1. Učební texty pro popularizátory vědy

Studijní opora k výukovému modulu v oblasti přírodních věd „K4/MPV12 Počasí a podnebí pro školní mládež“ byla vytvořena v rámci projektu „Poznej tajemství vědy“. Projekt s reg. č. CZ.1.07/2.3.00/45.0019 je financován z operačního programu vzdělávání pro konkurenceschopnost a státního rozpočtu České republiky. Výukový modul představuje nástroj pro vzdělávání cílové skupiny (zájemci o vědu) ve specifickém tématu v rámci přírodních a technických věd. Tento modul popularizační formou seznámí potenciální zájemce o vědecko-výzkumnou práci s vědeckým přístupem (schopností odhalovat skryté příčiny dějů, rozpoznávat falešnou analogii). Dále motivační formou ukáže práci domácích i zahraničních výzkumníků v terénu i v laboratořích. Výukový modul je tvořený unikátním textem, obsahujícím: 1. Učební texty pro popularizátory vědy 2. Pracovní aktivity pro studenty a žáky, min. 5 aktivit pro SŠ, 3 aktivity pro ZŠ 2. st., 1 aktivita pro ZŠ 1. st.): a. popis vědeckých/badatelských aktivit (v laboratoři či terénu), b. pracovní listy, c. návody na experimenty a měření, d. dvě strany odborného anglického textu. 3. Metodická příručka Materiál byl vytvořen expertním týmem společnosti: ACCENDO – Centrum pro vědu a výzkum, z. ú. Švabinského 1749/19, 702 00 Moravská Ostrava, IČ: 28614950, Tel.: +420 596 112 649, Web: http://accendo.cz/, E-mail: [email protected]. ve spolupráci s Českým hydrometeorologickým ústavem. ACCENDO – Centrum pro vědu a výzkum, z. ú. je vědecko-výzkumná organizace schválená poradním orgánem vlády – Radou pro výzkum, vývoj a inovace v ČR, za účelem podpory aplikovaného výzkumu v regionálních vědách. Svou činností se významně podílí na objevování a mapování procesů ve společnosti, které vedou k trvalému rozvoji. Pracuje na celém území ČR, rozvíjí evropskou výzkumnou spolupráci a podílí se na mezinárodních projektech v návaznosti na nové směry a předpisy Evropských společenství. Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ) je příspěvkovou organizací Ministerstva životního prostředí ČR (aktuální verze zřizovací listiny vydaná 15. 6. 2004 Opatřením MŽP č. 3/04 pod č.j. M/200269/04).ČHMÚ vykonává funkci ústředního státního ústavu ČR pro obory čistota ovzduší, hydrologie, jakost vody, klimatologie a meteorologie, jako objektivní odborné služby poskytované přednostně pro státní správu. Garant: RNDr. Radim Tolasz, Ph.D., Doc. Ing. Lubor Hruška, Ph.D. Autoři: RNDr. Radim Tolasz, Ph.D., Ing. Pavel Lipina, Ing. Petr Proske © ACCENDO-Centrum pro vědu a výzkum, z. ú., 2015

2

OBSAH ČÁST A Seznámení popularizátora vědy s tématem ............................................................................. 8 1

Úvod ............................................................................................................................................... 9

2

Atmosféra, počasí a podnebí .......................................................................................................... 9

3

Měření a pozorování, meteorologické stanice .............................................................................. 10

4

Sluneční záření ............................................................................................................................. 17

5

Teplota .......................................................................................................................................... 21

6

Tlak vzduchu a vítr ....................................................................................................................... 25

7

Srážky a oblačnost ........................................................................................................................ 32

8

Atmosférické jevy......................................................................................................................... 38

9

Předpověď počasí ......................................................................................................................... 46

10

Změna klimatu .......................................................................................................................... 49

11

Průměrné a extrémní charakteristiky počasí v ČR .................................................................... 52

Seznam zdrojů a použitá literatura ....................................................................................................... 58 ČÁST B Pracovní aktivity pro studenty a žáky ................................................................................... 60 1. Pracovní aktivity pro 1. stupeň základních škol .............................................................................. 60 1.1 Nebezpečné počasí ..................................................................................................................... 60 2. Pracovní aktivity pro 2. stupeň základních Škol .............................................................................. 62 2.1 TVORBA A UŽITÍ KLIMAGRAMŮ ....................................................................................... 62 2.2 INFORMACE O POČASÍ NA WEBECH A NA FACEBOOKU ............................................ 65 2.3 EXTRÉMNÍ METEOORLOGICKÉ JEVY............................................................................... 69 3. Pracovní aktivity pro střední Školy.................................................................................................. 72 3.1 TVORBA A UŽITÍ KLIMAGRAMŮ ....................................................................................... 72 3.2 INFORMACE O POČASÍ NA WEBECH A NA FACEBOOKU ............................................ 75 3.3 EXTRÉMNÍ METEOORLOGICKÉ JEVY............................................................................... 80 3.4 SVĚTOVÉ, EVROPSKÉ, A ČESKÉ REKORDY PROJEVŮ POČASÍ A PODNEBÍ ............ 82 4. Pracovní listy s odborným textem v anglickém a českém jazyce .................................................... 90 4.1. Tornadoes within the Czech Republic ...................................................................................... 90 4.2. Tornáda v České republice ........................................................................................................ 93 ČÁST C - Metodická příručka ............................................................................................................. 95 1.1 Nebezpečné počasí ..................................................................................................................... 95 2.1 Tvorba a užití klimagramů ......................................................................................................... 98 A/ Popis podnebí ve světě pomocí klimagramů ............................................................................... 98 2.2 Informace o počasí na webech a na Facebooku ......................................................................... 98 2.3 Extrémní meteorologické jevy ................................................................................................... 99 A/ Tornáda........................................................................................................................................ 99

3

C/ Vysoké teploty ........................................................................................................................... 100 D/ Silné srážky ............................................................................................................................... 101 3.1 Tvorba a užití klimagramů ....................................................................................................... 102 A/ Popis podnebí ve světě pomocí klimagramů ............................................................................. 102 3.2 Informace o počasí na webech a na Facebooku ....................................................................... 102 3.3 Extrémní meteorologické jevy ................................................................................................. 103 A/ Tornáda...................................................................................................................................... 103 C/ Vysoké teploty ........................................................................................................................... 106 D/ Silné srážky ............................................................................................................................... 106 3.4 Světové, evropské, a české rekordy projevů počasí a podnebí ................................................ 107 A/ Vědomostní test ......................................................................................................................... 108 3.5 Poznáte je?................................................................................................................................ 109 A/ Viditelné projevy počasí............................................................................................................ 109

4

CÍL VÝUKOVÉHO MODULU Popularizátoři vědy se seznámí s následujícími okruhy Cílem výukového modulu je seznámit popularizátory vědy s oblastí počasí a podnebí. Modul vymezuje základní pojmy a popisuje oblasti atmosféry, slunečního záření, teploty, tlaku vzduchu, srážek a oblačnosti a dalších atmosférických jevů. Zároveň se věnuje metodám měření a pozorování počasí za účelem jeho předpovědi.

Znalosti

Popularizátoři vědy při aktivním seznámení s výukovým modulem budou schopni seznámit zájemce o vědu se základními informacemi o vývoji podnebí a počasí.

Dovednosti

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu je 33 hodin.

5

SEZNAM POUŽITÝCH ZKRATEK ČHMÚ

Český hydrometeorologický ústav

ČR

Česká republika

IPCC

Mezivládní panel pro změnu klimatu (z anglického „Intergovernmental Panel on Climate Change“)

OSN

Organizace spojených národů

SELČ

Středoevropský letní čas

WMO

Světová meteorologická organizace (z anglického „World Meteorological Organization“)

6

Seznam symbolů a zkratek

ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU

KLÍČOVÁ SLOVA

RYCHLÝ NÁHLED V MODULU

CÍL

ÚKOLY K PROCVIČENÍ KONTROLNÍ OTÁZKA

ŘEŠENÍ

SHRNUTÍ KAPITOLY

7

ČÁST A Seznámení popularizátora vědy s tématem CÍL Po úspěšném a aktivním absolvování Získáte znalosti o základních pravidlech a zákonitostech vývoje počasí a podnebí, jeho jednotlivých složkách a možnostech jak počasí měřit, pozorovat a předpovídat.

Znalosti

Získané znalosti použijete při hledání a využívání veřejně dostupných informací o počasí a podnebí a jejich využití pro svou každodenní činnost, která může být počasím vždy ovlivněna.

Dovednosti

KLÍČOVÁ SLOVA Podnebí, počasí, předpověď, teplota, atmosférické jevy, změna klimatu ČAS POTŘEBNÝ KE STUDIU Čas potřebný ke studiu je 4 hodiny.

8

1 ÚVOD Historický vývoj lidstva na planetě Zemi je doprovázen touhou člověka poznávat své okolí a porozumět jevům, událostem a procesům, které se v jeho okolí odehrávají. A počasí bylo vždy součástí našeho okolí. Je tomu tak dnes a bylo tomu tak i v prvopočátcích člověka na této planetě. Člověk nejprve jen sledoval projevy a přizpůsoboval své aktivity aktuálnímu počasí. S postupem času člověk zjišťoval, že počasí „informuje“ o svých změnách viditelně a s předstihem – před deštěm se obloha zatáhne tmavou oblačností, ranní mrazy jsou předzvěstí blížícího se zimního období, vícedenní deště působí rozvodnění potoků a řek, apod. Nastala doba, kdy člověk začal své aktivity (sběr a lov) plánovat podle počasí a uvědomil si, že potřebuje zásoby, aby překonal období nepříznivého počasí. Zkušenost člověka naučila opustit území blízko vodního toku před přicházející povodní. K pravidelnému sledování počasí a popisu podnebí člověka přivedlo až pěstování plodin a na počátku překotného rozvoje společnosti byla rovněž snaha vybudovat si ochranné přístřešky před nepřízní počasí, před nízkou, ale i před vysokou teplotou a chránit sebe a oheň před větrem a vlhkostí. Postupný rozvoj techniky přinesl člověku měřicí přístroje a možnost zpracovat výsledky měření tak, že člověk postupně získal pocit nezávislosti na počasí. Dnes víme přesně, jaké počasí kde je, umíme počasí předpovídat, umíme své znalosti počasí i využívat. Ale pořád je člověk počasím omezován a podnebí se musí přizpůsobit. Doprava osob a zboží, výroba vodní, solární a větrné energie, zemědělství, mnoho venkovních aktivit od stavebnictví až k turistice, jsou bezprostředně závislé na projevech počasí. Dnes už zcela běžně plánujeme, a posléze upravujeme své plány, podle předpovědi počasí a podle aktuálního průběhu počasí. Dnes žijeme v globalizovaném internetovém světě, kde jsme zahlceni informacemi a informace o počasí a podnebí nejsou výjimkou. Vyznat se v té záplavě často protichůdných informací není jednoduché. Tento výukový text by měl být nápomocen nejen školní mládeži na středních a základních školách, ale i učitelům a dalším zájemcům v pochopení základních pravidel vývoje počasí a podnebí. Nenechat se počasím překvapit je důležité pro život a pochopení zákonitostí je jen prvním krokem.

2 ATMOSFÉRA, POČASÍ A PODNEBÍ Atmosféra tvoří plynný obal kolem Země, který je u ní držen gravitačními silami. O zemské atmosféře hovoříme jako o atmosféře dusíkaté – 78% tvoří dusík, 21 % kyslík a o zbývající 1% se dělí argon, oxid uhličitý, neon, helium, metan, krypton a vodík. Takové složení má suchá atmosféra v blízkosti zemského povrchu, která však přirozeně obsahuje i proměnlivé množství vodní páry. Atmosféra chrání zemský povrch a život na něm před nebezpečným slunečním a kosmickým zářením, rotuje společně se Zemí kolem její osy, obíhá kolem Slunce, vyrovnává teplotní rozdíly mezi dnem a nocí, zprostředkovává přenos energie, vlhkosti i dalších látek. O nejnižší vrstvě atmosféry, o troposféře, která sahá do výšky 10 km nad zemskými póly a 18 km nad rovníkem, hovoříme jako o kuchyni počasí. Charakteristickým znakem troposféry je pokles teploty vzduchu s výškou v průměru o 0,65 °C na 100 m výšky. Tepelnou energii 9

do troposféry dodává sluneční záření, ale až poté, co je krátkovlnné sluneční záření transformováno na zemském povrchu nebo na částicích v atmosféře na záření dlouhovlnné, tepelné. Nad troposférou je do výšky 50 km stratosféra as poté již následuje mezosféra (85 km), termosféra (400 km) a exosféra, jejíž horní hranice není přesně definována (více než 10 000 km). 75 % hmotnosti atmosféry se však nachází v její nejspodnější části, v troposféře. Když řekneme, že je venku 15 °C, fouká severní vítr o rychlosti 5 m.s-1, je zataženo, prší a vlhkost vzduchu je 95 %, pak popisujeme okamžitý stav atmosféry, který označujeme jako počasí. Pokud však řekneme, že v Ostravě je průměrná roční teplota +8,8 °C, naprší 694 mm srážek a slunce svítí 1644 hodin, popisujeme podnebí Ostravy. Podnebí je průměrné, dlouhodobé počasí, které můžeme popsat pomocí jednotlivých klimatologických prvků, nebo můžeme popis zjednodušit slovním popisem (Ostrava leží v mírně teplé a mírně vlhké oblasti s mírnou zimou). Pro popis podnebí musíme v dané oblasti mít k dispozici výsledky měření klimatologických charakteristik za dobu minimálně 30 let.

3 MĚŘENÍ A POZOROVÁNÍ, METEOROLOGICKÉ STANICE Nejstarší zmínky o počasí se v historických kronikách pro naše území datují od 11. století. Byly však zaznamenávány jen mimořádné události s velkými škodami, jako povodně, vichřice nebo velká sucha. V Čechách začalo pravidelné meteorologické měření v roce 1752 v pražském Klementinu, které trvá dodnes a patří k nejdelším v Evropě (Obrázek 3.1). Významným impulzem k vybudování rozsáhlé sítě stanic pro měření srážek byly povodně v roce 1875. V tomto roce došlo k založení Hydrografické komise pro Království české za účelem soustavného výzkumu vodstva, tedy i atmosférických srážek. Na Moravě a ve Slezsku měly rozhodující vliv na rozvoj meteorologie přírodovědné a vlastivědné spolky. Nejvýznamnější byl Přírodozpytný spolek založený v roce 1861 v Brně, který vydával pravidelné meteorologické ročenky s informacemi o naměřených hodnotách.

10

Obrázek 3.1: Meteorologická budka v Klementinu

Zdroj: Archiv ČHMÚ

V letech 1851–1918 provozoval na území dnešní České republiky řadu stanic Ústřední ústav pro meteorologii a zemský magnetismus, kdy bylo území dnešního Česka součástí RakouskoUherské monarchie. V roce 1920 byl zřízen Státní ústav meteorologický, který převzal meteorologickou staniční síť monarchie a v průběhu dalších let ji rozšiřoval. V období mezi světovými válkami provozoval velkou staniční síť také Státní ústav bioklimatologický a Státní ústav hydrologický. V padesátých letech 20. století byla veškerá meteorologická pozorování soustředěna do Hydrometeorologického ústavu. Po rozdělení federace v roce 1993 je garantem meteorologických pozorování v Česku Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ).

11

Obrázek 3.2: Český hydrometeorologický ústav v Praze-Komořanech

Zdroj: Archiv autorů

Předpokladem kvalitních meteorologických a klimatologických výstupů a výsledků jsou dlouhodobá a kvalitní pozorování. V každé době byla snaha o zajištění kvalitního pozorování, prováděné vyškolenými pozorovateli. K tomuto účelu byly vydávány Návody pro pozorovatele meteorologických (a jiných) stanic, ve kterých byla podrobně popsána metodika měření. Podrobné a kvalitní návody jsou dodnes základem všech meteorologických měření. Obrázek 3.3: Manuální meteorologická stanice Město Albrechtice, Žáry


12

Od počátku přístrojových pozorování až do poloviny 90. let 20. století se používaly převážně jen klasické (manuální) meteorologické přístroje (Obrázek 3.3). V devadesátých letech minulého století nastala postupná automatizace většiny meteorologických měření. V současné době (od roku 2012) provozuje ČHMÚ převážně už jen automatizované stanice. Srážkoměrné stanice (s měřením srážek a sněhové pokrývky) jsou doposud převážně manuální (klasické), ale i tyto prvky jsou pozvolna měřeny také automaticky (Obrázek 3.4). Mezi nejdéle měřené meteorologické prvky patří teplota (termínová, přízemní, maximální a minimální), vlhkost a atmosférický tlak vzduchu. Později se začaly také měřit srážkové úhrny, odhadovat množství a typ oblačnosti, směr a síla (rychlost) větru. Koncem 19. století byly sestrojeny první slunoměry a větroměry a začala se měřit výška sněhové pokrývky. Pozorovatelé také začali zaznamenávat vybrané meteorologické jevy (zpočátku hlavně ty nebezpečné, jako byl výskyt bouřek, krupobití, vichřic a silných srážek). Počátkem 20. století se rozšířilo měření půdní teploty v různých hloubkách. Přibylo sluneční záření, nový sníh a vodní hodnota celkové sněhové pokrývky. Již více než 100 jsou používány registrační přístroje jako termograf pro registraci teploty, hygrograf pro registraci vlhkosti, barograf pro registraci tlaku, heliograf pro registraci délky slunečního svitu nebo ombrograf pro registraci množství srážek. Až do druhé světové války byla staniční síť převážně členěna na observatoře (nejvýznamnější stanice s kompletním programem pozorování) a stanice I. až IV. řádu (stanice IV. řádu byly stanice srážkoměrné). Po druhé světové válce se stanice začaly dělit na stanice srážkoměrné, klimatologické a účelové. Obrázek 3.4: Dobrovolnická (automatizovaná) meteorologická stanice ve Valašské Senici


Srážkoměrné stanice měří úhrn srážek, výšku nového sněhu, celkovou sněhovou pokrývku a její vodní hodnotu. Pozorovatelé sledují a zaznamenávají průběh meteorologických jevů. 13

Klimatologické stanice měří, mimo prvků stejných jako u srážkoměrných stanic, teplotu (suchá, vlhká, termínová, přízemní, maximální a minimální) a vlhkost vzduchu, směr a rychlost větru, oblačnost, stav počasí a půdy, některé stanice také atmosférický tlak vzduchu, délku trvání slunečního svitu a teplotu půdy. Účelové stanice byly zřizovány pro speciální nebo výzkumné účely (nejčastěji k měření srážek). Podle obsluhy a náplně pozorování se stanice člení na stanice dobrovolnické a profesionální (synoptické) stanice. Dobrovolnické stanice obsluhují dobrovolní spolupracovníci ČHMÚ. Jsou to stanice srážkoměrné nebo klimatologické. Profesionální (synoptické) stanice obsluhují zaměstnanci ČHMÚ (Obrázek 3.5). Jsou to klimatologické stanice s programem rozšířeným o měření a pozorování výšky základny oblačnosti, dohlednosti, slunečního záření a dalších meteorologických prvků. Vytváří speciální datovou zprávu SYNOP, která zabezpečuje dostupnost a mezinárodní výměnu dat, která je nutná zejména pro předpovědi počasí a leteckou dopravu. Obrázek 3.5: Profesionální (automatizovaná) meteorologická stanice na Lysé hoře


Všechny tyto stanice jsou klasické (manuální), automatizované (automatizované měření některých prvků) nebo plně automatické (bez doplňkových manuálních měření a bez pozorovatele). Meteorologická měření jsou v rámci ČHMÚ také častou součástí stanic které měří znečištění ovzduší nebo hydrologických stanic. Meteorologická měření (dnes převážně jen automatická) provozují také další instituce (např. podniky Povodí, Zdravotní ústav, Ústav fyziky atmosféry 14

Akademie věd ČR, vysoké školy a také Armáda České republiky). Vzhledem k široké nabídce „hobby“ meteorologických stanic a k početné skupině zájemců o meteorologii je provozována řada dalších (často i organizovaných) meteorologických měření a sítí. Téměř 150 let jsou nedílnou součástí meteorologických měření a pozorování Měsíční výkazy pozorování. Do nich pozorovatelé zapisovali a zapisují výsledky svých měření a pozorování. Po skončení kalendářního měsíce byly a jsou výkazy zasílány na ústředí provozovatelů staničních sítí, později na příslušné pobočky ČHMÚ. Měsíční výkazy pozorování se používají neustále, jen u některých typů automatizovaných stanic jsou v elektronické podobě. Dostupnost dat jednou měsíčně byla v historii dostatečná pro klimatologické účely ale nikoliv pro tzv. operativní účely. S rozvojem předpovědí počasí, s rozvojem letecké dopravy a také ve válečných konfliktech vzrůstal požadavek po rychlejší dostupnost dat. Nejprve se data z významných stanic přenášela jednou nebo vícekrát denně telegraficky. Později a dlouhou dobu se data předávala telefonicky nebo dálnopisem. Pro snadnější přenos dat vznikaly speciální datové zprávy a kódy (např. zpráva INTER, SYNOP, METAR, nyní BUFR, aj.). Obrovský rozvoj v dostupnosti dat nastal s digitalizací telefonní a přenosové sítě a používáním datových modemů. Od roku 2010 je standardem interval měření a předávání dat 10 minut, archivace dat a přenos do sběrných center a databází. Souběžně s provozem meteorologických stanic se intenzívně rozvíjí distanční metody měření. Distanční měření a informace jsou zaměřeny na získávání a zpracování informací o atmosféře a zemském povrchu pomocí systémů dálkového průzkumu, jako jsou meteorologické družice (Obrázek 3.6), radiolokátory (Obrázek 3.7), radiosondy a detektory bleskových výbojů. Produkty distančních měření jsou převážně také dostupné v aplikacích pro „chytré“ telefony a jsou tak uživatelům nepřetržitě a on-line k dispozici. Obrázek 3.6: Geostacionární a polární meteorologická družice

Zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz

Pro snadné a rychlé zjištění aktuální situace jsou na mnoha stanicích ČHMÚ v provozu webové kamery, které jsou od roku 2008 nedílnou součástí prezentace dat z celého území Česka (Obrázek 3.8). Slouží zejména pro kontrolu předpovědi počasí a pro výstražnou službu a pro širokou veřejnost.

15

Obrázek 3.7: Meteorologický radar Skalky


Meteorologie a klimatologie jsou praktické vědní obory, ve kterých se není možné omezovat jen na území jednotlivých států. Počasí a podnebí „neuznává“ hranice států. Ke správnému a smysluplnému fungování těchto oborů je nutná dostupnost dat z okolních států, popř. celého kontinentu, nebo celého světa. Dostupnost dat a jejich evropská, popř. celosvětová výměna je zajišťována prostřednictvím Světové meteorologické organizace (WMO) a mezinárodní spolupráce meteorologických organizací. Jedná se o pravidelnou a nepřetržitou výměnu meteorologických dat (desetiminutová, hodinová data, data ve speciálních datových formátech SYNOP, BUFR aj., data a zprávy pro leteckou dopravu, zprávy METAR, TEMP, aj.), produkty a data distančních měření (družicová, radarová data, informace o výbojích blesků, modelové předpovědi počasí), výstrahy na nebezpečné jevy a informace o výskytu nebezpečných jevů (vichřice, povodně, průmyslové havárie).

16

Obrázek 3.8: Snímek z webové kamery ČHMÚ na klimatologické stanici Vítkov


4 SLUNEČNÍ ZÁŘENÍ Slunce je kosmické těleso, které je základním zdrojem energie pro planetární systém Země. Ostatní zdroje energie (kosmické záření nebo magnetické bouře) jsou v systému energeticky zcela zanedbatelné. Slunce je zdrojem elektromagnetického a částicového záření. Intenzitu elektromagnetického slunečního záření vyjadřujeme ve W.m–2, úhrnnou intenzitu za časový interval ve Wh (1 Wh = 3600 J). Celkové množství sluneční energie odhadujeme na 3,8.1026 W, přičemž na Zemi dopadá při střední vzdálenosti od Slunce jen asi 1,7.1017 W. Téměř všechno sluneční záření (99 %) má vlnovou délku λ 100 až 4000 nm a je tedy zářením krátkovlnným, které lze dále rozdělit podle vlnové délky takto: λ < 400 nm 400 < λ < 760 nm λ > 760 nm

UV záření (6,7 %) viditelné záření (46,8 %) záření infračervené a teplené (46,5 %)

Největší intenzitu má viditelné záření s vlnovou délkou λ = 474 nm. Celková intenzita slunečního záření, které dopadá na horní hranici atmosféry při střední vzdálenosti Země od Slunce na jednotkovou plochu kolmou ke slunečním paprskům, se nazývá solární konstanta. Solární konstanta kolísá v závislosti na aktuální intenzitě sluneční činnosti kolem hodnoty 1354 W.m–2. Intenzita záření je závislá na vzdálenosti do zdroje záření, proto se mění intenzita slunečního záření v průběhu roku v souvislosti s oběhem Země kolem Slunce po eliptické dráze (Obrázek 4.1). 17

Obrázek 4.1: Oběh Země kolem Slunce

Zdroj: ACCENDO, vlastní zpracování

Částicové sluneční záření bývá někdy označováno jako záření korpuskulární. Jedná se o záření tvořené tokem atomových jader, elektronů, protonů, neutronů, pozitronů, mezonů a dalších částic. Korpuskulární záření obsahuje i tzv. sluneční vítr. Jedná se o částice z plazmy vytékající z oblasti sluneční koróny. Při průchodu atmosférou a kontaktu s magnetickým polem Země vyvolává korpuskulární záření magnetické bouře, polární záře a další jevy, které zkoumají geofyzikální vědy. Intenzita korpuskulárního záření, které proniká jen do vysokých vrstev atmosféry, je zhruba o sedm řádů nižší než intenzita záření elektromagnetického. Elektromagnetické sluneční záření proniká atmosférou, která postupně ovlivňuje jeho množství i kvalitu. Na pevných, plynných i kapalných částicích v atmosféře dochází k pohlcování, odrazu a rozptylu slunečního záření. Intenzita těchto jevů závisí na délce dráhy slunečních paprsků v atmosféře, na hustotě vzduchu, na množství příměsí v atmosféře a na vlnové délce samotného záření. Výsledkem je celkové zeslabení slunečního záření, které dopadá na zemský povrch. Pohlcování slunečního záření se na celkovém zeslabení podílí 6–8 % a je výraznější pro UV a infračervené záření. Zároveň je pohlcování selektivní, protože jednotlivé plyny v atmosféře pohlcují záření zcela nebo částečně jen v určitých vlnových délkách nebo jejich intervalech. Energie záření je při pohlcování přeměněna zpravidla na energii tepelnou. Rozptyl slunečního záření (difuse) je jeho nejvýznamnější změnou při průchodu atmosférou. Pro molekulární rozptyl platí Rayleighův zákon, ze kterého plyne, že čím kratší je vlnová délka slunečního záření, tím intenzívnější je rozptyl. Lidské oko vnímá rozptýlené elektromagnetické záření v různých barvách spektra podle jeho vlnové délky v intervalu jen od 380 do 750 nm postupně jako fialovou, modrou, zelenou, žlutou, oranžovou a červenou. Při západu a východu 18

Slunce prochází sluneční záření atmosférou po nejdelší dráze a rozptyl je nejintenzívnější. Mohou vznikat tzv. červánky (Obrázek 4.2). Obrázek 4.2: Odpolední obloha 14. prosince 2006 před západem Slunce v Šenově u Ostravy


Na větších kapalných a pevných částicích dochází k aerosolovému rozptylu slunečního záření, který nezávisí tak významně na vlnové délce tak, jako je tomu u rozptylu molekulárního. Při aerosolovém rozptylu nedochází ke změně spektra, proto má oblačnost a mlha bílou barvu. Intenzita obou druhů rozptylu klesá s poklesem hustoty vzduchu a s výškou se tedy zvyšuje sytost modré barvy oblohy až po černou na horní hranici atmosféry. Na zemský povrch dopadá globální (celkové) sluneční záření tvořené zářením rozptýleným a přímým. Intenzita celkového slunečního záření dopadajícího na zemský povrch, tzv. insolace tedy roste s intenzitou slunečního záření na horní hranici atmosféry, klesá se zenitovou vzdáleností Slunce (úhlová vzdálenost od kolmého dopadu slunečních paprsků) a zvyšuje se s propustností atmosféry. Při bezoblačném počasí má insolace jednoduchý denní i roční chod, pouze v tropických oblastech je vlivem malé zenitové vzdálenosti Slunce a vysoké vlhkosti denní a roční chod nevýrazný. Poměr přímého a rozptýleného záření značně kolísá v průběhu dne i v závislosti na zeměpisné poloze hlavně podle vlhkosti vzduchu. Sluneční záření je v atmosféře částečně i odráženo a k odrazu dochází i na zemském povrchu. Poměr odraženého a dopadajícího slunečního záření označujeme jako albedo, které je závislé na barvě, struktuře a vlhkosti povrchu a samozřejmě také na vlnové délce dopadajícího slunečního záření. Průměrné albedo zemského povrchu je 30% a přehled schopnosti odrážet sluneční záření je pro jednotlivé povrchy uveden v následující tabulce.

19

Tabulka 4.1: Albedo různých typů povrchů povrch

albedo [%]

čerstvý sníh

70 až 90

starý sníh

40

suchý písek

37

vlhký písek

24

vlhká ornice

14

povrch oceánu

2 až 7 Zdroj: Archiv autorů

Země, jako každý jiný objekt ve vesmíru, má vlastní vyzařování, které je však dlouhovlnné a ve srovnání s krátkovlnným zářením Slunce má podstatně nižší intenzitu. Protože však intenzita záření klesá se vzdáleností, je intenzita zemského záření u povrchu o 14% vyšší než intenzita slunečního záření dopadajícího na horní hranici zemské atmosféry. Dlouhovlnné vyzařování Země je v atmosféře z velké části pohlcováno radiačně aktivními plyny (ozón, vodní pára, oxid uhličitý, metan), jen záření s vlnovou délkou λ v intervalu od 8000 do 12000 nm proniká atmosférou téměř nezměněno do kosmického prostoru. Tento interval nazýváme atmosférickým oknem. Zemská atmosféra tedy dobře propouští krátkovlnné sluneční záření k zemskému povrchu, ale z velké části pohlcuje dlouhovlnné vyzařování Země. Tomuto jevu říkáme skleníkový efekt, který má významný teplotní vliv na Zemi. V planetárním měřítku skleníkový efekt zvyšuje globální průměrnou teplotu o zhruba 33 °C. Mezi aktivním povrchem a atmosférou dochází neustále k výměně energie díky transformaci zářivé energie na energii tepelnou, která probíhá: a) turbulentním tokem tepla, b) latentním tokem tepla při kondenzaci vodní páry a výparu vody, c) tokem tepla do podloží. Při výparu (přeměna vody na vodní páru) je teplo aktivnímu povrchu odebíráno (povrch se ochlazuje) a při kondenzaci (přeměna vodní páry na vodu) je teplo aktivnímu povrchu předáváno (povrch se otepluje). Přes den je zpravidla radiační bilance aktivního povrchu kladná (povrch se otepluje) a v noci záporná (povrch se ochlazuje). Délka slunečního svitu je měřena slunoměrem, který vypaluje na registrační pásek časovou stopu o různé intenzitě. Dne je tento přístroj nahrazován elektronickou detekcí intenzity slunečního záření. Měření intenzity slunečního záření je možné pyranometrem. Příklady těchto přístrojů z meteorologických stanic ČHMÚ jsou na následujícím obrázku.

20

Obrázek 4.3: Přístroje na měření charakteristik slunečního záření - a) slunoměr Cambell-Stokesův, b) slunoměr SD-5 a c) pyranometr


5 TEPLOTA Přízemní vrstva atmosféry se ohřívá postupně od zemského povrchu, který vyzařuje tepelnou energii transformovanou na povrchu z dopadajícího slunečního elektromagnetického záření. V období tzv. kladné energetické bilance (přes den) se atmosféra od povrchu otepluje, ale v období záporné energetické bilance (v noci) se ochlazuje. Teplota povrchu půdy se v průběhu dne mění v závislosti na typu počasí a na oblačnosti (má výrazný denní a roční chod). Při jasné obloze a bezvětří (radiační typ počasí) se půda přes den více zahřívá a v noci více ochlazuje. Rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší teplotou v průběhu dne bývá velký (amplituda teploty). Podstatně nižší amplituda teploty bývá zaznamenávána při advekčním typu počasí, kdy je vzduch promícháván prouděním (větrem) nebo když se vyskytuje velká oblačnost. Teplotu povrchu půdy ovlivňuje i typ půdního pokryvu (vegetace, sněhová pokrývka, zastavěné plochy). Na radiační bilanci povrchu závisí i teplota vzduchu v přízemní vrstvě atmosféry. Amplituda teploty vzduchu (rozdíl mezi nejvyšší a nejnižší teplotou) postupně s výškou (se vzdáleností od zemského povrchu) klesá a rovněž se zpožďuje čas maxima a minima. Amplitudu teploty vzduchu ovlivňují různé faktory: -

charakter počasí (amplituda je vyšší v radiačním a nižší v advekčním počasí), na ročním období (nejvyšší amplituda je na jaře, kdy se v noci povrch výrazně ochlazuje a postupně v průběhu roku klesá), na zeměpisné šířce (od rovníku k subtropům postupně amplituda roste a poté k pólům klesá), na reliéfu, na vzdálenosti do povrchu (na výšce), na typu povrchu (nad pevninou je vyšší a nad oceánem nižší amplituda).

Rozdíl teploty nejteplejšího a nejchladnějšího měsíce v roce je označován jako roční amplituda teploty, která postupně roste se zeměpisnou šířkou, je menší nad oceánem a klesá s výškou. Podle změny teploty vzduchu s výškou dělíme atmosféru na jednotlivé výškové části – troposféru, stratosféru, mezosféru, termosféru a exosféru (Obrázek 5.1). V troposféře teplota vzduchu s výškou zpravidla klesá – průměrná hodnota poklesu teploty v troposféře je 0,6°C / 100 m (průměrný teplotní gradient). V konkrétních podmínkách je však hodnota teplotního 21

gradientu jiná v suchém a jiná ve vlhkém vzduchu a může docházet i k tzv. inverzi teploty vzduchu (teplota s výškou roste, teplotní gradient je záporný). Obrázek 5.1: Dělení atmosféry podle změny teploty vzduchu s výškou

Zdroj: http://geologie.vsb.cz/jelinek/Nauka_o_Zemi_PTO.htm

Příkladem změny teploty podle různých gradientů je tzv. fénové proudění vzduchu (Obrázek 5.2). Vzduchová hmota, která narazí na horskou překážku je při stoupání ochlazována. Pokud je ve vzduchu dostatek vodní páry a vzduch se při výstupu ochladí tak, aby došlo ke kondenzaci vodní páry na vodní kapky a k vypadávání srážek, dojde následně k pomalejšímu ochlazování (při kondenzaci se uvolňuje teplo). Za horskou překážkou bude sušší vzduch zbavený části vodní páry klesat a postupně se oteplovat opět podle průměrného (vyššího) gradientu a za horskou překážkou bude vzduch ve stejné nadmořské výšce teplejší. Rozdíl teplot před a za horskou překážkou závisí na délce pomalejšího ochlazování na návětrné straně a rychlejšího oteplování na straně závětrné. Fén je vítr, který takto přináší za horskou překážku teplý a suchý vzduch.

22

Obrázek 5.2: Schématické znázornění vzniku fénu


Inverze teploty vzduchu může vznikat ochlazováním spodním vrstev atmosféry od povrchu (radiační inverze) za jasných a bezvětrných nocí nebo nasunutím relativně teplého vzduchu nad studený povrch (advekční inverze), např. nad sněhovou pokrývku. Takto vzniklé přízemní inverze bývají doprovázeny tvorbou přízemní mlhy. Inverze však může vznikat i ve vyšších výškách vyzařováním z horní hranice oblačnosti nebo sesedáním vrstev vzduchu. Inverze tvoří v atmosféře bariéru, která zhoršuje volnou výměnu vzduchu a způsobuje tak zhoršené rozptylové podmínky. V průmyslových oblastech zpravidla rychle narůstají koncentrace znečišťujících látek pod nebo uvnitř inverzní vrstvy (Obrázek 5.3). Obrázek 5.3: Horní hranice inverzní vrstvy nad Ostravou z Lysé hory


23

Teplota povrchu půdy může být měřena teploměrem vtlačeným horizontálně do půdního povrchu. Toto měření je však nepřesné, proto se nepoužívá. Na stanicích většinou měříme teplou půdy v hloubkách 5, 10, 20 a 50 cm půdními lomenými teploměry (Obrázek 5.4) a ve větších hloubkách jsou používány teploměry hloubkové (100, 150 a 200 cm). Na automatických stanicích jsou tyto speciální teploměry nahrazeny odporovými čidly umístěnými v příslušných hloubkách. Teplota vzduchu byla v minulosti měřena standardně ve výšce 2 m nad povrchem v meteorologické budce staničním teploměrem, dnes bývá odporové čidlo umístěné ve stejné výšce v meteorologickém stínítku (Obrázek 5.5). Obrázek 5.4: Teploměry pro měření teploty půdy – lomené a hloubkový


Obrázek 5.5: Meteorologická budka (a) a meteorologické stínítko (b) na meteorologické stanici


24

Teplotu je možné nepřímo zjišťovat i pomocí infračervené radiometrie z meteorologických družic. V takovém případě je analyzováno dlouhovlnné vyzařování zemského povrchu a z něj následně vypočtena teplota povrchu nebo vrstvy vzduchu. Rozlišovací schopnost těchto radiometrů je však na družici Aqua 1x1 km a 100x100 m na družici Landsat.

6 TLAK VZDUCHU A VÍTR Atmosféru tvoří směs různých plynů, kapalin i pevných aerosolů, které jsou neustále v pohybu. Tento plynný obal Země je k zemskému povrchu přitahován gravitačními silami a má tedy nejvyšší hustotu v blízkosti zemského povrchu. Se vzdáleností od zemského povrchu klesá hustota i tlak vzduchu, pokles teploty vzduchu zároveň zpomaluje tento pokles tlaku a hustoty. Změnu tlaku vzduchu s výškou charakterizujeme vertikálním talkovým gradientem v hektopascalech (hPa) na 100 m výšky nebo tzv. barickým stupněm v metrech (m) na hPa. U hladiny moře je při teplotě 0 °C barický stupeň 8 m na 1 hPa. V teplejším vzduchu je tlakový pokles s výškou pomalejší než ve vzduchu chladnějším. Změna tlaku s výškou byla dlouho využívána pro stanovení nadmořské výšky a to dokonce i v letadlech. Rozložení tlaku vzduchu na zemském povrchu (Obrázek 6.1) je znázorňováno pomocí izobar na mapách tlakového pole (izobary spojují na přízemních mapách místa se stejným tlakem vzduchu). Mapu přízemního tlakového pole doplněnou o další výsledky měření meteorologických stanic s vyznačenými atmosférickými frontami a tlakovými útvary je označována jako synoptická mapa. Obrázek 6.1: Rozložení tlakového pole 19. srpna 2014 na synoptické mapě

zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz

25

Synoptické mapy mohou být přízemní (Obrázek 6.1) nebo výškové a mohou zobrazovat situaci ve vybraném termínu měření nebo budoucí situaci v některém z předpovídaných termínů (Obrázek 6.2). Na synoptické mapě je možné rozlišit různé tlakové útvary, atmosférické fronty, směry převládajícího proudění vzduchu nebo srážková pásma a další dohodnuté jevy. Obrázek 6.2: Předpovědní synoptická mapa z půlnoci 19. 8. 2014 na poledne 21. 8. 2014

zdroj: ČHMÚ, www.chmi.cz

Tlaková výše je oblast s uzavřenými izobarami, kde tlak vzduchu postupně do středu stoupá. Na mapě je označena písmenem V, někdy s uvedením tlaku vzduchu ve středu výše (hPa)a bývá nazývaná jako anticyklona. Vzduch má tendenci vyrovnávat tlakové rozdíly, proto proudí z oblastí s vyšším tlakem do oblastí s nižším tlakem a takové proudění je označováno jako vítr. Proudění směřuje tedy z tlakové výše ven a vlivem tření a zemské rotace je proudění zakřiveno na severní polokouli po směru hodinových ručiček. Tlaková níže je oblast s uzavřenými izobarami s klesajícím tlakem postupně do středu níže. V centru tlakové níže, kterou na mapě označujeme písmenem N je nejnižší tlak. Tlakovou níži označujeme také jako cyklonu, proudění je na severní polokouli zakřiveno proti směru hodinových ručiček. Tlak vzduchu může být uspořádán i jako hřeben vysokého tlaku, brázda nízkého tlaku nebo jako barické sedlo (Obrázek 6.3).

26

Obrázek 6.3: Schéma základních tlakových útvarů

Zdroj: http://geologie.vsb.cz/jelinek/Nauka_o_Zemi_PTO.htm

Jednoduchou analýzou synoptické mapy je možné z polohy základních tlakových útvarů určit, jaké vlastnosti bude mít vzduch, který bude proudit do regionu, který nás zajímá. Například na obrázku 6.1 je řídícím tlakovým útvarem pro Česko tlaková níže (cyklona) se středem 988 hPa nad jižním Švédskem, která se bude přesouvat postupně dále na východ a po její zadní straně k nám bude proudit studený a vlhký vzduch od severozápadu. Naproti tomu na obrázku 6.4 je řídícím tlakovým útvarem tlaková výše (anticyklona) s nevýrazným středem nad Britskými ostrovy a střední Evropou. Po zadní straně této tlakové výše k nám bude krátce proudit od jihu vlhký, ale teplý vzduch z oblasti Atlantického oceánu, který bude postupně k severu vytlačovat frontální systém spojený s tlakovou níží nad Islandem. Obrázek 6.4: Rozložení tlakového pole 13. března 2014 na synoptické mapě


27

Na synoptické mapě mohou být vyznačeny i atmosférické fronty, které od sebe oddělují vzduch rozdílných vlastností. Teplá fronta je zobrazena jako červená čára s obloučky, které ukazují směr pohybu fronty. Studená fronta je modrá čára s trojúhelníky (rovněž ukazují směr pohybu fronty). Studená fronta zpravidla postupuje rychleji než fronta teplá a fronty se tedy mohou začít překrývat a vzniká tzv. fronta okluzní (fialová čára se střídajícími se obloučky a trojúhelníky). V oblastech, kde se fronty vyskytují, bývá tzv. frontální počasí, které je pro jednotlivé typy front typické (Obrázek 6.5). Obrázek 6.5: Typické projevy počasí na atmosférických frontách – a) studená fronta, b) teplá fronta


Na obrázku 6.1 je analyzovaná synoptická situace z 19. srpna 2014 v 0 hodin světového času (2 hodiny ráno středoevropského letního času, SELČ), která ukazuje polohu studené fronty na česko-slovenské hranici. Maximální teploty v Ostravě 18. srpna dosahovaly až 24°C, po přechodu fronty byla maxima 19. srpna již jen do 16 °C. Tlak vzduchu před studenou frontou postupně klesal (minimum v Ostravě-Mošnově bylo 18. srpna 20:50 SELČ 979,7 hPa), chvíli se neměnil a za frontou stoupal až do 14:10 hodin SELČ dalšího dne na 985,2 hPa. Jižní vítr o rychlosti až 11 m.s-1 před frontou se změnil na západní s rychlostí 1 m.s-1 za frontou. Srážky začaly těsně před frontou ve 22:05 SELČ a dešťové přeháňky trvaly až do půlnoci. Před frontou se může vyskytovat i bouřka, v Ostravě byla večer od 20:45 do 21:15 SELČ pozorována blýskavice. Ochlazení za studenou frontou může být podstatně výraznější. Například silvestrovské noci z 31. prosince 1978 na 1. ledna 1979 se v Česku ochladilo až o 25°C.

během

Tabulka 6.1: Teplota vzduchu na vybraných stanicích v Česku večer 31. 12. 1978 a ráno 1. 1. 1979 Teplota 31. 12. 1978 ve 21 hodin [°C]

Teplota 1. 1. 1979 v 7 hodin [°C]

Rozdíl [°C]

Červená hora na Libavé

1,8

-20,6

22,4

Staré Město, Kunčice

2,6

-19,8

22,4

Rožnov pod Radhoštěm, Zubří

8,9

-13,8

22,7

Stanice

28

Teplota 31. 12. 1978 ve 21 hodin [°C]

Teplota 1. 1. 1979 v 7 hodin [°C]

Rozdíl [°C]

Vsetín

8,9

-14,3

23,2

Frenštát pod Radhoštěm

9,2

-14,2

23,4

Hranice na Moravě

8,9

-14,5

23,4

Valašské Meziříčí

9,0

-14,9

23,9

Bystřice pod Hostýnem

9,2

-15,4

24,6

Lučina

8,7

-16,8

25,5

Nový Jičín, Mořkov

9,1

-16,4

25,5

Městec Králové

8,6

-17,0

25,6

Stanice


Proudění vzduchu (vítr) dnes charakterizujeme směrem a rychlostí, které na meteorologických stanicích měříme moderními přístroji (Obrázek 6.6). V historii nebylo přesné měření rychlosti větru k dispozici a pozorovatelé jen odhadovali sílu větru podle Beaufortovy tabulky (6.2). Obrázek 6.6: Různé typy větrných směrovek a anemometrů pro měření směru a rychlosti větru


29

Tabulka 6.2: Beaufortova tabulka síly větru (zjednodušeno) Stupeň

Rychlost (m.s-1)

Rychlost (km.h-1)

Označení

Projevy na souši

0

0,0 – 0,2

0–1

bezvětří

Kouř stoupá svisle vzhůru.

1

0,3 – 1,5

1–5

vánek

Kouř už nestoupá úplně svisle, korouhev nereaguje.

2

1,6 – 3,3

6 – 11

slabý vítr

Vítr je cítit ve tváři, listí šelestí, korouhev se pohybuje.

3

3,4 – 5,4

12 – 19

mírný vítr

Listy a větvičky v pohybu, vítr napíná prapory.

4

5,5 – 7,9

20 – 28

dosti čerstvý vítr

Vítr zvedá prach a papíry, pohybuje větvičkami a slabšími větvemi.

5

8,0 – 10,7

29 – 38

čerstvý vítr

Hýbe listnatými keři, malé stromky se ohýbají.

6

10,8 – 13,8

39 – 49

silný vítr

Pohybuje silnějšími větvemi, telegrafní dráty sviští, používání deštníku se stává obtížným.

7

13,9 – 17,1

50 – 61

prudký vítr

Pohybuje celými stromy, proti větru obtížná.

8

17,2 – 20,7

62 – 74

bouřlivý vítr

Láme větve, vzpřímená chůze proti větru je již nemožná.

9

20,8 – 24,4

75 – 88

vichřice

Vítr působí menší škody na stavbách (strhává komíny, tašky ze střechy).

10

24,5 – 28,4

89 – 102

silná vichřice

Na pevnině se vyskytuje zřídka, vyvrací stromy a ničí domy.

11

28,5 – 32,6

103 – 117

mohutná vichřice

Rozsáhlé zpustošení plochy.

12

32,7 a více

118 a více

orkán

Ničivé účinky odnáší pohybuje těžkými hmotami.

chůze

domy,


Původní příčinou proudění vzduchu nemusí být jen rozdíly tlaku vzduchu. Všeobecnou cirkulaci vzduchu může ovlivňovat i reliéf (např. horské překážky) a vznikají tzv. místní větry nebo rozdíly v energetické bilanci (např. mezi pevninou a mořem) a vznikají místní cirkulační systémy. V kapitole o teplotě vzduchu byl popsán fén, jako vítr, který vzniká nestejnoměrným ochlazováním a oteplováním vzduchové hmoty překonávající horskou překážku. Pokud se těžký a hustý studený vzduch začne v zimním období za horskou překážkou hromadit a poté začne rychle přetékat, tak se sice postupně ohřívá, ale i tak přináší do údolí rychlý, někdy říkáme padavý, studený vítr. Tento typ proudění je označován jako bóra, což bylo původně označení jen pro severovýchodní studený vítr padající v Dalmácii z hor na pobřeží Jaderského moře. Dnes je takto označován i mistral vanoucí od severu a severovýchodu údolím Rhôny ve Francii. 30

Proudění typu bóra zničilo velkou část Tatranského národního parku na Slovensku (19. listopadu 2004). Jiný typ proudění vzniká nestejnoměrným zahříváním pevniny a moře. Ve dne se rychleji zahřívá pevnina, vzduchová hmota stoupá a z moře je nahrazována chladnějším vzduchem z moře. V noci se naopak pevnina rychle ochlazuje, teplejší vzduch vystupuje nad mořem a na jeho místo proudí suchý a teplý vítr z pevniny. Tento cirkulační systém je označován jako bríza neboli pobřežní vítr. Může se vyvinout i u velkých jezer (Velká kanadská jezera nebo Ladožské jezero) nebo i mezi zastavěným centrem měst a okolní volnou krajinou. Nestejnoměrné zahřívání a ochlazování svahů v horských oblastech způsobuje vznik horských a údolních větrů. V bouřkových systémech se mohou vyvinout i proudění vírového charakteru, tzv. húlavy a tromby, které jsou popsány v následující kapitole u bouřkové oblačnosti. Měřením tlaku vzduchu se zabýval již v 17. století E. Torricelli, který navrhl rtuťový tlakoměr na principu rovnováhy tlaku vzduchu a hmotnosti rtuťového sloupce. Rtuťový tlakoměr (Obrázek 6.6) ukazuje tlak vzduchu pomocí délky rtuťového sloupce, proto byl první jednotkou tlaku vzduchu milimetr rtuťového sloupce (mm Hg), později nahrazený jednotkou torr. V domácnostech je tlak vzduchu často měřen barometrem (aneroidem). Aneroid není rtuťový, ale obsahuje tzv. Vidieho krabičku, která se tlakem vzduchu deformuje a velikost deformace se přenáší na stupnici (Obrázek 6.6). Domácí barometr je možné seřídit tak, aby ukazoval tlak vzduchu v místě nebo přibližný tlak přepočtený na hladinu moře. Obrázek 6.7: Rtuťový tlakoměr (a), barometr (b) a barograf (c)


31

7 SRÁŽKY A OBLAČNOST Voda se v atmosféře vyskytuje ve všech třech skupenstvích – plynném jako vodní pára, kapalném jako voda a tuhém jako led a sníh. Do atmosféry se dostává výparem z aktivního povrchu (vodní hladina, půda, zastavěné plochy) výparem (evaporace) nebo z rostlinných a živočišných orgánů dýcháním (transpirace). Evaporace je fyzikální a transpirace fyziologický proces. Vlhkost vzduchu v atmosféře s výškou klesá, celková hmotnost vodní páry ve sloupci o základně 1 m2 je průměrně 28,5 kg. Při určité teplotě vzduchu a relativní vlhkosti blízké 100% začíná vodní pára v atmosféře kondenzovat – na mikroskopických pevných částicích (aerosolech) se sráží vodní pára a vzniká kapka vody, která se do určité velikosti a hmotnost v atmosféře vznáší. Za příhodných podmínek se mohou vodní kapky, ledové krystalky nebo směs vody a ledu shlukovat a vytvářet oblaka a oblačnost. Tabulka 7.1: Základní druhy oblaků podle tvaru Český název

Latinský název

Zkratka

řasa

Cirrus

Ci

řasová kupa

Cirrocumulus

Cc

řasová sloha

Cirrostratus

Cs

vyvýšená kupa

Altocumulus

Ac

vyvýšená sloha

Altostratus

As

dešťová sloha

Nimbostratus

Ns

slohová kupa

Stratocumulus

Sc

sloha

Stratus

St

kupa

Cumulus

Cu

bouřkový mrak

Cumulonimbus

Cb


V meteorologické praxi jsou oblaka rozdělována nejen podle druhů, ale i například podle výšky na vysoká (Ci, Cc, Cs), střední (Ac, As), nízká (Ns, Sc, St) a na oblaka s vertikálním vývojem (Cu, Cb) nebo podle příčin vzniku na oblaka z konvekce, z výstupných klouzavých pohybů, vlnová, z vyzařování a další (obr. 7-1). Výše uvedená klasifikace druhů oblaků může být doplněna tvary oblaků (např. cirrus uncinus, altocumulus castellanus, stratocumulus lenticularis, cumulonimbus calvus a mnoho dalších) nebo podle různých zvláštností bývá uvedena i odrůda oblaků (opacus, perlucidus, radiatus, intortus a další).

32

Obrázek 7.1: Příklady oblačnosti

Pozn.: Cumulus humilis a Cumulus fractus 10. září 2013 nad přehradou Olešná u Frýdku Místku (a), Cumulonimbus capillatus incus 20. červan 2006 na Vsetínsku u klimatologické stanice Maruška (b) a bouřková oblačnost (shelf clouds) postupující 4. srpna 2014 v poledne od Beskyd na Ostravsko (c). Zdroj: Archiv autorů

Oblačnost a její změny jsou dobře viditelnými projevy aktuálních i očekávaných změn počasí. Pokud například z pozice pozorovatele vidíme „přicházet“ postupně vysokou a střední oblačnost následovanou stratocumulem, je pravděpodobné, že přijde srážkové pásmo spojené s nimbostratem na teplé frontě. Kupovitá oblačnost a rychle se blížící cumulonimbus zvěstuje možnost přicházející bouřky se silným deštěm na studené frontě. Bouřkový mrak (cumulonimbus) je produktem intenzívních výstupných pohybů v atmosféře (konvekce). Na okrajích bouřkového mraku mohou vznikat vodorovné víry doprovázené krátkodobým zesílením rychlosti větru na 20 m.s–1 i více. Tyto víry jsou označovány jako húlavy. Pokud se vír húlavy ohne směrem k zemi a dosáhne až na zemský povrch, vznikají tromby (nad pevninou) nebo smrště (nad vodní plochou), ve kterých má vírový pohyb vzestupný směr, čímž nasává hmotu z povrchu, kde působí škody. Tromby a smrště bývají dnes označovány jako tornáda, jejichž sílu určujeme podle Fujitovy stupnice (od F0 s rychlostí do 33 m.s–1 až po F6 s rychlostí 142 až 168 m.s–1). Z oblačnosti mohou vypadávat ledové krystaly nebo vodní kapky k zemi a vznikají tak padající srážky (následující tabulka). Tabulka 7.2: Padající srážky Typ

Popis

déšť

vodní kapky o průměru nejméně 0,5 mm

mrholení

malé vodní kapky o průměru menším než 0,5 mm

sníh

ledové krystaly, které se při teplotách nad -5 °C shlukují do sněhových vloček

33

Typ

Popis

sněhové krupky

bílá, neprůsvitná, kulovitá a kyprá ledová zrna o průměru 2–5 mm

sněhová zrna, sněhová krupice

malá, bílá neprůsvitná ledová zrna menší než 1 mm

zmrzlý déšť

průhledná ledová zrna o průměru menším než 5 mm vniklá zmrznutím dešťových kapek nebo roztálých sněhových vloček

námrazové krupky

sněhová zrna obalená vrstvičkou ledu s průměrem kolem 5 mm

kroupy

kuličky nebo kousky ledu o průměru 5–50 mm, mohou být i větší

sněhové jehličky

jehlicovité, sloupcovité nebo destičkovité krystalky ledu

Zdroj: Sobíšek (1993)

Kondenzací vodní páry na relativně studeném zemském povrchu, na vegetaci a různých předmětech mohou vznikat usazené srážky (Tabulka 7.3). Tento typ srážek může vznikat i ulpíváním kapiček mlhy na překážkách v proudícím vzduchu. Tabulka 7.3: Usazené srážky Typ

Popis

rosa

vodní kapky různé velikosti, které mohou splývat a vytvářet jednolitý vlhký povrch

zmrzlá rosa

zmrzlé kapky rosy bělavé barvy

jíní (šedý mráz)

ledové krystalky tvaru jehlic, šupin nebo vějířků bílé barvy převážně na horizontálních plochách

jinovatka

ledové krystalky jehlicovitého nebo vláknitého tvaru usazující se převážně na stromech, rostlinách, elektrickém vedení a na návětrné straně předmětů při silném mraze a zpravidla při mlze (obr. 7-2a)

ovlhnutí

povlak vodních kapek na svislých plochách na návětrné straně předmětů při proudění teplého a vlhkého vzduchu, který se od předmětů ochlazuje

námraza

trsy vláknitých, bílých ledových krystalků vznikajících za podmínek obdobných tvorbě ovlhnutí, ale při teplotách nižších než 0 °C (obr. 7-2b)

ledovka

sklovitá, ledová vrstva vznikající mrznutím přechlazených vodních kapek na předmětech, jejichž teplota je nižší než 0 °C

náledí, zmrazky

ledová vrstva pokrývající zemský povrch vznikající zmrznutím vody přítomné na povrchu (kaluže, voda vytékající z tajícího sněhu)

Zdroj: Sobíšek (1993)

34

Obrázek 7.2: Jinovatka 1. listopadu 2009 v ranních hodinách v Ostravě, Porubě (a) a námraza 6. ledna 2007 na Lysé hoře v Beskydech (b)


S přítomností vodních kapek v atmosféře souvisí i výskyt některých optických jevů., které vznikají ohybem, lomem nebo odrazem světelných paprsků. Koróna je světelný kruh kolem Slunce nebo Měsíce na vysoké oblačnosti (Altocumulus, Cirocumulus nebo Cirostratus). Gloriola jsou barevné kruhy kolem stínů předmětů na oblacích nebo na mlze. Halové jevy vznikají lomem světla na cirovité oblačnosti. Jde o světelné kruhy kolem Slunce nebo Měsíce o úhlovém poloměru 22 nebo 46 stupňů. Může být viditelné i tzv. vedlejší Slunce. Duha vzniká nestejným lomem paprsků o různé vlnové délce, který způsobí rozklad světelného světla do jednotlivých barev spektra na vodních kapkách. Podmínkou je zenitová vzdálenost Slunce (vzdálenost od nadhlavníku) minimálně 48 stupňů. Základní duha má poloměr 42 stupňů a vedlejší 52 stupňů. Lze rozeznat postupně zevnitř vrstvu modrou, zelenou, žlutou a červenou (vedlejší duha má barvy v opačném pořadí). V zimním období vypadávají na našem území zpravidla tuhé srážky (Tabulka 7.2). Sníh může vytvářet na povrchu souvislou vrstvu (Tabulka 7.3), která je označována jako sněhová pokrývka. Meteorologové sledují na stanicích množství sněhu napadlé za 24 hodin, tzv. nový sníh, jehož výška může v našich zeměpisných podmínkách dosahovat v zimě až desítky centimetrů, ale i na podzim může u nás napadnout velké množství sněhu (Tabulka 7.4). I v případě, že jsou teploty pod bodem mrazu, tak se ležící sněhová vrstva zmenšuje vlivem sesedání nebo sublimace.

35

Obrázek 7.3: Souvislá sněhová pokrývka 27. ledna 2011 na stanici Velké Karlovice, Benešky

Zdroj: Archiv autorů Tabulka 7.4: Výška nového sněhu v extrémních situacích 14. října 2009

30. prosince 2005 Stanice

Výška nového sněhu v cm

Bílovec

46

Malá Morava, Sklené

51

Frýdlant nad Ostravicí, Lubno

47

Karlova Studánka

52

Jeseník

50

Velké Karlovice, Pluskovec

55

Horní Lomná

50

Vrbno pod Pradědem, Vidly

56

Bílá, Konečná

52

Horní Bečva

56

Raškovice

55

Staré Město, Kunčice

60

Staré Hamry

64

Bílá, Konečná

60

Frenštát pod Radhoštěm

65

Lysá hora

65

Stanice


36

Výška nového sněhu v cm

Celková výška sněhu není součtem nově napadlého sněhu za více dní, ale skutečná výška měřená v 7 hodin ráno na meteorologických stanicích. Sníh vlastní vahou postupně sesedá a příklad postupného narůstání a ubývaní sněhové pokrývky je uveden v tab. 7-4 (25. listopadu ležel na stanici 1 cm sněhu, během dne do 26. listopadu ráno napadlo dalších 27 cm, ale 26. listopadu ráno bylo na stanici naměřeno jen 27 cm, protože během tohoto jednodenního období sníh sesedl o 1 cm výšky). Tabulka 7.5: Postupná změna celkové výšky sněhové pokrývky na stanici Staré Hamry v Beskydech Výška nového sněhu v cm

Celková výška sněhu v cm

24. listopadu 2013

1

0

25. listopadu 2013

27

1

26. listopadu 2013

1

27

27. listopadu 2013

0

26

28. listopadu 2013

poprašek

21

29. listopadu 2013

4

18

30. listopadu 2013

0

15

Datum


Nejvyšší výška celkové sněhové pokrývky 491 cm byla v Česku zaznamenána 8. března 1911 na Lysé hoře v Beskydech. V meteorologii je možné měřit různé charakteristiky obsahu vody v atmosféře. Celkový výpar (evapotranspiraci) je možné měřit výparoměrem (Obrázek 7.4) v mm vodního sloupce a padající srážky různými typy srážkoměrů (Obrázek 7.5). Standardní srážkoměr (obr. 7-5a ukazuje tento typ srážkoměru na klimatologické stanici Maruška u Vsetína) zachycuje srážky zpravidla 24 hodin a v ranním pozorovacím termínu pozorovatel změří množství srážek. Váhový srážkoměr na Lysé hoře (obr. 7-5b) nepřetržitě váží množství zachycené vody nebo sněhu a v jednominutových intervalech vyhodnocuje množství spadlých srážek. V exponovaných horských polohách může být srážkoměr kolem horního okraje vybaven větrnou ochranou (na obrázku je tzv. Treťjakovova ochrana). Automatický člunkový srážkoměr na Paprsku v Jeseníkách (Obrázek 7.5c) zachycuje srážky do tzv. člunku, který se po naplnění definovaným množstvím vody (zpravidla 0,1 mm srážek) překlopí a vyleje. Překlopení je zaznamenáno a postupně je tak zjištěno množství srážek za čas (například za jednu minutu, nebo za hodinu, nebo za celý den). Automatické srážkoměry mají zpravidla elektricky vyhřívaný záchytný prostor, aby nedocházelo k hromadění sněhu a ledu, který by bránil dalším srážkám v dopadu do srážkoměru. Množství vodní páry obsažené v atmosféře určuje vlhkost vzduchu, jejíž relativní množství v % je měřeno vlhkoměry. Měření usazených srážek je problematické a na některých lokalitách jsou experimentálně měřeny nebo odhadovány srážky z rosy nebo z mlhy. Výška sněhové pokrývky je měřena sněhoměrnou tyčí a nově napadlý sníh speciálním pravítkem na sněhoměrném prkénku. Pro odhad množství vody uložené ve sněhové pokrývce je důležitou charakteristikou tzv. vodní hodnota sněhové pokrývky, která je měřena váhovými sněhoměry.

37

Obrázek 7.4: Výparoměr na meteorologické stanici Dukovany


Obrázek 7.5: Standardní (a), váhový (b) a člunkový (c) srážkoměr


8 ATMOSFÉRICKÉ JEVY Pro poznání dějů v atmosféře je důležitá znalost nejen základních meteorologických prvků (teplota, vítr, tlak, vlhkost), ale meteorologové pozorují i a při své práci využívají i různé atmosférické jevy. Tyto jevy jsou obecně označovány jako meteory a jedná se o jevy pozorované v atmosféře nebo na zemském povrchu, které jsou řazeny do skupin hydrometeorů (Tabulka 7.2 a 7.3), litometeorů, fotometeorů a elektrometeorů (následující tabulka).

38

Tabulka 8.1: Příklady meteorů s jejich meteorologickou značkou

Hydrometeory

Litometeory

Fotometeory

Elektrometeory

mlha s

zákal L

halové jevy . <

bouřka o O M

zmrzlá mlha D

prachový zákal K

korona :

blesk m

kouřmo S

zvířený prach, písek 3 4

irizace 0

hřmění ,

vodní tříšť =

prachová vichřice 6

gloriola 9

oheň sv. Eliáše >

zvířený sníh 1! 2

písečná vichřice 6

duha 8 7

polární záře ?

tromba \

prachový vír 5

zrcadlení /

písečný vír 5 Zdroj: Sobíšek (1993)

Část hydrometeorů (srážky) a fotometeorů již byla popsána v kapitole 7. Mlha jsou malé vodní kapičky nebo ledové krystalky rozptýlené ve vzduchu v okolí pozorovatele, které snižují vodorovnou dohlednost pod 1 km. Pokud je dohlednost od 1 do 10 km, označuje se tento jev jako kouřmo. Mlha i kouřmo jsou tedy tvořeny produkty kondenzace a snižují dohlednost. Pokud je dohlednost snížená pod 10 km prachem nebo kouřem, hovoří meteorologové o zákalu, který se však při vyšší vlhkosti vzduchu může plynule změnit v kouřmo nebo mlhu (na prachových částicích začne kondenzovat vodní pára). Silný vítr nebo větrné víry mohou z vodní hladiny zvedat a unášet vodní kapky (vzniká vodní tříšť), ze zasněženého povrchu zvedat sníh (vzniká zvířený sníh), z povrchu půdy nebo jiných volných ploch zvedat prach nebo písek (vznikají prachové vichřice, písečné vichřice, zvířený prach, zvířený písek, prachový vír nebo písečný vír). Bouřka je celý soubor elektrických, optických a akustických jevů, které doprovázejí elektrické výboje probíhající uvnitř oblaku, mezi oblaky nebo mezi oblaky a zemským povrchem (obr. 8-1). Mohou se vyskytovat v oblacích druhu cumulonimbus, cumulus a nimbostratus a jsou součástí konvektivních bouří (širší pojem, který zahrnuje i bouřky, které však musí být doprovázeny tornádem, velkými kroupami nebo ničivým větrem). Zajímavým doprovodným jevem bouřkové oblačnosti může být oheň sv. Eliáše – výboj pod cumulonimbem na přirozených nebo umělých hrotech v krajině (stromy, věže) doprovázený světelným zářením a praskavým zvukem. Polární záře vzniká interakcí částicového slunečního záření v magnetickém poli Země, kde ionizuje atmosférické částice, excituje atomy a molekuly a vyvolává tak různé světelné efekty.

39

Obrázek 8.1: Blesky z mraku do země při bouřce 14. srpna 2010 na stanici Maruška u Vsetína


Meteorologové jevy zaznamenávají pomocí speciálních grafických značek, které jsou v tabulce 8.1 uvedeny. Tyto značky se používají například na speciálních meteorologických mapách (Obrázek 8.2), které zobrazují počasí na meteorologických stanicích pomocí tzv. staničních kroužků (Obrázek 8.3). Obrázek 8.2: Meteorologická mapa Evropy se staničními kroužky (27. srpna 2014 v 11 hodin)


Podle informací uvedených na mapě se staničními kroužky může zkušený meteorolog rychle detekovat oblasti, kde se děje (nebo bude dít) v počasí něco zajímavého nebo oblasti, kde se vyskytují důležité atmosférické jevy (bouřky, vichřice, srážky). Zároveň platí, že některé atmosférické jevy, hodnoty některých meteorologických prvků a jejich změny, jsou pro člověka

40

a lidskou společnost nebezpečné a je vhodné jim věnovat dostatečnou pozornost. Doprovázejí tzv. extrémní počasí. Obrázek 8.3: Staniční kroužek s vysvětlením


Srážky jsou většinou vítaným zdrojem vláhy v krajině, ale mohou být jedním z faktorů, který vyvolá povodeň. Je důležité, jak jsou srážky rozloženy v čase a prostoru. Kritické množství srážek v lokalitě nebo v regionu je závislé na mnoha faktorech. Naprší-li 100 mm srážek (100 litrů na m2) v průběhu 5 dnů ve volné krajině, tak to zpravidla nepředstavuje žádný problém. Stejné množství za jeden den může znamenat zvýšení odtoku. Pokud však je v dané oblasti již půda nasycena z předchozích srážek, může toto množství způsobit rychlý a nebezpečný vzestup hladin vodních toků. A stejné množství za několik desítek minut způsobí přívalovou povodeň, jejíž nebezpečí je předchozími dešti jen zvyšováno. Proto počítá ČHMÚ tzv. ukazatel nasycení (Obrázek 8.4), který zelenou barvou zvýrazňuje oblasti, kde už je dosažena tzv. retenční vodní kapacita a další srážky již většinou povrchově odtékají.

41

Obrázek 8.4: Ukazatel nasycení v České republice 27. srpna 2014 dopoledne


V Moravskoslezském kraji se v posledních letech vyskytlo několik velkých povodní, které byly způsobeny déletrvajícím dešti (červenec 1997, květen 2010, červen 2013), přívalovými dešti v trvání několika desítek minut (červen 2009) nebo rychlým táním sněhové pokrývky (duben 2006). Sněhová pokrývka v zimním období shromažďuje vodu, která neodtéká z krajiny postupně. O množství vody ve sněhové pokrývce vypovídá tzv. vodní hodnota sněhu, která je na stanicích v době ležící sněhové pokrývky měřena pravidelně každé pondělí. Na obrázku 8.5 můžete vidět postupně narůstající obsah vody ve sněhové pokrývce v podhůří Beskyd na stanici Staré Hamry. Obrázek 8.5: Vodní hodnota a výška sněhu na stanici Staré Hamry v zimě 2005/2006


42

Sněhová pokrývka může způsobovat nejen povodně při rychlém tání, ale má i další nepříznivé vlivy. V horských oblastech je nutno počítat se zatížením stavebních konstrukcí sněhovou pokrývkou. Sněžení negativně ovlivňuje sjízdnost komunikací (obr. 8-6), které je nutné očistit. Řidiči by v průběhu sněžení měli bedlivě sledovat stav povrchu silnice - sníh může být rozměklý, tvořit souvislou vrstvu nebo namrzat. Sněhové bariéry na okrajích cest mohou přes den odtávat a tavná voda stékat do vozovky, kde večer a v noci namrzá. Vytváří se tak nebezpečné náledí. Mrznoucí déšť a mrznoucí mrholení vytváří na podchlazeném povrchu (silnice, chodníky, stromy, stojící vozidla) souvislou ledovou vrstvičku, která je označována jako ledovka. Ledovka může dosahovat tloušťky až několika centimetrů a většinou zcela znemožňuje pohyb a jízdu. Obrázek 8.6: Sněžení na konci března 2013 v Havířově


Dopravu ztěžují i další atmosférické jevy, například mlha, která může snižovat dohlednost až na desítky metrů, metry nebo viditelnost zcela znemožnit. Za rok se mlha vyskytuje průměrně v nížinách 40 dní a na horách 270 dní. Roční chod počtu dní s mlhou v Ostravě je na následujícím obrázku.

43

Obrázek 8.7: Roční chod počtu dní s mlhou v Ostravě


Nebezpečí představují samozřejmě i jevy spojené s bouřkou – silné nárazy větru, přívalové lijáky a blesky. Extrémní počasí se může vyskytovat i ve střední Evropě. Je proto nutné věnovat velkou pozornost předpovědím počasí, kde meteorologové vždy upozorňují na možnost nebezpečí. Zároveň ve svých výstražných informacích stručně informují i o možných opatřeních, které by mohly snížit nebezpečí a škody. Na meteorologických stanicích se atmosférické jevy podrobně sledují. Pozorovatel zapisuje informace o typu jevu, jeho intensitě a času začátku i konce. Příklad historického zápisu meteorologických jevů pozorovatelem ukazuje obrázek 8.8, moderní výstup z databáze je na obrázku 8.9.

44

Obrázek 8.8: Historický zápis atmosférických jevů na stanici Město Albrechtice, Žáry v prosinci 1956


45

Obrázek 8.9: Červencový záznam atmosférických jevů v moderní databázi (stanice Mošnov, letiště)


9 PŘEDPOVĚĎ POČASÍ Naši předkové pozorovali počasí a jeho změny, protože byli na počasí a jeho projevech zcela závislí. I v dnešní moderní době jsme na počasí často závislí. Vždy, když plánujeme nějaké aktivity v přírodě nebo když musíme někam cestovat, tak nás zajímá, jaké bude počasí v místě našeho pobytu nebo na trase naší cesty. Připravit kvalitní předpověď počasí na následující dny není vůbec jednoduché. Početné profesionální týmy připravují mnoho podkladů pro odborníky, kteří rozumí počasí a jejímu chování do těch nejmenších detailů. Příprava předpovědi počasí v Českém hydrometeorologickém ústavu probíhá v několika postupných i současně probíhajících krocích: 1. Na území ČR měří a pozorují profesionální meteorologové a jejich dobrovolní spolupracovníci počasí na stovkách profesionálních, klimatologických a srážkoměrech stanicích. Výsledky jsou v desetiminutových intervalech zasílány do centrálních databází a aplikací k přípravě různých podkladů a produktů. 2. Ve stejných intervalech pracují dva srážkoměrné radary, které nepřetržitě snímají vznik, vývoj, pohyb a zánik srážkově významné oblačnosti na území Česka a v jeho nejbližším okolí. 3. Získáváme podrobné informace ze staničních měření, z měření srážkových radarů, bleskových čidel a meteorologických družic z celé Evropy a částečně i z celé severní polokoule. 46

4. Ze všech těchto údajů vznikají různé typy podkladů popisujících aktuální stav počasí – přízemní synoptické mapy, výškové synoptické mapy, animace radarové oblačnosti a družicových produktů, grafy vývoje a mapové interpretace meteorologických prvků a jejich kombinací a mnoho dalších. 5. Zároveň jsou 4x denně tyto informace předávány meteorologickému modelu ALADIN, který v pražském centru ČHMÚ v Komořanech připraví modelovou předpověď počasí na následující dva dny (Obrázek 9.1). Tato předpověď je k dispozici nejen českým a moravským meteorologům, ale je poskytována do mezinárodní výměny i ostatním meteorologickým službám v Evropě. Obrázek 9.1: Ukázka předpovědi teploty (a) a srážek (b) modelu ALADIN pro Česko


6. Velká část výše popsaných informací je dnes dostupná i široké veřejnosti na webových stránkách ČHMÚ. 7. Meteorolog ve službě průběžně aktualizuje předpověď počasí na následující dny, kterou konfrontuje s posledním vývojem počasí a s posledními výsledky různých meteorologických modelů. Tato předpověď je několikrát denně předávána médiím, různým odběratelům i veřejnosti. 47

8. Každý den dopoledne a večer probíhá konzultace meteorologů v jednotlivých regionech s meteorology v centru, aby si navzájem sjednotili názory na další vývoj a předešlo se tak problémům, které by mohly vzniknout, kdyby v té záplavě informací došlo k nějakému přehlédnutí. Některé dříve popsané vstupy nemusí zcela jednoznačně předurčovat další vývoj a vždy záleží na zkušenostech meteorologů, jak se podaří vše vyhodnotit a připravit co možná nejlepší předpověď. 9. Pokud se v předpovědích na další dny vyskytují upozornění na výskyt nebezpečných projevů počasí (intenzívní nebo déle trvající srážky, vichřice, horké vlny, silné mrazy, bouřky, sněhové přívaly a další) musí meteorologové věnovat zvýšenou pozornost všem informacím, které by mohly předpověď těchto jevů upřesnit. Pro krizové řízení i pro veřejnost provozuje ČHMÚ společně s Armádou ČR Systém integrované výstražné služby, který pomáhá šířit informace o nebezpečných jevech (Obrázek 9.2). Tento výstražný systém České republiky je zařazen do celoevropského výstražného systému MeteoAlarm (Obrázek 9.3), který provozuje sdružení evropských meteorologických služeb Eumetnet na stránkách www.meteoalarm.eu. Obrázek 9.2: Webová aplikace pro Systém integrované výstražné služby ČHMÚ a A ČR


Obrázek 9.3: Evropský výstražný systém MeteoAlarm

Zdroj: MeteoAlarm, www.meteoalarm.eu

48

Objektivní předpověď počasí je dnes výsledkem kolektivní práce mnoha odborníků využívajících široké spektrum informací, které si Národní meteorologické služby vzájemně vyměňují. Pro Moravskoslezský kraj je předpověď počasí připravována na pobočce ČHMÚ v Ostravě s využitím všech dostupných informací a po konzultaci s ostatními regiony a centrální meteorologickou službou (Obrázek 9.4). Obrázek 9.4: Ukázka textové předpovědi počasí pro Moravskoslezský kraj 11.11.2014 Čas vydání: 11.30

Předpověď počasí pro Moravskoslezský kraj na úterý 11. 11. a středu 12. 11. 2014

Předpověď na úterý

Situace: Nad naše území proudí teplý vzduch od jihu.

Počasí (11-22): Skoro jasno až polojasno, zpočátku ojediněle nízká inverzní oblačnost. Nejvyšší teploty 14 až 17 °C, na východě až 19 °C, na horách 9 až 13 °C. Mírný jižní až jihozápadní vítr 2 až 6 m/s, na horách čerstvý s nárazy 15 až 20 m/s.

Rozptylové podmínky: dobré.

Předpověď na noc a středu

Situace: Příliv teplého vzduchu od jihu bude pokračovat.

Počasí v noci (22-07): Skoro jasno až polojasno. Zpočátku ojediněle, během noci místy zataženo nízkou inverzní oblačností. Ojediněle mlhy. Nejnižší teploty 10 až 7 °C. Slabý jihovýchodní až jižní vítr 1 až 4 m/s, na horách čerstvý s nárazy 20-25 m/s.

Počasí přes den (07-24): Polojasno, ráno a dopoledne místy zataženo nízkou inverzní oblačností, odpoledne od jihu oblačno až skoro zataženo. Nejvyšší teploty 14 až 17 °C, na horách 9 až 13 °C. Ráno slabý, během dne mírný jihovýchodní až jižní vítr 2 až 6 m/s, na horách čerstvý, zpočátku s nárazy 20-25 m/s.

Rozptylové podmínky: v noci a ráno mírně nepříznivé, přes den dobré.


Předpověď vždy obsahuje datum a čas vydání a informaci pro jaké období je předpověď Předpověď počasí pro Moravskoslezský kraj na čtvrtek 13.11. a pátek 14.11.2014 připravena. Na začátku je stručný popis situace a předpověď počasí, včetně očekávaného Situace: Ve teplot čtvrtek k a nám od jihozápadu postoupí rozpadající se okluzní fronta, v pátek bude do střední Evropysoučástí zasahovat od intervalu větru. Předpověď rozptylových podmínek je nezbytnou předpovědí severovýchodu tlaková výše. počasí v průmyslových oblastech. Pokud jsou očekávané nebezpečné projevy počasí, obsahuje předpověď i upozornění naa ráno jejich možný výskyt. Předpověď na čtvrtek (00-24): V noci polojasno až oblačno, během dne oblačno až zataženo, místy s občasným deštěm nebo mrholením. Nejnižší noční teploty 10 až 6 °C, nejvyšší denní 10 až 14 °C. Slabý proměnlivý, během dne severovýchodní až východní vítr 1 až 4 m/s.

10 ZMĚNA KLIMATU Předpověď na pátek (00-24): Převážně zataženo, mlhavo, ojediněle mrholení. Nejnižší noční teploty 10 až 6 °C, nejvyšší denní 8 až 12 °C. Slabý severovýchodní až východní vítr 1 až 4 m/s.

Klima, podnebí, je průměrný režim počasí v dané oblasti. Pro základní meteorologické prvky ČHMÚ, RPP Ostrava - Poruba (např. pro teplotu, atmosférické srážky, tlak vzduchu, vlhkost, směr a rychlost větru a sněhovou pokrývku) vyhodnocují klimatologové jejich průměry, extrémy, denní a roční chody, proměnlivost, počty dní a další charakteristiky za delší, zpravidla nejméně třicetileté, období. Podnebí se v minulosti vždy měnilo, přirozené změny klimatu probíhají i dnes a nadále probíhat budou. Analýzou minulého podnebí v období před začátkem přístrojových měření se zabývá historická klimatologie a paleoklimatologie. V historii měl člověk na klima zcela zanedbatelný 49

vliv, podnebí utvářely přírodní faktory - změny orbitální dráhy Země, sluneční činnost, rozložení pevnin, oceánů a vegetace a sopečná činnost. Hodnotit podnebí v dávné minulosti můžeme pomocí tzv. klimatologických proxy dat. Jedná se o nepřímé metody zjišťování klimatických charakteristik (především teploty) v minulosti. Například lze porovnávat letokruhy stromů, které jsou odrazem vývoje počasí během daného roku. Analýzou bublin vzduchu z ledovcových vrtů v Grónsku nebo Antarktidě získáváme informace o složení atmosféry před statisíci lety, ze kterého můžeme usuzovat na teplotní poměry v historii. Rovněž se používá analýza pylových zrn uložených v jezerních a mořských sedimentech. Spolehlivost a přesnost nepřímých dat je samozřejmě nižší než dnes dostupné výsledky přímých měření, přesto můžeme takto rekonstruovat změny teploty v historii (následující obrázek). Obrázek 10.1: Změny teploty na severní polokouli od začátku našeho letopočtu podle různých rekonstrukcí

Zdroj: IPCC 5AR, 2014

Na obrázku je vidět, že historické rekonstrukce teploty jsou připravovány v různých klimatických centrech s využitím různých modelů. Atmosféra je tvořena směsí plynů, jejichž poměrné zastoupení se až do výšky 100 kilometrů téměř nemění. Výjimkou je vodní pára, ozon a některé plyny antropogenního původu, jejichž relativní zastoupení ve vzduchu je prostorově velmi proměnlivé. Některé plyny obsažené v atmosféře (skleníkové plyny) mají významný vliv na energetickou bilanci atmosféry. Skleníkové plyny ovlivňují chování celého klimatického systému, protože zadržují v atmosféře energii slunečního záření (Obrázek 10.2). Nejdůležitějším skleníkovým plynem v atmosféře je vodní pára, která má na přirozeném skleníkovém efektu podíl 36–70 % (bez započtení vlivu oblačnosti). Následuje oxid uhličitý s 9–26 %, metan se 4–9 %, ozon se 3–7 % a oxid dusný.

50

Obrázek 10.2: Schéma skleníkového efektu atmosféry Země


Pro skleníkový efekt je důležité, že 30 % slunečního záření se vrací zpět do kosmu odrazem od oblačnosti nebo od zemského povrchu. Zbylých 70 % je pohlcováno povrchem, který poté vyzařuje tepelné záření zpět do atmosféry, kde je toto záření pohlcováno skleníkovými plyny, které jeho část vyzařují zpět k zemskému povrchu a atmosféra je tak ohřívána. Bez skleníkových plynů by byla průměrná teplota atmosféry v blízkosti zemského povrchu asi o 33°C nižší než je dnes. Země by tak byla pokryta sněhem a ledem od pólů až k rovníku. Tento princip skleníkového efektu je znám už od 19. století, kdy švédský fyzik Svante Arrhenius upozornil, že antropogenní emise oxidu uhličitého mohou způsobit růst teploty přízemní vrstvy atmosféry. Postupné zvyšování množství skleníkových plynů, které člověk svou činností přidává do atmosféry, vedlo Organizaci spojených národů (OSN) v roce 1988 k založení Mezivládního panelu pro klimatickou změnu (IPCC). Do panelu jsou jmenováni zástupci jednotlivých zemí, kteří koordinují analýzy dostupné recenzované literatury zabývající se klimatem. Výsledky analýz publikuje panel v přibližně šestiletých intervalech v tzv. hodnotících zprávách (1990, 1995, 2001, 2007 a 2014). Každá z těchto zpráv obsahuje popis fyzikálních základů změny klimatu, zabývá se možnostmi přizpůsobení se změně klimatu, popisuje možné dopady a hodnotí zranitelnost člověka a přírody a nakonec navrhuje možná řešení. Za více než 20 let, které uplynuly od vydání první hodnotící zprávy, jsou výsledky spolehlivější a možná rizika jsou popisována naléhavěji. Přesto existuje stále mnoho nejasností a nejistot, které je třeba mít na paměti. I přes silný mezinárodní tlak a různé závazky (např. Kjótský protokol) se nedaří emise snižovat (Obrázek 10.3). Snižování množství skleníkových plynů (hlavně oxidu uhličitého a metanu), které člověk do atmosféry vypouští, je však požadavek, který by neměl být zpochybňován. 51

Obrázek 10.3: Globální produkce skleníkových plynů od roku 1970

Zdroj: IPCC 5AR, 2014

Zvyšování energetické účinnosti, výroba energie z obnovitelných zdrojů, snižování spotřeby energie, uvážlivé využívání půdy a další opatření vedoucí ke snížení emisí skleníkových navrhuje ve svých zprávách IPCC. Tato opatření sebou přinášejí množství vedlejších pozitivních efektů v průmyslově rozvinutých oblastech (zdravější životní prostředí a zlepšení zdraví obyvatelstva) i v oblastech, které dnes označujeme jako chudé (lepší dostupnost energie a vody, zvýšení hygienických standardů, dopravní obslužnost). Úspěchem mezinárodního vyjednávání na půdě OSN by bylo dosažení dohody na co nejrychlejším zastavení dalšího růstu emisí skleníkových plynů.

11 PRŮMĚRNÉ A EXTRÉMNÍ CHARAKTERISTIKY POČASÍ V ČR Pouze na základě dlouhodobých měření meteorologických stanic je možné vytvářet z těchto dat dlouhodobé charakteristiky jednotlivých meteorologických prvků, zjišťovat trendy jejich vývoje a sledovat extrémní hodnoty jednotlivých prvků. Dlouhodobé charakteristiky je možné tvořit z celého období pozorování jednotlivých stanic, které však bývá značně rozdílné, nebo využívat dohodnutá dlouhodobá období. V klimatologii se pro porovnávání hodnot nejčastěji používají třicetiletá období definovaná WMO (1901–1930, 1931–1960 a nyní platné 1961–1990), která se označují jako klimatologický normál. V ČR je nyní nejpoužívanější období 1961–2000, které vychází z posledního normálového období, doplněné o teplotně a částečně také srážkově extrémní poslední dekádu 20. století. Z výše uvedeného časového období (1961–2000) vychází rovněž stěžejní klimatologické dílo Atlas podnebí Česka, vydaný v roce 2007. Základní prostorové rozložení teploty vzduchu (Obrázek 11.1) na území Česka, které se vyznačuje poklesem teploty s nadmořskou výškou, bývá výrazně ovlivněno konkrétní povětrnostní situací a terénem. Při inverzních situacích počasí v zimě, kdy teplota vzduchu 52

s výškou neklesá, ale vzrůstá, bývá v nížinách často nepříjemné chladné počasí s nízkými teplotními amplitudami a na horách je bezoblačné počasí s poměrně vysokými teplotami ve dne a nízkými v noci. Obrázek 11.1: Rozložení průměrné roční teploty vzduchu za období let 1961–2000

Zdroj: Atlas podnebí Česka (2007)

V Česku je nejteplejší oblastí jižní Morava, zejména její nejjižnější část až po Brno, Praha (tepelný ostrov), velká část Polabí a Ústí nad Labem s nejbližším okolí (oblast s téměř nejnižší nadmořskou výškou Česka). Dlouhodobá průměrná teplota celé České republiky je 7,5 °C. Za období let 1961–2013 byla nejvyšší průměrná roční teplota vzduchu dosažena v letech 2000 a 2007, a to 9,1 °C a nejnižší (6,3 °C) v letech 1962, 1980 a 1996. Jihomoravský kraj s průměrnou roční teplotou 8,3 °C je krajem nejteplejším. Dále následuje Středočeský kraj (8,2 °C) a kraj Zlínský (8,1 °). Naopak nejchladnějším krajem s průměrnou teplotou 6,4 °C je kraj Liberecký, dále kraj Královéhradecký (6,9 °C) a kraje Moravskoslezský a Karlovarský (7,0 °C). Dlouhodobě nejteplejším měsícem v roce je červenec (v celém Česku s průměrnou teplotou vzduchu 16,9 °C) a nejchladnějším je měsíc leden s průměrnou teplotou vzduchu −2,8 °C. Pro lepší představu o teplotních charakteristikách regionu severní Moravy a Slezska uvádíme dlouhodobé průměrné teploty na vybraných meteorologických stanicích. Stanice Mošnov s nadmořskou výškou 251 m n. m. umístěná ve volném prostoru Moravské brány (letiště) charakterizuje nižší polohy regionu. Průměrná teplota vzduchu je 8,4 °C. Střední polohy podle nadmořských výšek dobře charakterizuje měření meteorologické stanice Červená v Oderských vrších (nadmořská výška stanice 748 m n. m.). Průměrná roční teplota vzduchu tam činí 5,6 °C. Nejvyšší polohy regionu charakterizované měřením stanice Lysá hora (1322 m n. m. výška stanice) mají průměrnou roční teplotu vzduchu 2,8 °C. Kolísání průměrné teploty Česka je zde hodnoceno za období let 1961–2000. Roční průměr teploty vzduchu má za toto období statisticky významný rostoucí trend 0,028 °C.rok–1, lineární trend v teplém půlroce (duben–září) činí 0,025 °C.rok–1 a v chladném půlroce (říjen–březen) 53

0,031 °C.rok–1. Nejvíce se oteplují zimní měsíce, na podzim je trend nevýznamný. Tyto hodnoty jsou více než dvakrát vyšší než globální hodnoty změny teploty za stejné období. Extrémy teploty vzduchu mohou být uváděny pro denní, měsíční nebo roční hodnoty. Doposud nejvyšší maximální teplota vzduchu v Česku byla změřena dne 20. srpna 2012 v Dobřichovicích (nedaleko Prahy) a to 40,4 °C. Dlouhou dobu byla platným českým rekordem hodnota 40,2 °C ze dne 27. července 1983 změřená na stanici Praha, Uhříněves. Nejnižší naměřená teplota vzduchu je z 11. února roku 1929, kdy na stanici Litvínovice (u Českých Budějovic) byla naměřena teplota −42,2 °C. Ze standardně umístěných stanic (mimo Prahy, Klementina a Prahy, Karlova) byla nejvyšší průměrná měsíční teplota vzduchu zaznamenána v srpnu roku 1992 na stanici Olomouc, Slavonín a to 24,4 °C. Nejnižší průměrná měsíční teplota vzduchu byla změřena v únoru 1929 na stanici Zálesí (Rychlebské hory) a to −15,6 °C. Nejvyšší dlouhodobý roční teplotní průměr (1961–2000) má stanice Praha, Klementinum (10,2 °C) a Praha, Karlov (9,5 °C). Tyto stanice však nejsou standardně umístěny v meteorologické zahrádce a také je výrazně ovlivňuje tepelný ostrov města. Dlouhodobě nejteplejší, standardně umístěnou stanicí, je Lednice na jižní Moravě s ročním průměrem 9,4 °C. Dlouhodobě nejchladnějším místem Česka je vrchol Sněžky (podle údajů polské meteorologické stanice je dlouhodobá průměrná teplota vzduchu +0,6 °C, 1602 m. n. m.). Druhou nejchladnější lokalitou je Praděd (+1,3 °C, 1490 m. n. m.). Pro srážky v Česku (Obrázek 11.2) je typická značná prostorová a časová proměnlivost. V zimním půlroce (říjen až březen) jsou vypadávající srážky vázány hlavně na přechody frontálních systémů a tlakových níží především s vrstevnatou oblačností a jsou charakterizovány zpravidla menší intenzitou a delším trváním. V měsících letního půlroku (duben až září) jsou srážky často spojeny s výstupnými konvekčními pohyby vzduchu s tvorbou kupovité bouřkové oblačnosti. Takové srážky mají zpravidla kratší trvání a větší intenzitu. Obrázek 11.2: Rozložení ročního úhrnu srážek za období let 1961–2000


54

Dlouhodobě nejvyšší srážkové úhrny jsou dosahovány v horských polohách všech pohraničních hor. Naopak nejnižší srážkové úhrny jsou zaznamenávány ve srážkovém stínu Krušných hor, v Polabí, ve středních a západních Čechách, na jižní Moravě a v moravských úvalech. Dlouhodobý roční úhrn srážek v Česku je 679 mm. Za období let 1961–2013 byl nejvyšší roční srážkový úhrn dosažen v roce 2002 a to 870 a nejnižší (517 mm) v roce 2003. Nejvíce srážek dlouhodobě spadne v Libereckém kraji, průměrně 860 mm za rok, dále 816 mm v Moravskoslezském kraji a 786 mm ve Zlínském kraji. Naopak nejméně srážek za rok průměrně spadne v Jihomoravském kraji (543 mm), dále ve Středočeském kraji (590 mm) a Ústeckém kraji (612 mm). Nejvyšší dlouhodobý roční srážkový úhrn srážek v Česku (1961–2000) má stanice Lysá hora v Beskydech (1 407 mm). Dlouhodobě nejnižší srážkový úhrn je na stanici Vilémov (okres Chomutov) a to pouze 435 mm srážek. Největší rozpětí vykazují srážky v červenci (Kopisty 51 mm, Lysá hora 208 mm) a nejnižší v dubnu (Kadaň, Tušimice 26 mm, Lysá hora 98 mm). Regionální srážkové charakteristiky v Moravskoslezském kraji mohou zastupovat srážkové úhrny z Mošnova. Dlouhodobý roční srážkový úhrn 700 mm je reprezentativní pro celou Ostravskou pánev. Naopak vrcholové partie Beskyd mají dlouhodobé srážkové úhrny okolo 1400 mm. Vrcholové partie Jeseníků mají srážkové úhrny o 200 mm nižší. Řady ročních a sezónních srážek nevykazují výraznější dlouhodobé tendence, což potvrzuje fakt, že v nich neexistuje žádný statisticky významný trend. Tendence k poklesu nebo vzestupu srážek je patrná pouze v kratších časových úsecích. Dlouhodobý chod ukazuje spíše na cyklický charakter kolísání srážek. Extrémní srážkové úhrny. Maximální denní srážkový úhrn 345,1 mm je 29. července 1897 změřený na stanici Nová Louka (780 m. n. m.) v Jizerských horách. Druhý nejvyšší srážkový úhrn (z doby nedávno minulé) je 312 mm z 12. srpna 2002 změřený na stanici Cínovec (na německé straně hranice, stanice Zinnwald, 882 m n. m.) v Krušných horách. Regionální denní srážkový extrém je 240,2 mm z 9. července 1903 na stanici Nová Červená Voda (310 m n. m.) v Hrubém Jeseníku a z poslední doby 233,8 mm ze dne 6. července 1997 na stanici Lysá hora v Beskydech. Nejvyšší měsíční srážkový úhrn byl dosažen v červenci 1997 na Lysé hoře v Beskydech. Srážkový úhrn 811,5 mm byl dosažen díky vysokým příčinným srážkám moravských povodní. Na řadě stanic byl v historii zaznamenán opačný extrém - nulový měsíční úhrn srážek. Významný výskyt bezesrážkového období je zejména z října 1951 a listopadu 2011. Nejvyšší roční srážkový úhrn byl zaznamenán v roce 1903, kdy na Prostřední Bečvě spadlo 2 260,8 mm srážek. Nejnižší roční srážkový úhrn, 242,6 mm byl zaznamenán na stanici Blšany v roce 2003. Dlouhodobé průměrné a extrémní charakteristiky zaznamenáváme nejen pro teplotu a srážky. Průměrná roční hodnota délky trvání slunečního svitu (Obrázek 11.3) v Česku je 1 625 hodin. Nejvíce slunečního svitu je na jižní Moravě (stanice Kuchařovice průměrně ročně 1812 hodin) a nejméně v severních Čechách, v Orlických horách a Jesenících (1286 hodin na stanici Deštné v Orlických horách). Průměrně nejvíce svítí Slunce v červenci (220 hodin), dále v srpnu 55

(212 hodin) a nad 200 hodin také v květnu a červnu. Naopak nejméně Slunce svítí v prosinci, v průměru pouze 43 hodin. Obrázek 11.3: Rozložení ročního úhrnu délky trvání slunečního svitu za období let 1961–2000


Průměrná roční rychlost větru (Obrázek 11.4) se na většině území Česka pohybuje mezi 2 až 4 m.s–1. Rychlosti pod 2 m.s–1 se vyskytují především v údolí řek a pánevních oblastech na JZ a J Čech. Rychlost větru vyšší než 5 m.s–1 se vyskytuje na plošně větším území v horských oblastech a na Českomoravské vrchovině. Největrnější jsou polohy nad 1 000 m n. m. v Jeseníkách, Krkonoších a nad 800 m n. m. v Krušných horách a Českém středohoří. Obrázek 11.4: Rozložení průměrné roční rychlosti větru za období let 1961–2000


56

SHRNUTÍ Počasí a podnebí ovlivňuje náš život více, než jsme ochotni si sami připustit. Aktivity ve venkovním prostředí může počasí komplikovat. Přeprava osob, zboží i materiálů po silnici i železnici, letecká i vodní doprava mohou být omezovány extrémním průběhem počasí. Výroba a přenos elektrické energie jsou závislé na zdrojích vody, větru a slunce (dokonce i jaderná energetika potřebuje dostatek vody pro chlazení). Stavebnictví a zemědělství potřebuje příznivé počasí pro svou činnost. Rovněž pro volný čas většinou potřebujeme „pěkné“ počasí – sport, turistika, zahrádkaření apod. Pro dlouhodobé plánování je nutné vzít v úvahu dlouhodobý stav atmosféry, podnebí. Znalost budoucího klimatu a jeho změn je základem pro rozhodování v zemědělství, lesnictví, energetice, ale i ve zdravotnictví nebo v sociálních službách. Základní znalost o dějích v atmosféře a o utváření podnebí nám ulehčuje každodenní život a umožňuje nám dobře chápat značné množství informací, které dnes máme k dispozici. KONTROLNÍ OTÁZKA 1. Jaký je základní rozdíl mezi počasím a podnebím? 2. Kdo je v České republice pověřen sledováním počasí a podnebí? ŘEŠENÍ Počasí sledujeme a předpovídáme, podnebí zpětně vyhodnocujeme a odhadujeme jeho budoucí vývoj. Aktuální stav atmosféry kolem nás charakterizuje počasí; dlouhodobý, průměrný stav atmosféry předurčuje podnebí daného místa, regionu nebo oblasti. Český hydrometeorologický ústav je v České republice pověřenou organizací, která je zodpovědná za správné a včasné informace o počasí a za tvorbu klimatického záznamu státu. Úzce spolupracuje se systémem krizového řízení a společně s Armádou ČR zabezpečuje Výstražnou službu, která obyvatelstvo upozorňuje na možné nebezpečí spojené s extrémním počasím. ÚKOLY K PROCVIČENÍ Popište základní meteorologické prvky, kterými popisujeme počasí a i podnebí.

57

SEZNAM ZDROJŮ A POUŽITÁ LITERATURA Bednář J., 2003. Meteorologie. Úvod do studia dějů v zemské atmosféře. Portál, Praha, 223 str., ISBN 80-7178-653-5. Dvořák, P., 2012. Atlas oblaků. Nakladatelství Svět křídel, Cheb, ISBN 978-80-87567-16-6. ESA, NASA, 2014. SOHO, Solar and Heliospheric Observatory. [online], [cit. 22. 5. 2014]. Dostupné z www: http://sohowww.nascom.nasa.gov/home.html Kopáček J., Bednář J., 2005. Jak vzniká počasí. Karolinum, Praha, 226 str., ISBN 80-246-10027. Řezáčová, D., Novák, M., Kašpar, M., Setvák, M., 2007. Fyzika oblaků a srážek. Praha, Academia. 574 str. ISBN 978-200-1505-1. Sobíšek, B. a kol., 1993. Meteorologický slovník výkladový a terminologický. Ministerstvo životního prostředí České republiky, Praha, 594 s. ISBN 80-85368-45-5. Tolasz, R. a kol., 2007. Atlas podnebí Česka. Praha a Olomouc, 1. vydání, 256 s., ISBN 978-8086690-26-1. Vesecký, A., Dvorný, Z., 1965. Mezinárodní atlas oblaků pro pozorovatele meteorologických stanic. HMÚ, Praha, Přeloženo z francouzského originálu Atlas International des Nuages. Literatura k anglickému materiálu Dotzek, N., 2001. Tornadoes in Germany. Atmos. Res., 56, pp. 235-253. Edler von Wahlburg, E.S., 1911. Die Windhose von 15.Mai 1910 in West-Böhmen. Das Wetter, 28, pp. 135-141. Holzer, A.M., 2001. Tornado climatology of Austria. Atmos. Res., 56, pp. 203-211. Munzar, J., 1993. Tromby (tonáda) na území České republiky v letech 1119-1993. Zborník Dejin Fyziky, vol. XI. Voj. Akadémia SNP, Liptovský Mikuláš, pp. 69-72. Setvák, M., Židek, D., Hradil, M., 1996. Tornáda na severovýchodní Moravě a Slezsku 8. července 1996? Meteorol. Zpr., 49, 143-146. Setvák, M., 1999. Tornáda na území České republiky. Vesmír, 78, 557-662. Setvák, M., Šálek, M., 2003. Tornadoes and Similar Phenomena at the Territory of the Czech Republic and Slovakia. Czech Hydrometeorological Institute, Prague, Czech Republic. www.tornada-cz.cz. Sulan, J., Setvák, M., Novák, P., 1998. Silná konvektivní bouře v Čechách v noci z 27. - 28. 6. 1997. Meteorol. Zpr., 51, 118-125 Šálek, M., 1994. Silné bouřky na Moravě spojené s výskytem tromby v obci Lanžhot dne 26. 5. 1994. Meteorol. Zpr. 47, 172-177. Doporučené internetové odkazy Časopis Meteorologické zprávy (casmz.chmi.cz) Portál Českého hydrometeorologického ústavu (www.chmi.cz) Mediální portál Českého hydrometeorologického ústavu (www.infomet.cz) 58

Evropský portál meteorologických výstrah (www.meteoalarm.eu) Světová meteorologická organizace (www.wmo.int) Mezivládní panel pro změnu klimatu (www.ipcc.ch) Evropská

platforma

pro

adaptaci

na

změnu

59

klimatu

(climate-adapt.eea.europa.eu)

ČÁST B PRACOVNÍ AKTIVITY PRO STUDENTY A ŽÁKY

1. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO 1. STUPEŇ ZÁKLADNÍCH ŠKOL 1.1 Nebezpečné počasí Myslíme si, že nejsme na počasí nijak závislí. Ale když plánujete výlet do přírody, nebo se chystáte na delší cestu, je dobré si vždy zjistit, jaké bude během cesty a v místě kam se chystáme počasí. Turistický výlet do blízkých pohoří Beskydy nebo Jeseníky se mlže snadno změnit v nepříjemný zážitek. Stačí se nedostatečně obléknout a být překvapen Motivace deštěm nebo prudkým ochlazením. Jízda na kole v silném větru také není nijak příjemná a noc v autě na zasněžené dálnici bez dostatečných zásob vody a jídla se mlže změnit v utrpení. A/ Bouřka Co se může stát a na co si dát pozor při bouřce, pokud Vás zastihne v přírodě?

Co máme dělat, když nás bouřka zastihne ve volném terénu?

60

Úkol

Úkol

B/ Letní horka Co je to horká vlna?

Úkol

Pro koho je horká vlna nebezpečná? Je možné se horké vlně bránit?

Úkol

C/ Silné deště Už jste někdy slyšeli o přívalové srážce? Co to je?

Co vše může přívalová srážka způsobit?

61

Úkol

Úkol

D/ Závěr Navzájem si srovnejte své odpovědi a zamyslete se nad tím, co jste zapomněli. Je dobré si pamatovat, že i u nás se může vyskytovat nebezpečné počasí.

Úkol s učitelem

2. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO 2. STUPEŇ ZÁKLADNÍCH ŠKOL 2.1 TVORBA A UŽITÍ KLIMAGRAMŮ Klimagram je graf dlouhodobých měsíčních úhrnů srážek (modré sloupce, legenda grafu vlevo) a průměrné měsíční teploty vzduchu (červená křivka, legenda grafu vpravo). Pro každý světadíl, nebo jeho část jsme vybrali lokalitu s typickým průběhem teploty a srážek, který charakterizuje danou oblast. Vaším úkolem je přiřadit klimagramy k oblastem, kam patří.

Motivace

A/ Popis podnebí ve světě pomocí klimagramů Na obrázcích jsou klimagramy pro různá místa na světě: a) b) c) d) e) f) g) h)

Alice Springs (centrální část Austrálie) Amundsen-Scott (South Pole Station, Antarktida) Arica (Chile) Atlanta (USA) Chartúm (Súdán, Afrika) Cherrapunji [Čerapundží] (Indie) Praha (Evropa) Punta Arenas (Chile)

1 [mm]

80 60

[°C]

Přiřaďte k obrázkům správná místa.

40 30

40

20

20

10

0

0 I

II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

380 m n.m.

62

Úkol

25 20 15 10 5 0

[mm]

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

[°C]

2

I


35 m n.m.

25 20 15 10 5 0

[mm]

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

[°C]

3

I


4 [mm]

50 40 30 20 10 0 I

[°C]

1 313 m n.m.

12 10 8 6 4 2 0


5 [mm]

60 50 40 30 20 10 0 I

[°C]

34 m n.m.

30 25 20 15 10 5 0


547 m n.m.

63

20 15 10 5 0 -5

[mm]

100 80 60 40 20 0

[°C]

6

I


365 m n.m.

0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70

[mm]

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

[°C]

7

I


2 835 m n.m.

30 25 20 15 10 5 0

[mm]

200

[°C]

8 150 100 50 0 I


315 m n.m.

B/ Klimagram pro města v České republice Společně se naučte sestrojit klimagram pro Ostravu, Olomouc a Opavu.

64

Úkol s učitelem

2.2 INFORMACE O POČASÍ NA WEBECH A NA FACEBOOKU Informace o počasí a podnebí je dnes možné najít nejen v učebnicích a skriptech, ale i na internetu. Široká dostupnost informací však většinou nezaručuje jejich kvalitu a čtenář by měl vždy vědět, jak spolehlivý je zdroj informace. Téměř všechny státy světa mají svou Národní meteorologickou službu, která úzce spolupracuje se Světovou meteorologickou organizací. V České republice je touto službou Český hydrometeorologický ústav, který udržuje přiměřeně hustou sít meteorologických, klimatologických a srážkoměrných stanic, přijímá a zpracovává informace z meteorologických družic, několikrát denně vypouští sondážní balón, provozuje dva srážkoměrné radary a počítá předpovědní meteorologický model. Informace ČHMÚ jsou tedy nejobsáhlejší a nejpřesnější.

Motivace

A/ Aktuální předpověď počasí Základní informační portál ČHMÚ najdete na adrese www.chmi.cz. Tento internetový rozcestník má hned na úvodní stránce (Home page) mapu České republiky ve třech verzích POČASÍ, VODA a OVZDUŚÍ . Pod každou z těchto map je sada základních odkazů k nejčastěji hledaným informacím.

65

Úkol

Velmi oblíbenou formou předpovědi počasí jsou tzv. meteogramy. ČHMÚ připravuje meteogramy podle výstupů předpovědního modelu ALADIN, který má modelové rozlišení 4,5 km. Srovnejte vybrané meteogramy ČHMÚ například s meteogramy, které poskytuje na webu Norská meteorologická služba (www.yr.no.) Tyto norské meteogramy jsou ve světě hodně populární a je vhodné je používat při cestách do zahraničí. Mají však rozlišení jen 20 km. Vyberte si stejné lokality v České republice z obou těchto zdrojů, stejný čas a srovnávejte informace s realitou.

66

Úkol

B/ Znečištění ovzduší Všichni víme, že v Moravskoslezském kraji máme problémy s kvalitou ovzduší. Najděte na portále ČHMÚ aktuální informace o koncentracích znečištění na ostravských měřících stanicích.

67

Úkol s učitelem

C/ Počasí a facebook Širokou škálu informací, odkazy na zajímavé události a pravidelnou diskusi s veřejností najdete rovněž na facebookové stránce ČHMÚ (www.facebook.com/meteo.chmi). Zde je hodně prostoru pro návrhy na zlepšení informačních služeb ČHMÚ. Najděte si na webu nebo na facebooku další stránky a informační kanály, které informují o počasí u nás. Srovnejte jejich srozumitelnost, aktuálnost a informační dosah. Pátrejte po zdrojích informací, které autoři předkládají. Diskutujte o počasí a o jejich prezentaci. Sledujete předpovědi počasí v televizi? Posloucháte informace o počasí v rádiu? Kde se podíváte na předpověď počasí před výletem?

68

Úkol s učitelem

2.3 EXTRÉMNÍ METEOORLOGICKÉ JEVY I na území České republiky se může vyskytnout nebezpečné počasí nebo počasí, které má nebezpečné projevy. V odborné meteorologické literatuře nebo na internetu vyhledejte odpovědi na uvedené otázky. Na internetu existuje řada odkazů, informací a stránek, které mohou obsahovat neúplné nebo chybné informace. Vyhledejte stránky a odkazy, které garantuje Národní meteorologická služba ve spolupráci s Amatérskou meteorologickou organizací.

Motivace

A/ Tornáda Popište význam slova tornádo

Úkol

69

Popište vzhled tornáda

B/ Bouřky Popište nejvíce rizikové situace při bouřce, pokud Vás zastihne ve volném terénu.

Úkol

Popište zásady bezpečného pohybu při bouřce, když nás bouřka zastihne ve volném terénu.

Úkol

C/ Vysoké teploty Co je to horká vlna?

Úkol

70

D/ Silné srážky Popište termín přívalové srážky.

Úkol

71

3. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO STŘEDNÍ ŠKOLY 3.1 TVORBA A UŽITÍ KLIMAGRAMŮ Klimagram je graf dlouhodobých měsíčních úhrnů srážek (modré sloupce, legenda grafu vlevo) a průměrné měsíční teploty vzduchu (červená křivka, legenda grafu vpravo). Pro každý světadíl, nebo jeho část jsme vybrali lokalitu s typickým průběhem teploty a srážek, který charakterizuje danou oblast. Vaším úkolem je přiřadit klimagramy k oblastem, kam patří.

Motivace

A/ Popis podnebí ve světě pomocí klimagramů Na obrázcích jsou klimagramy pro různá místa na světě: a) b) c) d) e) f) g) h)

Alice Springs (centrální část Austrálie) Amundsen-Scott (South Pole Station, Antarktida) Arica (Chile) Atlanta (USA) Chartúm (Súdán, Afrika) Cherrapunji [Čerapundží] (Indie) Praha (Evropa) Punta Arenas (Chile)

1 [mm]

80 60

[°C]

Přiřaďte k obrázkům správná místa.

40 30

40

20

20

10

0

0 I


2 [mm]

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 I

[°C]

380 m n.m.

25 20 15 10 5 0


35 m n.m.

72

Úkol

25 20 15 10 5 0

[mm]

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0

[°C]

3

I


1 313 m n.m.

12 10 8 6 4 2 0

[mm]

50 40 30 20 10 0

[°C]

4

I


34 m n.m.

30 25 20 15 10 5 0

[mm]

60 50 40 30 20 10 0

[°C]

5

I


547 m n.m.

20 15 10 5 0 -5

[mm]

100 80 60 40 20 0

[°C]

6

I


365 m n.m.

73

[°C]

7

0 -10 -20 -30 -40 -50 -60 -70

[mm]

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 I


2 835 m n.m.

30 25 20 15 10 5 0

[mm]

200

[°C]

8 150 100 50 0 I


315 m n.m.

B/ Klimagram pro města v České republice Společně se naučte sestrojit klimagram pro Ostravu, Olomouc a Opavu.

74

Úkol

C/ Klimagramy ve světě Najděte zdroj informací o měsíčních úhrnech srážek a měsíčních Úkol teplotách v knihovně nebo na internetu a sestrojte klimagram pro nejvzdálenější místo, kam byste se chtěli jednou podívat. V které části s učitelem roku by byla cesta nejvhodnější?

3.2 INFORMACE O POČASÍ NA WEBECH A NA FACEBOOKU Informace o počasí a podnebí je dnes možné najít nejen v učebnicích a skriptech, ale i na internetu. Široká dostupnost informací však většinou nezaručuje jejich kvalitu a čtenář by měl vždy vědět, jak spolehlivý je zdroj informace. Téměř všechny státy světa mají svou Národní meteorologickou službu, která úzce spolupracuje se Světovou meteorologickou organizací. V České republice je touto službou Český hydrometeorologický ústav, který udržuje přiměřeně hustou sít meteorologických, klimatologických a srážkoměrných stanic, přijímá a zpracovává informace z meteorologických družic, několikrát denně vypouští sondážní balón, provozuje dva srážkoměrné radary a počítá předpovědní meteorologický model. Informace ČHMÚ jsou tedy nejobsáhlejší a nejpřesnější.

Motivace

A/ Aktuální předpověď počasí Základní informační portál ČHMÚ najdete na adrese www.chmi.cz. Tento internetový rozcestník má hned na úvodní stránce (Home page) mapu České republiky ve třech verzích - POČASÍ, VODA a OVZDUŚÍ . Pod každou z těchto map je sada základních odkazů k nejčastěji hledaným informacím.

75

Úkol

Velmi oblíbenou formou předpovědi počasí jsou tzv. meteogramy. ČHMÚ připravuje meteogramy podle výstupů předpovědního modelu ALADIN, který má modelové rozlišení 4,5 km. Srovnejte vybrané meteogramy ČHMÚ například s meteogramy, které poskytuje na webu Norská meteorologická služba (www.yr.no.) Tyto norské meteogramy jsou ve světě hodně populární a je vhodné je používat při cestách do zahraničí. Mají však rozlišení jen 20 km. Vyberte si stejné lokality v České republice z obou těchto zdrojů, stejný čas a srovnávejte informace s realitou.

76

Úkol

B/ Znečištění ovzduší Všichni víme, že v Moravskoslezském kraji máme problémy s kvalitou ovzduší. Najděte na portále ČHMÚ aktuální informace o koncentracích znečištění na ostravských měřících stanicích.

77

Úkol s učitelem

C/ Počasí v médiích O zajímavých událostech, které se vyskytují nejen v Česku, ale i ve světě, informuje ČHMÚ na speciálním informačním portále www.infomet.cz, kde mohou čtenáři vkládat i vlastní příspěvky a komentovat zveřejněné informace. Tento informační server je určen hlavně novinářům. Najděte v českých novinách článek, který vznikl z informací ČHMÚ.

78

Úkol s učitelem

D/ Počasí a facebook Širokou škálu informací, odkazy na zajímavé události a pravidelnou diskusi s veřejností najdete rovněž na facebookové stránce ČHMÚ (www.facebook.com/meteo.chmi). Zde je hodně prostoru pro návrhy na zlepšení informačních služeb ČHMÚ. Najděte si na webu nebo na facebooku další stránky a informační kanály, které informují o počasí u nás. Srovnejte jejich srozumitelnost, aktuálnost a informační dosah. Pátrejte po zdrojích informací, které autoři předkládají. Diskutujte o počasí a o jejich prezentaci. Sledujete předpovědi počasí v televizi? Posloucháte informace o počasí v rádiu? Kde se podíváte na předpověď počasí před výletem?

79

Úkol s učitelem

3.3 EXTRÉMNÍ METEOORLOGICKÉ JEVY I na území České republiky se může vyskytnout nebezpečné počasí nebo počasí, které má nebezpečné projevy. V odborné meteorologické literatuře nebo na internetu vyhledejte odpovědi na uvedené otázky. Na internetu existuje řada odkazů, informací a stránek, které mohou obsahovat neúplné nebo chybné informace. Vyhledejte stránky a odkazy, které garantuje Národní meteorologická služba ve spolupráci s Amatérskou meteorologickou organizací.

Motivace

A/ Tornáda Popište význam slova tornádo

Úkol

80

Popište vzhled tornáda

Úkol

Jak se zjišťuje intenzita tornáda?

Úkol

Popište Fujitovu stupnici

Úkol

B/ Bouřky Popište nejvíce rizikové situace při bouřce, pokud Vás zastihne ve volném terénu.

81

Úkol

Popište zásady bezpečného pohybu při bouřce, když nás bouřka zastihne ve volném terénu.

Úkol


Úkol

D/ Silné srážky Popište termín přívalové srážky.

Úkol

3.4 SVĚTOVÉ, EVROPSKÉ, A ČESKÉ REKORDY PROJEVŮ POČASÍ A PODNEBÍ Největší mráz, nejvíce srážek, největší kroupa a mnoho dalších NEJ potkáte v testu, který je součástí vašeho úkolu. Nejprve zkuste správnou odpověď odhadnout sami, poté si můžete vypomoci hledáním na internetu.

82

Motivace

A/ Vědomostní test Vědomostní test ze znalostí světových, evropských a českých rekordů počasí a podnebí. Správná je vždy pouze jedna odpověď. Připraveno 20 otázek. Za každou správnou odpověď je jeden bod. 1. Nejvyšší světová naměřená teplota vzduchu: a)

64,3 °C v roce 1972, Arica (Chile)

b)

56,7 °C v roce 1913, Death Valley (California, USA)

c)

51,5 °C v roce 1956, Chartúm (Súdán)

2. Nejnižší světová naměřená teplota vzduchu: a)

-71,3°C v roce 1985, Jakuts (Rusko)

b)

-69,3 °C v roce 1981, Salisbury Island (Kanada)

c)

-89,2 °C v roce 1983, Vostok (Antarktida)

3. Nejvyšší evropská naměřená teplota vzduchu: a)

48,0 °C v roce 1977, Athény (Řecko)

b)

43,7 °C v roce 1983, Sevilla (Španělsko)

c)

44,5 °C v roce 1983, Catania (Sicílie, Itálie)

4. Nejnižší evropská naměřená teplota vzduchu: a)

-65,3 °C v roce 1942, Petrohrad (Rusko)

b)

-68,3 °C v roce 1947, Narvik (Norsko)

c)

-58,1 °C v roce 1978, Ust’Schugor (Rusko)

5. Nejvyšší česká naměřená teplota vzduchu: a)

39,1 °C v roce 2003, Znojmo

b)

39,5 °C v roce 1983, Mikulov

c)

40,4 °C v roce 2012, Dobřichovice u Prahy

6. Nejnižší česká naměřená teplota vzduchu: a)

-48,5 °C v roce 1963, Sněžka

b)

-42,2 °C v roce 1929, Litvínovice u Českých Budějovic

c)

-38,1 °C v roce 2011, Kvilda na Šumavě

83

Úkol

7. Nejvyšší světový 24 hodinový srážkový úhrn: a)

1 825 mm v roce 1966, Réunion (Indický oceán)

b)

1 015 mm v roce 1999, Manila (Filipíny)

c)

978 mm v roce 2001, Maui (Havajské ostrovy)

8. Nejvyšší světový 12 měsíční srážkový úhrn: a)

12 567 mm, 6/1956–5/1957, Pontianak (Borneo)

b)

13 679 mm, 7/1933–6/1934, Maui (Havajské ostrovy)

c)

26 470 mm, 8/1860–7/1861, Cherrapunji (Indie)

9. Nejvyšší světový průměrný roční úhrn srážek: a)

7 550 mm, Pontianak (Borneo)

b)

11 640 mm, Mt. Waialeale (Havajské ostrovy)

c)

16 388 mm, Davao (Filipíny)

10. Nejnižší světový průměrný roční úhrn srážek: a)

45,7 mm, Aden (Jemen)

b)

30,5 mm, Batagues (Mexico)

c)

0,7 mm, Arica (Chile)

11. Nejtěžší zvážená kroupa na světě: a)

1,02 kg, v roce 1986, Gopalganj district (Bangladéš)

b)

0,78 kg v roce 2001, Atlanta (USA)

c)

0,71 kg v roce 1981, Androka (Madagaskar)

12. Nejvyšší denní úhrn srážek za 24 hodin v ČR: a)

233 mm v roce 1997, Lysá hora (Beskydy)

b)

301 mm v roce 2002, Cínovec (Krušné hory)

c)

375 mm v roce 1897, Nová Louka (Jizerské hory)

13. Nejnižší roční úhrn srážek v ČR: a)

415 mm v roce 1947, Louny

b)

335 mm v roce 1933, Dolní Věstonice

c)

231 mm v roce 1943, Praha-Karlov

84

14. Nejvyšší roční úhrn srážek v ČR: a)

1 973 mm v roce 1997, Vimperk (Šumava)

b)

2 017 mm v roce 1905, Pec pod Sněžkou (Krkonoše)

c)

2 260 mm v roce 1903, Horní Bečva (Beskydy)

15. Nejvyšší průměrný roční úhrn srážek v ČR: a)

Lysá hora v Beskydech, 1 532 mm za období 1901–1950

b)

Sněžka, 1 227 mm za období 1901–1950

c)

Horská Kvilda na Šumavě, 1 486 mm za období 1901–1950

16. Nejvyšší světový zaznamenaný náraz větru: a)

103,3 m.s−1 v roce 1916, Mt. Washington, New Hampshire (USA)

b)

113,2 m.s−1 v roce 1996, Barrow Island (Austrálie)

c)

79,3 m.s−1 v roce 2001, Amundsen-Scott South Pole Station (Antarktida)

17. Nejvyšší česká průměrná roční rychlost větru (největrnější místo ČR): a)

8,5 m.s−1, Milešovka

b)

11,5 m.s−1, Lysá hora

c)

13,6 m.s−1, Sněžka

18. Nejvíce sněhu za 24 hodin napadlo: a)

193 cm v roce 1921, Silver Lake (Colorado, USA)

b)

155 cm v roce 1983, Sonnblick (Rakousko)

c)

147 cm v roce 1944, Kathmandu (Nepál)

19. Nejvyšší světová průměrná roční délka slunečního svitu je: a)

4 015 hodin, Yuma (Arizona, USA)

b)

2 760 hodin, Heraklion (Kréta, Řecko)

c)

2 725 hodin, Palma de Mallorca (Kanárské ostrovy, Španělsko)

20. Nejvyšší evropská průměrná roční délka slunečního svitu je: a)

2 536 hodin, Neapol (Itálie)

b)

3 514 hodin, Larnaca (Kypr)

c)

3 036 hodin, Faro (Portugalsko)

85

3.5 POZNÁTE JE? Atmosféra nám v našem okolí ukazuje různé jevy a vytváří různé zajímavé úkazy. Poznáte je? A umíte popsat podmínky jejich vzniku?

Motivace

A/ Viditelné projevy počasí

Úkol

Úkol

Úkol

86

Úkol

Úkol

Úkol

Úkol

87

Úkol

Úkol

Úkol

88

Úkol

89

4. PRACOVNÍ LISTY S ODBORNÝM TEXTEM V ANGLICKÉM A ČESKÉM JAZYCE 4.1. Tornadoes within the Czech Republic This paper addresses the historical documentation of tornadoes and the awareness of tornadic events in the area of the present Czech Republic throughout the last nine centuries. The oldest records of tornado occurrence in the region can be found in chronicles from the first half of the 12th century - the two most interesting of these are presented here in translation from the original Latin texts. Several other cases of possible tornadoes and waterspouts can be found in chronicles from the 12th and 13th centuries. However, from the descriptions of the events, it is not always clear if the phenomenon was a tornado, waterspout, dust swirl, or if it was of a non-tornadic nature. From the 14th to 19th centuries, tornado records are rather scarce for the region. During the ‘‘socialist’’ period, the term ’’tornado’’ was seldom used and they were poorly understood, producing a view that ‘‘tornadoes do not occur in Central Europe’’. The situation began to change with the works of Munzar (1993), and new records showed that about one tornado per year occurred between 1994 and 1999. 20th century As can be seen from www.tornada-cz.cz, tornado records from Czech lands for the first seven decades of the 20th century are very scarce. However, the first of these records is quite exceptional - not only for the detailed description by Edler von Wahlburg (1911), but also for the length of the event. The tornado of the 11th May 1910 (Edler von Wahlburg’s, 1911 paper incorrectly dates this as 15th May) was first recorded close to České Budějovice. It lasted for almost 3.5 hour and had a track of about 190 km. Edler von Wahlburg described periods during this event when no contact between the funnel cloud and the ground was observed, and other periods when heavy damage was caused by the tornado (the width of the damage swath was about 60 to 65 m). From the description, however, it is not possible to distinguish whether it was one continuous event for the entire period, or if it was a series of several tornadoes occurring during the life of a persistent ‘‘parent’’ storm (likely a supercell). If the first is really true, then it was the longest lasting tornado ever recorded in the territory of Czech lands. As can be seen from www.tornada-cz.cz, only one tornado case (1950) was recorded for the next seven decades. A comparison with the tornado records from neighbouring countries - Germany (Dotzek, 2001) or Austria (Holzer, 2001) - indicates that this ‘‘gap’’ is certainly artificial, resulting from the widespread practice of the weather service, journalists, and public alike all ignoring these events. This can be understood for the war periods and communist era, but there is no reasonable explanation for the period between the 1st and 2nd World Wars. For the socialist period (1948–1989), it was typical that tornadoes were virtually ignored damage events were simply attributed to ‘‘damaging winds’’ accompanying convective storms and the term ‘‘tornado’’ was essentially forbidden - both by journalists and most meteorologists. A ‘‘tornado’’ was something that was related to the U.S. Great Plains, but had no ‘‘official’’ presence in Central Europe. Although a few meteorologists had no hesitation in using this term,

90

they were not taken seriously. If journalists reported on a tornado event, it was almost always described in other terms. The situation began to change at the beginning of 1990s, after the political changes. The fall of the ‘‘iron curtain’’ led to a much higher level of information exchange, and this has been further enhanced by the increasing use of the Internet. The first recent attempt to summarize all known cases of tornado occurrences in the territory of the present Czech Republic was carried out by Munzar (1993). This work covered a total of 29 tornadoes between 1119 and 1993 and later became the core of the present Czech tornado database. Although this was a very limited edition, it influenced many other Czech meteorologists (including the first two authors of this paper). A new chapter in tornado research in the Czech territory began in May 1994 when a comprehensive storm damage survey led to the identification of a tornado at Lanžhot (Šálek, 1994). Three additional cases followed in 1996, 1997 and 1998, also thoroughly documented by professional meteorologists (Setvák et al., 1996; Sulan et al., 1998; Setvák, 1999). These four cases introduced a new approach for modern Czech meteorology, opening the door for the term ‘‘tornado’’ to be used in the Czech language. Two other factors had an important role in increasing tornado awareness among the Czech community in the second half of 1990s. The first of these was closer contacts between the Czech Hydrometeorological Institute (CHMI) and the National Severe Storms Laboratory (NSSL, Norman, Oklahoma, USA), between 1994 and 1997. Although focused primarily on satellite data, this link brought to CHMI new insights into severe convective storms and related severe weather. The second factor was the establishment of a Czech web site devoted to tornadoes (Setvák and Šálek, 2003). This web site, active since mid-1996, not only provides basic information about tornadoes in general (their definitions, possible appearance, relation to convective storms, etc.), but summarizes all the known cases in the region of present Czech Republic and brings detailed information about individual cases where available. Also, it provides contact addresses for reporting a tornado, including instructions what information is important to meteorologists that witnesses could provide. Finally, detailed safety instructions (not only for tornadoes, but for all possible hazards associated with severe convective storms) can be found there. The web site is in Czech and English; however - since the main goal of the pages is to inform the Czech public in the Czech language - the English version is much briefer. By the end of 1990s, it seemed that the average rate of tornadoes in the Czech Republic is about one tornado a day (i.e., a day with one or more tornadoes) per year. However, the general public’s awareness of tornadoes is still very low, so that some cases are likely to escape documentation. Hence, the actual tornado frequency could still be higher.

91

Výkladový slovník pojmů Anglicky

Česky

attribute

přispět

awareness

povědomí, vědomí

case

případ

century

století

damage

škoda, újma

describe

popsat

distinguish

rozlišit, odlišit

escape

uniknout

exceptional

výjimečný

explanation

vysvětlení

chronicle

kronika

observe

pozorovat

occurence

výskyt

provide

poskytnout

records

záznamy

result

výsledek

seldom

zřídka

storm

bouře

territory

území

waterspout

průtrž mračen

widespread

obecně rozšířený, rozšířený

92

Slovník pojmů

4.2. Tornáda v České republice Tento článek pojednává o historické dokumentaci tornád a o obecném povědomí "tornadických" událostí v rámci České republiky za posledních devět století. Nejstarší záznamy o výskytu tornáda v regionu mohou být nalezeny v kronikách z první poloviny 12. století – dvě nejzajímavější zmínky jsou součástí tohoto textu a jsou to překlady z originálního latinského textu. Několik dalších případů možných tornád a průtrží mračen se nachází v kronikách z 12. a 13. století. Z dochovaných zpráv však není úplně jasné, zda zmíněné jevy byly opravdu tornáda, průtrže mračen, vzdušný vír nebo zda šlo o jiný přírodní úkaz. V období mezi 14. Až 19. stoletím jsou zmínky o tornádech v našem regionu velice vzácné. Během období socialismu byl termín “tornádo” málo používaný a spíše neznámý a obecně se věřilo, že tornáda se ve Střední Evropě nevyskytují. Názory se začaly lišit až díky odborným Munzarovým pracím (1993) a nové poznatky tak ukázaly, že v letech 1994-1999 se objevilo vždy jedno tornádo ročně. 20. Století Jak lze vyčíst na webových stránkách www.tornada.cz, záznamy o tornádech v prvních sedmi dekádách 20. století jsou velice ojedinělé. Nicméně první z těchto záznamů je dosti výjimečný – nejen detailním popisem Edlera von Wahlburga (1911), ale také délkou tohoto tornádového jevu. Tornádo z 11. května 1910 (Edler von Wahleburg ve svém spisu událost úmyslně datuje k 15. Květnu) bylo poprvé zaznamenáno poblíž Českých Budějovic. Trvalo téměř 3,5 hodiny a urazilo délku až 190 km. Elder von Wahlburg popsal úkaz od chvíle, kdy nebyl spatřen žádný kontakt mezi "tornádovitým" trychtýřem a zemí, až po sekvence, kdy tornádo způsobilo rozsáhlé škody (šířka jednoho ničivého kontaktu tornáda se zemí byla až 65 m). Na druhou stranu však z tohoto záznamu nelze bezpečně určit, zda šlo o jednu kontinuální událost, nebo zda šlo o sérii několika tornád vyskytujících se v rámci jedné velké bouřky, tzv. supercely. Pokud je opravdu pravdivá první verze, tak to bylo největší tornádo popsané v českých zemích. Jak můžeme dále vidět na www.tornada-cz.cz pouze jeden další případ výskytu tornáda byl zaznamenán v roce 1950 a to až do doby 70. let 20. století. Protiklad v záznamech o výskytu tornád v sousedících zemích - Německo (Dotzek, 2001) nebo Rakousko (Holzer, 2001) ukazuje na fakt, že tato “pauza” ve výskytu tornád byla spíše uměle vytvořena, a to na základě všeobecně rozšířené praxe meteorologů, soudobých žurnalistů a široké veřejnosti, kde se existence tornád jednoduše ignorovala. Zanedbávání problému tornád si lze vysvětlit v období světových válek a také v rámci komunistické éry, ale neexistuje rozumné vysvětlení pro období mezi první a druhou světovou válkou. Pro socialistické období (1948-1989) bylo typické, že tornáda byla prakticky ignorována - škody způsobené přírodními živly byly jednoduše připisovány "silným větrům", které doprovázejí konvektivní bouřky a termín "tornádo" byl v podstatě zapomenut - a to jak ze strany novinářů, tak také ze strany meteorologů. Tornádo představovalo jednoduše živel, který byl spojován s americkými velkými pláněmi, ale neměl žádné opodstatnění v zeměpisných šířkách centrální Evropy. Přestože se objevilo pár meteorologů, kteří termín "tornádo" použili, nebyl jejich počin brán nijak vážně.

93

Pokud se stalo, že žurnalista okomentoval přírodní jev jako "tornádo", tak pro tento jev, ale využil jiný termín nebo popis. Tato situace se začala měnit po roce 1990, v době velkých politických změn. Pád "železné opony" vedl obecně k větší informovanosti, což bylo následně ještě podpořeno rozšířením internetové sítě. První vážný pokus ucelit všechny známé případy výskytu tornád na území České republiky byl proveden Munzarem (1993). Jeho práce obsahovala celkově 29 tornád mezi léty 1119 až 1993 a později se stala jádrem současné České databáze tornád. Přestože Munzarova publikace byla poměrně obsahově omezená, ovlivnila mnoho dalších českých meteorologů. Nová kapitola ve výzkumu tornád na území Česka začala v květnu 1994, kdy ucelený přehled popisující škodu po bouřce vedl až k identifikaci tornáda u Lanžhotu (Šálek, 1994). Další tři případy následovaly v letech 1996, 1997 a 1998 a byly také zevrubně zdokumentovány profesionálními meteorology (Setvák a kol., 1996; Sulan a kol., 1998; Setvák, 1999). Tyto čtyři tornadické případy představily nový a moderní přístup české meteorologie a otevřely dveře termínu "tornádo", který byl nadále používán v českém jazyce. Existují však ještě dva další faktory, které měly důležitou roli při zvyšování povědomí o tornádu v rámci širší české veřejnosti v druhé polovině 90. let. První fakt byly bližší kontakty mezi Českým hydrometeorologickým ústavem (CHMI) a Národní bouřkovou laboratoří (NSSL, Norman, Oklahoma, USA) v letech 1994 až 1997. Přestože se Český meteorologický ústav zaměřil především na dostupnost k satelitním datům, tak tyto kontakty s americkou "bouřkovou laboratoří" přinesly do českých zemí také nové pohledy na silné konvektivní bouřky. Druhým faktorem potom bylo založení českých webových stránek věnovaných tornádům (Setvák a Šálek, 2003). Tento web, aktivní od poloviny roku 1996, poskytuje nejen základní informace o tornádech v obecné rovině (jejich definice, možný vzhled, návaznost na konvektivní bouřky atd.), ale shrnuje také všechny známé případy na území České republiky a přináší detailní informace o individuálních tornádech. Webové stránky také obsahují adresy pro hlášení výskytu tornád a instrukce pro svědky tornád, které informace jsou důležité pro meteorology. Nakonec web popisuje detailní bezpečnostní opatření (nejen při výskytu tornáda, ale při kontaktu s jakoukoli jinou silnou bouřkovou událostí). Webové stránky jsou k dispozici v češtině a angličtině; anglická mutace je však dosti zkrácená oproti verzi české, kde se předpokládá česky mluvící občan jako cílový čtenář a uživatel těchto stránek. Do konce roku 1990 se předpokládalo, že průměrný výskyt tornád v České republice je 1 tornádo za den (1 tornádo nebo více tornád ve stejný den) za celý jeden rok. Je však třeba znovu zdůraznit, že povědomí o tornadických případech v České republice stále není vysoké, je tedy možné, že některé případy tornád jednoduše unikly dokumentaci a tudíž i jejich pozornosti. To znamená, že aktuální výskyt tornád v Čechách může být vyšší, než je obecně zdokumentováno.

94

ČÁST C - Metodická příručka

1. PRACOVNÍ AKTIVITY PRO 2. STUPEŇ ZÁKLADNÍCH ŠKOL 1.1 Nebezpečné počasí Vzdělávací cíl: O nebezpečném počasí si myslíme, že se vyskytuje jen hodně daleko od nás. Ale některé projevy extrémního počasí jsou nebezpečné pro člověka i ve střední Evropě a žáci by měli vědět, co se může stát i v jejich nejbližším okolí. Cílová skupina: pro žáky 1. stupně základních škol V rámci předmětů: přírodověda, vlastivěda

Pokyny pro učitele

Rozsah: 1 hodina Poznámka: Možná práce ve skupinkách. A/ Bouřky Popište nejvíce rizikové situace při bouřce, pokud Vás zastihne ve volném terénu a. pohyb osob v otevřené krajině nebo na jakémkoliv vyvýšeném místě; extrémně nebezpečným je pohyb na horském hřebeni a vrcholech hor. b. pobyt na vodní hladině (řek, přehrad, rybníků, jezer, moře) - jako plavec, v člunu, na lodi, surfovacím prkně, nafukovací matraci,… c. pohyb v jakékoliv otevřené krajině, kdy máme u sebe jakékoliv větší kovové předměty (např. jízdní kola, deštníky, golfové hole, krosny s kovovou kostrou, zeměměřičské či fotografické stativy,…) nebo se jich dotýkáme (např. pevné řetězy na horách). d. pobyt pod vzrostlejšími stromy. Pozor - některé nižší stromy mohou mít výrazně hlubší kořeny než třeba okolní vyšší smrky a díky tomu jsou výrazně vodivější. Za bouřky je tedy lepší vyvarovat se blízkosti jakýchkoliv Podklad vzrostlejších stromů, nejen těch nejvyšších!!! e. pobyt v blízkosti jakýchkoliv stožárů (nejen kovových!), sloupů veřejného pro učitele osvětlení, a poblíž elektrického vedení. f. pobyt v/na jakýchkoliv otevřených vozidlech - sportovních, stavebních, či zemědělských, cyklistických kolech a motorkách. g. telefonování pevnými linkami (o to i v uzavřených chráněných místnostech), práce s počítačem (zpravidla je spojen nejen s elektrickou sítí, ale i s telefonní sítí přes modem) či jakýmikoliv elektrospotřebiči, připojenými k rozvodné síti. h. kontakt s vodou z vodovodu (mytí rukou či nádobí, sprchování,…). i. pobyt pod skalním převisem, ve vchodu do jeskyně nebo jakékoliv šachty. j. pokud jsme v blízkosti bouřky, může být nebezpečným i pouhé vystupování z auta, zejména jsou-li pneumatiky a půda ještě suché. V okamžiku vystoupení se totiž můžeme stát "uzemněním" našeho auta a tím iniciovat blesk. Za mokra by toto riziko mělo být výrazně nižší. 95

Popište zásady bezpečného pohybu při bouřce, když nás bouřka zastihne ve volném terénu a. Za relativně bezpečný lze považovat pobyt v bouřce v autě s uzavřenou plechovou karosérií (nikoliv tedy v kabrioletu - byť se zataženou střechou, nebo v trabantu) - samozřejmě s přihlédnutím k dalším rizikům uvedeným níže a za předpokladu přiměřeného snížení rychlosti jízdy. Stihneme-li to ještě před bouřkou, zatáhneme či demontujeme všechny externí antény (od rádia a mobilního telefonu), zatáhneme okénka a nedotýkáme se zbytečně kovových částí karosérie. b. Pokud nás bouřka zastihne v otevřené krajině, snažíme se vyhledat co nejnižší polohy (údolí, úvozy, aj.) - musíme však zvážit riziko nečekaného přívalu vody (zejména v soutěsce nebo uzavřené rokli). c. Na vyvýšených místech zaujmeme co nejnižší polohu, nikoliv však vleže; zároveň se snažíme o co nejmenší kontakt našeho těla se zemí. Z tohoto důvodu je doporučována poloha v podřepu, avšak pokud možno na špičkách bot (otázkou však je, kdo tuto polohu vydrží delší dobu). d. Dokud jsme ve skupině, raději se rozdělíme a hlavně se nebudeme držet za ruce. Pokud by někdo ze skupiny byl náhodou zasažen bleskem, je tak větší naděje, že v okolí bude osoba schopná poskytnout první pomoc. Pokud budeme pohromadě, v těsné blízkosti, v případě zásahu bleskem budou zasaženi nejspíše všichni! e. Výše uvedené zásady opatrnosti platí i tehdy, když se bouřka jeví jako relativně vzdálená (zejména po vydatných srážkách, kdy se nám zdá, že bouřka již odchází). Bezpečnostní pravidla bychom měli zachovat po dobu alespoň 20 až 30 minut od posledního blesku či zahřmění. f. V případě zásahu a zranění člověka bleskem bývá nadějí pro zasaženého včasná první pomoc - zpravidla je nutná masáž srdce a umělé dýchání. Proto není zcela od věci si jejich zásady čas od času zopakovat…

B/ Letní horka Co je to horká vlna? Horká vlna je vícedenní období letních veder na rozsáhlém území, během níž dosahují maximální denní teploty vzduchu 30 °C a více. Ve střední Evropě bývá podmíněna advekce tropického vzduchu do nitra pevniny nebo intenzívním radiačním ohříváním polárního vzduchu setrvávajícího nad přehřátou pevninou v oblastech anticyklon

Podklad Horké vlny způsobují mimořádnou zátěž organismu zejména pro malé děti, starší pro učitele lidi a kardiaky. Vysoké teploty vzduchu (obvykle již od 30 °C a výše) se vyskytují nejčastěji v letních měsících, tedy v červnu, červenci a srpnu. Přitom během dne obvykle teplota vzduchu kulminuje kolem 14. až 15. hodiny místního času (15 až 16 hodin letního času). V létě může teplota vzduchu v České republice výjimečně dosáhnout až 40 °C. 96

Velikost zátěže se zvyšuje s rostoucí délkou trvání období s vysokými teplotami a při vysoké vlhkosti vzduchu. Ta omezuje odpařování potu z těla a tedy jeho ochlazování a vede k pocitu dusna. Zátěž zvyšuje přímé sluneční záření, které je nejintenzivnější kolem poledne místního času (13 hodin letního času). V jeho důsledku se v létě výrazně ohřívají stěny budov, povrchy komunikací apod., takže v jejich blízkosti můžeme naměřit výrazně vyšší teploty vzduchu, než ve volné přírodě nebo v meteorologické budce, popř. radiačním krytu automatizované stanice, která se umísťuje nad zatravněným povrchem. C/ Silné deště Co je přívalová srážka Přívalové srážky nebo také přívalový déšť jsou silné přeháňky, spojené s bouřkovou činností, jsou v letním období poměrně častým a běžným jevem, avšak ve většině případů mají pouze krátkou dobu trvání (do 30 minut). V některých případech však může být bouřková buňka mimořádně aktivní a ve velmi krátkém čase řádu desítek minut z ní vypadne extrémní množství srážek, které pak nestačí "normálně" odtéct z oblasti, kde spadly. Jindy se bouřková oblačnost může uspořádat do podoby většího množství bouřkových buněk, které opakovaně vznikají v přibližně stejné oblasti. Za takové situace pak dochází k velmi nebezpečné kumulaci srážek, které se již nestačí vsakovat či "normálně" odtékat. V obou uvedených případech tak může dojít k velmi nebezpečným povodním z přívalových dešťů, nazývaným přívalové povodně. Tyto jsou nebezpečné především svou rychlostí a prudkostí, a také tím, že mohou přeměnit malé potoky (či jen suchá koryta a terénní rýhy) v životu nebezpečný živel. Nejnebezpečnější jsou v horách a v kopcovitých oblastech, kde se vlivem Podklad výrazně sklonitého terénu zvyšuje jejich rychlost a ničivost, přičemž současně může pro učitele docházet k sesuvům bahna a kamení. Při příchodu bouřky, v době kdy intenzívní srážky snižují výšku spodní základny oblaků, dochází obvykle k náhlému zvýšení rychlosti větru, který je značně nárazový, zviřující prach a často mění směr (húlava). Rychlost větru dosahuje v nárazech 15 až 30 m/s (cca 50 až 100 km/h), ojediněle i více. Zároveň nastupují přívalové srážky doprovázené výrazným zesílením výbojů blesků. Obvyklá intenzita srážek v bouřkách na území ČR je 10 až 40 mm/h, výjimečně však mohou srážkové úhrny dosáhnout více než 100 mm/h. Stupeň nebezpečí v důsledku silného deště vzrůstá s jeho intenzitou a dobou trvání. Od samého počátku způsobuje silný déšť zhoršenou orientaci pro řidiče, přičemž při rychlé jízdě vzniká nebezpečí tzv. aquaplaningu, kdy se kola automobilu pohybují po tenké vrstvě vody, což může způsobit jeho neovladatelnost. D/ Zdroje informací SOBÍŠEK, B. a kol., 1993. Meteorologický slovník výkladový terminologický. Academia a MŽP Praha. ISBN 80-85368-45-5. [online], [cit. 11. 2. 2015]. Dostupné z www: http://slovnik.cmes.cz/ www.chmi.cz www.bourky.com/teorie-bourek-ii 97

Podklad pro učitele

2.1 Tvorba a užití klimagramů Vzdělávací cíl: Popis podnebí pomocí klimagramů vhodně rozšiřuje zeměpisné znalosti žáků a nutí je přemýšlet o vlivu polohy lokality na zeměkouli. Cílová skupina: pro žáky 2. stupně základních škol V rámci předmětů: zeměpis Rozsah: 1 až 2 hodiny

Pokyny pro učitele

Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Možná práce ve skupinkách.

A/ Popis podnebí ve světě pomocí klimagramů Správné odpovědi: 1e 2c 3f 4h 5a 6g 7b 8d

Chartúm Arica Cherrapunji Punta Arenas Alice Springs Praha Amundsen-Scott Atlanta


B/ Klimagram pro města v České republice Měsíční úhrny srážek a průměrné měsíční teploty je možné najít pro mnoho dalších Podklad lokalit na internetu. Žáci si mohou sestrojit vlastní klimagramy pro jiné zajímavé pro učitele lokality.

2.2 Informace o počasí na webech a na Facebooku Vzdělávací cíl: Smyslem této aktivity je ukázat žákům, že existuje velké množství veřejných zdrojů informací o počasí. Každý si může najít takové informace, které mu vyhovují a které potřebuje. Vždy by však měl vědět, jaký je zdroj informací, kdo a proč informace poskytuje. Cílová skupina: pro žáky 2. stupně základních škol V rámci předmětů: zeměpis Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Možná práce ve skupinkách.

98

Pokyny pro učitele

2.3 Extrémní meteorologické jevy Vzdělávací cíl: Smyslem této aktivity je ukázat žákům, že existuje velké množství veřejných zdrojů informací o počasí. Každý si může najít takové informace, které mu vyhovují a které potřebuje. Vždy by však měl vědět, jaký je zdroj informací, kdo a proč informace poskytuje. Cílová skupina: pro žáky 2. stupně základních škol V rámci předmětů: zeměpis

Pokyny pro učitele

Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Možná práce ve skupinkách.

A/ Tornáda Popište význam slova tornádo: Tornádo je silně rotující vír (se zhruba vertikální osou), vyskytující se pod spodní základnou konvektivních bouří, který se během své existence alespoň jednou dotkne zemského povrchu a je dostatečně silný, aby na něm mohl způsobit hmotné škody. Popište vzhled tornáda Tornádo se nejčastěji jeví jako silně rotující "chobot" či "sloup", visící ze spodní základny konvektivní bouře. Ne vždy je však rotace dobře patrná - nejlépe ji Podklad "zviditelňuje" zvířený prach, unášený tornádem. Pokud však pozorujeme tornádo z pro učitele větší vzdálenosti, nemusí být vířící prach rozeznatelný a tornádo se spíše jeví jako sloup, trychtýř či nálevka pod základnou bouře. Nejčastěji je tornádo "zviditelněné" díky kondenzaci vodní páry, ke které dochází v důsledku velmi silné rotace vzduchu a následnému poklesu atmosférického tlaku uvnitř tornáda. Zeslabení cirkulace nebo nasátí suššího vzduchu má za následek "zvednutí se" tornáda ze zemského povrchu či jeho úplné vymizení, kolísání intenzity rotace se projevuje jako "skákání" tornáda. B/ Bouřky Popište nejvíce rizikové situace při bouřce, pokud Vás zastihne ve volném terénu a. pohyb osob v otevřené krajině nebo na jakémkoliv vyvýšeném místě; extrémně nebezpečným je pohyb na horském hřebeni a vrcholech hor. b. pobyt na vodní hladině (řek, přehrad, rybníků, jezer, moře) - jako plavec, v člunu, na lodi, surfovacím prkně, nafukovací matraci,… c. pohyb v jakékoliv otevřené krajině, kdy máme u sebe jakékoliv větší kovové Podklad předměty (např. jízdní kola, deštníky, golfové hole, krosny s kovovou kostrou, pro učitele zeměměřičské či fotografické stativy,…) nebo se jich dotýkáme (např. pevné řetězy na horách). d. pobyt pod vzrostlejšími stromy. Pozor - některé nižší stromy mohou mít výrazně hlubší kořeny než třeba okolní vyšší smrky a díky tomu jsou výrazně vodivější. Za bouřky je tedy lepší vyvarovat se blízkosti jakýchkoliv vzrostlejších stromů, nejen těch nejvyšších!!! e. pobyt v blízkosti jakýchkoliv stožárů (nejen kovových!), sloupů veřejného 99

f. g.

h. i. j.

osvětlení, a poblíž elektrického vedení. pobyt v/na jakýchkoliv otevřených vozidlech - sportovních, stavebních, či zemědělských, cyklistických kolech a motorkách. telefonování pevnými linkami (o to i v uzavřených chráněných místnostech), práce s počítačem (zpravidla je spojen nejen s elektrickou sítí, ale i s telefonní sítí přes modem) či jakýmikoliv elektrospotřebiči, připojenými k rozvodné síti. kontakt s vodou z vodovodu (mytí rukou či nádobí, sprchování,…). pobyt pod skalním převisem, ve vchodu do jeskyně nebo jakékoliv šachty. pokud jsme v blízkosti bouřky, může být nebezpečným i pouhé vystupování z auta, zejména jsou-li pneumatiky a půda ještě suché. V okamžiku vystoupení se totiž můžeme stát "uzemněním" našeho auta a tím iniciovat blesk. Za mokra by toto riziko mělo být výrazně nižší.

Popište zásady bezpečného pohybu při bouřce, když nás bouřka zastihne ve volném terénu a. Za relativně bezpečný lze považovat pobyt v bouřce v autě s uzavřenou plechovou karosérií (nikoliv tedy v kabrioletu - byť se zataženou střechou, nebo v trabantu) - samozřejmě s přihlédnutím k dalším rizikům uvedeným níže a za předpokladu přiměřeného snížení rychlosti jízdy. Stihneme-li to ještě před bouřkou, zatáhneme či demontujeme všechny externí antény (od rádia a mobilního telefonu), zatáhneme okénka a nedotýkáme se zbytečně kovových částí karosérie. b. Pokud nás bouřka zastihne v otevřené krajině, snažíme se vyhledat co nejnižší polohy (údolí, úvozy, aj.) - musíme však zvážit riziko nečekaného přívalu vody (zejména v soutěsce nebo uzavřené rokli). c. Na vyvýšených místech zaujmeme co nejnižší polohu, nikoliv však vleže; zároveň se snažíme o co nejmenší kontakt našeho těla se zemí. Z tohoto důvodu je doporučována poloha v podřepu, avšak pokud možno na špičkách bot (otázkou však je, kdo tuto polohu vydrží delší dobu). d. Dokud jsme ve skupině, raději se rozdělíme a hlavně se nebudeme držet za ruce. Pokud by někdo ze skupiny byl náhodou zasažen bleskem, je tak větší naděje, že v okolí bude osoba schopná poskytnout první pomoc. Pokud budeme pohromadě, v těsné blízkosti, v případě zásahu bleskem budou zasaženi nejspíše všichni! e. Výše uvedené zásady opatrnosti platí i tehdy, když se bouřka jeví jako relativně vzdálená (zejména po vydatných srážkách, kdy se nám zdá, že bouřka již odchází). Bezpečnostní pravidla bychom měli zachovat po dobu alespoň 20 až 30 minut od posledního blesku či zahřmění. f. V případě zásahu a zranění člověka bleskem bývá nadějí pro zasaženého včasná první pomoc - zpravidla je nutná masáž srdce a umělé dýchání. Proto není zcela od věci si jejich zásady čas od času zopakovat…


Podklad 100

Horká vlna je vícedenní období letních veder na rozsáhlém území, během níž dosahují maximální denní teploty vzduchu 30 °C a více. Ve střední Evropě bývá podmíněna advekce tropického vzduchu do nitra pevniny nebo intenzívním radiačním ohříváním polárního vzduchu setrvávajícího nad přehřátou pevninou v oblastech anticyklon

pro učitele

Horké vlny způsobují mimořádnou zátěž organismu zejména pro malé děti, starší lidi a kardiaky. Vysoké teploty vzduchu (obvykle již od 30 °C a výše) se vyskytují nejčastěji v letních měsících, tedy v červnu, červenci a srpnu. Přitom během dne obvykle teplota vzduchu kulminuje kolem 14. až 15. hodiny místního času (15 až 16 hodin letního času). V létě může teplota vzduchu v České republice výjimečně dosáhnout až 40 °C. Velikost zátěže se zvyšuje s rostoucí délkou trvání období s vysokými teplotami a při vysoké vlhkosti vzduchu. Ta omezuje odpařování potu z těla a tedy jeho ochlazování a vede k pocitu dusna. Zátěž zvyšuje přímé sluneční záření, které je nejintenzivnější kolem poledne místního času (13 hodin letního času). V jeho důsledku se v létě výrazně ohřívají stěny budov, povrchy komunikací apod., takže v jejich blízkosti můžeme naměřit výrazně vyšší teploty vzduchu, než ve volné přírodě nebo v meteorologické budce, popř. radiačním krytu automatizované stanice, která se umísťuje nad zatravněným povrchem.

D/ Silné srážky Popište termín přívalové srážky Přívalové srážky nebo také přívalový déšť jsou silné přeháňky, spojené s bouřkovou činností, jsou v letním období poměrně častým a běžným jevem, avšak ve většině případů mají pouze krátkou dobu trvání (do 30 minut). V některých případech však může být bouřková buňka mimořádně aktivní a ve velmi krátkém čase řádu desítek minut z ní vypadne extrémní množství srážek, které pak nestačí "normálně" odtéct z oblasti, kde spadly. Jindy se bouřková oblačnost může uspořádat do podoby většího množství bouřkových buněk, které opakovaně vznikají v přibližně stejné oblasti. Za takové situace pak dochází k velmi nebezpečné kumulaci srážek, které se již nestačí vsakovat či "normálně" odtékat. V obou uvedených případech tak může dojít k velmi nebezpečným povodním z přívalových dešťů, nazývaným přívalové povodně. Tyto jsou nebezpečné především svou rychlostí a prudkostí, a také tím, že mohou Podklad přeměnit malé potoky (či jen suchá koryta a terénní rýhy) v životu nebezpečný živel. Nejnebezpečnější jsou v horách a v kopcovitých oblastech, kde se vlivem pro učitele výrazně sklonitého terénu zvyšuje jejich rychlost a ničivost, přičemž současně může docházet k sesuvům bahna a kamení. Při příchodu bouřky, v době kdy intenzívní srážky snižují výšku spodní základny oblaků, dochází obvykle k náhlému zvýšení rychlosti větru, který je značně nárazový, zviřující prach a často mění směr (húlava). Rychlost větru dosahuje v nárazech 15 až 30 m/s (cca 50 až 100 km/h), ojediněle i více. Zároveň nastupují přívalové srážky doprovázené výrazným zesílením výbojů blesků. Obvyklá intenzita srážek v bouřkách na území ČR je 10 až 40 mm/h, výjimečně však mohou srážkové úhrny dosáhnout více než 100 mm/h. Stupeň nebezpečí v důsledku silného deště vzrůstá s jeho intenzitou a dobou trvání. Od samého počátku způsobuje silný déšť zhoršenou orientaci pro řidiče, přičemž při rychlé jízdě vzniká nebezpečí tzv. aquaplaningu, kdy se kola automobilu pohybují 101

po tenké vrstvě vody, což může způsobit jeho neovladatelnost. E/ Zdroje informací SOBÍŠEK, B. a kol., 1993. Meteorologický slovník výkladový terminologický. Academia a MŽP Praha. ISBN 80-85368-45-5. [online], [cit. 11. 2. 2015]. Dostupné z www: http://slovnik.cmes.cz/ www.chmi.cz


tornada-cz.cz/definice www.bourky.com/teorie-bourek-ii

3.1 Tvorba a užití klimagramů Vzdělávací cíl: Popis podnebí pomocí klimagramů vhodně rozšiřuje zeměpisné znalosti žáků a nutí je přemýšlet o vlivu polohy lokality na zeměkouli. Cílová skupina: pro studenty 1. až 3. ročníku gymnázií, středních odborných škol V rámci předmětů: zeměpis

Pokyny pro učitele

Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Samostatná práce i práce v týmech.

A/ Popis podnebí ve světě pomocí klimagramů Správné odpovědi: 1e 2c 3f 4h 5a 6g 7b 8d

Chartúm Arica Cherrapunji Punta Arenas Alice Springs Praha Amundsen-Scott Atlanta


B/ Klimagram pro města v České republice Měsíční úhrny srážek a průměrné měsíční teploty je možné najít pro mnoho dalších Podklad lokalit na internetu. Žáci si mohou sestrojit vlastní klimagramy pro jiné zajímavé pro učitele lokality.

3.2 Informace o počasí na webech a na Facebooku Vzdělávací cíl: Smyslem této aktivity je ukázat žákům, že existuje velké množství veřejných zdrojů informací o počasí. Každý si může najít takové informace, které mu vyhovují a které potřebuje. Vždy by však měl vědět, jaký je zdroj informací,

102

Pokyny pro učitele

kdo a proč informace poskytuje. Cílová skupina: pro studenty 1. až 3. ročníku gymnázií, středních odborných škol V rámci předmětů: zeměpis Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Možná práce ve skupinkách.

3.3 Extrémní meteorologické jevy Vzdělávací cíl: Smyslem této aktivity je ukázat žákům, že existuje velké množství veřejných zdrojů informací o počasí. Každý si může najít takové informace, které mu vyhovují a které potřebuje. Vždy by však měl vědět, jaký je zdroj informací, kdo a proč informace poskytuje. Cílová skupina: pro studenty 1. až 3. ročníku gymnázií, středních odborných škol V rámci předmětů: zeměpis

Pokyny pro učitele

Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Možná práce ve skupinkách.

A/ Tornáda Popište význam slova tornádo: Tornádo je silně rotující vír (se zhruba vertikální osou), vyskytující se pod spodní základnou konvektivních bouří, který se během své existence alespoň jednou dotkne zemského povrchu a je dostatečně silný, aby na něm mohl způsobit hmotné škody. Popište vzhled tornáda Tornádo se nejčastěji jeví jako silně rotující "chobot" či "sloup", visící ze spodní základny konvektivní bouře. Ne vždy je však rotace dobře patrná - nejlépe ji "zviditelňuje" zvířený prach, unášený tornádem. Pokud však pozorujeme tornádo z větší vzdálenosti, nemusí být vířící prach rozeznatelný a tornádo se spíše jeví jako sloup, trychtýř či nálevka pod základnou bouře. Nejčastěji je tornádo "zviditelněné" díky kondenzaci vodní páry, ke které dochází v důsledku velmi silné rotace vzduchu a následnému poklesu atmosférického tlaku uvnitř tornáda. Zeslabení cirkulace Podklad nebo nasátí suššího vzduchu má za následek "zvednutí se" tornáda ze zemského pro učitele povrchu či jeho úplné vymizení, kolísání intenzity rotace se projevuje jako "skákání" tornáda. Jak se zjišťuje intenzita tornáda Vzhledem k tomu, že měření rychlosti větru v samotném tornádu je prakticky neuskutečnitelné, navrhl v USA roce 1971 T. T. Fujita stupnici (tzv. Fujita Scale) pro určování intenzity tornád, založenou na vyhodnocení destruktivních účinků větru. Tato stupnice byla později lehce přepracována a zpřesněna (Enhanced Fujita Scale - EF Scale), v praxi se upravená stupnice používá od roku 2007. Popište Fujitovu stupnici Fujitova stupnice popisuje v šesti kategoriích (F0 až F5) sílu tornáda. 103

F0 = 29–37 m.s–1 lehké škody – nahodile zbořené komíny a dřevěné ploty; drobné škody na střešní krytině; poškozené reklamy a dopravní značky vedle silnic; ulámané větve stromů, sporadicky vyvráceny stromy s mělkými kořeny; na polích již patrná stopa tornáda F1 = 38–49 m.s–1 mírné škody – částečně poničená krytina střech; jedoucí automobily vytlačeny ze silnice, různé stavební buňky posunuty ze základů, převráceny či silně poškozeny, chatrnější stavby (kůlny, plechové garáže, plechové haly) těžce poničeny až zcela zničeny; sporadicky vyvráceny či přelomeny větší stromy s pevnějšími kořeny F2 = 50–60 m.s–1 středně těžké škody – zcela utrhány střechy z hůře postavených budov; mobilní buňky a chatrnější stavení zcela zničena; u bytelnějších staveb boční a čelní stěny ještě vážněji nepoškozeny; lehčí auta nadnášena; vznik “projektilů” z lehčích, malých trosek; většina izolovaně rostoucích velkých stromů vyvrácena nebo přelámána F3 = 61–73 m.s–1 značné škody – střechy a některé stěny zcela utrženy od konstrukce dobře postavených budov; těžší auta nadnášena; převrácené vlaky či lokomotivy; většina stromů v souvislém lese vyvrácena nebo ulámána, stojící stromy či pahýly stromů částečně zbaveny kůry létajícími troskami F4 = 74–90 m.s–1 těžké škody – železobetonové budovy významně poškozeny, zděné (cihlové) a kamenné budovy těžce (většinou neopravitelně) poškozeny, méně pevné budovy zcela srovnány se zemí, trosky nejchatrnějších budov rozptýleny do značné vzdálenosti od svých základů; auta unášena vzduchem (těsně nad zemí) nebo rolována na velké vzdálenosti; vznik velkých a těžkých “projektilů” z létajících trosek; pahýly stromů zcela zbaveny kůry F5 = 91–105 m.s–1 totální zkáza – železobetonové budovy těžce poškozeny, ostatní budovy zcela zničeny; zpevněné nezděné budovy přeneseny před totálním zničením do značné vzdálenosti; automobily přenášeny vzduchem jako “projektily” na značné vzdálenosti; pole zcela zbavena vegetace (úrody) – ta převážně vytrhána i s kořeny

104

B/ Bouřky Popište nejvíce rizikové situace při bouřce, pokud Vás zastihne ve volném terénu a. pohyb osob v otevřené krajině nebo na jakémkoliv vyvýšeném místě; extrémně nebezpečným je pohyb na horském hřebeni a vrcholech hor. b. pobyt na vodní hladině (řek, přehrad, rybníků, jezer, moře) - jako plavec, v člunu, na lodi, surfovacím prkně, nafukovací matraci,… c. pohyb v jakékoliv otevřené krajině, kdy máme u sebe jakékoliv větší kovové předměty (např. jízdní kola, deštníky, golfové hole, krosny s kovovou kostrou, zeměměřičské či fotografické stativy,…) nebo se jich dotýkáme (např. pevné řetězy na horách). d. pobyt pod vzrostlejšími stromy. Pozor - některé nižší stromy mohou mít výrazně hlubší kořeny než třeba okolní vyšší smrky a díky tomu jsou výrazně vodivější. Za bouřky je tedy lepší vyvarovat se blízkosti jakýchkoliv vzrostlejších stromů, nejen těch nejvyšších!!! e. pobyt v blízkosti jakýchkoliv stožárů (nejen kovových!), sloupů veřejného osvětlení, a poblíž elektrického vedení. f. pobyt v/na jakýchkoliv otevřených vozidlech - sportovních, stavebních, či zemědělských, cyklistických kolech a motorkách. g. telefonování pevnými linkami (o to i v uzavřených chráněných místnostech), práce s počítačem (zpravidla je spojen nejen s elektrickou sítí, ale i s telefonní sítí přes modem) či jakýmikoliv elektrospotřebiči, připojenými k rozvodné síti. Podklad h. kontakt s vodou z vodovodu (mytí rukou či nádobí, sprchování,…). pro učitele i. pobyt pod skalním převisem, ve vchodu do jeskyně nebo jakékoliv šachty. j. pokud jsme v blízkosti bouřky, může být nebezpečným i pouhé vystupování z auta, zejména jsou-li pneumatiky a půda ještě suché. V okamžiku vystoupení se totiž můžeme stát "uzemněním" našeho auta a tím iniciovat blesk. Za mokra by toto riziko mělo být výrazně nižší. Popište zásady bezpečného pohybu při bouřce, když nás bouřka zastihne ve volném terénu a. Za relativně bezpečný lze považovat pobyt v bouřce v autě s uzavřenou plechovou karosérií (nikoliv tedy v kabrioletu - byť se zataženou střechou, nebo v trabantu) - samozřejmě s přihlédnutím k dalším rizikům uvedeným níže a za předpokladu přiměřeného snížení rychlosti jízdy. Stihneme-li to ještě před bouřkou, zatáhneme či demontujeme všechny externí antény (od rádia a mobilního telefonu), zatáhneme okénka a nedotýkáme se zbytečně kovových částí karosérie. b. Pokud nás bouřka zastihne v otevřené krajině, snažíme se vyhledat co nejnižší polohy (údolí, úvozy, aj.) - musíme však zvážit riziko nečekaného přívalu vody (zejména v soutěsce nebo uzavřené rokli). c. Na vyvýšených místech zaujmeme co nejnižší polohu, nikoliv však vleže; zároveň se snažíme o co nejmenší kontakt našeho těla se zemí. Z tohoto důvodu je doporučována poloha v podřepu, avšak pokud možno na špičkách 105

bot (otázkou však je, kdo tuto polohu vydrží delší dobu). d. Dokud jsme ve skupině, raději se rozdělíme a hlavně se nebudeme držet za ruce. Pokud by někdo ze skupiny byl náhodou zasažen bleskem, je tak větší naděje, že v okolí bude osoba schopná poskytnout první pomoc. Pokud budeme pohromadě, v těsné blízkosti, v případě zásahu bleskem budou zasaženi nejspíše všichni! e. Výše uvedené zásady opatrnosti platí i tehdy, když se bouřka jeví jako relativně vzdálená (zejména po vydatných srážkách, kdy se nám zdá, že bouřka již odchází). Bezpečnostní pravidla bychom měli zachovat po dobu alespoň 20 až 30 minut od posledního blesku či zahřmění. f. V případě zásahu a zranění člověka bleskem bývá nadějí pro zasaženého včasná první pomoc - zpravidla je nutná masáž srdce a umělé dýchání. Proto není zcela od věci si jejich zásady čas od času zopakovat…

C/ Vysoké teploty Co je to horká vlna? Horká vlna je vícedenní období letních veder na rozsáhlém území, během níž dosahují maximální denní teploty vzduchu 30 °C a více. Ve střední Evropě bývá podmíněna advekce tropického vzduchu do nitra pevniny nebo intenzívním radiačním ohříváním polárního vzduchu setrvávajícího nad přehřátou pevninou v oblastech anticyklon Horké vlny způsobují mimořádnou zátěž organismu zejména pro malé děti, starší lidi a kardiaky. Vysoké teploty vzduchu (obvykle již od 30 °C a výše) se vyskytují nejčastěji v letních měsících, tedy v červnu, červenci a srpnu. Přitom během dne Podklad obvykle teplota vzduchu kulminuje kolem 14. až 15. hodiny místního času (15 až 16 hodin letního času). V létě může teplota vzduchu v České republice výjimečně pro učitele dosáhnout až 40 °C. Velikost zátěže se zvyšuje s rostoucí délkou trvání období s vysokými teplotami a při vysoké vlhkosti vzduchu. Ta omezuje odpařování potu z těla a tedy jeho ochlazování a vede k pocitu dusna. Zátěž zvyšuje přímé sluneční záření, které je nejintenzivnější kolem poledne místního času (13 hodin letního času). V jeho důsledku se v létě výrazně ohřívají stěny budov, povrchy komunikací apod., takže v jejich blízkosti můžeme naměřit výrazně vyšší teploty vzduchu, než ve volné přírodě nebo v meteorologické budce, popř. radiačním krytu automatizované stanice, která se umísťuje nad zatravněným povrchem.

D/ Silné srážky Popište termín přívalové srážky Přívalové srážky nebo také přívalový déšť jsou silné přeháňky, spojené s bouřkovou činností, jsou v letním období poměrně častým a běžným jevem, avšak ve většině Podklad případů mají pouze krátkou dobu trvání (do 30 minut). V některých případech však může být bouřková buňka mimořádně aktivní a ve velmi krátkém čase řádu desítek pro učitele minut z ní vypadne extrémní množství srážek, které pak nestačí "normálně" odtéct z oblasti, kde spadly. Jindy se bouřková oblačnost může uspořádat do podoby většího množství bouřkových buněk, které opakovaně vznikají v přibližně stejné oblasti. Za 106

takové situace pak dochází k velmi nebezpečné kumulaci srážek, které se již nestačí vsakovat či "normálně" odtékat. V obou uvedených případech tak může dojít k velmi nebezpečným povodním z přívalových dešťů, nazývaným přívalové povodně. Tyto jsou nebezpečné především svou rychlostí a prudkostí, a také tím, že mohou přeměnit malé potoky (či jen suchá koryta a terénní rýhy) v životu nebezpečný živel. Nejnebezpečnější jsou v horách a v kopcovitých oblastech, kde se vlivem výrazně sklonitého terénu zvyšuje jejich rychlost a ničivost, přičemž současně může docházet k sesuvům bahna a kamení. Při příchodu bouřky, v době kdy intenzívní srážky snižují výšku spodní základny oblaků, dochází obvykle k náhlému zvýšení rychlosti větru, který je značně nárazový, zviřující prach a často mění směr (húlava). Rychlost větru dosahuje v nárazech 15 až 30 m/s (cca 50 až 100 km/h), ojediněle i více. Zároveň nastupují přívalové srážky doprovázené výrazným zesílením výbojů blesků. Obvyklá intenzita srážek v bouřkách na území ČR je 10 až 40 mm/h, výjimečně však mohou srážkové úhrny dosáhnout více než 100 mm/h. Stupeň nebezpečí v důsledku silného deště vzrůstá s jeho intenzitou a dobou trvání. Od samého počátku způsobuje silný déšť zhoršenou orientaci pro řidiče, přičemž při rychlé jízdě vzniká nebezpečí tzv. aquaplaningu, kdy se kola automobilu pohybují po tenké vrstvě vody, což může způsobit jeho neovladatelnost. E/ Zdroje informací SOBÍŠEK, B. a kol., 1993. Meteorologický slovník výkladový terminologický. Academia a MŽP Praha. ISBN 80-85368-45-5. [online], [cit. 11. 2. 2015]. Dostupné z www: http://slovnik.cmes.cz/ www.chmi.cz


tornada-cz.cz/definice www.bourky.com/teorie-bourek-ii

3.4 Světové, evropské, a české rekordy projevů počasí a podnebí Vzdělávací cíl: Extrémní hodnoty bývají označovány jako rekordy. Základné povědomí o nejvyšších a nejnižších hodnotách umožňuje studentům zamyšlení nad příznivým podnebím v České republice. Správná je vždy pouze jedna odpověď. Za každou správnou odpověď je jeden bod. Postup při řešení předpokládá, že žáci a studenti pravděpodobně neznají jednotlivé rekordy. Vhodné je tedy o možnostech diskutovat a poté se snažit správné odpovědi dohledat. Cílová skupina: pro studenty 1. až 3. ročníku gymnázií, středních odborných škol V rámci předmětů: zeměpis Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Samostatná práce i práce v týmech.

107

Pokyny pro učitele

A/ Vědomostní test Správné odpovědi: 1. Nejvyšší světová naměřená teplota vzduchu: b)

56,7 °C v roce 1913, Death Valley (California, USA)

2. Nejnižší světová naměřená teplota vzduchu: c)

-89,2 °C v roce 1983, Vostok (Antarktida)

3. Nejvyšší evropská naměřená teplota vzduchu: a)

48,0 °C v roce 1977, Athény (Řecko)

4. Nejnižší evropská naměřená teplota vzduchu: c)

-58,1 °C v roce 1978, Ust’Schugor (Rusko)

5. Nejvyšší česká naměřená teplota vzduchu: c)

40,4 °C v roce 2012, Dobřichovice u Prahy

6. Nejnižší česká naměřená teplota vzduchu: b)

-42,2 °C v roce 1929, Litvínovice u Českých Budějovic

7. Nejvyšší světový 24 hodinový srážkový úhrn: a)

1 825 mm v roce 1966, Réunion (Indický oceán)

8. Nejvyšší světový 12 měsíční srážkový úhrn: c)

26 470 mm, 8/1860–7/1861, Cherrapunji (Indie)

9. Nejvyšší světový průměrný roční úhrn srážek: b)

11 640 mm, Mt. Waialeale (Havajské ostrovy)

10. Nejnižší světový průměrný roční úhrn srážek: c)

0,7 mm, Arica (Chile)

11. Nejtěžší zvážená kroupa na světě: a)

1,02 kg, v roce 1986, Gopalganj district (Bangladéš)

12. Nejvyšší denní úhrn srážek za 24 hodin v ČR: c)

375 mm v roce 1897, Nová Louka (Jizerské hory)

13. Nejnižší roční úhrn srážek v ČR: c)

231 mm v roce 1943, Praha-Karlov1

14. Nejvyšší roční úhrn srážek v ČR: c)

2 260 mm v roce 1903, Horní Bečva (Beskydy)

15. Nejvyšší průměrný roční úhrn srážek v ČR: a)

Lysá hora v Beskydech, 1 532 mm za období 1901–1950

16. Nejvyšší světový zaznamenaný náraz větru: b)

113,2 m.s–1 v roce 1996, Barrow Island (Austrálie)

108


17. Nejvyšší česká průměrná roční rychlost větru (největrnější místo ČR): 8,5 m.s–1, Milešovka

a)

18. Nejvíce sněhu za 24 hodin napadlo: a)

193 cm v roce 1921, Silver Lake (Colorado, USA)

19. Nejvyšší světová průměrná roční délka slunečního svitu je: a)

4 015 hodin, Yuma (Arizona, USA)

20. Nejvyšší evropská průměrná roční délka slunečního svitu je: c)

3 036 hodin, Faro (Portugalsko)

Vyhodnocení testu: 0–5 bodů

Žádné nebo jen minimální znalosti z meteorologie a klimatologie. Meteorologie a klimatologie jistě nepatří mezi preferované oblasti zájmu žáka nebo studenta.

6–12 bodů

Žák nebo student má nějaké vědomosti z oboru meteorologie a klimatologie (nebo velmi dobře tipuje správné odpovědi).

13–20 bodů

Vysoké znalosti z oboru meteorologie a klimatologie. Pravděpodobně by stálo za to se těmito vědními obory více zabývat, popř. je v budoucnu studovat.

Správné odpovědi: 1b, 2c, 3a, 4c, 5c, 6b, 7a, 8c, 9b, 10c, 11a, 12c, 13c, 14c, 15a, 16b, 17a, 18a, 19a, 20c.

3.5 Poznáte je? Vzdělávací cíl: Jevy v atmosféře jsou zpravidla zajímavými úkazy, které vzbuzují širokou pozornost. Je vhodné, aby si studenti uvědomili, že studium atmosférických jevů je komplexní obor. Cílová skupina: pro studenty 1. až 3. ročníku gymnázií, středních odborných škol V rámci předmětů: zeměpis

Pokyny pro učitele

Rozsah: 1 až 2 hodiny Poznámka: Nutnost aktivní účasti učitele. Samostatná práce i práce v týmech.

A/ Viditelné projevy počasí Mlha Atmosférický aerosol sestávající z velmi malých vodních kapiček, popř. drobných Podklad ledových krystalků rozptýlených ve vzduchu, který zmenšuje vodorovnou dohlednost při zemi alespoň v jednom směru pod 1 km. Je jedním z hydrometeorů. pro učitele Relativní vlhkost vzduchu v mlze bývá velmi vysoká (dosahuje až 100 %). Vzduch působí sychravým dojmem. V klimatologii se rozlišují čtyři stupně intenzity mlhy 109

podle dohlednosti, a to mlha slabá (dohlednost 500 až 1 000 m), mírná (200 až 500 m), silná (50 až 200 m) a velmi silná (dohlednost menší než 50 m). Mlhy všech druhů vznikají tehdy, jestliže teplota vzduchu poklesne pod teplotu rosného bodu, nebo se mu při dostatečném počtu účinných kondenzačních jader přiblíží. K tomu dochází buď ochlazením vzduchu, např. při mlze radiační, advekční a svahové, nebo dodatečným zvýšením vlhkosti vzduchu, např. u mlhy frontální (mlha z vypařování). Mlha může vznikat při kladných i záporných teplotách vzduchu. Mlha se člení z různých hledisek. Podle vzniku rozlišujeme mlhy advekční, radiační a advekčně-radiační, podle složení např. mlhy přechlazené nebo zmrzlé, podle vertikálního rozsahu se mlhy dělí na mlhy přízemní a vysoké, dále se mlhy rozlišují podle místa vzniku atd. Při meteorologických pozorováních je pro rozlišení mlhy od oblaku druhu stratus rozhodující poloha stanoviště pozorovatele. Inverze teploty vzduchu Zvláštní případ vertikálního rozložení teploty vzduchu, při kterém v určité vrstvě atmosféry, v tzv. inverzní vrstvě, teplota s nadmořskou výškou vzrůstá. Podle výšky inverzní vrstvy nad zemí rozlišujeme přízemní a výškovou inverzi teploty vzduchu, podle příčiny vzniku např. inverzi teploty vzduchu advekční, frontální, radiační, subsidenční, turbulentní a pasátovou. Inverze teploty vzduchu mají značný význam mimo jiné proto, že stabilní teplotní zvrstvení ovzduší v inverzní vrstvě brzdí promíchávání vzduchu. Tím dochází v nižších a zvláště v uzavřených polohách k vytváření mlh, jezer studeného vzduchu se silnými mrazy v zimě, v průmyslových a městských oblastech s větší hustotou zdrojů znečištění ovzduší ke zvýšeným koncentracím znečišťujících látek, vzniku smogu apod. V oblasti dolní hranice výškových inverzí teploty se často vytváří vrstevnatá oblačnost, která zejména v zimě způsobuje výrazné zkrácení slunečního svitu v nižších polohách oproti nadinverzním horským polohám. Inverze teploty vzduchu charakterizujeme výškou, v níž ji pozorujeme, tloušťkou (vertikálním rozsahem) vrstvy, v níž teplota vzduchu s výškou vzrůstá, a teplotním gradientem v této vrstvě. Duha Je jeden z fotometeorů. Je charakterizována jako skupina koncentrických oblouků barevného spektra kolem antisolárního bodu nebo kolem Slunce. Vzniká lomem a vnitřním odrazem slunečního nebo měsíčního světla na vodních kapkách v atmosféře. Obvykle se vyskytuje duha hlavní a duha vedlejší, které se objevují na opačné straně oblohy než je světelný zdroj. Střed jejich oblouků leží na přímce, jež prochází zdrojem světla a okem pozorovatele. Spektrum velikosti kapek ovlivňuje barvu, intenzitu a šířku barevných oblouků. První fyzikální objasnění vzniku duhy podal R. Descartes v letech 1635–1637. Červánky Vžité označení pro světelné jevy v atmosféře v období východu a západu Slunce, není-li obloha zcela zatažena oblaky. Červánky jsou pozorovatelné v té části oblohy, kde se nachází Slunce. Se zmenšováním výšky Slunce nad obzorem se barva slunečního světla mění postupně ze žluté přes oranžovou na červenou. Zanikají při výšce Slunce asi 5° pod obzorem. Vznikají lomem slunečních paprsků v atmosféře a rozptylem na molekulách vzduchu, částicích prachu apod. Velikost rozptylu se zmenšuje s rostoucí vlnovou délkou procházejícího záření. Červená část slunečního spektra prochází v období západu Slunce atmosférou s menším zeslabením než ostatní části spektra, a proto ve slunečním záření převažuje. Déšť 110

Vodní srážky vypadávající z oblaků ve tvaru kapek o průměru větším než 0,5 mm nebo i menším, pokud jsou velmi rozptýlené. Blesk Elektrický výboj, který vzniká mezi centry kladných a záporných nábojů jednoho nebo více oblaků, mezi oblakem a zemí a vzácně mezi oblakem a stratosférou. Účinky blesku jsou především elektrické a z nich vyplývají účinky světelné, akustické, tepelné, mechanické a chemické. Kroupy Kulové, kuželovité nebo i nepravidelné kusy ledu o průměru 5 až 50 mm, někdy i větším, které mohou vznikat v konvektivních bouřích v oblacích druhu cumulonimbus s velkou vertikální mohutností a rychlostí výstupného proudu. K největším úředně zdokumentovaným kroupám patří kroupa o hmotnosti 766 g a obvodu 44 cm, která spadla za bouřky v Kansasu (USA) dne 3. září 1970; předpokládá se, že její rychlost dopadu na zemský povrch činila 43 m.s–1 (155 km.h–1). Podmínkou pro vývoj krup je vznik zárodků krup rostoucích za vhodných podmínek zachycováním a namrzáním kapek přechlazené vody, které do oblasti vývoje krup dopravuje výstupný proud. Na řezu velkými kroupami mohou být zřetelně patrné vrstvy ledu o různé koncentraci vzduchových bublin. Jsou výsledkem vlivu tepelné bilance rostoucí kroupy na průběh namrzání zachycených přechlazených kapek. Rozeznáváme dva základní režimy růstu označované jako mokrý (vlhký) růst a suchý růst kroupy. Podle toho, který z uvedených dvou režimů narůstání ledu v určitém časovém intervalu převládá, se u velkých krup mohou střídat vrstvy více a méně homogenního ledu, které se na řezu kroupou jeví jako různě průzračné. Ledovka Souvislá, zpravidla homogenní průhledná ledová vrstva, která vzniká při mrznoucím mrholení nebo mrznoucím dešti, buď zmrznutím přechlazených vodních kapek při dopadu na zemský povrch, nebo na předměty, jejichž teplota je záporná nebo slabě nad 0 °C a/nebo zmrznutím nepřechlazených vodních kapek okamžitě při dopadu na zemský povrch nebo na předměty, jejichž teplota je výrazně záporná. Ledovka se tvoří na vodorovných a svislých či šikmých plochách, na větvích i kmenech stromů, na drátech, tyčích, na povrchu země, na chodnících, vozovkách atd. Při déletrvajících podmínkách, vhodných pro její vytváření, může vrstva ledu dosáhnout tloušťky několika cm. Ledovka na zemi se nesmí zaměňovat s náledím. Námraza Zkrácené označení pro zrnitou námrazu. Z hlediska struktury rozeznáváme tři druhy námrazy: námraza krystalická (jinovatka), námraza zrnitá a námraza průsvitná. V letectví se z technického hlediska dle tvaru námrazy používá také termínů beztvará, profilová a žlábkovitá námraza, v silniční dopravě se pojmem námraza rozumějí všechny formy ledových usazenin na vozovkách, včetně náledí a zmrazků. Jíní Druh usazených tuhých srážek, který vzniká přímou depozicí vodní páry při záporných teplotách aktivního povrchu. Má dobře patrnou jemnou krystalickou strukturu, kterou zmrzlá rosa nemá. Jíní se tvoří na předmětech na zemi nebo blízko povrchu země. Je jedním z hydrometeorů, který se podle platné klasifikace 111

nezahrnuje do námrazků. Lidově bývá označován jako šedý mráz, šedivák nebo šedivec. Halo Skupina optických jevů v atmosféře ve tvaru kruhů, oblouků, sloupů nebo jasných skvrn vznikajících lomem nebo odrazem světla na ledových krystalech rozptýlených v ovzduší. Patří k nim malé a velké halo, halový sloup, tečné a cirkumzenitální oblouky, parhelický kruh, spodní slunce, pyramidální hala, supralaterální oblouk, infralaterální oblouky, Parryho oblouk aj. V literatuře lze nalézt zmínky i o velmi vzácných úkazech, pro něž v historii existuje pouze několik málo pozorování. Většinou jde o velmi slabé úkazy na protisluneční straně oblohy. V této souvislosti možno zmínit např. Wegenerovy oblouky, Hastingsovy oblouky, Kernův oblouk, Trickerův oblouk, Greenlerovy oblouky a Liljequistova parhelia. Halové jevy popsal již ve 4. stol. př. n. l. nejvýznamnější přírodovědec starověku Aristoteles; od něho též termín halo pochází. První soubornou teorii těchto jevů podal francouzský přírodovědec E. Mariotte v r. 1681. Halové jevy patří mezi fotometeory.

112

1. Učební texty pro popularizátory vědy

Recommend Documents