Pozor! Používáte zastaralý prohlížeč, stránka se nemusí zobrazovat správně. Aktualizujte jej a zlepšete tak svůj uživatelský zážitek.

Matfyz.cz

Zajímavosti z meteorologie VI: Letní bouřkové lijáky

Přicházející bouřková buňka s dobře viditelnou stěnou intenzivního deště a oblačnou stěnou zvanou arcus. Foto: Jan Drahokoupil (https://twitter.com/Drahokoupil_Jan/status/999376850471260160/)

Letos tomu bude právě 20 let, co severovýchod Čech zasáhla jedna z nejhorších přívalových povodní. Série bouřek způsobila miliardové škody a vyžádala si několik obětí. Co k podobným událostem vede a kde se vůbec v bouřkách bere ohromné množství vody, které může mít takto ničivé následky?

Když po klidném červencovém dni přišla navečer první bouřka, nikdo z obyvatel Deštného a okolních obcí v Orlických horách netušil, že během noci přinesou další bouře zkázu, jakou nikdo nepamatuje. V noci z 22. na 23. července 1998 napršelo v severovýchodní oblasti Čech více než 200 tisíc tun vody na každý kilometr čtvereční. Bouřky s lijáky přicházely v řadě jedna za druhou a voda, která musela rychle někudy odtéct, způsobila škody za téměř dvě miliardy korun. Bohužel si odnesla také šest životů.

Letní oblaka plná ledu

Nikoho asi nepřekvapí, že oblaky jsou v zimě z velké části tvořeny ledovými krystalky a na zem dopadají srážky ve formě sněhu. Jenže led je základem tvorby deště i v létě, a to dokonce i v parných tropických dnech.

Zejména bouřkové oblaky zvané kumulonimbus (latinský výraz pro dešťovou kupu) dosahují velkých výšek. Zatímco ve dvou metrech nad zemí, kde se měří teplota vzduchu, může být v těch nejteplejších dnech často i více než 35 °C, v horní části bouřkových oblaků v ten samý okamžik teploty klesají obvykle pod –50 °C nebo ještě hlouběji.

Takový ledový oblak vzniká v rychle stoupajícím vlhkém vzduchu. Nejprve se vytvoří velké množství vodních kapek, které postupně začnou mrznout, když teplota poklesne pod –10 °C. Voda má totiž tu unikátní vlastnost, že v podobě malých kapek vydrží tekutá i při teplotách pod bodem mrazu (hovoříme o přechlazené vodě), a to do té doby, než dostane nějaký vnější impulz k náhlému prudkému zmrznutí. Tím může být náraz takové drobné kapičky do již zmrzlé kapky. Nová kapka na ní namrzne a postupně tak vznikají drobné krupky. Část vlhkosti se udrží v podobě páry až do větších výšek a zde teprve vytvoří nové ledové částice, nebo zvětšuje ty již existující. Vrcholky bouřkových oblaků tak tvoří velké množství ledových krystalků. Zatímco si na zemi užíváme tropické teploty, jen o několik kilometrů výš se nám nad hlavou vznáší tisíce tun krystalků ledu.

Jakékoli částice se v oblaku udrží jen tehdy, když jsou dostatečně lehké. Vzduch může v bouřkovém oblaku stoupat i rychlostí vyšší než sto kilometrů za hodinu, a tak občas ledovým částicím umožní narůst až do podoby velkých krup. Když je kroupa už moc těžká, začne padat k zemi a přitom může ještě nějaký čas narůstat. Při svém pádu se ale dříve nebo později dostane do výšek, kde se již teploty pohybují nad bodem mrazu, takže začne postupně tát. Velké kroupy roztát nestihnou, zato drobné krupky se promění v množství kapek, které dopadnou na zem.

Zejména v tropických oblastech se za velmi horkých a vlhkých dnů nemusí led v oblaku vůbec vytvořit. Vodní kapky se začnou postupně spojovat do větších a větších, a tak vznikne liják bez přítomnosti ledu ve větších výškách oblaku. Procesu spojování kapek se říká koalescence. Ta nastává zejména ve spodní části oblaku s teplotami nad bodem mrazu. Čím je tato část oblaku vertikálně mohutnější a čím více vlhkosti vzduch obsahuje, tím lepší podmínky má. V přírodě se zřejmě kombinují oba procesy a záleží na aktuálních podmínkách, který z nich převáží.

Mnohobuněčné bouře

Mnohobuněčnost není vlastní pouze živým organismům, ale může se týkat také bouřkových oblaků. O konvektivní buňkách a multicelách (mnohobuněčné bouře) byla řeč už v druhém dílu Zajímavostí z meteorologie. Starší konvektivní buňky sice v multicelách zanikají, ale nahrazují je nové. Tak může celý systém existovat mnohonásobně déle než jednotlivá buňka sama o sobě.

To, kde nové buňky vzniknou, závisí především na okolním větru a jeho proměnách s výškou. U nás v Česku má nemalý vliv také interakce proudění se složitým terénem. Někdy tak dojde k tomu, že nové buňky vznikají v zadní části bouře jedna za druhou několik hodin v kuse. Bouře jako celek prakticky téměř zůstává stát na jednom místě, odkud k zemi posílá sta tisíce až miliony tun vody. Tomuto jevu se v angličtině říká backbuilding (v češtině hovoříme o obnově systému z týlu) a takovým bouřím pak backbuilding storms.

Radarová animace vývoje bouřkové oblačnosti při přívalové povodni 15. července 2002, kdy docházelo k obnovování bouřkového sytému téměř na místě v oblasti severně od Brna (data: Radarové oddělení ČHMÚ)

Jde o velmi nebezpečný jev, který se jen těžko předpovídá a nelze dopředu odhadnout, kde přesně k němu dojde. Když nastane, je případná přívalová povodeň často otázkou jen desítek minut nebo několika málo hodin.

Zaplavené silnice u Jaroměře, 28. 5. 2016, foto: Lukáš Ronge

Radarové odhady ukazují, že průměrná bouřková buňka v každém okamžiku obsahuje půl milionu až milion tun vody v podobě vodních kapek a ledu. Množství vody, které takovou buňkou projde za dobu její existence, je asi 2–5násobkem okamžitého množství vody v maximu jejího rozvoje. Obvykle 20 – 60 % (podle okolních podmínek) vypadne v podobě srážek, zbytek vody se odpaří zpět do atmosféry.

Průměrná bouřková buňka disponuje energií srovnatelnou s menší jadernou bombou podobnou těm, které byly použity na konci 2. světové války v Japonsku. Velké bouřkové systémy mohou mít energii desítek až stovek takových bomb. K jejímu uvolnění naštěstí dochází značně odlišným způsobem a jen její malá část se projeví na zemském povrchu. I tak dokáže někdy napáchat rozsáhlé škody.

Vláčky bouřek

Událost z roku 1998 popsaná v úvodu tohoto článku však patří do trochu jiné kategorie. Bouře někdy vznikají na téměř nehybné frontě v rámci jednoho velkého systému. Přes zasažená místa pak přechází jedna bouřka za druhou po dobu mnoha hodin. Mezi jednotlivými bouřkami mnohdy stále mírně až silně prší.

Takovému ději se říká train effect (efekt vlaku). Jednotlivé bouře jsou totiž jako vozy vlaku, který daným místem projíždí. V zasažených oblastech mohou spadnout desítky milionů tun vody během několika hodin. V nejhůře postižený regionech pak naprší i třeba 200 tisíc tun na každý kilometr čtvereční, jako tomu bylo v Deštném.

Radarová animace vývoje bouřkové oblačnosti při přívalové povodni z 22. na 23. července 1998 je učebnicovým případem train efektu, kdy přes východní Čechy přecházel celý „vláček“ bouřkových buněk (data: Radarové oddělení ČHMÚ)

Podobné události v minulosti ukázaly, že klíčovým nástrojem pro sledování bouřek (a pro zmírnění následků díky včasným varováním) jsou meteorologické radary. Ty umožňují v reálném čase sledovat jak vnitřní strukturu a vývoj bouřkových systémů, tak intenzitu srážek nad daným územím. Stále víc je také zřejmé, jak nezanedbatelný vliv má lidská činnost a způsob hospodaření s krajinou. Nevhodné techniky používané na zemědělských plochách v posledních desítkách let následky bouřkových lijáků výrazně zhoršují. Přesto však dosud není zjevná žádná větší snaha o nápravu tohoto problému.

Sled obrázků obkreslených z obrazovky radaru při přívalové povodni na Příbramsku 21. června 1984. Data se před digitalizací radarových měření obkreslovala ručně vždy po hodině, ale i tak je dobře patrné setrvávání bouřkové činnosti v postižené oblasti po dobu několika hodin (data: Radarové oddělení ČHMÚ)

Ukázka přívalové povodně
Další obrázky
comments powered by Disqus

Matfyz.cz

Univerzita Karlova
Matematicko-fyzikální fakulta
Ke Karlovu 3
121 16  Praha 2
IČ: 00216208
DIČ: CZ00216208
web fakulty
studuj na Matfyzu
e-shop