VLHKOST V ATMOSFÉŘE
Vzdu h o sahuje zhru a až % o je ového způso .
Hustota vodní páry (absolutní vlhkost) Napětí par iál í tlak S ěšova í po ěr Relativní vlhkost
ožství vod í pár . O saže ou vod í páru lze v jádřit ěkolika
h ot ost pár připadají í a jed otku o je u kg/ 3) dílčí tlak vod í pár ve vzdu hu hPa po ěr hustot vod í pár a hustot su hého vzdu hu po ěr apětí vod í pár při da é teplotě a apětí as e é vod í pár při téže teplotě
Relativ í vlhkost % z a e á, že ve vzdu hu e í o saže a žád á vod í pára, tz . vzdu h je su hý. % z a e á, že vzdu h je z ela as e vod í párou a ta při další přes ová í pře hází do kapal ého stadia. Přito se uvolňuje skupe ské teplo = late t í teplo. Vlhkost % ho z ěřili apř. v o lač osti a v mlze. Virtuál í teplota = teplota, kterou hustotu a tlak:
ěl vlhký vzdu h, kd
ho
z ěj v j uli vod í páru a za hovali jeho
Tv = T(1+1,61r) kde Tv je virtuál í teplota, T je teplota vzdu hu a r je s ěšova í po ěr. Virtuál í teplota je vžd v šší ež teplota vzduchu — při ěž é tlaku, vlhkosti a teplotě vzdu hu je te to rozdíl zhru a až °C.
PROCESY VEDOUCÍ K NASYCENÍ VZDUCHU VODNÍ PÁROU K as e í vzdu hu ůže dojít izobaricky nebo adiabaticky. Příklade izo ari kého o hlaze í je apř. vz ik radiač í lh , kd se vzdu h u hlad ou ího ze ského povr hu o hladí až a teplotu ros ého odu. V důsledku toho vz iká rosa, jí í, ji ovatka e o radiač í lha. Apro i a e výpočtu teplot ros ého odu z Clausius-Clapeyronovy rovnice):
Td = (243,5 ln es - 440,8)/(19,48 - ln es) kde Td je teplota rosného bodu ve stupních Celsia, es je parciální tlak nasycené vodní páry.
NASYCENÍ V)DUCHU PROSTŘEDNICTVÍM ADIABATICKÉHO OCHLA)ENÍ Běhe výstupu vlhkého, ale e as e ého vzdu hu do výšk , si tato vzdu hová části e udržuje stálý s ěšova í po ěr. Součas ě se rozpí á, tz . klesá v í at osféri ký tlak, který se eustále v rov ává s její okolí . ) ě a teplot této v stupují í části e podél vertikály je:
dT/dz = -dT/dp g Adia ati ké v jádře í . hlav í vět ter od a i ké odkud á e oka žitě ož dosadí e do prv í rov i e a dostává e dT/dz = - [1/( cp)]. g = -g/cp = 9,8 °C.km-1 1°C a
cpdT = dp dT/dp = /cp = 1/( cp) výšk
V stupují í e as e á vzdu hová části e se o hlazuje o °C a každý h výšk . Při za hová í stálého s ěšova ího po ěru se v í ěhe výstupu o hlazuje teplota rosného bodu o 0,2 °C a každý h výšk . Je proto zřej é, že v určité výš e se udou o ě teplot shodovat a v této výš e dojde ke ko de za i vod í pár .
Výška
Výstup á ko de zač í hladi a VKH Při i sta il í ovzduší je VKH totož á s ko vekč í ko de zač í hladi ou KKH.
Td
T
Teplota vzduchu
Nad ko vekč í ko de zač í hladi ou, kde je v stupují í vzdu h as e a ěhe ko de za e se uvolňuje late t í teplo, klesá jeho teplota s rostou í výškou je o 0,6 °C/100 m. Kupovitá o lač ost je slože a z vod í h kapiček a v případě tvor srážek Kupovitý oblak (= oblak s vertikálním přeháňk také z kapiček srážkový h. vývojem), cumulus Velikosti o lač ý h kapiček v ku ulu jsou při liž ě až m, velikosti srážkový h kapek poto , až .
Ko vekč í ko de zač í hladi a
Výška
STABILITA A INSTABILITA V ATMOSFÉŘE, V)NIK ARCHIMÉDOVSKÉ V)TLAKOVÉ SÍLY Vertikál í prů ěh teplot vzduchu nazýváme zvrstvení neboli stratifikace atmosféry. Vzájemný teplotní vztah ezi vzdu hovou části í a okolní atmosférou je hlavním faktorem, určují í hová í části e. Jejím hnacím motorem k samovolnému (nenucenému) výstupu do výšk je aerostati ká vztlaková síla a základě Archimédova zákona.
Výšková i verze teplot Izotermie
Příze
í i verze teplot Teplota vzduchu
Výška
Stabilní zvrstvení Teplota okol í at osfér se ě í s rostou í výškou po aleji, ež -1°C/ , případ ě je izoter ie e o i verze tj. teplota s výškou doko e vzrůstá . V stupují í části e je poto vžd hlad ější, ež at osféra, tj. části e je hustší, těžší a při v u e é výstupu ze své hladi do v šší hladi , apř. při překo ává í horského hře e e v důsledku větru, ásled ě sa a zase klesá zpět dolů.
Teplota vzduchu
Výška
Instabilní (labilní) zvrstvení Teplota okol í at osfér klesá r hleji ež °C/100 m a pokud v utí e posu vzdu hové části e z její hladi do v šší hladi , části e ude teplejší ež okol í at osféra a ude adále sa ovol ě stoupat do výšk , dokud k to u bude mít energii. Toto platí pro suchý nebo vlhký, ale nenasycený vzduch. Pokud je vzduch nasycený vodní párou, srov ává e výstup části e s křivkou -0,6°C/100 m.
Pod í ě á i sta ilita = stratifikace je sta il í, ale pře hod k i sta ilitě je pod í ě as e í vzdu hové části e. Vertikální teplotní gradient atmosféry je mezi -1°C/100 m a -0,6°C/100 m.
Teplota vzduchu
Výška
Výška zastavení výstupu části e
Energie CAPE se předpovídá po o í předpověd í h termodynamických diagra ů a u eri ký h odelů atmosféry. Lze proto dopředu odhad out ož ý rozvoj ter ik a její energetické projevy (slabá, mírná, silná, pře hod k ouřká , apod.
E ergie, která v stupují í části i rzdí až do úplného zastavení nad hladinou nulového vztlaku, tz . ta , kde je již vztlak zápor ý s ěřují í dolů , odpovídá zele é ploše a diagramu.
Hladina nulového vztlaku — teplota části e a at osfér jsou stej é
E ergie, kterou á v stupují í části e k dispozi i CAPE = Convective Available Potential Energy dostupná potenciální energie konvekce odpovídá šedé ploše a diagra u Tuto e ergii ůže části e v užít ke své u poho u pro estu vzhůru.
Teplota vzduchu
VYPOUŠTĚNÍ RADIOSONDY V České repu li e: Praha-Li uš de ě , Prostějov de ě Měře í při liž ě každý h výšk teplota, vlhkost, tlak vzduchu, s ěr a r hlost větru. So da je sledová a s ěrový i a té a i, příp. v sílá svoji polohu z GPS.
Dostup asi
až
k
ad ze .
Vertikální zrychlení, uděle é vzdu hové části i vlive
pře tku teplot
dw/dt = -g [(T - T')/T] = -g [(' - )/ '] Energie CAPE
CAPE = g [(T' - T)/T] dz kde spod í i tegrač í ez je výška hladi vol é ko vek e, hor í ez pak hladi a nulového vztlaku. Pokud eleží hladi a vol é ko vek e pří o a podloží ze ské povr hu , usí se vzdu hová části e ejprve dopravit od ze ě do hladi vol é ko vek e za podpor e ergie doda é v ější i i iátore apř. větre . Tato e ergie se azývá CIN (Convective Inhibition):
CIN = -g [(T' - T)/T] dz
kde spod í i tegrač í ezí je z0, tj. ze ský povr h, hor í i tegrač í ezí je výška hladi volné konvekce. V pod í ká h ČR odpovídá e ergii CAPE okolo 50 až 200 J.kg-1 ěž á ter ika, v užitel á pro bezmotorové létání. Hodnoty CAPE 400–1000 J.kg-1 již s ěřují k vývoji přehá ěk a ouřek.
MEZNÍ VRSTVA ATMOSFÉRY
PRŮBĚH NĚKTERÝCH PRVKŮ V ME)NÍ VRSTVĚ ATMOSFÉRY
virtuální potenciální teplota
R hlost větru
s ěšova í po ěr
koncentrace sajrajtu
Rozhra í ezi ez í vrstvou resp. její vr h í částí, zó ou vtahová í a vol ou at osférou je často prováze o střihe větru a s í spoje ou tur ule í. Ta vede ke vtahová í vzdu hu z vol é at osfér dolů do ez í vrstv a ke s ěšová í o ou vzduchových mas. H ost sil ějšího větru ve výš e je pře áše a klesavý i proud k ze i, kde v takové případě pozoruje e výraz é výk v větru, árazovitost a kolísá í r hlosti od klidu po sil ý vítr. Nárazovitost větru u ze ě se o v kle projevuje už při r hlosti větru a spod í hra i i vol é at osfér ad /s.
SPOUŠTĚCÍ MECHANISMY TERMIKY Ter i ká ko vek e potře uje pro své astartová í dostatek tepel é e ergie a při ěře é teplot í ko trast v kraji ě. Sil ou podporu představuje také tur ule e v příze í vrstvě.
Ko verge e proudě í či zr hle í proudu vzdu hu v volává vertikál í poh . Městská aglo era e představuje překážku v proudě í, které je zde roz ito do tur ule t ího prostředí za podpor tepel ého ostrova ěsta.
S hé a proudě í v příze
í vrstvě při postupu stoupavého proudu kraji ou.
Idealizova á představa uspořáda é ter i ké ko vek e
Vertikální rychlosti stoupavých proudů v České repu li e ěře o z 9 letů padákový h kluzáků po o í GPS.
Porovnání výstupných rychlostí ad hora i a ad íži a i
)ávislost vertikál í r hlosti
ahoru
a tloušť e vrstv GND-HNV
Závislost vertikální rychlosti na rozdílu teplot Tp - Te
)ávislost vertikál í r hlosti a relativ í vlhkosti ve vrstvě GND-950 hPa
Závislost vertikální rychlosti na CAPE
Závislost vertikální rychlosti na atmosférickém tlaku v 304 m
Spektru
čet ostí vertikál í h r hlostí ter i ký h proudů
