I Meteorologie
1 Atmosférické jevy
Atmosférické jevy jsou nejrůznější úkazy v atmosféře nebo na zemském povrchu. Cizím slovem je nazýváme meteory z řeckého meteoros – vznášející se ve výši. Sledují se na meteorologických stanicích spolu s meteorologickými prvky. Pod pojmem meteory ve smyslu meteorologickém nezahrnujeme tělesa kosmického původu (meteory astronomické).
Dělení meteorů podle složení a vzniku:
·Hydrometeory – tvořeny vodou na zemi či vznášející se v atmosféře.
·Litometeory – tvořeny tuhými částečkami ze země.
·Fotometeory – světelné jevy, vyvolané odrazem, lomen či rozptylem slunečního nebo měsíčního světla.
· Elektrometeory – viditelné a slyšitelné projevy atmosférické elektřiny.
V tabulce jsou uvedeny atmosférické jevy a značky, pomocí kterých se zaznamenává jejich výskyt na meteorologických stanicích.
Popis vybraných meteorologických jevů:
· Kouřmo – je složeno z malých vodních kapiček, slabá mlha.
· Vodní tříšť – vodní kapičky zanesené z vodní plochy (vlny, vodopády) větrem až několik set metrů daleko.
· Kouř – je tvořen částečkami vznikajícími při spalování.
·Zákal – je tvořen malými tuhými částečkami, dohlednost je menší.
·Prachová nebo písečná vichřice – prach nebo písek zvednutý do výšky silným turbulentním větrem, v ČR vzácný.
·Halové jevy – vznikají odrazem a lomem světla na ledových krystalcích (na oblacích). Na obloze pak pozorujeme světlé, bělavě nebo slabě duhově zbarvené kola, pruhy či oblouky. Např. malé halo je kruh, v jehož středu je Slunce nebo Měsíc holovř sloup u měsíce(viz. foto Meteorologie)
·Korona – barevná kola kolem Slunce či měsíce, přiléhají ke zdroji světla.
·Gloriola – jedná se o stín, který je vržen na oblaka, a kolem tohoto stínu jsou barevné kruhy (např. pozorovatel je na kopci, za ním je nízké slunce a před ním je oblak se stínem pozorovatele). Patří sem tzv. Brockenský přízrak.
·Zrcadlení (fatamorgána) – jedná se o mnohonásobný lom paprsků, vzniká při velkých teplotních rozdílech mezi povrchem země a přilehlou vrstvou vzduchu. Vyskytuje se v pouštích, v polárních oblastech nebo nad rozpálenou silnicí. Vidíme obraz nad, pod i vedle objektu a obraz může být přímý, převrácený či vícenásobný.
·Duha – známý fotometeor, jehož příčinou je lom světla na vodních kapičkách. Pozorujeme ji, když nízké Slunce ozáří dešťovou přeháňku. Čím jsou dešťové kapičky větší, tím je duha silnější. Barva duhy jsou barvy slunečního spektra a červená je přitom na straně vnější. Někdy může být vytvořena i sekundární duha, ta je méně výrazná a má barvy obrácené.(foto meteorologické prvky)
·Bílá duha – vzniká na mlze, jedná se o bílý oblouk lemovaný červenou a modrou barvou.
·Irizace – jedná se o duhové zbarvení oblaků středního patra (nedokonalá korona), převládá barva zelená a růžová.
·Bouřka – vyskytuje se jen u oblaků cumulonimbus. Jedná se o elektrický výboj mezi centry kladných a záporných elektrických nábojů, a to buď v jednom oblaku, nebo mezi oblaky, nebo mezi oblakem a zemí. Elektrický výboj vidíme jako blesk, který je provázen hřměním – tlakovou vlnou vznikající náhlým zvětšením objemu zahřátého vzduchu v kanálu blesku. Protože se světlo šíří rychleji než zvuk, může být mezi bleskem a hřměním časová prodleva (1 km odpovídá 3 sekundám). Bouřky vznikají hlavně v létě, kdy horký vzduch stoupá vzhůru a prudce se ochlazuje – tzv. bouřky z horka.
·Blýskavice – blesky, při nichž neslyšíme hřmění. Nastává večer nebo v noci při velmi vzdálené bouřce.
·Polární záře – magnetické pole Země přitahuje elektrické náboje vysílané Sluncem, ty narážejí do molekul vzduchu, ionizují je a uvolňují se tzv. světelná kvanta. Jev vyskytující se hlavně v oblasti pólů, ale viditelný i v ČR. U severního pólu se nazývá aurora borealis, u jižního aurora australis.
2 Meteorologické stanice
Meteorologické stanice sledují soustavně počasí po celém světě a získávají tak meteorologická data. Meteorologická pozorování se konají v dohodnutých časových okamžicích, tzv. termínech pozorování.
Meteorologické stanice třídíme podle různých hledisek:
Podle zaměření na synoptické, klimatologické, letecké, zemědělsko-meteorologické a se speciálním zaměřením.
Podle místa sledování na přízemní a aerologické.
Podle součinnosti s člověkem na stanice automatické a stanice s lidskou obsluhou.
Předpověď počasí
Atmosférické fronty
Na synoptických mapách vidíme atmosférické fronty. Atmosférická fronta je místo, kde se setkává teplý a studený vzduch. Atmosférické fronty jsou spjaty s cyklónami, kdy na přední straně tlakové níže je teplá fronta a na zadní straně je fronta studená. Takovýto komplex se nazývá frontální systém.
Teplá fronta je rozhraní mezi teplým a studeným vzduchem, přitom teplý vzduch se dostává na místo ustupujícího studeného vzduchu. Teplý vzduch je lehčí, dostává se nad studený a tvoří se oblaka typu cirrostratus, altostratus, nimbostratus. Na frontě zpravidla prší a po jejím přechodu se oteplí.
Označuje se červenou čarou s polokroužky ve směru jejího postupu.
Studená fronta je rozhraní mezi studeným a teplým vzduchem, přitom studený vzduch se dostává na místo ustupujícího teplého vzduchu. Studený vzduch vniká pod teplý, který stoupá a tvoří se oblaka cumulus, cumulonimbus. Na frontě zpravidla prší a po jejím přechodu se ochladí.
Označuje se modrou čarou s trojúhelníčky ve směru jejího postupu.
Okluzní fronta vznikne, když rychleji postupující studená fronta dostihne teplou frontu. Tvoří se oblačnost, popř. srážky. Označuje se fialovými střídajícími se polokroužky a trojúhelníčky.
Vzduchové hmoty
Vzduchové hmoty jsou obrovské objemy vzduchu mající určitou vlastnosti (vlhkost, teplotu), které přejímají od zemského povrchu (např. nad oceánem vznikne vlhký vzduch). Jsou odděleny atmosférickými frontami a jsou nositeli počasí.
Vzduchové hmoty dělíme na
·mořské (oceánské),·pevninské (kontinentální).Vzduchové hmoty dále dělíme na
·arktické ,·polární,·tropické.Do střední Evropy proudí tyto vzduchové hmoty a přináší počasí různě teplé a různě vlhké:
·arktický mořský vzduch,·arktický kontinentální vzduch,·polární mořský vzduch,·polární kontinentální vzduch,·tropický mořský vzduch,·tropický kontinentální.Pro počasí na sledované území je rozhodující typ tlakového útvaru, příchod front a typ přicházející vzduchové hmoty.
II Klimatologie
1 Klima a klimatické faktory
Klimatologie je nauka o podnebí neboli klimatu.
Pod pojmem klima rozumíme dlouhodobý režim počasí. Vyjadřuje se průměrnou hodnotou meteorologických prvků za delší období. Jsou to průměrná roční teplota vzduchu, průměrný roční srážkový úhrn, průměrná délka sněhové pokrývky, průměrná délka trvání slunečního svitu a další.
Je nutné si uvědomit, že klima nezůstává stále stejné, ale prodělává změny, které jsou v historii pozorovatelné.
Klima se tvoří v závislosti na výměně tepla, oběhu vody a výměně vzduchu mezi oblastmi na Zemi.
Klima je výsledkem vzájemného působení klimatických faktorů. Mezi klimatické faktory patří:
Zeměpisná šířka – na ní závisí příjem slunečního záření, jeho intenzita a trvání.
Nadmořská výška – ovlivňuje tlak vzduchu, množství slunečního záření a srážek.
Rozložení pevnin a oceánů.
2 Typy klimatu
Rozeznáváme tyto tři hlavní typy klimatu:
1. Maritimní (oceánické) a kontinentální.
2. Aridní a humidní.
3. Horské a nížinné.
Oceánické a kontinentální klima
Oceánické klima se vyznačuje malými denními a ročními amplitudami meteorologických prvků, zejména teploty. Maximum srážek je v zimě, minimum v létě.
Naproti tomu kontinentální klima je typické velkými výkyvy téměř všech prvků. Léto je horké, zima chladná, srážek je méně a jejich maximum je v létě.
Aridní a humidní klima
Při tomto dělení porovnáváme množství srážek a výparu.
V aridním klimatu převládá výpar nad srážkami, v humidním je tomu naopak.
Potom můžeme sestavit řadu: extrémně aridní klima, aridní klima, semiaridní klima, semihumidní klima, humidní klima, extrémně humidní klima.
Klima horské a nížinné
Horské klima má krátké léto, srážky jsou bohaté a intenzita slunečního záření bývá vyšší.
Klima nížin je dáno větším znečištěním ovzduší a tím menší prostupností pro záření. Je zde tepleji a srážek je méně.
Klasifikace klimatu na Zemi
Klasifikace klimatu umožňuje orientaci v klimatických poměrech Země.
Vzhledem ke tvaru Země pozorujeme zřetelnou pásmovitost v rozložení jednotlivých typů klimatu – klimatická pásma Země. K určitému podnebí se vztahuje určitý typ vegetace a mluvíme potom o vegetačních oblastech.
Obecně však můžeme na Zemi rozlišit tyto klimatické pásma:
Rovníkové (ekvatoriální ) pásmo – mezi 10°j.z.š. a 10° s.z.š., oblast s nízkým tlakem, teplota 25-30°C, vysoké srážky.
Tropické pásmo – mezi obratníky, vysoké srážky, pasáty, monzuny, vlhké tropické lesy.
Subtropické pásmo – mezi 20° a 40° stupněm, stálé tlakové výše, koňské šířky, málo srážek, velká denní teplotní amplituda, polopouště, pouště, stepi, subtropický les.
Mírné pásmo – do 60°s.z.š. a j.z.š., tlakové níže, více srážek, čtyři roční období, velmi proměnlivé počasí, střídá se proudění studeného vzduchu ze severu a teplého z jihu (na S polokouli), lesostep, listnaté lesy, tajga.
Subpolární pásmo – kolem 60°, zmrzlá půda (permafrost), dlouhá a studená zima, tundra, vysoká vlhkost, méně srážek.
Polární pásmo – oblast věčného ledu, nízká teplota, málo srážek, vysoký tlak.
Se změnou klimatu ve směru vertikálním (svislém) se vytváří vegetační stupně.
Do jisté míry vegetační stupně kopírují vegetační pásy, takže stoupáme–li k vrcholům hor, konáme cestu podobnou jako k pólům (každých 70 m nadmořské výšky vzhůru je obdobou 100 km k pólu).
V ČR se jedná se o tyto vegetační stupně:
· Nížinný (planární) – do 300 m n.m.
· Pahorkatinný (kolinní) – do 600 m n.m.
· Podhorský (submontánní) – do 800 m n.m.
· Horský (montánní) – do 1200 m n.m.
· Klečový (subalpínský) – do 1500 m n.m.
· Vysokohorský (alpínský)
· Stupeň věčného sněhu (nivální) – u nás se nevyskytuje.
Klima Evropy
Podnebí Evropy ovlivňují oceány a moře, velká asijská pevnina, pohoří Alpy, Karpaty, Pyreneje a Golfský proud.
Díky těmto vlivům a zeměpisné šířce se vytvořilo pět klimatických oblastí Evropy:
1. Středomořská oblast, kde je v létě sucho a teplo a nejvíce srážek v zimním období (Itálie, Řecko).
2. Atlantská oblast je u západoevropského pobřeží. Roční amplituda teploty je malá díky oceánickému klimatu (Portugalsko, Velká Británie).
3. Polární severoevropská oblast je nejchladnější oblastí evropského kontinentu (Dánsko, Norsko, Švédsko).
4. Kontinentální východoevropská oblast je sušší s velkými výkyvy teplot mezi létem a zimou (Rumunsko, Bulharsko).
5. Přechodná středoevropská oblast, v níž leží naše země, je zasažena vlivem všech čtyř okolních oblastí.
Klima České republiky
Česká republika leží v mírném pásu přechodné středoevropské oblasti. Je zde samozřejmě vliv výškové členitosti (chladno v horských oblastech, teplo v nížinách) a podnebí dotváří také západní pohraniční pohoří, za kterým vzniká srážkový stín.
V České republice rozlišujeme tři klimatické oblasti.
1. Teplá oblast
Je definována jako oblast, která má alespoň 50 letních dnů (den, kdy maximální teplota dosahuje 25°C).
Jižní Morava, České středohoří, Polabí. Intenzivní zemědělství – kukuřice, vinná réva, zelenina, obiloviny.
2. Mírně teplá oblast
Má méně jak 50 letních dnů a průměrná červencová teplota je nad 15°C.
Většina území státu. Pole, louky i lesy, pěstuje se ozimá pšenice, cukrovka, bučiny a doubravy.
3. Chladná oblast
Tady je průměrná červencová teplota pod 15°C.
Náleží zde pohoří, např. Českomoravská vrchovina, Beskydy, Jeseníky, Šumava, Krkonoše, Krušné hory. Převažují lesy bukové a smrkové, pastviny, méně pole – brambory, oves.
Podle dalších charakteristik (např.charakter krajiny, průměrná délka slunečního svitu ve vegetačním období) se klimatické oblasti dělí na klimatické okrsky:
· 6 klimatických okrsků v teplé oblasti,
· 10 klimatických okrsků v mírně teplé oblasti,
· 3 klimatické okrsky v chladné oblasti.
Dalším důležitým ukazatelem teplotních poměrů a klimatu oblasti je trvání období s určitými teplotami. Potom rozeznáváme:
· Zimní období – počet dnů, kdy je průměrná denní teplota 0°C a nižší.
Je to období vegetačního klidu.
· Velké vegetační období – počet dnů s průměrnou denní teplotou 5°C a více.
V ČR kolem 200 dní, jeho počátek znamená konec zimní stagnace a počátek jara. Ukončení souhlasí přibližně s koncem podzimu.
· Hlavní vegetační období – počet dnů s průměrnou denní teplotou 10°C a více.
V ČR kolem 130 dní, na každých 100m nadmořské výšky se zkracuje o 8 dní, nad 1000m dvojnásobně. Jeho nástupem končí pravidelné noční mrazy, začátek je shodný s rozkvětem ovocných stromů, ukončení znamená začátek podzimu.
· Období vegetačního léta – počet dnů s průměrnou denní teplotou 15°C a více.
V ČR kolem 90 dní, ve výšce kolem 1000m se již nevyskytuje.
5 Mikroklima
Mikroklima je klima malého prostoru, nejnižší vrstvy vzduchu nad zemským povrchem nebo klima malých uzavřených prostorů (též zvané kryptoklima). Příkladem je klima holé paseky, jižního osluněného svahu, tmavé a vlhké jeskyně, stinné klima hustého lesního porostu, studené a stále mikroklima sutí, suché a slunné klima mravenišť. Charakter mikroklimatu je dán reliéfem povrchu s nímž souvisí expozice svahu a také přítomností a typem vegetace.
Klima větších prostorů v jednotkách až desítkách kilometrů představuje mezoklima, například mezoklima města, údolí, pohoří. Makroklima je vázáno na velmi rozsáhlé oblasti o rozsahu stovek kilometrů, jako třeba česká kotlina, východní pobřeží Atlantiku nebo Sahara.
Nejdůležitější prvky charakterizující určité mikroklima jsou teplota vzduchu, vlhkost vzduchu, sluneční záření a rychlost proudění vzduchu.
Mikroklima je ovlivněno reliéfem, kdy díky tvaru terénu je svah orientován k určité světové straně, pak hovoříme o expozičním klimatu.
Jižní expozice – má největší příjem slunečního záření, ale také největší teplotní výkyvy. Zvyšuje se výpar a půda se vysušuje, na jaře je u narašených rostlin vlivem pozdních mrazíků nebezpečí poškození. Humus se rychle rozkládá a sníh brzy taje.
Severní expozice – trpí nízkými teplotami s menšími teplotními výkyvy. Je vystavená studeným severním větrům. Sníh pomalu taje, humus se špatně rozkládá a hromadí se. Snižuje se zde hranice lesa.
Východní a západní expozice – tvoří přechod mezi mikroklimatem severní a jižní expozice. Na východním svahu se neuplatňuje sluneční záření tak jako na západním, protože část slunečního záření je spotřebována na výpar vody a prohřátí půdy. Západní expozice je tedy teplejší a také vlivem vlhkých západních větrů na srážky bohatší.
Vliv expozice má samozřejmě dopad na rozšíření vegetace. Na jižních stanovištích jsou to druhy teplomilnější, na severních svazích naopak druhy chladnomilné. V mikroreliéfu rozlišujeme terénní vyvýšeniny, kde je větší vítr, vyšší teplota, nižší vlhkost a pokud jsou slunné, vysychají. Pro terénní sníženiny je typická vyšší vzdušná vlhkost, stéká do nich studený vzduch a častěji se vyskytují mrazíky. Tomuto jevu, kdy v chladných a vlhkých údolích najdeme druhy chladnomilné, a na teplých a suchých vrcholech druhy teplomilné se říká inverzní zvrat vegetačních stupňů. Najdeme ho například v pískovcových skalní městech, pro něž jsou charakteristické úzké a hluboké rokle.
Vliv porostu na mikroklima.
Mikroklima holé plochy jako orná půda a louka je odlišné od mikroklimatu plochy s porostem dřevinné vegetace.
Pro mikroklima porostu je typické
- rozptýlené sluneční záření
- menší výkyvy teploty a vlhkosti
- menší proudění vzduchu
- vyšší vlhkost
- menší vyzařování tepla v noci
Pro mikroklima holé plochy platí
- více slunečního záření
- velké kolísání teploty a vlhkosti
- větší proudění vzduchu