Konečně krásné, srozumitelné vysvětlení, díky moc
| Vzdušné proudy |
|
A nyní pár slov o vzdušných proudech. Jakékoliv vzdušné proudění je buď advektivní nebo konvektivní. Termínem advektivní proudění se míní takové vzdušné proudění, které probíhá podél zemského povrchu, tedy to čemu obecně říkáme vítr. Proudění konvektivní jsou vzdušné proudy k zemskému povrchu víceméně kolmé, tedy vzestupné nebo sestupné. Celý systém zemských vzdušných proudů zahrnuje proudění globálního charakteru a proudy lokální. Celý systém je tvořen teplotními rozdíly v různých místech planety a její rotací a je značně komplikovaný. Proto se tu opět dopustíme jistých zjednodušení. Nejnázornější vysvětlení globálních proudů bude asi pomocí následujícího obrázku.
Vysvětlivky k obrázku: Intertropical convergence zone – Rovníková konvergenční zóna Trade Winds - Pasáty Westerlies – Západní proudění Polar Easterlies – Polární východní proudění Hadley cell – Hadleyho cirkulační buňka Ferrel cell – Ferrelova cirkulační buňka Polar cell – Polární cirkulační buňka H – globální oblast vysokého tlaku L – globální oblast nízkého tlaku červené šípky – vzduch relativně teplejší modré šipky – vzduch relativně chladnější
Tady bude nicméně potřeba jisté vysvětlení. Začneme na rovníku. A opět trochu zjednodušeně. I osoby meteorologie či geografie zcela neznalé mají o rovníkových oblastech alespoň tu představu, že je tam teplo.
Hadleyho cirkulační buňka a pásmo rovníkových tišin. Teplý rovníkový vzduch stoupá vzhůru až k tropopauze a těsně pod tropopauzou proudí jedna jeho část na sever a druhá část na jih. V dostatečné vzdálenosti od rovníku se ochladí a začne klesat zpět k zemskému povrchu. Při povrchu se poté opět vrací k rovníku. Tento koloběh tvoří tak zvanou Hadleyho cirkulační buňku, která jako prstenec obepíná planetu. Jednu na sever a jednu na jih od rovníku. S touhle teorií přišel jako první George Hadley v osumnáctém století. Hadley byl povoláním právník a tudíž vyvstává otázka proč se zabýval globálním prouděním. Nejpravděpodobnější vysvětlení bude to, že ho to prostě bavilo. Byl amatérským meteorologem a za teorii o cirkulačních buňkách byl nakonec zvolen i do královské akademie věd a dodnes se po něm jmenuje britská meteorologická služba. K teorii o cirkulačních buňkách ho přivedla snaha vysvětlit existenci pasátů. Což se mu podařilo, nicméně podle jeho teorie by pasáty měly vanout čistě severním a jižním směrem. Ty ovšem zcela ignorují jeho teorii a jak každý ví, vanou si zcela klidně a stabilně severovýchodně a jihovýchodně. Gustav Gaspard de Coriolis se bohužel narodil až několik desítek let po Hadleyho smrti, a tak se tento meteorolog amatér již nikdy nedozvěděl co pasáty stáčí z jejich přímých směrů. Je to vliv zemské rotace, dnes označovaný jako Coriolisova síla. Matematické vysvětlení Coriolisovy síly je značně složité a tak se pro naše účely spokojíme prostě s tím, že je to síla která vzniká vlivem zemské rotace a že na severní polokouli působí do prava na všechno, co se pohybuje severojižním směrem. A tak je původně severní směr pasátu upraven na severovýchodní. Na polokouli jižní je tomu přesně naopak a Coriolisova síla působí do leva. Jižní pasát je tedy upraven na jihovýchodní. V oblasti rovníku se severovýchodní a jihovýchodní pasát setká a tvoří výstupné rovníkové proudění a vzniká zde tedy globální oblast nízkého tlaku. Toto pásmo je nazýváno pásmem rovníkových tišin, anglicky doldrums, neboť je zde téměř naprostá absence horizontálního proudění. Tedy chybí tu vítr.
Ferrelova cirkulační buňka a koňské šířky. Tam, kde na severu vzduch v Hadleyho cirkulační buňce padá od tropopauzy zpět k zemskému povrchu, sousedí tato buňka s cirkulační buňkou Ferrelovou. Pokud systém cirkulačních buňek budeme popisovat na naší, tedy severní polokouli, je tato hranice mezi buňkami dána zeměpisnou šířkou přibližně 30 až 35° severně. Ve Ferrelově buňce proudí vzduch v přízemních vrstvách směrem od jihu k severu a je opět stáčen Coriolisovou silou, takže výsledný směr přízemního proudění je jihozápadní a to až do míst, kde Ferrelova buňka sousedí s buňkou polární. William Ferrel byl americký meteorolog a žil v devatenáctém století, tedy v době, kdy již byly známy Coriolisovy teorie o vlivu zemské rotace na vzdušné proudy. Zabýval se vzdušnými proudy na sever od koňských šířek. Termínem koňské šířky se míní právě onich zhruba 30 až 35° severně, kde vzduch z Hedleyho i Ferrelovy cirkulační buňky padá od tropopauzy k zemskému povrchu, což podobně jako v pásmu rovníkových tišin způsobuje absenci horizontálního proudění a tudíž časté bezvětří. Říká se že termín „koňské šířky“ pohází od kapitánů, kteří se v sedmnáctém století plavili k břehům Ameriky a měli tu smůlu, že v této oblasti se svou lodí uvízli v bezvětří, což vedlo k postupnému vyčerpání všech zásob a tudíž docházelo na porážení a následnou konzumaci koní, jež si sebou vezli osadníci do nového světa.
Polární cirkulační buňka a vysoký tlak na pólech. Poslední cirkulační buňky jsou buňky polární. Na severní polokouli je polární cirkulační buňka na sever od buňky Ferrelovy. Na hranici s Ferrelovou buňkou relativně teplý vzduch stoupá k tropopauze a směřuje k pólu, opět samozřejmě stáčen Coriolisovou silou. Cestou k pólu se vzduch ochladí a na pólu padá chladný vzduch zpět k zemskému povrchu. Pří zemi se pak vrací směrem k ferrelově buňce jakožto proudění severovýchodní.
Rovník je tedy oblastí nízkého tlaku a ta nasává v přízemních vrstvách vzduch, který tímto tvoří horizontální proudění zvané pasát. Tento vzduch se těsně pod tropopauzou vrací zpět do koňských šířek kde ochlazený padá k zemi a tvoří v koňských šířkách oblast vysokého tlaku. Tomuto zpětnému proudění pod tropopauzou se někdy říká antipasát. Od koňských šířek na sever proudí vzduch z oblasti vysokého tlaku v přízemní vrstvě severozápadně a na hranici s polární buňkou stoupá k tropopauze. Pod tropopauzou se vrací zpět do koňských šířek, kde padá zpět k zemskému povrchu. Cirkulační buňku polární snad již není potřeba popisovat.
Tropopauzu si tedy nelze představovat jako kulovou plochu obepínající ve výšce 7 až 18 km výšky planetu, ale spíš jako obal šesti „pneumatik“ tedy cirkulačních buněk obepínajících planetu.
Jet Stream. S jevem zvaným jet stream se poprvé setkali vojenští piloti v průběhu druhé světové války, kdy konstrukce letadel dospěla tak daleko, že se některé typy byly schopny dostat do výšek, kde se s tímto jevem lze setkat. Jet Stream vane těsně nad tropopauzou.Jedná se tedy o stratosferický vítr, který je díky nízké hustotě poměrně znatelně urychlován Coriolisovou silou. Nízká hustota stratosféry zřejmě může i za jeho vysokou rychlost (a tedy i název). Rychlost jet streamu byla zaznamenána v rozsahu 30 – 215 uzlů (Uzel je námořní míle za hodinu. Námořní míle je 1852 metrů), tedy v rozsahu přibližně 56 – 400 km/h. Jet stream vane čtyřmi různými kanály vždy západním směrem. Kanály kterými jet stream vane mají pravěpodobně do jisté míry souvislost s hranicemi mezi jednotlivými cirkulačními buňkami. Vzhledem k výškám ve kterých vane je jeho předpověď důležitá spíše pro dopravní piloty. Zajímavou kuriozitu je jeho využití při rekordním obletu Země balonem bez mezipřistání, což dokázal roku 1999 Brian Jones a Bertrand Picard v heliovém horkovzdušném balonu Breitling Orbiter 3 a v roce 2002 Steve Fosset v balonu Spirit of Freedom postaveném na stejném technickém principu.
Comments (2)
Joomla components by Compojoom
|