Co vyčteme z oblaků
Vzhled oblohy, respektive oblačnost, kterou na ní můžeme pozorovat, nám napoví mnohé o tom, co se v atmosféře děje.
Článek z čísla 14 časopisu Paragliding
Množství oblaků a jejich rozmanitost jsou přímým důsledkem řady atmosférických jevů a pokud o nich máme určitou znalost, můžeme identifikovat současný stav ovzduší a odhadovat jeho vývoj. Oblaka dělíme podle různých kritérií. Podle výšky jejich základny nad zemí jsou to oblaka vysokého, středního a nízkého patra. Podle toho také vypadá jejich struktura - jde o oblaky složené čistě z ledových krystalků (u těch, které se vyskytují vysoko v troposféře), smíšené anebo výhradně obsahující vodní kapičky. Mezi oblaka vysokého patra řadíme cirrovitou oblačnost, tj. cirrus (Ci), cirrostratus (Cs) a poměrně vzácně se vyskytující cirrocumulus (Cc). Výšky těchto oblaků se pohybují v létě kolem 8 až 12 km MSL, v zimě 6 až 8 km MSL. Ve středním patře troposféry se objevují altocumulus (Ac) a altostratus (As), které jsou někdy natolik vysoko, že nabývají téměř cirrovitých tvarů a lze je snadno zaměnit s těmito oblaky vysokého patra. Rozhodně se ale nemohou objevit oblaky typu Ac společně s cirrovitou oblačností tak, aby Ac byly výš. Nízké patro je vyhrazeno pro oblaky cumulus (Cu), stratocumulus (Sc), stratus (St), dešťový oblak nimbostratus (Ns) a jakousi zvláštní kategorii tvoří bouřkový oblak cumulonimbus (Cb). Každý z oblaků má několik odrůd a spoustu pozoruhodných variant svých tvarů.
Některé z mraků vznikají různými způsoby - např. Sc často vzniká transformací z kupovitého oblaku, pokud ustává termický vývoj a Cu se mění ze svého vertikálního tvaru na spíše horizontální, nesoucí však známky původního vertikálního vývoje. Jindy se ale může Sc vytvořit zformováním z mlhy, může také vzniknout nad horskými svahy vlivem stoupání vlhkého vzduchu nebo na frontálním rozhraní. Naším úkolem je tyto odlišnosti vzniku a vývoje odhadnout a podle toho určit charakter a popřípadě prognózu počasí. Cirrovitá oblačnost má velmi často vazbu na frontální rozhraní. Protože se vyskytuje vysoko v troposféře, pozorujeme tato oblaka daleko před čárou teplé fronty, pro níž jsou charakteristická. Frontální systém je vždy provázený výškovou frontální zónou, kde jedním z jejích typických znaků je silný výškový vítr. Právě v hladinách výškové frontální zóny se objevují cirrovitá oblaka a v takovém případě mají díky silnému větru tvar bělostných vláken, protažených ve směru výškového proudění. Nezřídka jsou vpředu oblaka Ci vytvarována do jakýchsi háčků či fajfkovitého zahnutí. Znamená to, že vítr ve výškách nad zhruba 7 až 8 km téměř jistě přesahuje rychlost 40 m/s a že ovzduší tam je poměrně turbulentní. Při zemi ještě vůbec nemusí foukat silný vítr, ale pohled na tyto cirry je nám napoví, že se v rámci několika příštích hodin rozfouká i při zemském povrchu, a to v přibližně stejném směru, jakým jsou natažena vlákna Ci. Současně se také všeobecně zhorší počasí, neboť bude přecházet fronta, resp. celý frontální systém.
Popsaná cirrovitá oblačnost se na obloze objevuje právě v oblasti výškové frontální zóny, pod níž leží nejaktivnější část frontálního systému s okluzním bodem. Cirrovitých oblaků také při této situaci na obloze přibývá, a to ze směru přibližující se fronty. Brzy se prakticky slijí do jednolité vrstvy a takový oblak už označujeme jako Cs. Jiný případ, kdy se objevují na obloze Ci, je tehdy, když počasí v daném místě je pod vlivem tlakové výše, či spíš její centrální a zadní části. Také tady vznikají tím, že do vysokých hladin troposféry proniká relativně teplejší vzduch, v němž při ochlazování desublimuje vodní pára v něm obsažená. Odborná literatura ale také udává jako důvod vzniku některých cirrů jako interakci kosmického záření s částicemi atmosférických plynů. Každopádně sporadicky se vyskytující Ci na jinak čisté obloze, tzn. nepřibývající a nehoustnoucí, neznamenají předzvěst příchodu fronty a vlastně tak v letní sezóně indikují stálé a postupně čím dál teplejší počasí. V zimě jsou cirry skoro vždycky vázány na frontu. Oblak Cs mnoho variant a tvarů nemá.
Je to transparentní bílý oblak, pokrývající velkou část oblohy, který způsobuje její mléčně bílý vzhled. Je složený z ledových krystalků a proto velmi dobře odráží sluneční záření, které na něho shora dopadá, přestože pozorovatel na zemském povrchu slunce vidí svítit dost silně a oslnivě. Útlum slunečního záření je však natolik razantní, že případná termika, která fungovala před tím, než se nasunula vrstva cirrostratu, nyní rychle odeznívá. Pokud oblak dále houstne a slunce nebo měsíc skrze něho svítí stále obtížněji, můžeme očekávat přechod fronty během několika málo hodin a nástup srážek ještě dříve. Cs na frontě také plynule přechází do As a později do Ns. Zvláštností je oblak Cc. Jeho vzezření připomíná velké množství malých kumulů, které jakoby byly nesmírně vysoko. Však také Cc indikuje labilitu ve vysokých vrstvách troposféry, společně s dostatečnou zásobou vlhkosti. To znamená, že v letním období, když se k těmto faktorům přidá ještě mohutná tepelná energie, můžeme očekávat v dohledné době vývoj tzv. bouřek z tepla, zvlášť v horách. Takové bouřky nejsou spojeny s přecházející frontou, ale objevují se v místní vzduchové hmotě. Výškový vítr zpravidla není příliš silný, což se pozná i podle sotva patrného pohybu oblaků Cc.
Instabilitu středních vrstev atmosféry poznáme i tehdy, když zvláště zrána vidíme vrstevnaté oblaky Ac, avšak s vyrůstajícími kupovitými věžičkami, které zdálky vypadají jako hradní cimbuří. Však se také tento altocumulus doplňuje názvem castellanus. Někdy je kupovitý charakter oblaků Ac tak výrazný, že je lidé zaměňují s Cu. Ac castellanus jsou však zjevně výše, než jsou obvyklé výšky Cu a také v době kolem východu slunce by se takto vytvarované Cu nevyskytovaly. Oblak Ac castellanus je téměř stoprocentním znamením bouřek, které se ten den budou v daném místě vyskytovat. Je to ovšem také typicky letní oblak, v zimě se ve střední Evropě nevyskytuje. Pokud je tedy v noci velmi teplo a dusno a na obloze pozorujeme tento oblak, vezmeme si následující den deštník. Jiným oblakem z rodiny Ac je floccus, vločkovitý. Také ten je příznakem dostatečné vlhkosti a instability ve střední troposféře a denních bouřek z tepla. Připomíná roztrhané kumuly či spíše rozcupované chumáče vaty, pravidelně od sebe vzdálené, visící téměř bez pohybu na obloze.
Jiný typ Ac je stratiformis translucidus perlucidus undulatus, což znamená vrstevnatý průsvitný, kde mezerami mezi jednotlivými částmi oblaků je viditelná obloha, a oblak má vlnovou strukturu. Tento oblak se vyskytuje zpravidla v teplém sektoru tlakových níží v úrovni výškové teplotní inverze, na níž je současně zvýšená vlhkost a výraznější změna rychlosti větru. Při průletu vrstvy oblaků letadlem jsou někdy citelné slabé nebo mírné turbulence. Pohybuje-li se poměrně rychle, můžeme brzy očekávat příchod studené fronty se srážkami a tedy změnu počasí.
Dynamicky vyhlíží oblak Ac lenticularis (čočkovitý), protože jeho typický způsob vzniku je právě vlnové proudění, ať už přes horskou překážku, nebo střihem větru ve velkých výškách. V každém případě je neklamným znamením rychlého větru ve výšce a často i při zemi. V horách je jako varovný prst - nelétat! Při rychlém proudění přes hory vzniká v jejich závětří tzv. dlouhá vlna, využitelná s větroni, nikoliv však s padákovými kluzáky. V samotných horách může přitom spolupůsobit efekt, známý jako föhn. Ten spočívá v tom, že na návětří hor stoupá vlhký vzduch vzhůru, dochází v něm ke kondenzaci vodní páry a k vypadávání srážek, čímž se vzduch znatelně vysuší a když pak z hor na jejich závětří sestupuje, je již velmi suchý a teplý. V horách je však provázen chaotickým prouděním se silnými turbulencemi. Nad horami se objevují pravidelně uspořádané Ac lent. Při jejich podrobnějším pozorování vidíme, že oblak stojí stále na stejném místě oblohy, avšak na návětrné straně do něho vstupuje a kondenzuje vodní pára, na závětrné straně jej zase opouští. Je to stejný efekt, jaký pozorujeme na rozvlněné hladině potoka: voda sice teče, ale vlny zůstávají na místě jako stacionární. Někdy mají Ac lent nikoliv uspořádaný charakter jako při vlnovém proudění přes hory, ale naopak vzhled oblohy je velmi chaotický. Zpravidla tomu tak bývá před přechodem studené fronty a takové oblaky doprovází i silný vítr. Pro piloty malých letadel, závěsných a padákových kluzáků jsou vzhledem k jejich operačním výškám asi nejdůležitější oblaka spodního patra troposféry. Pro bezmotorové létání pak zcela jistě oblaka typu cumulus, tedy oblak s vertikálním vývojem, který vzniká v důsledku existence termických stoupavých proudů.
Jeho přítomnost na obloze vždycky značí existenci vertikálních pohybů, i když naopak vzato, existence těchto pohybů nemusí ještě znamenat výskyt Cu, protože výstupné a sestupné pohyby velmi suchého vzduchu nevytvářejí podmínky pro vznik oblaků. Oblaky Cu lze rozdělit do tří skupin: ploché, středně vyvinuté a věžovité, tj. dosti vysoko vyvinuté. Ploché kumuly (Cu humilis) se také lidově nazývají "kumuly pěkného počasí" a skutečně jsou průvodním jevem krásného, letního a suchého počasí. Jejich malý vertikální rozměr má důvod v tom, že vzduch je poměrně dost suchý a základny kupovitých oblaků se tak objevují vysoko, těsně pod horní hranicí konvektivní vrstvy.
Plochá kupovitá oblačnost znamená, že vliv studené fronty, která přešla už před několika dny, znatelně slábne, přední a chladnější část tlakové výše se odsouvá a nastupuje počasí centrální anticyklóny a později její zadní strany. Zplošťování kumulů, tj. zmenšování jejich vertikálního rozměru znamená také pozvolné slábnutí termiky, která se ovšem může ještě vyskytovat jakožto bezoblačná. Výstupné rychlosti stoupavých proudů pod Cu humilis jsou obyčejně do 2 m/s, i když v horském terénu se můžeme setkat i se stoupavým proudem 5 m/s, provázeným výraznějšími turbulencemi. Středně vysoké kumuly, Cu mediocris, bývají na letní obloze často po přechodu studené fronty ze západního sektoru, kdy je vzduch dostatečně vlhký a umožňuje tvorbu takovýchto mraků. Současně přináší v letní sezóně západní proudění poněkud chladnější a tedy také instabilní vzduchovou hmotu, takže Cu mediocris indikují zcela jistě termické počasí s rychlostmi stoupavých proudů přibližně 2 až 7 m/s. Tato oblaka se však mohou při zvětšené vlhkosti v hladině výškové inverze rozlévat do vrstevnaté oblačnosti Sc a potom dlouhé desítky minut stínit zemský povrch, kde se tím pádem neutváří termika. Plachtaři říkají takto zastíněným oblastem "rozpady" a skutečně zde dochází k velmi pozvolnému rozpadání oblačné vrstvy, provázenému klesavými proudy.
U oblaků Cu mediocris si dobře všímejme jejich tvarů. Mají-li ostré okraje a tmavé základny, z nichž v odpoledních hodinách mohou ještě příležitostně vypadávat srážky ve formě přeháněk, jde o dobře aktivní oblaky, pod nimiž můžeme nacházet ideální termiku. Zboku oblaků je téměř vždy patrné prohnutí jejich tmavé základny dovnitř oblaku. To znamená, že pod oblakem je silný a využitelný stoupavý proud. Někdy vidíme, jak se při okrajích kumulu tvoří cáry mlhy, pomalu se vinoucí do spirálovitého tvaru - také to je příznakem silné a dobře využitelné termiky. Vzácněji se tvoří nad kupovitými vrcholy takovéhoto oblaku jakási mlhová čepice, tzv. pileus, která je příznakem mimořádně silné termiky a objevuje se hlavně nad věžovitými kumuly a bouřkovými kumulonimby. Jestliže jsou okraje kupovitého oblaku rozmazané nebo neostré a jeho barva šedavá, zatímco tvar nabývá vzhledu sice kupovitého, ale také vrstevnatého, bude termika špatně využitelná a slabá, zejména pokud je této oblačnosti na obloze hodně a vítr při zemi skoro žádný.
Někdy se stává, že dopolední vývoj Cu vypadá slibně, avšak po poledni se oblaka transformují stále více na vrstevnatou oblačnost a slévají se do kompaktnější vrstvy. Odráží se tak zesilující příliv teplého a suššího vzduchu ve vrstvách atmosféry, nacházejících se nad konvektivní vrstvou a celková stabilizace teplotního zvrstvení. Tyto situace často bývají před přechodem studené fronty, ovšem i několik dní předem.
Věžovitý Cu congestus je už znamením velké lability v troposféře a velmi často předzvěstí bouřky, zvláště vyskytuje-li se už časně dopoledne. Stoupavé proudy pod nimi dosahují rychlostí i přes 10 m/s a proto oblaka rychle vyrůstají do výšek nad 5 až 6 tisíc metrů. Při létání za takového počasí je bezpodmínečně nutné být velmi obezřetný, protože pod oblaky nemůžeme sledovat jejich vertikální růst a lehce se tak můžeme dostat do stoupání, z něhož budeme jen těžko unikat. Při kroužení pod oblakem si raději dejme větší rezervu výšky pod základnou, než jen předpisových 300 m, abychom pak při odletu zpod oblaku nevlétli proti své vůli nad jeho základnu. I tak je vhodné mít přístrojové vybavení pro všechny případy - dobrý kompas, na němž v žádném případě nešetříme (kompas do auta za 100,- Kč není ten správný...), GPS a dobré vário s výškoměrem. Rozhodně je ale vysoká opatrnost na místě! Bouřkový oblak Cb má několik stádií vývoje a létat v jeho blízkosti nebo přímo pod ním je hazard se životem. Rychlosti stoupavých proudů v něm dosahují až 50 m/s, jsou v něm kriticky silné turbulence, námraza a v horních částech oblaku teploty pod -50°C. Nad 4000 m MSL se už začínají dostavovat také potíže s dýcháním, nehledě na celkový stres, jemuž by byl vystavený pilot, který by se do oblaku dostal. To vše podtrženo a sečteno znamená, že při výskytu Cb létat nebudeme. Z tvarů bouřkového Cb vyčteme také řadu pozoruhodností. U Cb, který ještě nedosáhl maximálního stádia vývoje, někdy nerozpoznáváme přesně rozdíl mezi ním a Cu congestus. Takový Cb ještě nemá ve vrcholové části rozvinutou cirrovitou kovadlinu, tzv. incus, a jeho vzhled je jako ohromný Cu. Tento Cb se nazývá calvus, což znamená holý. V tuto chvíli v něm ještě není bouřka, avšak skrývá všechna výše uvedená nebezpečí. Nad některými jeho kupovitými věžemi pozorujeme pileus, při pozornějším a upřeném sledování oblaku vidíme, jak se kupy doslova valí nahoru. To svědčí o silných stoupavých proudech uvnitř. Brzy se vrchol oblaku začne rozlévat do kovadlinového tvaru a to už je bouřkové stádium Cb. Někdy také po skončení nefrontálních bouřek zůstávají v nejvyšším patře troposféry pozůstatky Cb ve formě cirrů, částečně ještě připomínajících kovadlinový tvar.
Pod bouřkovými oblaky, zvláště na studené frontě, se odehrávají dramatické přírodní jevy - na čele fronty se vyvíjí húlavová oblačnost, rychle vznikají a zanikají roztrhané oblaky cumulus fractus, apod. Stratus je oblak, který nejčastěji vzniká z mlh nebo z velmi vlhkého vzduchu těsně nad zemí. Objevuje se tedy v deštivých dnech nad lesy a vlhkými místy, ale také při jasných nocích při radiační inverzi ve výšce do jednoho metru nad zemí, pokud je vzduch dostatečně vlhký a také může-li vychladnout až k rosnému bodu. Svědčí to o přiměřeně vlhké chladnější vzduchové hmotě a my v takovém případě můžeme očekávat v následujícím dni vznik kupovité oblačnosti.