Atmosféra

Atmosféra

= Vzudšný/plynný obal Země

3 složky: plynná, kapalná, pevná

Plynná složka

Nejdůležitější složka

Směs plynů – vzduch

$\text{N}_2$ – $78 \space \%$
$\text{O}_2$ – $21 \space \%$
Ostatní – $1 \space \%$ – ozon, vzácné plyny, znečišťující plyny ($\text{C}\text{O}_2$, $\text{S}\text{O}_2$, freony, $\text{C}\text{H}_4$, ...), vodní pára

Skleníkové plyny – podílí se na tzv. skleníkovém efektu (= zadržení tepla v atmosféře) – např. vodní pára, $\text{C}\text{O}_2$, $\text{C}\text{H}_4$, ...

Stavba

Atmosféra se dělí na vrstvy (způsobeno gravitací)

Troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra, exosféra

Se změnou výšky změna teploty a tlaku

Nejnižší teplota je mezi mezosférou a termosférou

1. Troposféra

Výška: $0 - 18 \space \text{km}$, na rovníku větší než na pólech $\Leftarrow$ rotace Země

S výškou teplota klesá – o $0.65 °\text{C}$ na $100 \space \text{m}$

Tvoří asi $80 \space \%$ hmotnosti atmosféry

„Kuchyň počasí“ – probíhá zde většina meteorologických jevů a procesů

2. Stratosféra

$18 - 50 \space \text{km}$

Do výšky $\approx 30 \space \text{km}$ se teplota nemění, potom s výškou roste

Ve výšce $25 - 35 \space \text{km}$ nad Zemí je ozonosféra = nejvyšší koncentrace $\text{O}_3$ v atmosféře

Množství ozonu se udává v Dobsonových jednotkách

Kolem $35. \space \text{km}$ se nachází tzv. jet stream = tryskové proudění vzduchu

3. Mezosféra

$50 - 80 \space \text{km}$

Teplota s výškou klesá až na $-100 °\text{C}$

4. Termosféra

$80 - 500 \space (700) \space \text{km}$

Díky pohlcování UV záření může mít teplotu až $1400 °\text{C}$

Polární záře

Ionosféra = část atmosféry, v níž jsou plyny v ionizovaném stavu, má význam pro šíření radiových vln, $50 - 550 \space \text{km}$

5. Exosféra

$500 \space (700) - 20 \space 000 \space (70 \space 000) \space \text{km}$

Okrajová vrstva atmosféry, atomy vodíku a helia unikají do meziplanetárního prostoru

Počasí a podnebí

Počasí

= Okamžitý stav atmosféry na určitém místě vyjádřený souborem meteorologických prvků

Meteorologické prvky:

1. Sluneční záření
2. Atmosférický tlak
3. Teplota vzduchu
4. Vlhkost vzduchu
5. Oblačnost
6. Atmosférické srážky
7. Proudění vzduchu

Studiem počasí se zabývá meteorologie

Přístroje: meteorologické stanice, balóny, družice, ...

Synoptická mapa = mapa počasí

Podnebí/Klima

= Dlouhodobý režim počasí na určitém místě, vytváří se působením klimatogeografických činitelů

Klimatogeografičtí činitelé:

1. Zeměpisná šířka
2. Cirkulace atmosféry
3. Vzdálenost od oceánu
4. Oceánské proudy
5. Vlastnosti zemského povrchu (nadmořská výška)
6. Činnost člověka

Činitelé 1–4 ovlivňují makroklima, činitelé 5–6 mikroklima

Studiem klimatu se zabývá klimatologie

Pro každé podnebí je charakteristický periodický cyklus počasí – známo už dlouho (důkazem jsou pranostiky)

Meteorologické prvky (počasí)

1. Sluneční záření
   Hlavní zdroj energie pro fyzikální děje v atmosféře
   Solární konstanta = množství slunečního záření dopadající na horní hranici atmosféry
   $58 \space \%$ sluneční energie je pohlceno
   $42 \space \%$ je odraženo zpět do vesmíru
   Při průchodu atmosférou a po dopadu na zemský povrch se přeměňuje na tepelnou energii
   Hodnoty slunečního záření se rovnoměrně snižují od rovníku k pólům $\Rightarrow$ klimatické pásy
   Povrch Země se zahřívá více než atmosféra, povrch souše více než oceán
   Radiační bilance = rozdíl příjmu a výdeje záření mezi zemským povrchem a atmosférou – kladná je ve dne, záporná v noci
   Ultrafialové, viditelné, infračervené

2. Teplota vzduchu
   Udává tepelný stav ovzduší, udává se v $°\text{C}$
   V meteorologii je měřená $2 \space \text{m}$ nad zemským povrchem
   Průměrná denní teplota $\Leftarrow$ teplota se změří v 7:00, 14:00 a 21:00, hodnota naměřená v 21:00 se počítá dvakrát, součet teplot se vydělí 4

3. Tlak vzduchu
   = Síla vyvolaná hmotností vzduchového sloupce sahající od výšky měření k horní hranici atmosféry
   Jednotka: $\text{hPa}$
   Na zemském povrchu nejčastěji $980 - 1040 \space \text{hPa}$
   S vyšší nadmořskou výškou tlak vzduchu klesá
   Čím je vzduch teplejší, tím má nižší hustotu

Podnebné pásy

Jejich existence je důsledek kulatého tvaru Země

• Rovníkový (ekvatoriální):
  365 dní v roce je stejné, velmi horké podnebí
  Hodně vlhko/srážek

• Tropický střídavě vlhký:
  Srážky mají sezónní charakter
  V létě srážky, v zimě ne
  Teplota je stejná jako v rovníkovém

• Tropický suchý:
  V oblasti obratníků
  Žádná vegetace, minimum srážek
  V noci je chladno

• Subtropický:
  Mezi $30°$ a $40°$ z. š.
  2 výrazná roční období – léto (suché, horké) a zima (mírná, vlhká)
  JV Asie je výjimkou – jsou zde monzunová období způsobená monzuny (v létě jdou z moře na pevninu $\Rightarrow$ vlhké léto, v zimě z pevniny na moře)

• Mírný:
  Dělí se na vnitrozemský/kontinentální a oceánský
  Oceánský $\rightarrow$ malé výkyvy teplot, srážkově bohatý
  Kontinentální $\rightarrow$ velké výkyvy teplot, málo srážek
  V ČR je přechodné klima $\rightarrow$ střídání vlivů oceánu a pevniny

  ---

  13. 12. 2021

• Subarktický:
  V zimě arktický vzduch, v létě polární
  Dlouhá a studená zima, krátké léto, málo srážek
  Polární den a noc

• Arktický:
  Arktický vzduch
  Málo srážek, velmi nízké teploty
  Antarktida je chladnější než Arktida

Všeobecná cirkulace vzduchu

Vítr = proudící vzduch

Čím je vzduch teplejší, tím je tlak menší

S rostoucí nadmořskou výškou tlak vzduchu klesá

Oblast s nízkým tlakem $\rightarrow$ tlaková níže
Oblast s vysokým tlakem $\rightarrow$ tlaková výše

Vzduch proudí z tlakové výše do tlakové níže

Dělení větrů

• Celoroční
  Vane celý rok stejným směrem
• Sezónní
  Část roku vane jedním směrem, část roku vane opačným směrem

Zápisky z videa

Tropopauza = velmi teplá vrstva větru, která je hranicí pro počasí

Pásmo rovníkových tišin = kalmy = úzký pruh kolem rovníku, kde žádný vítr nevane

Hurikán = vítr rychlejší než $120 \frac{km}{h}$

Nejničivější účinky hurikánu jsou na zadní straně oka
V oku hurikánu je největší klid

Jet stream má rychlost $300$ až $500 \frac{km}{h}$

Vznik tornáda: ve vzduchu vzniká turbulence, jakmile se dotkne země, vzniká tornádo

Celoroční větry

Povrch Země není homogenní $\Rightarrow$ vytvořily se tlakové buňky = cely

Kdyby neexistovaly větry, byly by póly chladnější a rovník teplejší

Na rovníku je celoročně tlaková níže, v úzkém pruhu kolem rovníku je pásmo rovníkových tišin = kalmů, vzduch stoupá vzhůru $\Rightarrow$ začne se ochlazovat, tvoří se páry $\Rightarrow$ déšť (na rovníku hodně prší)

Na 10. kilometru je tropopauza – vzduch se stáčí směrem k obratníkům, tam začne klesat – vzudch už je zbaven par, proto teplý vzduch vysušuje (na obratnících jsou pouště)

Větry od obratníků k rovníkům se nazývají pasáty, naopak vanou antipasáty

Na obratnících je tlaková výše

Na polárních kruzích je tlaková níže, na pólech je tlaková výše

Úhlová rychlost je všude na zemi stejná, body dál od osy otáčení Země mají větší obvodovou rychlost

Body na rovníku mají největší obvodovou rychlost, na obratnících je menší obvodová rychlost $\Rightarrow$ pasáty se stáčí proti směru rotace Země (pasáty na severu mají severovýchodní směr, na jihu mají jihovýchodní směr)

Antipasáty na severu mají jihozápadní směr, na jihu mají severozápadní směr

Vítr vanoucí od obratníků k polárním kruhům je západní (stáčí se rovnoběžně)

Vítr vanoucí od pólů k polárním kruhům se zpožďuje, stáčí se rovnoběžně $\Rightarrow$ je východní

3 cely: rovník – obratník, obratník – polární kruh, polární kruh – pól

Monzuny

Podstatou monzunového proudění je nerovnoměrné oteplování a ochlazování pevniny a oceánu – rozdílná měrná tepelná kapacita a tepelná vodivost horniny a vody, oceánské proudy

Letní monzun vane z oceánu na pevninu – vzduch nad oceánem je teplejší, než nad pevninou

Letní monzun přináší vláhu pevnině ve V a J Asii

Zimní monzun vane z pevniny na oceán – obrácená situace

Zimní monzun přináší vláhu ostrovům v JV Asii (např. Indonésii)

Bríza

= Pobřežní vítr

"Mikromonzun" – mění se v průběhu dne, je nepravidelná

Föhn

Jižní teplý vítr v Alpách

Bora

Severovýchodní studený vítr typický pro pobřeží Jadranu

Blizard

Studený vítr vanoucí z moře na pevninu typický pro Severní Ameriku

Jugo, Široko

Jihovýchodní teplý vítr v oblasti Středomoří, přináší špatné počasí

Vzniká nad Saharou, přináší písek až do Evropy

Vzduchové hmoty

Atmosférická fronta = hranice mezi 2 vzduchovými hmotami, je velice nepravidelná

Vzudchové hmoty: rovníková, tropická, polární, arktická

Fronty jsou tři: tropická, polární, arktická (mají název vždy podle hmoty vzdálenější od rovníku)

Nejvíce svou polohu mění polární fronta

Frontální porucha:

1. Tlaková níže pronikne dovnitř tlakových výší, vzduch proudí ze všech stran do tlakové níže = cyklona (dostředivý vír)
   Pro cyklonu je typické oblačné, deštivé počasí

2. Tlaková výše pronikne dovnitř tlakových níží, vzduch proudí z tlakové výše do všech stran (na severní polokouli se stáčí po směru hodinových ručiček) = anticyklona (odstředivý vítr)

Islandská cyklona, Íránská cyklona – trvalé cyklony
Sibiřská anticyklona, Azorská anticyklona – trvalé anticyklony

Na polární frontě jsou obrovské cyklony

Tropické cyklony jsou mnohem menší – hurikány/tajfuny

Studená fronta – teplý vzduch je lehčí, před studenou frontou velmi rychle vystoupá, je vlhký (protože byl před příchodem fronty u země) $\to$ oblačnost, déšť

Teplá fronta – studený vzduch je těžší, teplý vzduch se dostane nad studený, cirrus $\to$ cirrostratus $\to$ altostratus $\to$ stratus – mlha $\to$ cumulus $\to$ nimbus

Frontální cyklona: studená a teplá fronta se spojí, teplý vzduch vystoupá nahoru $\to$ okluzní fronta

Studená fronta se značí modrými trojúhelníky, teplá fronta se značí červenými půlkruhy, okluzní fronta se značí fialovými střídanými trojúhelníky i půlkruhy (kombinace obou značení)

Sílu větru udává Beaufortova stupnice – 0. stupeň je bezvětří, 12. stupeň je orkán (větrná smršť)

Sílu tornád a hurikánů udává Fujitova stupnice – F1 až F5

Hurikán $\times$ tornádo: Hurikány se tvoří nad mořem, tornádo se tvoří nad pevninou

Nejvyšší naměřená rychlost tornáda: $515 \frac{\text{km}}{\text{h}}$