Atmosféra | Co je to počasí

Počasí

Pokud se máme zabývat počasím, nevyhneme se bohužel vysvětlení alespoň některých meteorologických termínů. A hned na začátek můžeme začít tím co je to vlastně počasí. Než se ovšem propracujeme k termínu počasí bude třeba si vysvětlit jak vypadá zemská atmosféra. Ono je to totiž trochu jinak než si většina lidí myslí.

Tak nejprve průřez atmosférou, počínaje zemským povrchem. Od zemského pvrchu směrem vzhůru se postupně potkáme s troposférou, stratosférou, mezosférou, termosférou a exosférou. Přesněji řečeno, potkat se můžeme pouze s troposférou, protože již ve stratosféře bychom pro přežití potřebovali skafandr. Troposféra, přestože je nejtenší atmosferickou vrstvou obsahuje totiž většinu celkové hmoty ovzduší. Již stratosféru můžeme z hlediska možností přežití člověka považovat prakticky za vzduchoprázdno. Což ovšem neznamená, že by tam vůbec žádný vzduch nebyl. Meteorologické balony, špionážní letouny a jet stream si ve stratosféře celkem bez problémů existují a s termínem jet stream se ještě setkáme. Na obrázku vidíme jak je v nižších výškách atmosféra rozvrstvena.

Rozdělení na výše uvedené vrstvy atmosféry je podle teplotního gradientu, tedy podle změny teploty ovzduší s výškou. Pro nás z hlediska meteorologie budou důležité pouze dvě nejnižší vrstvy, tedy troposféra a stratosféra.

Průřez atmosférou

Troposféra je vrstva, která začíná zemským povrchem, a co je důležíté – v níž za normálních okolností teplota s výškou klesá průměrně o 0,65 °C na 100 metrů výšky až do -50°C, pokud ovšem právě není inverze. O té si povíme také později. Hranice mezi troposférou a následující stratosférou se nazývá tropopauza a nachází se podle různých zdrojů v rozsahu výšek 7 – 18 km. Tady by se někteří horolezci mohli pozastavit nad uvedenou spodní hranicí, neboť spousta hor na planetě je vyšších než uvedených 7km a mohlo by se tedy zdát, že ti výkonější z lezců mohou vlastními silami statečně pronikat do stratosféry a konkurovat tak meteorologickým balonům a špionážním letounům. Není tomu tak. Tloušťka troposféry totiž závisí stejně jako tíhové zrychlení na zeměpisné šířce. Velmi zjednodušeně řečeno jde o to že se naše planeta otáčí a nejvyšší obvodová rychlost a tedy i největší odstředivá síla působí pochopitelně na rovníku. Takže na rovníku je vlivem zemské rotace atmosféra jaksi více „odstřeďována“ a má tendenci se Zemi vzdalovat. A protože jak již jsme si řekli naprostou většinu hmoty atmosféry tvoří právě troposféra, pak i její horní hranice zvaná tropopauza, tedy uvedených 18km bude právě zde na rovníku. Pokud se tedy vydáme na 5895 m vysoký vrchol Kilimandžára (3°04'33''S tedy zhruba 150 km od rovníku na jih) nemusíme mít z dosažení stratosféry sebemenší obavy. Naopak na pólech je pochopitelně odstředivá síla nulová a tudíž tu gravitace slavně vítězí a hmota atmosféry je tedy „přitažena“ blíže k povrchu zemskému až na uvedených 7km. V relativní blízkosti jižního pólu se nachází pouze Hory královny Maud a Pohoří Pensacola. Žádné z nich však nedosahuje ani 4000 m a samotná nadmořská výška jižního pólu je 2912 m. Na pólu severním se sice nachází grandiózní Lomonosovův hřeben, ale tomu se v průběhu geologického vývoje planety nepodařilo vystoupat nad mořskou hladinu. Možná, že někdo časem vymyslí další adrenalinovou disciplínu, kterou bude slézání podmořských vrcholů, nicméně tyto „horolezce“ nebude zajímat atmosféra, ale hydrosféra. Další důležitou vlastností troposféry je to, že obsahuje prakticky všechnu vlhkost celého objemu atmosféry. Jinými slovy, nad tropopauzou se již téměř nesetkáme s vodní párou. No a na závěr tohoto odstavce o tropopsféře to nejdůležitější: Troposféru můžeme jednoduše definovat jako“tu část atmosféry kde se odehrává počasí“. Nad tropopauzou již slovo počasí prakticky postrádá smysl.

Stratosféra je vrstva atmosféry, která začíná tropopauzou a v níž se teplota s výškou buď nemění nebo mírně stoupá. Neobsahuje téměř žádnou vlhkost a tudíž se v ní netvoří oblaka. Teplota je víceméně stálá až do výšky přibližně 30km a to v rozsahu -50°C až -70°C. Od výšky 30km pak teplota stoupá až po stratopauzu zhruba na teplotu +20°C. Tyto teplotní údaje jsou ovšem poněkud zavádějící s ohledem na to, jak vnímá teplotu horolezec, tedy člověk. Teplotu vnímáme dvojím způsobem. Buď jako teplo, které nám předává okolní vzduch tepelnou výměnou nebo jako teplo předané sáláním, tedy kupříkladu přímým slunečním zářením. A vzhledem k tomu, že ve stratosféře již téměř žádný vzduch není je tedy otázkou, jak bychom asi vnímali oněch pokojových +20°C, když počet molekul vzduchu zahřátého na tuto teplotu je tak nízký, že se s nimi povrch našeho těla moc často nepotkává a tudíž nás asi nedokáže příliš „zahřát“. S tímhle jevem, i když v poněkud menší míře, se mohl setkat každý, kdo vystoupal za hezkého slunečného počasí na nějakou horu, která měla alespoň přes 3000m. V téhle výšce je sice pro většinu z nás ještě stále vzduchu dost, ale přece jenom o něco méně než na mořské hladině. A to zhruba asi o 30 procent. Pokud svítí slunce je vám příjemně teplo (předávání tepla sáláním), ale pokud ho na chvíli zakryje mrak, je vám najednou značně chladněji, často přijde ke slovu i bunda. Malé množství vzduchu, které je v těchto nadmořských výškách, vám prostě již nepředá tak rychle teplo, jako velké množství vzduchu, které je na mořské hladině. Takže na tohle pozor. Nicméně to jsme trochu odběhli od tématu, a tím je stratosféra. Stratosféra se na vývoji počasí příliš nepodílí, protože, jak již bylo řečeno, počasí se odehrává zásadně pod tropopauzou. Z hlediska vývoje počasí nás bude ve stratosféře zajímat pouze jev zvaný jet stream a o něm jak již bylo řečeno uslyšíme později. Na následujícím obrázku je dobře vidět hranice mezi troposférou a stratosférou. Červená čára je průběh teploty ovzduší v závislosti na výšce. Je vidět, že nad tropopauzou se teplota drží víceméně stálá. Modrá čára je průběh teploty rosného bodu (bude rovněž vysvětlen později), tedy vlastně vlhkosti ovzduší. Zde vidíme, že na tropopauze klesá na nulu a že stratosféra je tedy vlastně úplně „suchá“.

Teplota podle výšky (zdroj ČHMÚ)

Takže co je to vlastně to počasí? Velmi zjednodušeně: Je to všechno co se děje v atmosféře pod tropopauzou. Tedy všechny fyzikální jevy a děje odehrávající se v troposféře. Jinými slovy: počasí končí tropopauzou. Až na ten již několikrát zmiňovaný jet stream.