Vliv teploty na atmosférické srážky

O tom, že teplota vzduchu ovlivňuje skupenství vod není třeba dlouze vyprávět. Je tedy zřejmé, že teplota vzduchu bude ovlivňovat i skupenství padající vody, tedy atmosférických srážek. Atmosférické srážky padající z oblaků putují ale rozsáhlým vertikálním profilem troposféry. V takto rozsáhlém profilu je teplota vzduchu často velmi proměnlivá a zpravidla nikdy není zcela stálá tak, aby srážky neovlivnila. Na základě chodu teploty vzduchu ve výškovém profilu, ve kterém padají k povrchu srážky, dochází ke změnám jejich skupenství. V tomto textu se právě podrobněji zaměříme na vliv teploty na atmosférické srážky. Tedy přesněji na změny jejich skupenství a podob při průchodu troposférou a na jejich podobu u zemského povrchu. Srážky u povrchu jsou totiž velmi důležité pro téměř veškeré dění a veškerý pohyb. Tento dokáží mnohdy značně ztížit.

Velký vliv teploty na srážky, aneb proč může při záporné teplotě pršet a při kladné naopak sněžit?

Dostáváme se tímto k atmosférickým srážkám zvaným tzv. zimní srážky. Právě v chladné části roku se skupenství srážek nejen u povrchu značně mění. A to nejen v zimě, ale již na podzim a poté zejména na počátku jara. Vše závisí na průběhu teploty vzduchu s výškou. Pokud se teplota vzduchu pohybuje v blízkosti bodu mrazu, což bývá v tomto období časté, mohou se vyskytnout různé druhy srážek. Právě proces vzniku těchto srážek je definicí konkrétních druhů srážek, které jsou takto od sebe odlišeny. Druhá část definice spočívá v podobě a chování těchto srážek.

Pokud by nemohlo pršet při teplotě vzduchu u povrchu pod bodem mrazu, nemohl by vzniknout mrznoucí déšť s důsledkem vzniku ledovky. Určitě jste se setkali i s opačnou situací. A to, kdy teplota vzduchu v povrchu (standardní výška) byla dostatečně kladná a to například na 4-5°C a přesto padaly pevné srážky či přímo srážky druhu sněžení či alespoň sněhu s deštěm. To vše záleží na teplotě vzduchu a to zdaleka nejen u povrchu. Takový sníh je značně mokrý. Dokáže působit případně i komplikace, což platí o některých dalších druzích srážek také. Kdy se ona hrozba v podobě těchto zimních srážek vyskytne? Zde je důležitá znalost vývoje teploty vzduchu s výškou a schopnost správného vyhodnocení situace podle definice srážek.

Dále odkazujeme na naší stránku Atmosférické srážky, neboť zde nebudeme nijak detailně jednotlivé druhy definovat. Ale budeme je uvádět jen v souvislosti s typickým chodem teploty vzduchu.

Druhy srážek v závislosti na teplotě vzduchu

Aneb, kdy bude padat sníh, kdy déšť a kdy bude déšť namrzat? To můžeme poznat podle vývoje teploty vzduchu  s výškou. Důležitá je tedy teplota přízemní (v 5cm nad povrchem) i standardní (ve 2m nad povrchem). Ale velmi důležitá je například teplota ve výšce, zpravidla uváděná k výšce 1 000m n.m. nebo k výškové hladině cca 1 500m n.m. (850hPa). Výška výskytu nulové izotermy. Podle výskytu studeného či mrazivého vzduchu ve výšce či naopak výskytu teplého vzduchu určujeme skupenství srážek.

Samozřejmě ve spojení se znalostí teploty v blízkosti povrchu, tedy ve standardní výšce a na povrchu. Teplota vzduchu nemusí být navíc rozdílná jen co se týče velkých výše v podobě určitých hodnot a co se týče blízkosti povrchu. Teplota se může lišit i mezi těmito výškami. Základní odlišností rozumíme teplejší vzduch, představovaný zpravidla kladnými hodnotami teploty. A studenější vzduch představovaný naopak zápornými hodnotami teploty.

Níže uvedené náčrty jsou zjednodušené, samozřejmě například načrtnuté vrstvy vzduchu o určité teplotě na sebe takto přesně nenavazují. Tyto náčrty mají ukázat základ podmínek pro výskyt konkrétních druhů srážek.

Výskyt sněžení či smíšených srážek

Obr. 1 Náčrt průběhu teploty při výskytu sněžení v přízemní vrstvě

Sněžení je představováno sněhovými vločkami, které jsou jedinečné a mají různé tvary a podoby. Při akumulaci na površích za vhodných podmínek jde o sníh, vznik sněhové pokrývky. Sněhové vločky vznikají v oblacích a vypadávají z oblaků za dostatečně nízkých hodnot teploty. Takže pro výskyt sněžení je nutný mrazivý vzduch ve výšce, tedy tam, kde se nachází oblak. Pokud vzduch dostatečně studený ve všech vrstvách až k zemskému povrchu, vyskytuje se u povrchu též sněžení. Teplota může být u povrchu kladná (viz náčrt na obr. 1).

Pokud je vzduch významně mrazivý ve výšce, může být teplota u povrchu i výše nad bodem mrazu. A bude se stále vyskytovat sněžení, neboť sněhové vločky nestačí při spadu k povrchu roztát. Případně mohou roztát některé a změní se na dešťové kapky. Pak padá sníh s deštěm čili se vyskytují smíšené srážky. Častá situace, kdy je vzduch ve výšce mrazivý, ale u povrchu už dosti teplý v podobě významněji kladné teploty (např. 5°C).

Výskyt deště

Obr. 2 Náčrt průběhu teploty při výskytu deště v přízemní vrstvě – typ v chladné části roku

Zcela jednoduché je to v případě výskytu deště. Déšť se vyskytuje zejména v případě výskytu dostatečně kladných hodnot teploty ve všech výškách. Tedy od výšek s výskytem příčinných oblaků pro výskyt srážek až po povrch. Nebo za situace, kdy ve výšce je sice mrazivý vzduch a z oblaků vypadávají sněhové vločky, ale během postupu k povrchu roztají. A tyto padají až k povrchu v teplejším vzduchu. Vyskytuje se tedy pouze déšť. To v případech, kdy je v blízkosti povrchu dostatečně teplý vzduch a to v dostatečně silné vrstvě vzduchu.

Výskyt zmrzlého deště

Obr. 3 Náčrt průběhu teploty při výskytu zmrzlého deště v blízkosti povrchu

Nyní bude řeč o srážkách druhu deště, ale v trochu jiných podobách. V první podobě nepůjde o kapalné srážky, přesto se srážky označují jako déšť a to zmrzlý déšť. Ten bude padat za situace, kdy z oblaků za vyšší teploty vypadávají kapalné srážky. Ty procházejí vrstvou mrazivého vzduchu a kapky deště zde zmrznou. I když budou procházet v krátké vrstvě před dopadem na povrch teplejším vzduchem, nestačí roztát. A dopadají na povrchu ve formě kousků ledu v podobě zmrzlých vodních kapiček. Při dopadu na povrchu šelestí a odskakují. Netvoří žádnou souvislou vrstvu ledu, ale mohou se hromadit na povrchu podobně jako kroupy. Tento druh srážek není nebezpečným jevem.

Výskyt mrznoucího deště

Zde se dostáváme k obávané situaci, kdy se u povrchu vyskytuje déšť v kapalné podobě za výskytu záporné teploty vzduchu. Ano, je to zcela běžná situace. Proč nebude při této situaci sněžit? Na obrázku 4 je načrtnut možný průběh teploty s vlivem na výskyt srážek podoby mrznoucí déšť. Ten bude padat v případě, kdy dešťové srážky (tedy kapalné) vypadnou z oblaků v teplém vzduchu.

Před dopadem na povrch nestačí v mrazivém vzduchu zmrznout a na podchlazeném povrchu za výskytu záporné teploty vzduchu namrzají a tvoří nebezpečnou kluzkou ledovou plochu zvanou ledovka. Kapalné jsou proto, že ve výšce se nachází teplý vzduch. Namrzají proto, že v přízemní vrstvě se nachází mrazivý vzduch a teplota je záporná nebo na hodnotě 0°C. K takovým situacím dochází v zimě často na konci období s výskytem mrazu, kdy dochází k přílivu teplého vzduchu nejprve do vyšších výšek. Zatímco u země stále mrzne a zároveň přicházejí se změnou počasí (zpravidla přechod teplé fronty) srážky.

Uvedené dva druhy srážek podoby deště je třeba rozlišovat právě podle procesu vzniku a případných důsledků či chování kapek při jejich dopadu na povrch.

Výskyt sněhových krupek

Kdy z oblohy k povrchu dopadnou sněhové krupky? Tento druh srážek se vyskytuje v přeháňkách (viz například článek Charakter srážek, jeho druhy a definice). Tedy pouze z kupovitých oblaků. A nejčastěji se s ním setkáme v okrajových obdobích chladné části roku v nižších výškách. Jde o situaci, kdy vzduch již nebo ještě není tak mrazivý a obecně nepanují podmínky pro výskyt sněžení. Zároveň vzduch ještě není tak teplý, aby se vyskytoval pouze déšť. K jejich výskytu dochází právě při jarních či případně podzimních vpádech studeného vzduchu. Ve výšce padají z oblaků tedy sněhové vločky, tam jsou podmínky pro výskyt sněžení vhodné.

Tyto ovšem propadávají vrstvou teplejšího vzduchu, většinou tenčí a roztají. Ale následně propadnou do vrstvy s opět mrazivým vzduchem a stačí zmrznout. Nepůjde ale už o sněhové vločky, ale o krupky podobné kroupám. Tyto ovšem připomínají sníh a tedy sněhové vločky a nikoli nepravidelné kusy ledu. Jsou neprůhledné a sytě bílé, podstatně menší než kroupy. Hromadí se ale na povrchu, podobně jako kroupy. Ve větším množství mohou působit problémy (kluzkou vrstvu) jako například sníh.

Výskyt krup

Oproti výše uvedeným jde čistě o letní druh srážek. Zde navíc hrají roli pouze bouřkové oblaky Cumulonimbus. Důvodem je to, že kroupy se vyvíjejí pouze v tomto oblaku. Oblaky, který dosahuje dostatečně vysoko do výše s nízkou teplotou vzduchu. Tam může docházet v oblaku k procesu tvorby krup. Ty z oblaku vypadnou a vysokou pádovou rychlostí směřují k povrchu, nestačí roztát ani při vysoké teplotě vzduchu. V případě významné bouřky s výskytem krup se vždy zásadněji ochladí, byť krátce. To je způsobeno sestupem studeného vzduchu z vrcholku oblaku (velkých výšek) k povrchu v důsledku spadu srážek (výskyt tzv. downburstu bouře).

Závěr: Vliv teploty na atmosférické srážky

Věříme, že tento text splnil cíl a objasnil možná ne zcela objasněné situace, kdy například za mrazu prší a jindy za výskytu kladné teploty sněží. Celkově měl objasnit, za jakých teplotních podmínek v troposférických vrstvách padají určité druhy srážek. A tedy ukázat vliv proměnlivého chodu teploty vzduchu s výškou na skupenství a druh atmosférických srážek padajících k povrchu. Skupenství srážek je velmi proměnlivé zejména v okrajových obdobích chladné části roku, kdy dochází ve výšce ke střídání přílivů teplého vzduchu a vpádů vzduchu významněji studeného. Krátká oteplení mění skupenství srážek ale klidně i uprostřed zimní sezóny za výskytu jinak mrazivého vzduchu. Pro objasnění obecné teorie srážek či oblaků nabízíme zde naší základní teorii (viz menu).