Vznik oblakov

V tejto časti nášho atlasu oblakov vám priblížime procesy , ktoré majú za následok vznik oblakov. Ochladenie je dej ,ktorý môže viesť ku kondenzácií vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu.Preto aby sme pochopili vznik oblakov , musíme sa zamyslieť nad tým , ktoré procesy vo voľnej atmosfére vedú k ochladeniu vzduchu.

Vznik oblakov spôsobený výstupným prúdom vzduchu

Práve tento proces zahajuje vznik väčšiny oblakov.Jeho podstatou je presun vzduchovej hmoty do velkých výšok vďaka tomu , že je tam nižší atmosférický tlak. To že s výškou teplota klesá súvisí s tým ,že plyny sa pri stalčení zahrievajú a naopak pri nižšom tlaku sa plyny ochladzujú a dochádza k ich rozpínaniu. Tohto efektu dosahujú chladničky a iné chladiace zariadenia.Tlak vzduchu je vlastne hmotnosť vzduchu pôsobiaca na jednotku plochy . Preto tlak kontinuálne klesá s výškou napr. v 5500m je polovičný v 11000 m klesá na štvrtinu hodnoty tlaku vzduchu na hladine mora.Existuje celá rada procesov , ktoré vyvolávajú výstupné pohyby buď jednotlivých ohraničených objemov vzduchu tzv. vzduchových bublin , či rozsiahlych vzduchových vrstiev.

Výstup vzduchu pomocou kovekcie

Pri slnečnom počasí získava zemský povrch na malom území veľmi rozdielných teplôt, a to závislosti na expozícií , pôdnej pokrývke , vegetácie a schopnosti povrchu absorbovať teplo . Pri meraniach za jasného horúceho dňa boli zistené tieto teploty:Asfaltová cesta 48 C , dozreté obilie 38 C pôda bez vegetácie 36 C zatrávnená plocha 33 C obilné pole 32 C les 28 C jazero 22 C.Vzduch pri zemskom povrchu vždy prijíma jeho teplotu a tým môže dochádzať k tomu , že sa teplejšie a chladnejšie objemy vzduchu nachádzajú v tesnej blízkosti vedľa seba.

Teplý vzduch jak je známeje ľahší ako studený (vzduch na asfaltkou pri teplote 48 C je o 8% ľahší ako ako vzduch v lese o teplote 28 C)a preto začne stúpať v podobe ako balóny. Tomuto deju sa hovorí konvekcia. V priebehu výstupu sa bubliny ochladzujú až kým nedosiahnu teplotu rosného bodu a vtedy započne vznik oblaku kondenzáciou vodnej pary. Výška v ktorej dochádza ku kondenzácií sa nazýva kondenzačná hladina.Môžeme si ju predstaviť ako vodorovnú plochu a preto oblaky ktoré vznikli konvekciou majú ostrú základňu (spodný okraj oblaku) a patria do druhu Cumulus. Vystupujúce vzduchové bubliny majú obvykle priemer 200 až 500 m a vystupujú rýchlosťou 3 až 5 m/s.Každú bublinu nasleduje po pár minutách ďaľšia a tá stúpa väčšiou rýchlosťou preto tú predchádzajúcu po čase dobehne.Týmto spôsobom vznika kompaktný výstupný prúd , ktorý sa nazýva termika poprípade termická konvekcia.Na obrázku vyššie je načrtnutý výstup bublín.

Výstup vzduchu pomocou turbulencie

Keď vietor prekonáva prekážky tvorí na ich záveternej strane silné vzduchové víry tkzv. záveterné víry. Pretože vzduch je priehľadný nemôžme ich pozorovať. Ako prekážky si môžme predstaviť vetvičky listy ploty alebo aj domy celé lesy a pod. Tie majú za následok vznik obrovských vírov ktoré spôsobujú kvílenie alebo pískanie a môžeme ich pozorovať ako náhle nárazy vetru (prudké zmeny smeru alebo rýchlosti vetra). Víry sú v pravidelných intervaloch uvoľňované od prekážky a unášané vetrom.Vo vzduchu je prítomné obrovské množstvo vírov rôznej veľkosti. Takéto prúdenie vzduchu sa nazýva turbulencia.Niekedy je možné pozorovať turbulenciu na unášanom prachu alebo snehu.Častejšie ich však prezradí tvar a pohyby dymu z komínu.Tri obrázky nižšie ukazujú ako v krátkej chvíli dokáže turbulencia zmeniť tvar dymovej vlečky .

Ak sa vzduch pomocou turbulencie a vzdušných vírov dostane nad kondenzačnú hladinu vodná para zkondenzuje a vznikne oblak. Takýto oblak však nemá jasne ohraničenú základňu ako to bolo pri oblakoch vzniknutých konvekciou. Vplyvom mnohých vírov ktoré pôsobia na oblak zo všetkých strán vznikne oblak podobajúci riedkemu roztrhanému chuchvalcu na ktorom nenájdeme ostré hranice či kontúry.Turbulencia je jedným z najčastejších príčin vzniku oblakov v spodnej atmosfére. Týmto spôsobom vznikajú oblaky Stratocumulus.

Výstup vzduchu na svahoch hôr a na rozhraní vzduchových hmôt

Niekedy nestúpajú iba vzduchové bubliny ,ale celé vzduchové hmoty ktoré sú rozmerné a súvislé a to nap. vtedy keď sú nútené prejsť cez horskú prekážku.Podľa veľkostí hrebeňov ,ktoré stoja vzduchu v ceste vznikajú oblaky rôzných veľkostí. Ale i studený vzduch sa môže chovať podobne ako horská prekážka. Keď prúd teplého vzduchu narazí na horu tohto studeného vzduchu kĺže po ňom do výšok pretože má nižšiu hustotu a keď dosiahne kondenzačnú hladinu vytvára rozsiahle oblačné vrstvy. Vtedy hovoríme o výklzných pohyboch vzduchu.Svahy týchto hôr studeného vzduchu majú však malý sklon iba pár stotín percenta preto vzduch stúpa niekoľko hodín či dokonca dní.Môže sa stať však aj opačný prípad a to že studený vzduch sa podsúva pod teplý a vytláča ho do výšok. Týmto spôsobom vznikajú oblaky siahajúce do väčších výšok.Tieto výstupné pohyby v tomto odseku sa ododhrávajú pri presune oblastí nižšieho tlaku vzduchu.

Konvekcia spôsobená studeným vzduchom vo výške

Bolo povedané ,že studený vzduch sa môže nasúvať pod teplý.Za určitých podmienok môže dôjsť k niečomu inému a to ,že postupujúci studený vzduch sa v horných vrstvách vzduchových hmôt presúva rýchlejšie ako v spodných.Vtedy sa stáva že pozorovateľ je ešte v teplom vzduchu avšak vo výškach 4 až 7 km sa nachádza studený vzduch.Na vodorovnej ploche medzi týmito vzduchovými hmotami o rôznej teplote dochádza k ochladzovaniu teplého vzduchu. Pritom teplota klesne pod rosný bod a vznikajú oblaky typu Altocumulus. Takisto teplý vzduch sa chová ako teplá pôda a vyvoláva konvekciu. Ako následok konvekcie vznikajú kopovité oblaky stredného poschodia pretože teplota v týchto výškach je v rozpätí -10 až -30 stupňov.

Prúdenie v tvare vĺn za horskými prekážkami (fénové vlny)

V súvislosti s turbulenciou sme spomínali ,že často spôsobuje neusporiadané výstupné pohyby a vznik charakteristických oblakov.K prúdeniu v tvare vĺn dochádza keď silný vietor vanie oproti horskej prekážke a stúpa do výšok aby ju prekonal. Vzduch má však aj svoju hmotnosť preto zo zotrvačnosti stúpa ešte vyššie ako je výška horskej prekážky.Tam však už obrazne povedané nemá pevnú pôdu pod nohami a tak klesá avšak na základe fyzikálnych zákonov klesá iba do určitej výšky a potom opäť stúpa a takto sa tento dej opakuje mnohokrát.Situácia je načrtnutá na obrázku nižšie. Tento jav sa nazýva fénová vlna.Každé stúpanie vzduchu ma za následok ochladzovanie a tým aj kondenzáciu a teda aj vznik oblakov.

Vlny na rozhraní medzi teplými a studenými vzduchovými hmotami

Vlny vznikajú keď dve rôzne husté prostredia ležia nad sebou.Pre lepšie predstavenie si situácie môžeme použiť príklad na jazere kde voda a vzduch ležiaci nad ňou sú rôzne husté prostredia.Aj v rýchlosti prúdenia sú rozdiely.Vietor nad vodou v dôsledku trenia dá do pohybu vodu a rýchlosť prúdenia dosiahne však v najlepšom prípade 3 až 4% z rýchlosti vetra.Podobné deje sa odohrávajú v atmosfére keď ľahký teplý vzduch sa nasunuje nad hustý ťažký studený vzduch.Behom vzostupnej fázy sa vzduch ochladzuje až započne vznik oblaku potom vzduch klesá a otepľuje sa podobne ako v predchádzajúcom odseku.

Výstup vlhkého vzduchu spôsobený vývojom oblakov pod ním

Vo vnútri oblakov Cumulus pôsobí často silný výstupný vietor , ktorý môže bežne dosahovať rýchlosť okolo 20 km/h. V dobre vyvinutých búrkových oblakoch sa nezriedka vyskytuje vietor s rýchlosťou 100 km/h. Tieto výstupné pohyby uvádzajú do pohybu vzduch nad vlastným oblakom a ochladzujú ho spôsobom , ktorý už poznáme. Ak sa nachádza nad oblakom vrstva veľmi vlhkého vzduchu môže dojsť k tomu ,že vodná para kondenzuje.Vyzerá to tak akoby mal Cumulus na hlave čapičku (lat. pileus). Ak vývoj Cumulu trvá dosť dlho pileus sa v ňom upne stráca.Obrázok nižšie ukazuje ako taký pileus vzniká:

Vývoj oblakov ----> Zánik oblakov---->

Späť na Atlas Oblakov

Iné weby autora

Slovensko - Tipy na výlet