EXTRÉMNÍ PROJEVY POČASÍ

Prezentace na téma: "EXTRÉMNÍ PROJEVY POČASÍ"— Transkript prezentace:

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

2 BOUŘE

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

4 BOUŘKOVÁ OBLAKA oblaka typu Cumulonimbus

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

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

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

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

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

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

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

12 SYSTÉM DETEKCE BLESKŮ Středoevropský systém pro detekci a lokalizaci bleskových výbojů (CELDN)

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

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

15 TORNÁDO

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

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

18 SUPERCELÁRNÍ TORNÁDO I

19 SUPERCELÁRNÍ TORNÁDO II

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

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

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

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

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

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

26 (TAJFUN, TROPICKÁ CYKLÓNA)
HURIKÁN (TAJFUN, TROPICKÁ CYKLÓNA)

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

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

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

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

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

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

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

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

35 Dospělý hurikán Hurikán Ivan nad pobřežím Floridy,

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

37 SAFFIR-SIMPSONOVA STUPNICE SÍLY HURIKÁNŮ
Stupeň Tlak (hPa) Rychlost větru (km/h) Vlnobití (m) Poškození Následky 1 více než 980 118 – 152 1,2 – 1,6 minimální mírné záplavy, malé škody na povrchu 2 965 – 980 153 – 176 1,7 – 2,6 mírné poničené střechy, poničené stromy 3 945 – 964 177 – 208 2,7 – 3,7 rozsáhlé zničené domy, silné záplavy 4 920 – 944 209 – 248 3,8 – 5,4 extrémní Polorozbo-řené domy 5 méně než 920 více než 248 více než 5,4 katastrofální rozbořené domy, záplavy zasahují hluboko do vnitrozemí

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

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

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

41 Zdroje PEJML, K.: Opravdová kniha proroků. Státní nakladatelství dětské knihy, Praha, 1965. ALLABY, M.: Tornáda a jiné extrémní projevy počasí. 1. vyd, Slovart, Praha, 2003 DVOŘÁK, P.: Ilustrovaný atlas oblaků. Svět křídel, Cheb, 2001. Český hydrometeorologický ústav Wikipedie, otevřená encyklopedie Amateur stormchasing society Met Office NOAA National Weather Service