Tento článek vyšel v časopise SNOW 89 (říjen 2015).
Kouzelné slovíčko: inverze
Když v předpovědi počasí slyšíme, že nás čeká stabilní inverzní ráz počasí a máme před sebou týden na horách, určitě to potěší. Je tu ale jeden háček: musíme se modlit, aby právě ty naše kopečky ležely výš než ona inverze. Jedině tak máme šanci na úchvatné pohledy ze sluncem ozářených svahů na nízkou oblačností zalité nížiny. V opačném případě to může vypadat mrazivě jako 14. prosince 2013 ve Sklenařicích.
Jak vzniká nízká oblačnost v údolích?
Znovu musím začít slovíčkem inverze. Vznikat může mnoha způsoby. Ovšem ta, o které teď bude řeč, má původ jasný. Zemský povrch se ochlazuje za dlouhých jasných nocí a málo prohřívá během krátkých zimních dnů. Jeho teplota den po dni klesá. Od chladné země se postupně ochlazuje i vzduch, který leží v jeho těsné blízkosti. Protože studený vzduch je těžší, stéká do údolí, prohlubenin či nížin. Jenže: čím studenější je vzduch, tím menší množství vodní páry může obsahovat, aniž by docházelo ke kondenzaci. Jen pro názornost: má-li 1 m3 vzduchu teplotu kolem nuly, vejdou se do něj asi 4,5 g vodní páry, je-li teplota vzduchu kolem 20 °C, pak v něm může být vodní páry čtyřikrát tolik (17,3 g). V chladnějším vzduchu proto vznikne v údolí mlha nebo nízká oblačnost. A protože k ochlazení vzduchu došlo kvůli tomu, že teplo se od zemského povrchu vyzářilo, říká se inverzi radiační. Ale ještě na jedné věci záleží, jestli se nízká oblačnost nebo mlha vytvoří, či nikoli – na kondenzačních jádrech. Na nich se totiž vodní pára sráží rychleji. Čím víc jich je, tím snadnější je přeměna vodní páry na vodu.
Proč z nízké oblačnosti sněží?
Obecně platí, že mraky se skládají z vodních kapiček, ledových
krystalků nebo popřípadě obojího. Jsou natolik malé, že se ve vzduchu
vznášejí. Vytvoří-li se ale vhodné podmínky pro to, aby vodní kapičky
či ledové krystalky narůstaly do takových rozměrů, že se už v mraku
neudrží, začnou z něj vypadávat a začíná pršet, mrholit nebo
sněžit. To v závislosti na teplotě vzduchu v místech, kde mrak leží,
popř. těsně pod ním.
O intenzitě deště nebo sněžení rozhoduje celá řada faktorů. Hlavní
princip je ale jasný. Rychleji se částice v mraku zvětšují v případě,
že jsou v mraku jak vodní kapičky, tak ledové krystalky. Proces
narůstání velkých vodních kapiček na úkor malých je totiž výrazně
pomalejší než podobný proces, do kterého vstupují i ledové krystalky,
popř. sněhové vločky. A to je to nejdůležitější: mrak se musí
skládat z ledových krystalků i vodních kapiček, aby se v něm mohly
tvořit nějaké významnější srážky. To je splněno například
u bouřkových mraků či mraků, které jsou vertikálně rozsáhlejší.
Může to ale nastat i v případě nízké oblačnosti, která vzniká při
teplotách kolem nuly. Navíc tahle oblačnost bývá stabilní, na jednom
místě zůstává i několik dnů. Takže sněží sice málo intenzivně, ale
trvale. Což v celkovém úhrnu může znamenat třeba i 10 cm nového
sněhu.
„Kouzlo“ jménem námraza
Stejně tak se při mrznoucí mlze či nízké oblačnosti může tvořit velmi intenzivní námraza, která tu pravou zimní atmosféru vyčaruje prakticky na počkání. A když říkám na počkání…. Rychlost růstu námrazy je opravdu překvapivě velká. Během 24 hodin může být i několik cm silná. Stačí si vzpomenout na situaci z druhé poloviny prosince 2013, kdy tloušťka námrazy na Šeráku byla 23 cm, na Lysé hoře dokonce víc než 40 cm. Jak taková námraza vzniká? Roli hraje jeden fenomén, o kterém ještě nebyla řeč, totiž přechlazené vodní kapičky. Voda při podnulových teplotách totiž nemrzne hned, ale v závislosti na průměru vodních kapek či počtu kondenzačních jader se vodní kapičky objevují ještě při teplotách pod nulou. Jen pro představu: v absolutně čistém prostředí v laboratorních podmínkách se vodní kapky vyskytují ještě i při teplotách kolem –42 °C. Samozřejmě, že se přechlazená voda podílí i na vzniku oblačných či srážkových částic – proto jsou tolik důležitá kondenzační jádra, ale hlavní roli hraje právě při tvorbě námrazy. Ta totiž vzniká tak, že se přechlazené vodní kapičky usazují na předmětech, jejichž teplota je pod bodem mrazu. Narůstá rychleji na hranách předmětů obrácených proti směru větru, a to tím rychleji, čím je rychlost větru větší. Mimochodem právě proto jsou letadla vybavena různými typy odstraňování námrazy – je totiž jedno, jestli fouká vítr kolem stojícího předmětu na zemi, nebo se letadlo vzduchem pohybuje. Ale to jsem od hor odbočila. Každopádně namrzlé stromy, keře, sloupy, stožáry apod. se často objevují pod nízkou inverzní oblačností či při mrznoucích mlhách.
Do hry vstupují sněžná děla…
Mimořádně intenzivní námrazu či trvalejší sněžení z nízké oblačnosti můžeme pozorovat v místech, kde naplno běží sněžná děla. Technický sníh jsou totiž drobné ledové krystalky, které slouží v už tak vlhkém a mrazivém vzduchu jako další kondenzační jádra. A na nich se začnou tvořit další sněhové vločky či díky nim začne ještě rychleji růst námraza. To byl přesně případ Sklenařic ze 14. prosince 2013. Při podnulových teplotách spustili provozovatelé ve střediscích sněžná děla. Díky nim se nízká oblačnost obohatila o velké množství dalších kondenzačních jader. A stačilo, aby vydržely teploty pod nulou, a ve Sklenařicích sněžilo a námraza obalila všechno.
Najdou se ale i situace, kdy to takhle nefunguje. Pokud jsou například teploty blízko nuly, zvýší se výrobou technického sněhu vlhkost v údolí a efektivita sněžných děl rychle klesá. Pro ta je totiž právě vlhkost vzduchu hodně důležitá. Čím je vzduch sušší, tím víc sněhu při stejné teplotě dokážou vyrobit.
Sklenařice 14. 12. 2013
14. prosinec roku 2013 patřil k několika dnům v řadě, kdy se k nám ve vyšších vrstvách atmosféry dostával teplý vzduch. Údolí a polohy do asi 1 000 m n. m. byly pod nízkou oblačností a teploty se tam držely kolem nuly. Naopak na hřebenech, které z nízké oblačnosti vystupovaly, bylo i kolem 10 °C. Nízkou oblačnost obohatily ledové krystalky ze sněžných děl o další kondenzační jádra, proto na některých místech sněžilo. A přechlazené vodní kapičky nízké oblačnosti, popř. mlhy tvořily bohatou námrazu.
Ve výšce 1500 m n. m. je teplý vzduch, který zasahuje z JV Evropy až na
jih Skandinávie. Maximální teplota na stanicích v okolí
Sklenařic.
 |
 |
| Pohled směrem ke Kotli a Lysé hoře. V údolích se drží nízká oblačnost |
Výroba technického sněhu ve Skiareálu Kamenec – asi 2 km od Sklenařic |
 |
 |
| Námraza ve Sklenařicích | Vlčí hřeben vystupující z nízké oblačnosti při pohledu z Lysé hory |
Maximální teplota na stanicích v okolí Sklenařic
- Sněžka 2,5 °C
- Josefov 0,6 °C
- Pec pod Sněžkou -0,3 °C
- Špindlerův Mlýn -1,4 °C
- Smržovka -1,8 °C
Nejteplejší místo 14. 12. 2013
- Lysá hora (Beskydy) 7,1 °C
Lenzerheide 24. 1. 2013
Fotografie z 24. ledna 2013 ze švýcarského Lenzerheide vypadají na první pohled hodně podobně jako snímky hřebenů Krkonoš: v údolí se válela nízká oblačnost, sněžilo a na kopcích bylo dokonalé azuro. Jen teploty se lišily. Zatímco v Krkonoších bylo nad inverzí teplo, v Lenzerheide se držel i ve výšce studený vzduch. Ledové krystalky sněhových děl stejně jako v Krkonoších dodaly do nízké oblačnosti další kondenzační jádra, a proto napadlo i 10cm nového sněhu.
V hladině 1 500 m nad mořem je studený vzduch, který zasahuje ze
severní Evropy přes Švýcarsko až na sever Afriky.
 |
 |
| Dolů se nikomu moc nechce | Není se čemu divit. V nízké oblačnosti to není ono |
 |
 |
| Horní hranice nízké oblačnosti může být hladká jako stůl… |
…, nebo zvlněná jak moře. |
