EXTRÉMNÍ PROJEVY POČASÍ

1. EXTRÉMNÍ PROJEVY POČASÍ Bouře, tornáda, hurikány Tereza Kohoutková GÚ PřF MU 2008

2. BOUŘE

3. VZNIK BOUŘE Podmínky vzniku: • výstupné proudění (tepelná konvekce)  instabilní zvrstvení vzduchové hmoty • vysoká relativní vlhkost vzduchu

4. BOUŘKOVÁ OBLAKA • oblaka typu Cumulonimbus

5. ZÁKLADNÍ DĚLENÍ BOUŘEK I • Bouřky insolační (= bouřky z tepla) vznik: ohřátím vlhkého vzduchu v denních hodinách krátká životnost, příliš se nepohybují

6. ZÁKLADNÍ DĚLENÍ BOUŘEK II • Bouřky orografické vznik: prouděním instabilního vlhkého vzduchu směrem k pohoří vznikají v oblastech návětrných stran hor

7. ZÁKLADNÍ DĚLENÍ BOUŘEK III • Bouřky frontální studená fronta prvního nebo druhého druhu (s pomalejším nebo rychlejším postupem fronty)

8. BLESK I • ledové a sněhové krystalky v horní části oblaku – kladný náboj • sestupné proudy táhnou dolů kladně nabité krystalky – zde roztají – změní se v kapky a roztříští se – záporně nabité lehčí kapky stoupají vzhůru, kladně nabité zůstávají v základně oblaku

9. BLESK II • vůdčí výboj – určuje dráhu blesku; následují další výboje, které si prorazí cestu až k Zemi • teplota vzduchu zahřátého bleskem – až 20 000°C • šířka blesku – pouze několik centimetrů • průměrné trvání blesku: 0,001 s

10. HROMOBITÍ • vznik: prudkým zahřátím a rozpínáním vzduchu • rychlost šíření světla blesku: 300 000 km/s • rychlost šíření zvuku hromu: jen 340 m/s • Jak daleko je bouřka? změříme dobu mezi bleskem a zahřměním (v sekundách)  vydělíme tento údaj třemi  dostaneme přibližnou vzdálenost bouře (v kilometrech)

11. KULOVÝ BLESK • ne zcela objasněný jev • nejvíce přijímaná je plazmatická teorie • plazma – ionizovaný plyn složený z iontů, elektronů a neutrálních atomů a molekul • „čtvrté skupenství“, tvoří až 99% hmoty vesmíru

12. SYSTÉM DETEKCE BLESKŮ • Středoevropský systém pro detekci a lokalizaci bleskových výbojů (CELDN) • http://www.chmi.cz/meteo/rad/blesk

13. KRUPOBITÍ • kroupy vznikají ve výstupných proudech uvnitř Cumulonimbu • zárodky krup: ledové krystalky, zmrzlé kapky vody, prachové částice • na zárodky (jádra) se nabalují kapky přechlazené vody • kroupy jsou unášeny výstupnými a sestupnými proudy uvnitř oblaku  stále na sebe nabalují přechlazenou vodu  když jsou dostatečně velké, vlivem gravitace vypadnou

14. BEZPEČNOST PŘI BOUŘCE Která místa jsou při bouřce bezpečná a která naopak (extrémně) nebezpečná? • hladina rybníka nebo moře • uzavřené vozidlo (auto) • otevřené vozidlo, kolo, motorka • hřebeny a vrcholy hor • stožáry elektrického vedení, sloupy veřejného osvětlení • nejnižší polohy v krajině (údolí, úvozy) • vysoké stromy a jejich blízké okolí • skalní převisy, vchody do jeskyní

15. TORNÁDO

16. CO NAZÝVÁME TORNÁDEM? • vír s víceméně svislou osou, který vzniká nasáváním vzduchu do bouřkového oblaku • během své existence se vír musí alespoň jednou dotknout zemského povrchu 1 – spodní základna oblačnosti bouře 2 – pomalu rotující „wall-cloud“ 3 – rychle rotující vlastní tornádo 4 – kondenzační „chobot“ („nálevka“) 5 – prach a trosky, vířící nad zemským povrchem

17. JAK TORNÁDO VZNIKÁ • způsob vzniku tornád není zcela vědecky objasněn • dva hlavní druhy tornád: 1. tornádo vázané na supercelu supercela = mohutná bouřková buňka, silně rotuje kolem své osy a lze v ní pozorovat tzv. mezocyklónu životnost několik hodin, ničivé účinky 2. nesupercelární tornado vázáno na bouři, která je tvořena více buňkami životnost cca 30 min, většinou mírnější

18. SUPERCELÁRNÍ TORNÁDO I

19. SUPERCELÁRNÍ TORNÁDO II

20. NESUPERCELÁRNÍ TORNÁDO • na černé linii dochází ke střetu větrů různých směrů (konvergence proudění)  vytváří se víry s horizontální osou (A, B, C, D) • výstupné proudění z bouřkového mraku zdvihne rotující vír do vertikální polohy (C)  vzniká tornádo

21. NÁSLEDKY TORNÁDA • tornádo za sebou zanechává asi 200 m širokou stopu

22. FUJITOVA STUPNICE SÍLY TORNÁD • F0 - rychlost do 33 m/s (117 km/h, 73 mph), lehké škody - spadlé komíny, zlámané větve stromů, vyrvané mělce kořenící stromy, škody na vývěsních štítech • F1- rychlost 33 až 50 m/s (117 až 180 km/h, 73 až 112 mph), mírné škody - strhává střešní kryt, posunuje nebo otáčí prefabrikované domy a vytlačuje auta ze silnic • F2- rychlost 50 až 70 m/s (180 až 252 km/h, 113 až 157 mph), značné škody - strhává střechy, ničí prefabrikované domy, převrací vagóny, vyvrací a láme vzrostlé stromy, z lehkých předmětů vytváří nebezpečné projektily, zdvihá automobily ze země • F3- rychlost 70 až 92 m/s (252 až 332 km/h, 158 až 206 mph), vážné škody - ničí střechy i zdi dobře postavených domů, převrací vlaky, většina stromů v lesích je vyvrácena, těžká auta jsou zdvihána ze země a odvrhávána • F4- rychlost 92 až 117 m/s (332 až 418 km/h, 207 až 260 mph), zničující škody - srovnává se zemí dobře postavené domy, stavby se slabými základy odnáší, auta jsou odmršťována a z těžkých předmětů se stávají poletující projektily • F5- rychlost 117 až 142 m/s (418 až 511 km/h, 261 až 318 mph), ohromujícíškody - silné konstrukce domů jsou srovnávány se zemí a odnášeny, projektily velikosti automobilu poletují vzduchem a jsou odmršťovány do vzdálenosti přesahující 100 m, stromy jsou odkorňovány, objevují se i jiné neuvěřitelné jevy

23. NEJČASTĚJŠÍ VÝSKYT TORNÁD • tzv. „tornádová ulička“ („tornado alley“) v USA – Texas, Oklahoma, Nebraska, Kansas

24. TORNÁDA NA NAŠEM ÚZEMÍ • první zaznamenaný výskyt: 1119 vyšehradské tornádo (Kosmas), síla F3-F4 • 13. října 1870 brněnské tornádo (J. G. Mendel) • počet zaznamenaných tornád v ČR se zvyšuje • pozorování tornád: http://www.chmi.cz/torn/

25. ZAJÍMAVOSTI O TORNÁDU • životnost až několik hodin (průměrně pouze 10 minut) • může urazit vzdálenost až 400 km (většinou 1-30 km) • v oku tornáda je tlak vzduchu o 30-50 hPa nižší než v okolí  nasávání předmětů z okolí dovnitř • „Roku 1981 zvedlo tornádo, které se prohnalo italským městem Ancona, spící dítě z kočárku a nezraněné je pak spustilo na zem“ (Allaby, M.: Tornáda a jiné extrémní projevy počasí. Praha: Slovart, 2003, str. 32)

26. HURIKÁN (TAJFUN, TROPICKÁ CYKLÓNA)

27. Vzhled a struktura hurikánu I • obrovská bouře rotující kolem oblasti nízkého tlaku vzduchu („oka“ hurikánu) • doprovázena silnými větry, srážkami a bouřkovými jevy; v oku vanou jen mírné větry

28. Vzhled a struktura hurikánu II • rozměry hurikánu: výška 8 – 10 km šířka 450 – 700 km • pohyb hurikánu nad mořem rychlostí až 50 km/hod (14 m/s) • nejsilnější zaznamenané větry doprovázející hurikán: 305 km/hod (85 m/s)

29. Výskyt a pojmenování • pás ± 30° okolo rovníku (80% v oblasti ± 20°)

30. Podmínky vzniku hurikánu • velmi teplý a vlhký vzduch nad mořem s povrchovou teplotou vyšší než 26°C • v nižší části atmosféry pouze slabé větry • dostatečná vzdálenost od rovníku nutná k roztočení oblačného systému (Coriolosova síla)

31. Vznik hurikánu I • jednotlivé buňky konvektivních bouří v rovníkové oblasti nízkého tlaku vzduchu se spojí vzniká silný výstupný proud teplého a vlhkého vzduchu při povrchu se vytvoří se centrum tlakové níže

32. Vznik hurikánu II • přízemní tlaková níže způsobuje zesílení východních větrů (pasátů) protisměrné větry vytvoří uvnitř bouřkového systému vzdušný vír (podporuje jej také Coriolisova síla)  stoupající teplý vzduch vyvolá pokles tlaku i ve vyšších výškách

33. Vznik hurikánu III • oblast tlakové níže dále sílí a stává se hurikánem • teplý a vlhký vzduch nad oceánem se dále vypařuje a z 90% kondenzuje  tím se uvolňuje energie, vzduch se lokálně zahřívá a ve výšce se ještě více snižuje tlak  hurikán nasává ještě více vlhkého a teplého vzduchu z povrchu oceánu  hurikán funguje jako obrovský tepelný motor

34. Vývoj a dráha hurikánu Ivan, 2.-15.9. 2004

35. Dospělý hurikán Hurikán Ivan nad pobřežím Floridy, 15.9. 2004

36. Hurikán nad pevninou Hurikán Wilma, Havana, Kuba 24. října 2005

37. SAFFIR-SIMPSONOVA STUPNICE SÍLY HURIKÁNŮ

38. Předpověď vývoje hurikánů • 6 specializovaných meteorologických center pro předpověď hurikánů např. The National Hurricane Center(Miami, Florida) – odpovídá za předpověď pro Atlantik a SV Pacifik • Dvořákova metoda pozorování a předopovědi hurikánů (1984): využití infračervených satelitních snímků

39. Lovci hurikánů („Hurricane Hunters“) • průnik letadly přímo do oblačnosti a oka hurikánu • letadla jsou vybavena pro měření teploty, tlaku, větru a rosného bodu, vypouštějí automatické sondy

40. Význam hurikánů • výměna tepla a energie mezi rovníkovými a chladnějšími oblastmi - nepostradatelná součást proudění v atmosféře • „Kdyby bylo možné zachytit energii jediného hurikánu a přeměnit ji v elektřinu, stačilo by to k zásobování USA na tři roky.“ (Allaby, M.: Tornáda a jiné extrémní projevy počasí. Praha: Slovart, 2003, str. 32)

41. Zdroje • PEJML, K.: Opravdová kniha proroků. Státní nakladatelství dětské knihy, Praha, 1965. • ALLABY, M.: Tornáda a jiné extrémní projevy počasí. 1. vyd, Slovart, Praha, 2003 • DVOŘÁK, P.: Ilustrovaný atlas oblaků. Svět křídel, Cheb, 2001. • Český hydrometeorologický ústav www.chmi.cz • Wikipedie, otevřená encyklopedie http://cs.wikipedia.org/wiki/Kulov%C3%BD_blesk http://cs.wikipedia.org/wiki/Tropick%C3%A1_cykl%C3%B3na • Amateur stormchasing society http://www.bourky.com/ • Met Office http://www.metoffice.gov.uk/education/secondary/students/tornadoes.html • NOAA National Weather Service http://www.srh.noaa.gov/