Tlakové útvary – vítr a tlakový gradient

Prezentace na téma: "Tlakové útvary – vítr a tlakový gradient"— Transkript prezentace:

1 Tlakové útvary – vítr a tlakový gradient
z kapitoly o tlaku víme, že na celé Zemi existují místa s rozdílným tlakem vzduchu při zemském povrchu vzduchové hmoty mají tendenci přesouvat se z místa o tlaku vyšším do místa o tlaku nižším tato snaha o dosažení rovnováhy se projevuje tím, čemu říkáme vítr částice proudí ve směru tzv. tlakového gradientu (z oblasti o vyšším tlaku do oblasti s tlakem nižším) co tedy brání ustavení rovnováhy tak, aby byl všude stejný tlak? je to existence další síly, která neustále narušuje vznikající rovnovážný stav a uvádí atmosféru do pohybu

2 Tlakové útvary – Coriolisova síla
působí na každé hmotné těleso, které se nachází v rotující soustavě (tedy i na celou atmosféru) pokud by se Země neotáčela, proudily by vzduchové částice kolmo na izobary (ve směru tlakového gradientu) Coriolisova síla způsobuje odklon částice od jejího původního směru tato síla je vždy kolmá ke směru pohybu částice na severní polokouli odklání tato síla částice doprava, na jižní doleva čím rychleji se částice pohybuje, tím je Coriolisova síla větší

3 Coriolisova síla 1

4 Coriolisova síla 2

5 Tlakové útvary – jak to funguje
představa: máme vedle sebe dvě rozdílné vzduchové hmoty různé teploty, různé tlaky na částici nepůsobí zatím žádné síly tlakové rozdíly v horizontální rovině částice se začíná pohybovat ve směru tlakového gradientu na částici začíná působit Coriolisova síla částice se odklání napravo (jsme na severní polokouli) ze svého původního směru

6 Tlakové útvary – jak to funguje - pokračování
ustavuje se rovnovážný stav síla způsobená rozdílem tlaku vzduchu je v rovnováze se silou Coriolisovou (obě síly mají různý směr) vzduchové částice jsou nuceny proudit podél izobar (platí pouze tehdy, pokud jsou izobary přímkové) v případě křivkových izobar začíná působit i síla odstředivá částice se pohybuje po spirále

7 Tlakové útvary – cyklonální a anticyklonální proudění
v případě kruhových izobar dvě možnosti: Uvnitř izobary je nízký tlak vzduchu vzduchové částice proudí proti směru otáčení hodinových ručiček cyklonální zakřivení izobar Uvnitř izobary je vysoký tlak vzduchu vzduchové částice proudí ve směru otáčení hodinových ručiček anticyklonální zakřivení izobar

8 Tlakové útvary – třecí síla
na vzduchovou částici tedy působí hned tři síly takové proudění by se velmi těžce dostávalo do rovnovážného stavu z vlastní zkušenosti víme, že k takovému stavu ale dochází (několikadenní stavy stejného počasí, např. slunečné dny) co je příčinou? jedná se o působení ještě čtvrté, nám doposud neznámé síly je to třecí síla působí proti směru proudění tím se pomalu a dočasně vyrovnávají tlakové rozdíly

9 vítr obecně představuje pohyb vzduchových částic
Tlakové útvary - vítr Něco málo o větru vítr obecně představuje pohyb vzduchových částic vítr je určen směrem a rychlostí nesmíme zapomenout na pokles tlaku také ve vertikálním směru proč tedy nefouká vítr i nahoru? pohybu molekul brání zemská přitažlivost… vítr si můžeme představit jako vektor, složený ze dvou složek (vertikální a horizontální, kterou zanedbáváme) rychlost větru vyjadřujeme v m/s či km/h směr větru vyjadřujeme azimutem či světovými stranami (vždy tak, že udáme směr, ze kterého vítr vane)

10 cyklóna, tlakový útvar v atmosféře, velký atmosférický vír
Tlaková níže cyklóna, tlakový útvar v atmosféře, velký atmosférický vír rozměry 200 až 4000 km (nejčastěji 1000 km) tlak od 950 hPa do 1025 hPa na mapách vyznačena alespoň jednou uzavřenou izobarou, jako oblast s nižším tlakem vzduchu směrem do středu cyklóny tlak klesá proudění do středu cyklóny se stáčí proti směru hodinových ručiček vzduch při zemi se sbíhá do středu, vystupuje vzhůru a vodní pára v něm obsažená kondenzuje uvnitř převládá oblačné počasí, trvalé srážky, silný vítr

11 Tlaková níže - obrázek

12 Tlaková níže - obrázek

13 Tlaková níže - obrázek

14 směrem do středu roste tlak
Tlaková výše anticyklóna tlakový útvar v atmosféře, na mapách vyjádřena alespoň jednou uzavřenou izobarou, jako oblast vyššího tlaku vzduchu směrem do středu roste tlak sestupné pohyby vzduchu (vzduch se otepluje a vysušuje) proudění při zemi směřuje ze středu anticyklóny ven rotace ve směru hodinových ručiček jasné nebo málo oblačné počasí, slabý vítr až bezvětří v létě slunečné, suché a teplé počasí v zimě chladné a mrazivé počasí, na horní hranici oblaka typu stratus, v nižších polohách zataženo, sychravo

15 Atmosférické fronty 1 - atmosféra složena ze vzduchových hmot různých vlastností (teplota, vlhkost atd.) teplá vzduchová hmota (ta, která se při postupu nad daným územím stále ochlazuje) studená vzduchová hmota (ta, která se při postupu nad daným územím otepluje)

16 v zemské atmosféře proti sobě stojí dvě různé vzduchové hmoty
Atmosférické fronty 2 slovo fronta bývá spojeno s představou bitevní linie, která odděluje dvě nepřátelské armády ty zpravidla nezůstávají na jednom místě, ale přesunují se ve směru tlaku silnější armády v zemské atmosféře proti sobě stojí dvě různé vzduchové hmoty uvnitř vzduchových hmot se počasí téměř nemění v místě jejich kontaktu je naopak velmi složitá povětrnostní situace (srážky, oblačnost, bouřky, mlhy, vítr) teplý a studený vzduch se podél plochy (hranice) promíchává jen nepatrně, existuje zde tedy zřetelné přechodové pásmo

17 Atmosférické fronty 3 – frontální plocha
plocha rozhranní mezi odlišnými vzduchovými hmotami je nakloněná a protíná zemský povrch v tzv. frontální čáře (stručně řečeno fronta, známá ze synoptických map) sklon plochy je obvykle menší než 1° Atmosférická fronta je to rozhranní, které odděluje dvě vzduchové hmoty různých fyzikálních vlastností je poměrně tenká (několik set metrů) délka až stovky kilometrů fronty mají svůj vývoj (vznikají, zesilují se, přemisťují se, slábnou a zanikají)

18 Atmosférická fronta - pokračování
Atmosférické fronty Atmosférická fronta - pokračování pohyb front usměrňuje velkoprostorová cirkulace atmosféry (vzdušné proudy vyměňující vzduch mezi pólem a rovníkem) atmosférické fronty spjaty s tlakovými nížemi (cyklónami) na přední stranu cyklóny se váže teplá fronta, na její zadní stranu fronta studená – vzniká frontální systém jedna a táž vzduchová hmota může na své cestě vystupovat střídavě jako fronta teplá či studená (záleží na tom, s jakou okolní vzduchovou hmotou přichází do kontaktu)

19 Atmosférické fronty – obrázek (studená fronta)

20 při tom se postupně sytí vodními parami až do stavu nasycení
Teplá fronta 1 Vznik - teplý vzduch postupuje větší rychlostí, než před ním ležící chladnější vzduch teplý vzduch se nasouvá na klín studeného vzduchu ležící před ním (teplý vzduch má nižší hustotu) vytváří se ostře ohraničené pásmo mezi ustupujícím studeným a nastupujícím teplým vzduchem Průběh teplý vzduch se nasouvá na vzduch studený, stoupá vzhůru, rozpíná se a ochlazuje se při tom se postupně sytí vodními parami až do stavu nasycení

21 Teplá fronta – obrázek 1

22 Teplá fronta – obrázek 2

23 následuje kondenzace a vznik oblaků
Teplá fronta 2 Vznik oblačnosti následuje kondenzace a vznik oblaků vzniká typická vrstevnatá oblačnost nejníže leží základna oblačnosti v blízkosti čáry fronty a postupně se zvyšuje Druhy oblak - oblačnost typu cirrostratus (objevuje se asi km před čárou fronty) následují oblaka středního patra (altostratus) a v závěru i oblaka nízkého patra (nimbostratus) vyskytují se trvalé srážky všeho druhu, šířka srážkového pásma asi 300 – 400 km

24 Teplá fronta - obrázek

25 studený vzduch se podsouvá jako klín pod ustupující teplý vzduch
Studená fronta 1 Vznik studený vzduch postupuje rychleji, než před ním se nacházející vzduch teplý studený vzduch se podsouvá jako klín pod ustupující teplý vzduch Průběh teplý vzduch vystupuje podél frontálního rozhranní vzhůru teplý vzduch se opět rozpíná, ochlazuje a tím zavdává příčinu k tvorbě oblačnosti

26 Studená fronta – obrázek 1

27 Studená fronta 2 Vznik oblačnosti druh oblaků závisí na teplotních poměrech vytlačovaného teplého vzduchu především vznik kupovité oblačnosti s přeháňkami či bouřkami (v zimě pevné srážky) Druhy oblak v letních měsících na čele studené fronty vznikají mohutná bouřková oblaka typu cumulonimbus (výška až 10 km) Typy studených front prvního druhu druhého druhu

28 Studená fronta - obrázek

29 Studená fronta – prvního druhu
objevuje se tehdy, když teplý vzduch stoupá po frontálním rozhranní i ve vyšších hladinách oblačnost nastupuje v opačném sledu, než u fronty teplé srážky na čele fronty (bouřkové oblaky) mají značně proměnnou intenzitu za frontálním rozhranním trvalé srážky fronta postupuje pomalu

30 Studená fronta – druhého druhu
teplý vzduch ve výškách proudí rychleji, než vzduch studený sestupné pohyby vzduchu brání vzniku vrstevnaté oblačnosti proudění pouze do výšek asi 2 až 3 km nad zemí srážkové pásmo tvořeno kupovitou oblačností (lijáky, krupobití, nárazový vítr) po přechodu fronty se rychle vyjasní, vyskytuje se pouze kupovitá oblačnost postupuje rychleji

31 Okluzní fronta 1 Vznik za teplou frontou se obvykle pohybuje další studená fronta ve stejném směru dvě studené vzduchové hmoty tak ohraničují jednu a tutéž vzduchovou hmotu mezi nimi Průběh teplá fronta se pohybuje pomaleji (30 až 40 km/h) než fronta studená (40 až 50 km/h) studená fronta dohání teplou, fronty se setkávají nejdříve u zemského povrchu proces se nazývá okludování, vzniká tzv. okluze (proces uzavření sektoru tlakové níže)

32 Okluzní fronta – obrázek 1

33 Okluzní fronta - obrázek

34 studené vzduchové hmoty se spojí nejdříve u povrchu
Okluzní fronta 2 Průběh - pokračování studené vzduchové hmoty se spojí nejdříve u povrchu teplý vzduch mezi nimi je vytlačován vzhůru, vzniká okluzní fronta Typy okluzních front podle rozdílu teplot mezi studenou vzduchovou hmotou ležící před teplou frontou a za teplou frontou rozeznáváme: - studenou okluzi - teplou okluzi

35 Okluzní fronta - obrázek

36 počasí podobné studené frontě typičtější pro středoevropské klima
Okluzní fronta 3 Studená okluze studený vzduch pronikající za teplou frontou je chladnější než ten, který postupuje před teplou frontou počasí podobné studené frontě typičtější pro středoevropské klima Teplá okluze studený vzduch pronikající za teplou frontou je teplejší než ten, který postupuje před teplou frontou počasí je podobné teplé frontě

37 Okluzní fronta - obrázek

38 Další typy front -stacionární, výšková a zvlněná fronta
Stacionární fronta nepohyblivá fronta ležící v brázdách nízkého tlaku vzduchu izobary prochází rovnoběžně s čárou fronty chování určuje aktivnější vzduchová hmota Zvlněná fronta druh stacionární fronty, která má na jednotlivých úsecích charakter teplé a studené fronty vrstevnatá oblačnost, srážky s trvalým charakterem Výšková fronta - rozhranní dvou vzduchových hmot, které nedosahují až na zemský povrch (střední vrstvy troposféry)