kondenzační hladiny tedy je teplota. Při té vystupující vzduch ochlazovaný bez výměny tepla se svým okolím (adiabaticky) při shodném směšovacím poměru dosáhne stavu nasycení.

LCL můžeme spočítat dosti jednoduše, pokud známe teplotu vzduchu a teplotu rosného bodu. O něco složitější vzorec, který uvažuje suchoadiabatický gradient a vertikální gradient , kdy první je 10K/km a druhý 2K/km, lze zapsat jednodušeji a dosadit výše uvedené hodnoty:

H LCL = T-Td/8.

Uveďme příklad, kdy se nemusíme při výpočtu držet teploty v Kelvinech, ale lze použít i stupně Celsia. Teplota vzduchu bude 20°C a teplota rosného bodu 12°C, pak nám vyjde (tj. 8/8), že LCL je přesně 1km. U tohoto výpočtu je výsledek v podobě výšky v kilometrech.

Konvekční kondenzační hladina (CCL)

Důležitá je ovšem konvekční kondenzační hladina (KKH), anglicky s názvem Convective condensation level, odkud zkratka CCL (takto bude též dále označována). CCL je hladina, do níž když vystoupí nenasycený vzduch na základě vlastního aerostatického vztlaku, dojde v ní k jeho nasycení. Zde je patrný rozdíl oproti LCL, což je výška které dosahuj vzduch nuceným výstupem a CCL je výška, do které vystoupá sám vlastním vztlakem.

Teplota konvekce je teplotou, která musí být dosažena pro možnost vzniku kupovité oblačnosti (uvedena je na grafech sondážního měření). Konvekce při této teplotě ovšem nezačíná, ale stoupající vzduch začne dosahovat výšky CCL. Tato hladina se uplatní jen při instabilním zvrstvení atmosféry a je v takovém případě též shodná s LCL. Výška CCL se odvíjí od rozdílu mezi teplotou vzduchu a rosným bodem. Pokud je tento rozdíl malý, tak je výška CCL nízko. Jak se rozdíl mezi teplotou vzduchu a rosným bodem zvětšuje, zvyšuje se i CCL. Ráno bývá tedy zpravidla při vysoké vlhkosti CCL i dosti nízko, během dne se zvyšuje.

Tvorba oblaků: Kondenzační hladina ve vztahu k bouřkám

Pro tvorbu kupovitých oblaků a následného vývoje bouřek je důležité, jak moc se bude během dne CCL zvyšovat. Nejideálnější je, když zůstane výška CCL co nejnižší. V takovém případě vznikají kupovité oblaky a to již třeba ráno, hned jak se začne prohřívat povrch. V letním období to může být klidně kolem 9. hodiny. Oblaky poté narůstají a mohou už kolem poledne přerůstat v bouřkové oblaky Cumulonimbus.

Za jiných situací, v závislosti na vlhkosti vzduchu a onoho rozdílu mezi teplotou vzduchu (tato se během den významně zvyšuje). Dále též rosného bodu (tento je během dne “dále” a rozdíl mezi teplotou vzduchu a rosným bodem je velký) se výška CCL zvyšuje. Oblaky mohou naopak během odpoledne, po poledním maximu rozvoje oblaků Cumulus, zanikat. I pozorováním oblohy toto zpozorujeme a můžeme očekávat, že bouřka v daný den určitě nevznikne. Pokud se ovšem nezmění podmínky (například blížící se atmosférická fronta). Pokud ne, pokračuje bezoblačná termika až do svého konce před západem Slunce.

Výpočet

CCL můžeme tedy velmi jednoduše spočítat pokud známe hodnoty teploty vzduchu a rosného bodu, do jednoduchého vzorce:

H CCL = 122.6 x (T-Td),

dosadíme tedy hodnoty zmíněných prvků. Pokud je teplota vzduchu 25°C a rosný bod 9°C, vyjde nám po dosazení do vzorce (tj. 122.6 x 16) výška 1 961m, tedy CCL bude téměř 2km nad povrchem. Pokud bude teplota vzduchu 22°C a rosný bod 18°C, vyjde nám po dosazení do vzorce (tj. 122.6 x 4) výška 490m.