Tento článek vyšel v časopise SNOW 91 (listopad 2015).


Otravná, ale nezbytná teorie – o tlaku vzduchu

Tlak vzduchu je definován jako síla vyvolaná tíhou vzduchového sloupce, který sahá od výšky měření až k horní hranici atmosféry. Proto tlak vzduchu s rostoucí nadmořskou výškou klesá. Jeho změny s výškou popisuje složitá rovnice, tzv. barometrická formule. Zjednodušeně řečeno: na každých 5,5 km klesá na polovinu své původní hodnoty. Pokles tedy není rovnoměrný. V přízemní vrstvě musíme vystoupit asi o 8 m, aby tlak vzduchu klesl o 1 hPa. Pokles ovlivňuje i teplota: čím je vzduch chladnější, tím rychleji ubývá tlak směrem vzhůru. Naopak v teplém vzduchu je pokles tlaku s výškou pomalejší. Studený vzduch je tedy hustější, proto stéká do údolí. A otevřeme-li si okno, táhne nám na nohy. Naopak teplejší vzduch je řidší, proto stoupá. Proto je v místnosti, kde se topí, vždycky větší teplo nahoře na palandě než dole na zemi.

Tlak vzduchu na horách

Na horách naměříme výrazně nižší tlak než v údolích. Je to dáno menší tloušťkou vrstvy, která tlak vyvolává. Už kolem 3 000 m n. m., tedy v polohách v Alpách při lyžování běžně dosažitelných, je tlak vzduchu asi o 350 hPa nižší, než jsme normálně zvyklí. Že v tomto řidším vzduchu je dýchání obtížnější, to jistě okusil každý z nás. Ale proč? Říká se, že protože je tam míň kyslíku. Pravdou ale je, že kyslíku je tam procentuálně pořád stejně, jen se při jednom nádechu v řídkém vzduch do plic dostane méně jeho molekul. Proto nás pohyb snadněji vyčerpá.

Proč je tlak vzduchu pro počasí tak důležitý?

Aby byly naměřené hodnoty tlaku vzduchu srovnatelné, je třeba je přepočítat na jednotnou hladinu – na hladinu moře. Čarám, které spojují místa se stejným tlakem vzduchu přepočteným na hladinu moře, říkáme izobary. Vídáme je na každé základní synoptické mapě. Právě izobary totiž vymezují tlakové výše (anticyklóny), tedy oblasti, v jejichž středu je vyšší tlak než v okolí, a tlakové níže (cyklóny), ve kterých je uvnitř tlak nejnižší a směrem od středu k okraji roste. A proč je přehled o poloze hlavních tlakových útvarů pro první orientaci v povětrnostní situaci nepostradatelný? Zatímco vlivem byť nepatrných vzestupných pohybů uvnitř tlakových níží se v nich tvoří oblačnost a srážky a bývají s nimi spojeny frontální systémy, jsou tlakové výše obvykle oblastmi, kde se vlivem sestupných pohybů oblačnost rozpouští. Taková je „fyzika“. Jenže…

Kdy barometr lže?

Nastavíme-li barometr nebo hodinky správně, zcela jistě ukážou i správou hodnotu tlaku vzduchu. To ovšem není zárukou toho, že počasí bude odpovídat popisu, který známe z dneska už spíš muzejních aneroidů. Například při tlaku kolem 1 010 hPa může v atmosféře existovat tlaková níže i tlaková výše – s počasím pro útvar typickým.

A pak jsou tu taky zimní anticyklóny, které slunečné počasí přinášejí jen do vyšších poloh. V nížinách se totiž může ve studeném vzduchu, který je těžký a drží se při zemi, vytvořit mlha či nízká oblačnost. Ale o tom už jsem na stránkách SNOW psala. Jen dodávám, že nízká oblačnost obvykle zůstává až do okamžiku, dokud oblastí nepřejde výrazná fronta, která inverzi rozruší. Proto fakt, že barometr ukazuje vysoký tlak, není zárukou slunečného počasí.

A ještě jeden případ, kdy by nás vysoký tlak na barometru či v hodinách mohl totálně zmást. Mám na mysli tzv. výškovou tlakovou níži. O té za chvilku.

Ovšem samozřejmě – podíváme-li se na tlakové údaje z hlediska statistiky, platí, že čím je tlak nižší, tím vyšší je pravděpodobnost srážek a naopak, čím je tlak vyšší, tím vyšší je pravděpodobnost slunečného stabilního počasí.


Klasický aneroid v náramkových hodinkách


Důležité jsou změny

A tím už jsem tak trochu naznačila, v čem nám můžou být barometr či hodinky s čidlem prospěšné. Právě kvůli změnám tlaku – ty můžou být jistou (nikoli stoprocentní – ta čeština je krásný jazyk :-) ) nápovědou, pokud nemáme k dispozici jiná data. Pokles tlaku znamená blížící se tlakovou níži, a tedy možné zhoršení počasí. Naopak roste-li tlak, máme šanci, že se počasí s velkou oblačností a srážkami bude zlepšovat. Důvodem může být ústup tlakové níže z oblasti nebo přechod fronty, po kterém následuje růst tlaku. Komplikovat tuhle vcelku jednoduchou vizi pěkného počasí v tlakové výši ale může, kromě už zmíněné nízké oblačnosti na podzim a v zimě, ještě tzv. výšková tlaková níže. Pro charakter počasí je totiž rozhodující nejen tlakový útvar při zemi (jehož nasouvání se či ústup můžeme sledovat jako změnu tlaku), ale i podoba tlakového pole ve vyšších hladinách atmosféry. Leží-li nad tlakovou výší ve výšce tlaková níže, dochází ke změně směru a rychlosti větru (střihu větru), k tvorbě oblačnosti a srážek – někdy docela vydatných. A co je pak platné, že hodinky či barometr ukazují 1 020 hPa a „pěkně“. A pozor taky na vzestup tlaku po přechodu výrazných front nebo po bouřkách. Může být jen přechodný.

Pokud v případě pobytu na nějaké horské chatě nebo místě, kde přenocujeme, dojde na výškoměru od večerních do ranních hodin k nárůstu výšky této lokality o zhruba 100 metrů, předznamená to výrazné zhoršení počasí, které ale zpravidla předpovídají i povětrnostní služby.


Pokles tlaku s výškou


Jak správně nastavovat hodinky?

Barometr s sebou nosí dneska opravdu jen málokdo. Moment, neusmívejte se, páni horolezci mívali dřív v batohách Thommenův výškoměr – tedy tlakoměr se stupnicí v metrech. A jak báječně jim pomáhal. Dnes jsou hodinky s barometrickým čidlem docela rozšířené. A fungují podle toho, jak si zvolíme, buď jako výškoměr, či jako tlakoměr. Mají-li ukazovat správně tlak vzduchu, musíme je ve známé nadmořské výšce podle tlaku na nejbližší meteorologické stanici nebo na mapě nastavit. Chceme-li je používat jako výškoměr, musíme je ještě během dne dodatečně cejchovat. Výškoměr totiž udává při výstupu nebo sestupu korektní zeměpisnou výšku jen tehdy, pokud teplota vzduchu na hladině moře nabývá hodnoty +15 °C a teplota vzduchu se s výškou mění právě o 0,65 °C na 100 metrů výšky. To ale nastává jen málokdy. Proto je nutné výškoměr nastavit na známé pevné body pomocí (nejčastěji) geografické mapy.


Změna tlaku ve studeném a teplém vzduchu


Na co se spolehnout?

Hodinky či barometry mohou „pouze naznačovat“. Nemáme-li přístup k jiným informacím, hlídejme si tlak a sledujme jeho změny – to může napovědět leccos. Modelové výpočty to ale samozřejmě nenahradí. Konečně – vstupními daty jsou pro model nejen tlak, ale taky teplota, oblačnost, vlhkost, srážky a mnoho dalších údajů. Když se to všechno „procedí“ skrz složité diferenciální rovnice, je vize budoucího vývoje počasí, po čase stráveném v černé skříňce jménem numerický model, na světě.