přednáška 3

0
dp = - ρgdz, neboli 0g
dz
dp1
=−
ρ
−
• -dp/dz – vertikální tlakový (barický) gradient v hPa na 100 m výšky
• 1/ρ dp/dz – síla vertikálního tlakového gradientu
• barometrická rovnice:
• změna tlaku při změně výšky z úrovně z
1
(s tlakem p
1
) do úrovně z
2
(p
2
)
• typy řešených úloh:
– tlak vzduchu v určité úrovni, známe-li tlak v úrovni jiné a průměrnou teplotu vrstvy
vzduchu mezi nimi,
– průměrnou teplotu vrstvy vzduchu o známé mocnosti pomocí tlaku na její základně a
horní hranici,
– výškový rozdíl mezi dvěma úrovněmi, známe-li tlak v těchto úrovních a průměrnou
teplotu vrstvy vzduchu mezi nimi (tzv. barometrická nivelace)
• barický stupeň h = -dz/dp [m/1 hPa], tedy výškový rozdíl odpovídající změně tlaku o 1
hPa
– protože dp = -ρgdz, je
g
1
dp
dz
h
ρ
=−=
– po dosazení ρ = p/RT, je
pg
RT
=h
• v teplém vzduchu klesá tlak s výškou pomaleji než ve vzduchu studeném

3.7.2 Barické pole
• tlakové (barické) pole – rozložení tlaku vzduchu v atmosféře
• plochy o stejném tlaku vzduchu - izobarické plochy
• výšky určité izobarické plochy nad hladinou moře, spojené izohypsami (barický reliéf) –
mapy absolutní topografie (AT)
• standardní tlakové hladiny:
p [hPa] 1000 850 700 500 400 300 200 100 50 10
H [km] 0 1,5 3 5 7 9 12 16 20 32
• relativní převýšení vyšší izobarické plochy s nižším tlakem nad plochou nižší s vyšším
tlakem – mapy relativní barické topografie (RT) – RT
• ve studeném vzduchu je mocnost vrstvy mezi tlakovými hladinami menší než ve vzduchu
teplém, tedy mocnost vrstvy je přímo úměrná její střední teplotě
• do map barické topografie se nevynášejí běžné výšky izobarických ploch, ale jejich
geopotenciály
jednotkou je geopotenciální metr gpm: ∆H = g/9,8 . ∆z
31
• barické pole na hladině moře se vyjadřuje pomocí průsečíků izobarických ploch o různém
tlaku s jeho povrchem – izobary
• celkový tlakový gradient – prostorový vektor, směřující v každém bodě izobarické plochy
po normále n k této ploše na stranu nižšího tlaku (-∆p/∆n)
• horizontální tlakový gradient – vektor ve směru normály n na stranu nižšího tlaku
vzduchu (-∇p = -dp/dn – jednotky hPa na 110/111 km)
-∇p závisí na tangentě úhlu sklonu izobarických ploch k horizontální rovině
-∇p má na vzduch silový účinek – jeho síla G je dána rozdílem horizontálních tlaků,
působícím na jeho stěny ve směru kolmém na izobary, děleném hmotností
• charakteristické tlakové útvary:
a) tlaková výše (anticyklona) – uzavřené koncentricky uspořádané izobary s nejvyšším
tlakem uprostřed
b) tlaková níže (cyklona) – uzavřené koncentricky uspořádané izobary s nejnižším
tlakem uprostřed
c) hřeben vysokého tlaku – pásmo vyššího tlaku vybíhající z tlakové výše nebo
oddělujíci dvě tlakové níže, nejvyšší tlak v ose hřebenu
d) brázda nízkého tlaku vzduchu - pásmo nižšího tlaku vybíhající z talkové níže nebo
oddělující dvě tlakové výše nejnižší tlak v ose brázdy
e) barické sedlo - část barického pole mezi dvěma protilehlými tlakovými výšemi a
nížemi, příp. mezi dvěma hřebeny a brázdami

3.7.2.1 Dělení tlakových útvarů
• změny teploty vzduchu v horizontálním a vertikálním směru podmiňují charakter
barického pole
• v teplém vzduchu jsou izobarické plochy od sebe více vzdáleny než ve studeném
vzduchu
• s výškou se orientace horizontálního tlakového a teplotního gradientu sbližuje - průběh
izobarických ploch ve výšce se blíží průběhu ploch izotermických
• přední část cyklon – relativně teplý vzduchu z nižších šířek, týlová část cyklon – relativně
studený vzduch z vyšších šířek → izotermy mají tvar vlny → ve výšce: přední část cyklony
– hřeben, týlová část – brázda
• u anticyklon naopak
• rozdělení cyklon a anticyklon podle změny barického pole s výškou v závislosti na poli
teploty:
a) cyklony nízké (teplé) – teplé VH, s výškou rychle zanikají
b) cyklony vysoké (studené) – studené VH, vertikálně výrazně vyvinuty
c) anticyklony nízké (studené) – studené VH, s výškou rychle zanikají
d) anticyklony vysoké (teplé) – teplé VH, vertikálně výrazně vyvinuty
32
3.7.2.2 Denní a roční chod tlaku vzduchu
• kolísání teploty, přemisťování tlakových útvarů, slapy atmosféry
• denní chod: dvě maxima – před polednem a před půlnocí, dvě minima – časně ráno a po
poledni (v rovníkových oblastech amplituda až 4 hPa)
• roční chod:
– pevninský – max zima (sezónní anticyklony), min léto (prohřívání – cyklony)
– oceánský vysokých šířek – max začátkem léta, minimum v zimě
– oceánský mírných šířek – méně výrazné extrémy (max – zima, léto, min – jaro, podzim)
– monzunový – max zima, min léto
• tlakové extrémy:
1083,8 hPa – Agata, Sibiř, 263 m, 31.12.1968 (teplota -46 °C)
870,0 hPa – supertajfun Tip v Tichém oceánu 12.10.1979
ČR – rozmezí asi 970 – 1050 hPa

3.7.2.3 Geografické rozložení tlaku vzduchu
• hodnoty tlaku vzduchu přepočtené na hladinu moře – mapy izobar
• akční centra atmosféry – oblasti s opakovanou tvorbou a zánikem stejných tlakových
útvarů – v dlouhodobých průměrech výskyt uzavřených oblastí vyššího a nižšího tlaku
vzduchu – centra stálá (permanentní) a sezónní
• leden:
− pás nízkého tlaku podél rovníku (výraznější tlakové níže nad Jižní Amerikou, Afrikou a
Austrálií)
− subtropy: azorská a havajská tlaková výše
− mírné a subpolární šířky: stacionární tlakové níže (islandská a aleutská), sezónní tlakové
výše (asijská a kanadská)
− polární oblast – vzestup tlaku
• červenec:
přesun rovníkového pásma nízkého tlaku vzduchu k severu – mexická a íránská níže,
azorská a havajská výše zachovány
mírné a subpolární šířky – souvislý pás nízkého tlaku (stacionární tlakové níže, sezónní
termicky podmíněné níže nad kontinenty)
polární oblast – vzestup tlaku

3.8 PROUDĚNÍ VZDUCHU
• vyrovnávání tlakových rozdílů – proudění z oblasti vyššího tlaku do oblasti nižšího
tlaku vzduchu
• laminární proudění: malé rychlosti pohybu, tenká vrstva vzduchu (10
-4
m) nad
aerodynamicky hladkým povrchem
33
• turbulentní proudění: z laminárního při překročení kritické rychlosti, závislé na příčném
rozměru proudu, kinematické viskozitě vzduchu a teplotní instabilitě; představuje systém
vírů různého měřítka
• příčiny vzniku vírového proudění:
a) termické (termická deformace proudění)
nerovnoměrné zahřívání – deformace izobarických ploch – uzavřená cirkulace konvekční
buňky
b) dynamické (dynamická deformace proudění)
velkoprostorové víry: rozložení tlakových útvarů, uchylující síla zemské rotace, odstředivá
síla, síla tření
maloprostorové víry: tvary aktivního povrchu
• víry jsou energeticky vázány (energie větších vírů je spotřebovávána víry menšími)
• pro existenci vírů je nutná dodávka vnější energie (např. tepelné)
• denní perioda z hlediska intenzity turbulence:
část nadadiabatická – max. turbulence (insolace),
část inverzní – min. turbulence
• víry určitých velikostí jsou charakteristické určitou orientací osy (velkoprostorové –
vertikální, konvektivní a mezoprostorové – vertikální i horizontální, maloprostorové –
libovolná)

3.8.1 Pohyb vzduchu v měřítku velkoprostorových vírů
• horizontální složka pohybu vzduchu – vítr (rychlost, směr)
• síly působící na horizontální pohyb vzduchu:
a) síla horizontálního tlakového gradientu G – příčina pohybu
b) uchylující síla zemské rotace A – uchylování pohybu částice
c) odstředivá síla C – pohyb po křivočaré trajektorii
d) síla tření R – proti směru pohybu (účinek AP, vnitřní tření v atmosféře)
• pohybová rovnice objemu vzduchu o jednotkové hmotnosti
dv/dt = G + A + C + R

3.8.1.1 Ustálený pohyb vzduchu bez tření
• ustálený (stacionární) pohyb vzduchu – v každém bodě prostoru se nemění vektor
pohybu (dv/dt = 0, tj. výslednice všech sil je nulová)
• geostrofický vítr
C = 0, R = 0, A = -G
(přímkové izohypsy)
v případě malého zakřivení izohyps se mu blíží horizontální proudění nad mezní vrstvou
atmosféry
34
• gradientový (cyklostrofický) vítr
R = 0
• cyklona – gradientový vítr obtéká střed proti směru otáčení hodinových ručiček
• anticyklona – gradientový vítr obtéká střed po směru otáčení hodinových ručiček

3.8.1.2 Ustálený pohyb vzduchu se třením
• přímkové izobary (izohypsy):
C = 0, -G = A + R
• křivočaré izobary (izohypsy):
• cyklona: anticyklona:
-G = A + C + R - (G + C) = A + R
• vektor větru se uchyluje od vektoru G směrem k nižšímu tlaku o úhel β
• průměrná hodnota β je 60º, na moři 75º, na pevnině 50º, s výškou β roste (zmenšování
tření)
• proudnice v cyklonách uchýleny k jejich středu, v anticyklonách od středu
• účinkem R klesá rychlost větru při zemi asi na polovinu geostrofického či gradientového,
nad oceány na 2/3
• vítr se s výškou stáčí doprava a roste jeho rychlost (Eckmannova spirála)

3.8.1.3 Pole větru
• proudnice – vyjadřují okamžitý stav pole proudění, vektor rychlosti je v každém bodě
proudnice její tečnou
• konfluence a difluence nastává vlivem barického pole a vlivem tvarů reliéfu
• deformační pole (barické sedlo): x – osa roztažení, y – osa stlačení (frontogeneze,
frontolýza)
• vliv reliéfu se projevuje hlavně při indiferentním a stabilním zvrstvení (instabilní –
konvekční buňka)
• obtékání konvexních tvarů:
– návětrná strana – difluence proudnic, výstupná proudění
– závětrná strana – konfluence proudnic, sestupné pohyby
• konkávní tvary: konfluence proudnic
• orografické zrychlení nebo zpomalení proudění
• zvlnění proudnic při přetékání horské překážky (až dvacetinásobek relativní výšky)

3.8.1.4 Denní chod rychlosti a směru větru
• denní chod rychlosti:
a) pevninský (přízemní) typ – max kolem poledne, min kolem půlnoci
b) mořský (výškový) typ – opačný
35
• tyto rozdíly souvisí s denním chodem intenzity turbulence – při konvekci se transportuje i
horizontální rychlost částic, ve výšce brzdící účinek na relativně rychle se pohybující
vzduch
vertikální rozměr přízemního vyrovnávacího proudění – zmenšení vede k růstu rychlosti
• směr větru:
přízemní typ – dopoledne stáčení vpravo, po kulminaci rychlosti vlevo
výškový typ – naopak

3.8.2 Místní větry a místní cirkulační systémy
• místní větry – účinek výrazného reliéfu na všeobecnou cirkulaci atmosféry
a) fén
b) bóra – přetékání studeného vzduchu přes horské překážky lemující pobřeží; nejdříve se
hromadí, pak přetéká průsmyky a sedly; prudký pokles teploty (podtéká pod relativně
teplý vzduch – vlnobití); výskyt: pobřeží Jadranu, oblast Novorosijska, Nová Země,
Bajkal; místní názvy: údolí Rhôny - mistral
• místní cirkulační systémy – rozdíly v energetické bilanci aktivního povrchu (změny
fyzikálních vlastností AP, utváření reliéfu), změna orientace mezi dnem a nocí, vzhledem
k rozměru a malé rychlosti se projevuje uchylující síla zemské rotace méně – vzduch
protíná izobary (izohypsy)
a) brízy (pobřežní vánky) – důsledek teplotních rozdílů mezi mořem a pevninou za
jasného a klidného počasí; vertikální rozměr je 1-2 km, rychlost 3-5 m.s
-1
– mořský vánek – vane v období insolace z moře na pevninu
– pevninský vánek – vane v noci z pevniny na moře
b) horské a údolní větry – kombinace systému podélné a příčné cirkulace v horských
údolích – mocnost cca do 200 m, rychlost kolem 5 m.s
-1
– příčná cirkulace – výstupný (anabatický) a sestupný (katabatický) pohyb vzduchu podél
ozářených resp. ochlazených svahů
– podélná cirkulace:
horský vítr – katabatické proudění studeného vzduchu údolím dolů
údolní vítr – anabatické proudění teplého vzduchu údolím nahoru
c) ledovcový vítr – nárazovité katabatické proudění, vznikající ochlazováním přízemní
vrstvy vzduchu od povrchu ledovců; výskyt na údolních a dalších typech ledovců
(včetně ledovcových štítů) – směrová stabilita – typy s jednoduchým a zdvojeným
chodem
• mechanismus vzniku ledovcového větru:
− vznik horizontálního tlakového gradientu mezi ochlazeným vzduchem nad ledovcem a
teplejším vzduchem ve sejné úrovni nad nižší částí ledovcového splazu
36
− teplotní rozdíl mezi chladnějším vzduchem nad ledovcem a teplejším vzduchem v jeho
předpolí - opačný směr tlakového gradientu při zemi a ve výšce

3.8.3 Vírová proudění maloprostorového měřítka
• vázány na konvektivní bouře - soubor atmosférických jevů generovaných konvekcí,
doprovázející vznik kumulonimbu (Cb): bouřka, intenzivní dešťové přeháňky nebo kroupy,
krátkodobě zesílený vítr
• jádrem konvektivní bouře je tzv. konvektivní buňka (cela), pro níž jsou typické intenzivní
výstupné a sestupné pohyby
• konvektivní bouře lze dělit na:
a) jednobuněčné bouře - tvořeny jedním jádrem, průměrný životní cyklus asi 30 minut,
ve stadiu tzv. zralé buňky probíhají na její přední straně intenzivní výstupné a v její
týlové části intenzivní sestupné pohyby
b) multicely - tvořeny několika vzájemně se ovlivňujícími buňkami v různém stadiu
vývoje; trvání až několik hodin; během životního cyklu multicely může vznikat a
zanikat až několik desítek jednotlivých buněk
c) supercela - složena z jediné buňky; od multicely se liší především přítomností
rotujícího cyklonálního mezoměřítkového víru, který se stáčí postupně doprava;
nejextrémnější projevy počasí (přívalové srážky, elektrická aktivita, krupobití a silné
větry)
• jevy spojené s prouděním vázané na konvektivní bouře:
a) húlava - silný nárazovitý vítr, vázaný na výrazné rozhraní mezi teplým vzduchem v
okolí bouřky a studeným vzduchem z bouřky vytékajícím; výskyt na studených frontách
či čarách instability před nimi
b) downdraft, downburst, macroburst, microburst
– downdraft - silný sestupný proud či propad studeného vzduchu
– downburst - silný sestupný proud či propad studeného vzduchu, který při zemi získává
podobu prudkého divergujícího větru s ničivými účinky, podobnými tornádu:
c) tromba - vír v atmosféře s jinou než horizontální osou a s průměrem řádově jednotek,
desítek, výjimečně i stovek metrů
– malé tromby - nesouvisejí s konvektivní bouří; tvoří se od země vzhůru v silně
přehřátém vzduchu nad pevninou; dosahují do výšky několika desítek až stovek metrů;
lze je pozorovat v létě i v mírných zeměpisných šířkách (prachové nebo písečné víry)
– velké tromby - vznikají ve vyšších výškách ovzduší při labilním teplotním zvrstvení a
jsou vázány na kumulonimby, z nichž se spouštějí směrem k zemskému povrchu
(pseudotornádická tromba - výskyt kondenzačního chobotu pod Cb, kdy nebyl prokázán
dotek chobotu se zemským povrchem či vodní hladinou)
37
d) tornádo - silně rotující vír s vertikální osou pod spodní základnou supercely (důsledek
rotace uvnitř supercely a intenzivního střihu větru mezi výstupným a sestupným
proudem); rotace tornáda - většinou cyklonální charakter
– některé supercely mohou produkovat až několik tornád (slabá tornáda - nejsou vázána
na supercely)
– savé víry – menší víry, rotující po obvodu tornáda, způsobující ostře lokalizované a
značně intenzivní, škody
• hodnocení škod – Fujitova stupnice intenzity tornád F0-F5

Rychlost větru
[km.h
-1
]
Očekávaná
škoda
Slabá F-0 61 – 115
Mírná F-1 116 - 184
Významná F-2 185 - 259
Silná F-3 260 - 342
Devastující F-4 343 - 432
Katastrofální ≥ 433 F-5

Intensita

F-1 částečně poničená krytina střech; jedoucí automobily vytlačované ze silnice; kůly, garáže,
silně poškozené nebo zničené; větší stromy s pevnějšími kořeny výjimečně vyvrácené a
přelomené
F-2 Střechy některých budov stržené; mobilní domy a chatrnější stavby zničené; zděné domy
bez vážnějších poškození zdí; lehčí auta nadnášena; většina izolovaně rostoucích velkých
stromů vyvrácena nebo přelomena
F-3 stržené střechy a zbořené zdi i u dobře postavených budov; převržená auta; převrácené
vlaky; většina stromů v lese vyvrácena
F-4 železobetonové budovy významně poškozené; cihlové a kamenné budovy těžce
(neopravitelně) poškozené; méně pevné budovy srovnané se zemí; trosky chatrných budov
rozptýlené do velkých vzdáleností od svých základů; auta unášena těsně nad zemí nebo
odtažena na velké vzdálenosti; pahýly stromů úplně zbaveny kůry
F-5 železobetonové budovy těžce poškozené, ostatní budovy zcela zničené; auta přenášena
vzduchem jako projektily na značné vzdálenosti; pole zcela bez vegetace, úroda vytrhaná i s
kořeny

38