Prečo vietor fúka a kde je, keď nefúka?

21.08.2004 08:00
Vietor
ilustračné foto Autor: ,

Vzduch sa v atmosfére neustále pohybuje. Pohyb vzduchu oproti zemskému povrchu, ktorý pozorujeme na danom mieste zemského povrchu v určitom okamihu, nazývame prúdenie vzduchu alebo vietor. Je to meteorologický prvok, ktorým určujeme vlastnosti vzduchu. Ďalším meteorologickým prvkom je napríklad teplota vzduchu, vlhkosť vzduchu alebo tlak vzduchu. Vietor má svoju veľkosť, to znamená rýchlosť a svoj smer. Rýchlosť vetra vyjadrujeme v metroch za sekundu (m/s) alebo v kilometroch za hodinu (km/h). Podľa prejavov vetra v prírode je zostavená 13?dielna stupnica (Beaufortova). Podľa nej môžeme aj bez presných meracích prístrojov odhadnúť rýchlosť vetra. Za smer vetra považujeme ten smer, odkiaľ vietor fúka. Vyjadrujeme ho v uhlových stupňoch, o ktoré sa odchyľuje smer vetra od severu.

Niekedy vyjadrujeme smer vetra svetovou stranou, z ktorej vietor fúka. Napríklad smer 180° má južný vietor, čiže vietor vanúci od juhu. Na orientačné určenie smeru a čiastočne aj rýchlosti vetra, napríklad na diaľnici, slúžia veterné rukávy. Smer a rýchlosť vetra meriame presne na meteorologických staniciach pomocou prístrojov anemometer alebo anemograf, a to spravidla vo výške 10 metrov nad zemským povrchom. Presnejší názov takto meraného vetra je prízemný vietor a meteorológovia jeho smer a rýchlosť zapisujú na prízemnú synoptickú mapu spolu s hodnotami ďalších meteorologických prvkov nameranými v rovnakom čase. Keď chceme odpovedať na otázku, prečo fúka vietor, musíme najskôr vysvetliť, čo je tlak vzduchu. Tlakom vzduchu na zemskom povrchu rozumieme silu, ktorou pôsobí stĺpec vzduchu v rozsahu celej atmosféry kolmo na jednotkovú plochu zemského povrchu. Vzhľadom na to, že nad rôznymi miestami zemského povrchu má vzduch rôzne vlastnosti, je nad týmito rôznymi miestami rôzny tlak vzduchu.

Približne platí, že nad zohriatym povrchom je nízky tlak vzduchu a nad studeným, vychladeným povrchom je vysoký tlak vzduchu. Keby bol rozdielny tlak jediným dôvodom, prečo fúka vietor, mohli by sme povedať: Medzi dvoma miestami na zemskom povrchu s odlišným tlakom vzduchu vzniká prúdenie, smerujúce z oblasti vyššieho tlaku približne do oblasti, v ktorej je tlak vzduchu nižší. Podobne by sme mohli povedať: Ak je v oblasti vyrovnaný tlak, vzduch sa oproti zemskému povrchu nepohybuje. V tejto oblasti teda vietor nefúka. Skutočnosť je zložitejšia. Prúdenie je vyvolané predovšetkým silou tlakového gradientu (priamo úmernou rozdielu tlaku medzi uvažovanými oblasťami) a má tým väčšiu rýchlosť, čím je gradient tlaku väčší. Okrem tejto sily pôsobí na pohybujúce sa častice vzduchu ešte sila zemskej rotácie (lebo pohyb vzduchu študujeme na Zemi, ktorá rotuje), sila odstredivá (ak je dráha študovaného pohybu zakrivená) a sila trenia (ktorá pôsobí na častice vzduchu pohybujúce sa pri zemskom povrchu). Prúdenie vzduchu je pri zemskom povrchu vyvolané pôsobením sily tlakového gradientu, uchyľujúcej sily zemskej rotácie, odstredivej sily a sily trenia. Podľa toho, ktorá sila má rozhodujúci vplyv na prúdenie vzduchu, rozlišujeme rôzne druhy prúdenia. Najlepšie je preštudované prúdenie vzduchu v troposfére. Teda v najnižšej vrstve atmosféry, ktorej priemerná výška v našich zemepisných šírkach je 11 km. Môžeme tu vymedziť systémy prúdenia rôzneho rozsahu:

Miestny vietor sa vyskytuje nad relatívne malými oblasťami

Jeho rozsah a intenzita súvisia s vlastnosťami (najmä členitosťou a nerovnorodosťou) zemského povrchu v sledovanej oblasti. Miestnymi vetrami sú napríklad:

Pobrežné vánky (brízy) – je to názov vetra, ktorý sa vyskytuje pri bezoblačnej oblohe na pobreží mora alebo na okrajoch veľkých vodných nádrží. Je to vietor, ktorý vanie cez deň z mora nad pevninu (preto ho tiež nazývame morský vánok) a v noci z pevniny nad more (doplňujúci názov je pevninský vánok). Príčina vzniku obidvoch je jednoduchá. V denných hodinách sa pri bezoblačnej oblohe prehrieva pevnina viac ako more. Od zemského povrchu sa ohrieva vzduch. Teplý vzduch stúpa a pri zemi sa zmenšuje tlak vzduchu. Nad pevninu potom prúdi vzduch od mora, čiže morský vánok. V nočných hodinách je, naopak, teplejší povrch mora a takisto aj vzduch nad morom. Ten stúpa a na jeho miesto prúdi vzduch z pevniny, teda pevninský vánok. Horské a údolné vetry sa vyskytujú v horských oblastiach. V denných hodinách, keď sú prehriate vrcholky a svahy hôr, zohrieva sa aj vzduch nad nimi. Zohriaty vzduch stúpa po svahoch nahor. Jeho smer je z údolia, preto sa nazýva údolný vietor. Horský vietor je vyvolaný v nočných hodinách stekaním studeného vzduchu zo svahov do údolia. Föhn je teplý a suchý vietor, ktorý vanie na záveternej strane vysokých hôr v smere z hôr do údolia. Bóra je silný, studený a nárazovitý vietor, ktorý vanie na záveternej strane relatívne nízkych hôr v smere z hôr do údolia.

Prúdenie v tlakových útvaroch

Už vieme, že pre vznik vetra má veľký význam rozloženie tlaku vzduchu. Na zemskom povrchu môžeme vymedziť niekoľko oblastí, v ktorých je tlak nízky alebo, naopak, vysoký. Keby sme prechádzali z oblasti nízkeho tlaku do oblasti vysokého tlaku vzduchu, tlak vzduchu by sa plynulo a postupne zväčšoval. Oblasť nízkeho tlaku vzduchu nazývame cyklóna a oblasť vysokého tlaku vzduchu nazývame anticyklóna. Sú to základné tlakové útvary s charakteristickým prúdením vzduchu. Pôsobením síl, ktoré sme spomenuli na začiatku, prúdi vzduch pri zemi:

• v cyklóne proti smeru pohybu hodinových ručičiek a do jej stredu a okrem toho v centrálnej časti cyklóny vzduch vystupuje nahor

• v anticyklóne v smere pohybu hodinových ručičiek a von od jej stredu a okrem toho v centrálnej časti anticyklóny vzduch klesá z voľnej atmosféry k zemskému povrchu

Všeobecná cirkulácia atmosféry

Je to označenie súhrnu prúdení vzduchu, ktoré zaberajú veľké plochy na zemeguli a vyznačujú sa veľkou stálosťou. Vďaka všeobecnej cirkulácii atmosféry sa vymieňa vzduch medzi rôznymi aj veľmi vzdialenými oblasťami zemegule. Ovplyvňujú ju najmä tieto faktory:

• rôzny príjem slnečného žiarenia v rôznych zemepisných šírkach

• rotácia Zeme

• nehomogénny zemský povrch, teda rozčlenenie povrchu na pevniny a oceány.

Rozloženie tlaku vzduchu pri zemskom povrchu v rôznych zemepisných šírkach, ktoré tu počas roka (alebo aspoň počas pol roka) prevláda, umožňuje zobraziť prevládajúcu cirkuláciu. Z nej je najpravidelnejšie prúdenie v tropickej oblasti. Počas celého roka sa tu pozorujú pasáty a počas pol roka sú najmä pri pobreží Indie známe monzúny. Pasáty vanú od približne 30. rovnobežky k rovníku. Ich smer je však rotáciou Zeme odklonený od smeru zo severu na juh. Na severnej pologuli sú to severovýchodné vetry, čiže vanú zo severovýchodu na juhozápad. Na južnej pologuli je tento odklon opačný, čiže tam je to juhovýchodný vietor. Monzún rozlišujeme zimný a letný. Podmienené sú zmenou tlaku počas roka nad veľkými oblasťami pevniny a mora. V lete sa nad Indiou dlhší čas udržiava tlaková níž, preto letný monzún vanie z mora nad pevninu. V zime je dlhší čas nad Indiou vysoký tlak, preto zimný monzún vanie z pevniny nad more.

Martin Benko a Eva Hrouzková počas prednášky na...
Martin Benko a Eva Hrouzková počas prednášky na DUK 2004. Autor: Roman Benický

V atmosfére sa pozoruje ešte ďalší vietor v súvislosti s výskytom zvláštnych útvarov s charakteristickým prúdením. Spomeňme z nich aspoň tropickú cyklónu a trombu. Tropická cyklóna sa vytvára v tropických zemepisných šírkach (5 až 20 stupňov) nad oceánmi, odkiaľ sa presúva k vyšším zemepisným šírkam a môže zasiahnuť aj pevninu. Nad pevninou sa v nej relatívne rýchlo zväčšuje tlak a cyklóna zaniká. Iba výnimočne sa v miernych zemepisných šírkach mení na mimotropickú cyklónu. Zaberá pomerne malú oblasť. Jej priemer býva iba niekoľko sto kilometrov. Rozdiel tlaku medzi jej stredom a okrajom je veľmi veľký a ten spôsobuje, že vietor v tejto cyklóne má ničivé účinky. Čo odpovedá 12° Beaufortovej stupnice. Okrem veľkej rýchlosti vetra sa v tropickej cyklóne vyskytujú veľmi intenzívne zrážky. Tropická cyklóna – najmä v jej najrozvinutejšej forme – má v rôznych oblastiach Zeme rôzne názvy. Napr. hurikán (v severnej časti Atlantického oceánu), tajfún (v oblasti Juhočínskeho mora), cyklón (oblasť Indického oceánu) a podobne. Tromba je vír s inou ako horizontálnou osou a priemerom rádovo desiatky, výnimočne stovky metrov. Predpokladá sa, že na jej výskyt je potrebný extrémne teplotne nestabilný vzduch. Veľká tromba sa tvorí vo vyšších vrstvách atmosféry a je viazaná na búrkový oblak, z ktorého sa spúšťa dolu a môže dosiahnuť až na zemský povrch. Vyzerá ako chobot spustený z oblaku. Často sa nazýva aj tornádo.

1. Ktorá otázka vás nútila k zamysleniu?

Môže človek prežiť prechod tornáda?

2. Na ktorú otázku ste nevedeli odpovedať, ktorá vás prekvapila?

Prečo sa hovorí „Múdry ako Einstein“, prečo sa nehovorí „Múdry ako Tesla?“, keď Tesla bol rovnako dobrý fyzik?

Doc. RNDr. Eva Hrouzková, CSc. (1947)

Študovala na PFUK v Bratislave odbor meteorológia a klimatológia. Od roku 1971 pôsobila na Katedre AGM ako vysokoškolský učiteľ. Od roku 1988 je docentkou odboru meteorológia a klimatológia. Zaoberá sa štúdiom termodynamickej stability spodných vrstiev atmosféry a vlastností hraničnej vrstvy atmosféry. V súčasnosti je spoluriešiteľom grantovej úlohy Fotochemické znečistenie ovzdušia na území Slovenska. Na fakulte matematiky, fyziky a informatiky prednáša synoptickú meteorológiu a dynamickú meteorológiu. Je gestoromštúdia meteorológie a klimatológie. V rokoch 1990 až 1996 a 2002 až 2004 viedla Katedru meteorológie a klimatológie FMFI UK.

DUK vietor profilova
DUK vietor profilova

RNDr. Martin Benko (1972)

Po štúdiu na FMFI UK v Bratislave, na katedre meteorológie a klimatológie, začal v roku 1996 pracovať v Slovenskom hydrometeorolo­gickom ústave ako meteorológ. Od roku 2002 vedie odbor predpovede a výstrahy, pod ktorý spadajú pracoviská všeobecných, leteckých a numerických predpovedí počasia, zabezpečujúce predpovede počasia pre verejnosť a le?teckú dopravu, špeciálne predpovede a výstrahy na nebezpečné poveternostné javy. V roku 2004 vypracoval dizertačnú prácu o problematike získavania údajov z vyšších vrstiev atmosféry. Teraz sa podieľa aj na riešení projektu Protipovodňový predpovedný a varovný systém.

DUK vietor profilova
DUK vietor profilova
DUK 2008 obálka
DUK 2008 obálka

Článok vznikol na základe prednášky uskutočnenej v rámci projektu Detská univerzita Komenského. Vydavateľstvo PEREX z každého ukončeného ročníka vydáva zborník vo forme pestro ilustrovanej knižky sumarizujúcej obsah prednášok z daného ročníka. Knižka z prvého ročníka (2003) je už vypredaná, vydania z ročníkov 2004, 2005, 2006, 2007 a 2008 si môžete objednať za cenu 5€ (151 Sk) + poštovné na tel. čísle 02/4959 6270 od 8. do 14. hodiny, alebo emailom na adrese predplatne@pravda.sk.

Sleduj najnovšie články na našom Facebooku
Ponuky zo Zľavy.Pravda.sk