Letecká meteorologie Letecká meteorologie

sestaveno podle osnovy JAR-FCL 1.125 sestaveno podle osnovy JAR-FCL 1.125 Miloš Vencovský , leden 2008Miloš Vencovský , leden 2008

Meteorologie• fyzikální – základní poznatky, přístrojová technika, fyzika oblaků a srážek• dynamická – spíše matematická, formulovaní a řešení rovnic popisujících statiku a

dynamiku atmosféry• synoptická – studuje procesy v makro měřítku na základě sběru meteorologických dat,

tj. údajů o stavu a hodnotách meteorologických prvků. Zkoumá stav a vývoj tlakového pole, analyzuje vzduchové hmoty a rozhraní mezi nimi, identifikuje frontální rozhraní a poskytuje podklady k prognóze. Teoreticky vychází v současnosti z tzv. norské školy (začátek minulého století- Bjerknes)

• družicová - studuje oblačné systémy a jejich pohyb - • družice využitelné v Evropě METEOSAT - MSG• NOAA

• aplikace:• zemědělská, lesnická, horská, námořní, mořská, letecká, plachtařská, lékařská,

průmyslová, radiolokační, aplikovaná

Meteorologické prvky

• definují objektivní stav počasí v daném místě a v daném čase (7 hlavních prvků)

• tlak vzduchu

• teplota vzduchu

• vlhkost vzduchu

• směr a síla větru

• oblačnost

• dohlednost

• srážky

• vyjadřují se kvantifikovaně

Zemská atmosféra• složení tzv. suché atm.: N (78), O(21),CO2,Ne,He,Kr,Xe, atd. do výšky 100km bez změny • H2O – ve formě vodní páry do 10 km• O3 - ozón soustředěn ve výšce cca 22 km• charakteristický rys: pokles tlaku s výškou – barometrický stupeň u země 1hPa/8m • v 5000m 1hPa/15m• vertikální členění : troposféra 10-18km – teplota klesá cca 0.6°/100m• stratosféra do výšek 20 až 25km teplota se nemění• mezosféra do výšek 50 až 80km teplota klesá až na –80 st.• termosféra do výšek 450km teplota vzrůstá na několi stovek stupňů• nelze ji měřit klasickými teploměry • lze ji vyjádřit jen kinetickou energií jednotlivých molekul• exosféra do výšek 500 až 700 km jen ojedinělé molekuly atm. plynů • členění s ohledem na koncentraci atm. iontů :• neutrosféra do výšky 60 až 70km velmi malá koncentrace iontů-nevodivá • ionosféra – elektricky vodivé vrstvy od 60 do 500km• většina molekul je ionizována – plazmatický stav• důsledku kosmického a slunečního záření • vznikají kladně a záporně nabité částice - ionty • polární záře – interakce korpuskulárního. záření s magnetickým. polem země• vzniká hlavně v polárních krajinách při magnetických. bouřích • a zvýšené sluneční činnosti - vznik světelných efektů

ozonosféra O3 – ozon vzniká v atmosféře v důsledku elektrostatických výbojů a koncentruje se ve výškách cca 10 až 50 km – zadržuje škodlivé sluneční UV záření její poškozování – oxidy dusíku - freony –halogenové uhlovodíky kjotský protokol 1998 Bali 2007

atmosférické ionty - v důsledku slunečního a kosmického záření některé molekuly vzduchu ztratí jeden elektron, který se posléze zachytí na jiné molekule: molekuly oslabené + molekuly posílené - vznikají shluky kladně a záporně nabité. Ty se mohou dále zachytit na aerosolových částicích a vznikají různě veliké kladně a záporně nabité částice - atmosférické ionty, které způsobují vodivost atmosféry

Tlak vzduchu• síla, působící na jednotkovou plochu, vyvolaná tíhou vzduchového sloupce, sahajícího

až k horní hranici atmosféry• vyjadřuje se v Pa (pascalech) a v hPa (hektopascalech) 1hPa= 0.01Pa: 1Pa=100hPa• 1Pa= 1N/m2• 1N= síla udělující 1kg zrychlení 1m/sec2 (zemská gravitace 0.1kg) • v minulosti v barech a jeho tisícinách – milibarech (mb) 1mb= 1hPa• tlak s výškou klesá – barometrický gradient – je proměnlivý s výškou a teplotou• 0-2km 9m/hPa, 2-4km 11m/hPa, 4-6km 14m/hPa, 6-8km 18m/hPa, 8-10km 22m/hPa• pokles tlaku je závislý na teplotě vzduchu : studený vzduch-tlak klesá rychleji, je hustší• teplý vzduch-tlak klesá pomaleji, je řidší• měření tlaku: tlakoměr rtuťový- staniční , aneroid (Vidiho krabičky), barograf• vlivy teploty na měření tlaku: oprava na 0° Hg , plyn ve Vidiho krabicích• teplotní kompensace • QFE - aktuální tlak v daném místě • QNH - aktuální tlak v daném místě, redukovaný na hladinu moře • redukce: k QFE se připočte tlakový rozdíl,daný výškou místa nad hladinou moře • podle standartní atmosféry ICAO•

Standartní atmosférapodle ICAO:vystihuje převládající poměry v atmosféře během celého roku a všech

zeměpisných šířkách výška km teplota° tlak hPa tl.grad.m/1hPa

0 15 1013,2

2 2 794,9 9,2

4 -11 616,3 10,6

6 -24 471,6 13,8

8 -37 355,8 17,2

10 -50 264,2 21,8

10,769 tropopausa -55 234,5

12 -55 193,4 28,2

14 -55 141,4 38,5

16 -55 103,3 52,6

18 -55 75,3 80,0

20 -55 55,21 100,1

Standartní atmosférapodle ICAO:vystihuje převládající poměry v atmosféře během celého roku a všech

zeměpisných šířkách výška km teplota° tlak hPa tl.grad.m/1hPa

0 15 1013,2

2 2 794,9 9,2

4 -11 616,3 10,6

6 -24 471,6 13,8

8 -37 355,8 17,2

10 -50 264,2 21,8

10,769 tropopausa -55 234,5

12 -55 193,4 28,2

14 -55 141,4 38,5

16 -55 103,3 52,6

18 -55 75,3 80,0

20 -55 55,21 100,1

Teplota vzduchu• Zdroj teploty Slunce – záření viditelné, infra., ultra. 290-5300 milimikronů (mm)• viditelné 400-800 mm• Slunce 150milionů km – světlo letí 8minut dopadá jen 2.10-9 energie• průchod atmosférou – pohlcování, rozptyl (modrá obloha)• odražení od zemského povrchu-vliv povrchu, úhlu dopadu a pod.• albedo poměr energie odražené k celkové energie dopadající• je různé s ohledem na povrch – oblačnost 8/8 ns- 80%, as 40%, ci 20% • oteplování atmosféry od země, 4 způsoby• molekulární výměna tepla v nepatrné výšce vzduchu nad povrchem- nepatrný podíl • turbulentní výměna tepla v přízemní vrstvě (5-10m) neuspořádané víry, vznikající v

závislosti na zvrásnění povrchu, síle větru, zvrstvení atmosféry • konvekce – vznik konvektivních proudů dosahujících stovky až tisíce metrů • radiace – krátkovlnné sluneční záření pohlcuje země – příjem tepelné energie• zemský povrch pak vydává tuto energii ve formě dlouhovlnného záření• to je pohlcováno vodními parami a CO do výšek 100 až 200m nad zemí• suchý vzduch malé pohlcování – vlhký vzduch velké pohlcování• měření teploty: staniční teplpměr, max-min teploměr, bimetal. teploměr, termograf• denní chod : max. teplota kolem 14h míst. času• min. teplota kolem 4h míst času • stupnice teploměrná T(°C)=T(°K)-273,16 T(°C)=(T(°F)-32).5/9

Teplota vzduchu• vertikální teplotní gradient – změna teploty na jednotku výšky (°/100m)• je kladný, když teplota s výškou klesá, záporný, když roste• adiabatický děj-pokles teploty plynu (vzduchu) v důsledku poklesu tlaku v tomto plynu• v meteorologii-pokles teploty ve vystupující vzdušině (do nižšího tlaku) • teplotní gradient suchoadiabatický- změna teploty v nenasycené vzdušině na 100m• přibližně 1°C/100m• teplotní gradient vlhkoadiabatický-změna teploty v nasycené vzdušině na 100m• přibližně u země 0.6°C/100m• nenasycená vzdušina - vzdušina, ve které je vlhkost přítomna v molekulární formě• nasycená vzdušina - vzdušina, ve které je vlhkost přítomna ve viditelné formě - páry• stabilita vzduchové hmoty - teplotní gradient je menší jak 1°C/100m• instabilita vzduchové hmoty - teplotní gradient je větší nebo roven 1°C/100m• radiace - ohřívání vzduchu v důsledku vyzařování do výšek 100 m• způsobuje stabilizaci vzduchové hmoty v přízemní vrstvě• advekce - nasouvání teplého či studeného vzduchu při zemi či ve výšce prouděním• studená způsobuje v daném místě ochlazení• teplá způsobuje v daném místě oteplení• subsidence - stlačování vzduchové hmoty v tlakové výšce, způsobuje stabilizaci• vzduchové hmoty ve výškách stovek metrů - subsidenční inverze• konvergence – případně divergence týká se proudění – střetávání proudů vzduchu• na polární frontě

Vlhkost vzduchu• Voda ve formě vodní páry je v atmosféře všudypřítomná ročně se vypaří 520000km3

• rovnováha mezi výparem a srážkami spadlými na zem• vypařování – vodní plochy asi 447000 km3, souše asi 73000 km3

• zjednodušeně molekuly vody překonávají povrchové napětí a dostávají se do volné atm.• čím vyšší teplota vody nebo povrchu a vzduchu, tím vyšší výpar• výpar se zastaví: počet molekul vyletujících, se rovná počtu, které se vratí • rovnováha závisí na energii molekul vzduchu, ta je odvislá na jeho teplotě• dochází k maximálnímu nasycení vzduchu vodními parami• určení množství vodní páry ve vzduchu – několik způsobů• napětí vodních par- parciální tlak celkového tlaku vyjádřený v hPa• maximální nasycení E: -10°-3 , 0°-6, 10°- 12, 20°-23, 30°- 42• tabulky maximálního nasycení pro měnící se teplotu• absolutní vlhkost- množství vodní páry (vody) v 1 m3 vyjádřené v gramech• maximální nasycení A: -10°-2 , 0°-5, 10°- 9, 20°-17, 30°- 30• momentální nasycení- množství vodní páry v okamžiku měření vlhkosti• e- vyjádřené napětím vodních par a-vyjádřené absolutní míře • relativní vlhkost(%) f= e/E.100 nebo f= a/A.100 • specifická vlhkost poměr vodní páry v gr v 1 kg vzduchu• rosný bod- teplota, na kterou se musí vzduch, obsahující vodní páry ochladit, aby došlo• k maximálnímu nasycení – vyloučení vodní páry ve viditelné formě

Vlhkost vzduchu• vlhkoměry – přístroje k měření vlhkosti • na meteostanicích Augustův nebo Asmanův aspirační psychrometr• dva teploměry : suchý vlhký- psychrometrická diference – tabulky• blanový nebo vlasový vlhkoměr blana nebo vlas živočišného původu

• kondenzace vodních par- musí dojít k maximálnímu nasycení a k malému přesycení• přechod vody z plynné fáze do kapalné• ve volné atmosféře je nutná přítomnost tzv. kondenzačních jader• kdyby kon. jádra nebyla, muselo by dojít pro kondenzaci k velkému • přesycení vzduchu• kondenzační jádra antropogenního původu – spalovací procesy • krystalizační - ledové částice v oblacích pomáhají ke vzniku tuhé• fáze (sníh, kroupy) v přechlazené tekuté fázi• hydroskopické krystalky mořské soli, dostávající se do atm. • rozstřikováním mořské pěny-dnes velký význam • aerosoly- mechanické částice (písek prach a pod) molekuly CO• hydroskopické částice • rozdělení kon. jader podle velikosti – jádra Aitkenova průměr menší jak 1.10-4 mm • velká menší jak 1.10-3 mm• obří větší jak 1.10-3 mm

•

Srážky• Srážky kapalné: déšť slabý-.5mm/hod- kapičky o prům. 0.25mm v 1.m3 asi 1250• silný-10.mm/hod 0.5-5mm 1m3 3400 • mrholení pod .5mm/hod menší jak 0.2mm• Srážky pevné: sněhové krupky- zrnka 2-5mm- nejsou pevná- vyskytují se při 0°• ledové krupky- zrnka ledu 5mm jsou pevná průsvitná• kroupy- průsvitný led se strukturou cibule 5 až 50mm• zmrzlá mlha- drobné ledové krystalky při teplotách –20°až -30°• sníh- krystalky uspořádané do vloček vznikají při teplotách -5°• námraza – jinovatka – krystalický nános vzniklý přímo sublimací na • chladných tělesech• zrnitá námraza – neprůhledný let zrnité struktury- vzniká• usazováním přechlazených kapek, které na• tělesech mrznou spolu se sněhovými vločkami • ledovka- průsvitný sklovitý nános- vodní kapičky se rozlévají• na tělese, prochlazeném pod bod mrazu• vlivy na let -váha,zvětšení odporu, zmenšení vztlaku, zvýšení pádové• ¨ rychlosti,zmenšení účinnosti vrtule (vibrace), zmenšení• výhledu z kabiny, celkové vibrace letounu, vysazení• přístrojů , zapojených na Pitotovu trubici, omezení pohybu• řídícími plochami, zamrzání karburátoru• měření srážek – mm/m2 – ombrometry- srážkoměry•

Vítr• tlakové útvary, vznik:- kombinovaný účinek teplotních a dynamických příčin• zjednodušeně v oblasti ohřátí části atm. a jejího výstupu -- vznik tlakové níže• v oblasti ochlazování atm.dochází k jejímu sestupu – vznik tlakové výše• tlaková níže -- prohnutí izobarických ploch směrem dolů• tlaková výše -- prohnutí izobarických ploch směrem nahoru• vítr-- pohyb vzduchových částic z míst vyššího tlaku do míst nižšího tlaku v důsledku • síly horizontální tlakového gradientu• Coriolisova síla – uchylující síla zemské rotace na pólech maximální na rovníku min. • stáčí pohybující se částici vzduchu doprava na severní polokouli• doleva na jižní polokouli• proudění ve volné atmosféře zachovává stav rovnováhy mezi sílou tl. grad. a sílou Cor.• důsledek : směr proudění se stáčí do směru izobar • vítr geostrofický – neuvažuje se tření o zemský povrch – teor. stav pro přímé izobary• -- síla tlak. gradientu a síla Coriolisova jsou v rovnováze

• vítr gradientový -- neuvažuje se tření o zemský povrch• -- vítr geostrofický a odstředivá síla v důsledku zakřivení izobar• Buys-Ballotův zákon : postavíme-li se na sev. polokouli tak, aby nám vítr vál do zad• je oblast nižšího tlaku vlevo vpředu, oblast vyššího tlaku vpravo vzadu• holandský meteorolog v roce 1860

Vítr• všeobecná cirkulace v troposféře -- vytvářející příčina- přirozené rozdělení teploty• pasáty a antipasáty, • cirkulace mezi mírným a subtropickým pásem - polární fronta• cirkulace mezi mírným pásem a polárními oblastmi - arktická fronta• -------------------------------------------------------------------------------------------------------

• měření rychlosti a směru větru - přístroje anemometry• ruční• staniční : okamžitá rychlost větru a jeho nárazy ( m/sec, knot/sec ) • průměrná rychlost větru (m/sec , knot/sec )• okamžitý směr větru (azimut směru ve ° odkud vítr fouká )• N=od severu , S=od jihu, W=od západu, E=od východu• NE=od severovýchodu, NW=od severozápadu, • SE=od jihovýchodu, SW=od jihozápadu• Beaufortova stupnice 12 stupňů:• bezvětří,vánek,slabý vítr, mírný vítr,dosti čerstvý vítr, čerstvý vítr, silný vítr,prudký vítr• 0 1 3 5 7 9 12 15• bouřlivý vítr,vichřice, silná vichřice, mohutná vichřice, orkán• 18 20 25 29 více jak 30 •

Vítr• směr větru v tlakových útvarech• v oblasti tlakové níže (TN) směr proudu proti směru otáčení ručiček hodinových• v oblasti tlakové výše (TV) ve směru otáčení ručiček hodinových• vliv tření větrného proudu na jeho směr – záleží na členitosti terénu• v oblasti TN - v přízemní vrstvě (1000hPa) vítr se stáčí ke středu TN -- konvergence • vznik výstupných proudů, které se výšce rozbíhají• v oblasti TV vítr se stáčí ven od středu TV – divergence• vznik sestupných proudů v vyšších vrstev• turbulence - zdroj-orografické překážky závětří a jejich vliv- turbulentní vrstva• vznik vírů a rotorů při turbulentním proudění• při uvolňování přehřátého vzduchu• při příchodu studené fronty „hůlava“

• nárazovitost – změny rychlosti o více jak 5m/sec • - příčiny: turbulentní situace a vývoj větších konvektivních systémů• místní vítr - rozsah vymezený působením místních podmínek – místní cirkulací• vánek jezerní, mořský pevninský, pobřežní • v let. období ve dne směrem od vodní hladiny na pevninu a v noci naopak • mistral - v údolí Rhony při sev až sevzáp. proudění 80 až 120km/h• - zesílení tryskovým efektem údolí Rhony, které má též směr severojižní • bora - v Dalmacii – studený vítr směřující od hor k pobřeží • scirocco – teplý vítr ze Sahary směrem k severu – nad mořem vlhne v Italii vlhko a déšt• jugo – tropický vítr podobně jako scirocco ze Stř. moře do vnitrozemí Jugoslavie

Oblačnost• oblak – prostor, kde došlo k vyloučení vodní páry ve viditelné formě – kondenzaci• podmínky: více jak 100% relat. vlhkosti-o něco více než je maximáln nasycení• adiabatický výstup, míšení vzduchových hmot, radiace, advekce• kondenzace – nutnost přítomnosti kondenzačních jader (1.10-4 mm)• spalovací pochody• sole z tříště mořských vln• zrnka prachu• ledové částečky- ledové oblaky• měření množství oblačnosti - jen odhadem a to v osminách- kruhová výseč o úhlu 45° • 1/8 jasno, • 2/8 skoro jasno, • 3/8 malá oblačnost, • 4/8 polojasno • 5/8 oblačno • 6/8 oblačno • 7/8 skoro zataženo • 8/8 zataženo

Oblačnost• klasifikace oblaků – 10 druhů oblaků - dříve 10 rodů - odrůdy druhů• druhy odrůdy• ci-cirrus filosus-vláknitý, uncinus-háčkovitý, spisatus-hustý,• radiatus-paprskovitý, vertebratus-žebrovitý, undulatus-zvlněný• cs-cirrostratus nebulosus-mlžný, filosus-vláknitý• cc-cirrocumulus stratiformis-vrstevnatý, lenticularis-čočkovitý, floccus-• ac-altocumulus lenticilaris-čočkovitý, castelanus-cimbuřovitý, floccus-vločkovitý• as-altostratus translucidus-průsvitný, opacus-temný, radiatus-paprskovitý• st-stratus stratiformis-vrstevnatý, fractus-roztrhaný• sc-stratocumulus castelatus-cimbuřovitý, stratiformis-vrstevnatý, opacus-temný• mamatus – ve tvaru vemen visících k zemi• nb-nimbostratus praecipitacio – srážkové pruhy od mraku až k zemi• virga – srážkové pruhy nedosahující na zem• cu-cumulus humilis-nízký, plochý, mediocris-střední, congestus-věžovitý• cb-cumulonimbus incus-kovadlinovitý, calvus-lysý, capilatus-vlasatý• vrcholné stadium konvekce, nebezpečný pro létání-zpráva SIGMET • elektrostatické výboje- indukce ze vzájemných srážek a tříštění• vodních kapek a led. krystalů při jejich transportu nahoru a dolů • dvě centra nábojů opačné polarity kladné nahoře, záporné ve středu• jedno menší kladné v základně el. gradient 10-20kV/m

Oblačnost• orografická oblačnost - vzniká v důsledku proudění přes terénní překážky-vyvýšeniny • na návětrné straně mohutnější – zde více srážek• oblak fénový - lemují horské hřebeny na závětrné straně mizí - fénová zeď • oblačná čepice • pileus - oblačná čepice na vrcholech cu a cu cong • oblak vlajkový- při silném větru za horským hřebenem-důsledek aerodynamického • úplavu- vysokohorský oblak Alpy a pod. u nás za Milešovkou • oblak vlnový - horská vlna za překážkou nebo i nad překážkou ac lent.• oblak rotorový- cu-frakt. související se vznikem horské (dlouhé) vlny

• vrstevnatá oblačnost - rozsáhlá vrstva horizontální struktury cs,as,st• kupovitá oblačnost – všechny druhy oblaků s výraznou kupovitou morfologií• cc,ac,sc,cu,cb

• létání v různých typech oblačnosti - je v ČR zakázáno• nebezpečí destrukce letadla při letu v cb a cu cong.• možnost námrazy – vždy za podmínek záporných teplot• možnost ztráty kontroly nad letounem – přístrojové vybavení

Konvekce• konvekce – proudění uvnitř tekutiny – v meteorologii uvnitř atmosféry, vytvářející• vzestupné a je kompenzující sestupné proudy• termická- příčina termická ( vztlak teplejšího (lehčího) izolovaného objemu• vzduchu (bubliny) termín konvekce převážně jen v této spojitosti • vynucená- obtékání terénních překážek, různorodá drsnost povrchu apod.• konvektivní oblačnost – cu hum.,cu med.,cu cong., cb • určení – odhad tvorby kon. oblačnosti z aerologických měření – výstupů• stavová křivka, křivka teploty rosného bodu, • čára adiabat. změny teploty ros. bodu-stejné specifické vlhkosti ( 0.2°/100m )• čára „suché“ ( 1.0°/100m ) adiabáty čára „vlhké“ ( 0.6°/100m ) adiabáty• konvektivní teplota a výška základny konvekce• výška konvektivního mraku a průběh stavové křivky• podmínky pro vznik cu cong. a cb – Faustův index• cape index• organizace aerologických měření v ČR Praha - Prostějov :0h, 6h, 12h, 18h UTC • radiosonda nesená balonem- každé 2 vteřiny údaje: teplota,teplota rosného bodu, tlak• radiotheodolit-určuje přesný směr k radiosondě a známe-li rychlost výstupu• -určení trajektorie radiosondy odtud směr a síla větru ve výšce až do 10km • •

•

Aerologie

Aerologie

Dohlednost• Dohlednost - vzdálenost v km, na kterou je možno rozeznat předměty v našem okolí• omezuje ji přímé projevy počasí déšť, sníh, vodní aerosol • jevy antropogenní – průmyslové kouřmo, kouř ze spalin a pod.• příčiny omezující dohlednost:• mlha - směs drobných kapiček dohlednost omezena pod 1km• mlha radiační• mlha advekční• kouřmo - směs hydroskopických částic na nichž došlo ke kondenzaci• dohlenost 1 až 2 km• zákal – většinou prachové částice, neviditelné pouhým okem• dávají atmosféře opalescentní zakalení- • vzdálené předměty se jeví s žlutým až oranžovým nádechem• tmavé předměty jsou šedivé • dohlednost nad 2km • v letecké meteorologii• VIS- visibility - dohlednost• RVR-runway visual range - dráhová dohlednost

Vzduchové hmoty• vzduchová oblast v troposféře v rozloze velkých částí moří či pevnin• má v kterémkoli místě zhruba stejné vlastnosti, které odpovídají místu• vzniku -- teplota, vlhkost a vertikální teplotní zvrstvení – gradient• vzduchová hmota instabilní- gradient větší jak 1° dostatečná vlhkost -- konvekce • vzduchová hmota stabilní - gradient menší jak 1° dostatečná vlhkost – mlhy• pro počasí v Evropě ovlivňuje : arktická vzduchová hmota suchá kA vlhká mA• polární vzduchová hmota suchá kP vlhká mP • tropická vzduchová hmota suchá kT vlhká mT• transformace vzduchových hmot• kA a mA jsou stabilní vzd. hmoty - přemístěním k jihu se labilizují- gradient vrůstá

• kT a mT jsou labilní vzd. hmoty -přemístěním k severu se stabilizují-gradient klesá• mP v létě je chladná a instabilní -- ve stř. Evropě působí ochlazení --bohatá kovekce• mP v zimě je relativně teplejší jak kontinent -- přináší oblevu -- původně je instabilní• kP v létě přináší do stř. Evropy oteplení je instabilní, ale postupně se stabilizuje• kP v zimě přináší do stř. Evropy ochlazení je stabilní • přemísťování vzduch hmot v důsledku utváření tlakového pole• situace anticyklonální – uvnitř rozsáhlé TV malá konvekce nebo bezoblačno• situace cyklonální – rozsáhlá oblačnost převážně vrstevnatá „špatné počasí“• situace západní, severní, východní, jižní

Fronty• rozdělení : fronty hlavní-- arktická odděluje arktický vzduch od polárního• polární odděluje polární vzduch od tropického• tropická odděluje tropický vzduch od rovníkového• cirkumpolární proudění na severní polokouli – poloha jednotlivých front• polární fronta dominuje v Evropě styk teplého proudu od SW se studeným od NE• je patrná již od mexického zálivu a táhne se napříč Atlantikem do Evropy• teorie o vzniku cyklon – poruch na frontálních rozhraních- první Bjerknes-teorie

vlnová- synoptická praxe norské školy- dnes řada teorií:vírová,konvekční,termická .. • na styčné ploše obou proudů vznikají zálivy – teplý vzduch vyklouzává nad studený

studený se tlačí do teplého-přírodní zákon o obnově rovnéváhy

• studená fronta a její vývoj typická oblačnost před příchodem fronty a na ní • počasí na studené frontě • studená fronta 1. a 2. typu• teplá fronta a její vývoj typická oblačnost před příchodem fronty a na ní• počasí na teplé frontě• okludovaná fronta okluze studená a teplá• počasí v teplém a studeném sektoru • stacionární fronta vzduchové hmoty se pohybují horizontálně proti sobě a nemění• svoji polohu– příčina: dynamický účinek dvou tlakových útvarů• reálná stacionární fronta je vždy jen nanejvýš kvazistacionární •

Námraza• tři druhy námrazy• jinovatka-- krystalický nános, vznikající přímo sublimací na chladných tělesech • může být nebezpečná pro výhled z kabiny nebo jako podklad pro vznik• námrazy zrnité či ledovky• vzniká při rychlém sestupu z chladného prostředí do teplejšího a vlhkého• zrnitá námraza -- zrnitá a houbovitá struktura-- obsahuje i sníh a ledové krystaly• ledovka místy až průhledný ledový povlak – vzniká tak, že vodní kapičky se• rozlévají a mrznou.• místa výskytu – všude za přítomnosti přechlazených vodních kapek a při záporných• teplotách v rozsahu 0 až 5°,• v oblacích cu cong a cb v místech kde se oblak ještě nemění v ledový • nejčastěji v oblacích teplých front v zimním období• vlivy na letoun: zvětšení váhy, zvětšení odporu, zmenšení vztlaku, zvýšení pádové• rychlosti, zmenšení účinnosti vrtule, zamezení výhledu z kabiny, vibrace• vrtule i celého letounu, vysazení přístrojů, zapojených na pitot. tribici • zamrzání sacího potrubí u nepředehřívaných karburátorů

Bouřky• rozdělení -- bouřky frontální - na studené frontě nebo studené okluzi• - na teplé frontě jen vyjímečně - podmínkou labilita atm.,• výstupné pohyby v oblasti čáry fronty radiační ochlazení• horních vrstev atm. • bouřky nefrontální - uvnitř vzduchové hmoty- podmínkou labilita vzduch.• bouřky konvekční (z tepla) – příčinou je termická konvekce, přerůstající za• instability horních částí troposféry do mraků cu cong., cb• bouřky orografické - zesílení konvekce vlivem orografie• - nasluněné svahy• -výstupné proudění na návětří• -zvýšená mechanická turbulence – spontální konvekce• - zvýšená vlhkost• - konvergence horských a údolních větrů• • podmínky pro vznik bouřek - instabilita atm. pro suchoadiabatický i vlhkoadiabatický • pokles teploty ve vystupující vzdušině• aerologický výstup a Faustův index • CAPE index• nebezpečí pro let - na okraji a v blízkosti - mocná turbulence - hůlavové jevy• uvnitř silné klesavé a stoupavé proudy - silné srážky- krupobití

Bouřky• Elektřina klid. ovzduší - atm. je slabě vodivá v důsledku přítomnosti atmosférických• iontů - aeroionty - kladně a záporně nabité částice,které v• důsledku kosm. záření - ionizaci ztratily jeden elektron• nebo zachytily jeden elektron volný• Elektrická vodivost vzd.- úměrná hustotě iontů- hustota vzrůstá s výškou exponeciálně• při zemi malá, v 18km 2x větší, v 50km- vzduch je již vodič • Elektřina bouřková -vzniká v důsledku indukce při srážkách a tříštění vodních kapek• nárazů led. krystal. i mechanických částic – prach písečných bouří• při výstupných a sestupných pohybech• mrak cu cong, cb - oblast, kde se dějí tyto děje - v důsledku toho vznikají zde obvykle• + centrum v horní části mraku - led. tříšť při styku s led. částicemi• - centrum, ležící níže• malé + centrum v základně • vzniká napětí mezi mrakem a zemí s gradientem 10-20kV/1m odtud výboj- blesk• blesk - čárový, plošný (mezi mraky bez hřmění), perlový (světelné koule navlečené• na blesk- při rozpadu silné hřmění), kulový (velmi zřídka a dosud neznámá• etiologie, Eliášův oheň (na vrcholech převyšujících předmětů, u letadla-• konce vrt. listů, hrany křídel a kormidel)• účinky blesku – letadlo se za letu nabíjí (výf. plyny, styk s kondenzačními produkty • kovová letadla chráněna více než nekovová, zásah bleskem – radiostanice• roztavení závěsů korm. spálení tuku v ložiskách, uzemnění navijáku! • možnost destrukce letadla a ohrožení posádky !!! •

Létání nad hornatými oblastmi• Všeobecně - míra nebezpečnosti je nepřímo úměrná výšce letu nad terénem• turbulence orografická (mechanická) - závětří terénních překážek při silném proudění• - střih větru v přízemní vrstvě v důsledku tření• - údolní větry a jejich zesílení - Bernuliho rovnice• - Mistral v údolí Rhony• orografické bouřky - mechanické příčiny vzniku tzv. spontální konvekce při instabilitě• a velké vlhkosti vzduchové hmoty• laminární proudění přes terénní překážku-slabý vítr (0-5m) - slabé stoupání na návětr.• straně hřebenu - bez turbulence v závětří• vírové proudění přes terénní překážku- silnější vítr (5-10m) - dobré stoupání před i• těsně za hřebenem - závětrný vír zvyšuje vliv hřebene - malá nárazovitost• vlnové proudění - vlna za překážkou- horským hřebenem o převýšení h • podmínky: stabilní zvrstvení bez inverze o mocnosti proudu více jak 4h• za hřebenem vznik aktivní turbulentní vrstvy ATV o mocnosti cca 4h• vznik vírů - rotorů, postupujících po větru a zůstávajících ve vzdál.cca 10h• dvě patra rotorů - v místě rotorů spodního patra nad ATV tvorba ac len • rotory - velmi nebezpečné místo pro let- silné stoupání a klesání na malém prostoru• charakteristická oblačnost – stacionární tvorba cu frakt• rotorové proudění – inverze „sleze“ níže jak 4h – důsledek: rotor za překážkou ve• vzdálenosti méně jak 5h i méně – postupně dále chaotický vývoj • složená konvekce v letních měsících ráno a večer vlna přes den termická konvekce• konvektivní narušení homogenity proudící vrstvy

Klimatologie• nauka o podnebí a studující dlouhodobé projevy počasí v jistém územním regionu• klimatologie je označována jako regionální meteorologie• rozdělení podle měřítka územního rozsahu• makroklimatologie – velký plošný rozsah – kontinenty, oceány podneb. pásy a pod• mezoklimatologie – rozsah státních území a pod• mikroklimatologie – rozsah měst, ulic, půdních porostů a pod. • účel• - studium utváření podnebí na planetě Zemi v současnosti i v geologické minulosti-

paleoklimatologie• - popis a objasnění podnebí v regionech různých velikostí ( kontinent, země, město,místo) • - klasifikace podnebí - vymezování klimatických oblastí • - klimatická rajonizace podnebí s ohledem na cirkumpolární proudění a na mořské proudy• podnebí v Evropě - vliv Golfského proudu - mírné klima Evropy (50° v jižní Kanadě !) • - podnebí střední a západní Evropa -- léto chladné a vlhké - zima mírná • - podnebí kontinentální východní Evropa –léto suché horké - zima drsná •

Měření výšek• nastavení tlaku na výškoměru s hlediska leteckého provozu• bezpečnost mimoletištních letů – lety v letových hladinách• jednotná výška letadel v jisté výškové zóně zóna G (1000ft AGL)• barometrická výška – odvozena na základě klesajícího tlaku s výškou podle modelu atm. • hustotní výška – odvozena na základě klesající hustoty vzduchu s výškou podle modelu atm.• model tzv. standartní atmosféry v letectví standartní atmosféra STA - ICAO (1952)• je celosvětově použit pro cejch. letec. výškoměrů a pro aerodynam. zkoušky• letadel, raket a pod a vystihuje převládající poměry v zemské atmosféře bez ohledu• na zem. šířku – nulová výška je na hladině moře kde je: • t=15°C, tl=1013,25 hPa, hust.1,225kg/m3, zrych.9,806m/sec2,t.grad.0,65°C/100m• ve výšce 11 016m: • t= –56°C, tl=226,32 hPa, hust.0,363kg/m3, zrych.9,777m/sec2, t.grad• výška nad letištěm-- nastavení výškoměru QFE – na aktuální tlak v místě letiště• výška nadmořská -- nastavení výškoměru QNH – na přepočítaný tlak na hladině moře• QFE+tlakové vyjádření nadmořské výšky podle STA• převodní výška – v ČR 5000ft výška QNH ve které se nastavuje tlak 1013 hPa• převodní hladina – výšková hladina (v daném případě 050) buď rovná převodní výšce• nebo nejblíže vyšší (060), když by nastavení 1013 vedlo k letu v nižšší• výšce než je výška převodní

Historie meteorologie 1. OBDOBÍ 1860-1920 od začátku organizace povětrnostní služby do počátku kresby synoptických mapv Čechách tzv. Klementinská řada od roku 1754 systematicky od 1771na pražské univerzitěv Brně Georg Mendel v letech 1848-84naléhavost shromažďování a výměny meteo-dat po roce 1854 po zániku anglo-francouzkého loďstva na Černém moři v důsledku „balaklavská“ vichřice- „krymská válka“. Výměna a systematické shromažďování ve střední Evropě po roce 1856 . Koncem 19.století již první synoptické mapy Bergenská škola V.Bjerknesa jeho teorie cyklon -v období 1.svět. války výměna přerušena.

2. OBDOBÍ 1920-1940 - základem předpovědí synoptická analýza tlakového pole a frontálních ploch a rozvoj budování meteorologických datových sítí 3. OBDOBÍ 1945-1960 - rutinní používání synoptických map - výzkum cirkumpolárního proudění a počátek rozvoj aerologie - numerické meteorologievznik WMO Světové meteorologické organizace

4. OBDOBÍ 1960 -- zdokonalování matematických modelů využívajících nesmírné objemy dat včetně aerologických výstupů. Budování celosvětových a kontinentálních meteo- sítíEUMETNET

Meteorologická organizace• Počasí hraje důležitou roli v mnoha směrech lidské činnosti. Úkolem meteorologie je, co nejvíce

poznat zákonitosti meteorologických jevů a využít je k zdokonalení těchto činností hlavně na základě předpovědi počasí.

• meteorologie:horská,kosmická,lékařská,lesnická,letecká,mořská,námořní,plachtařská,průmyslová radarová,radiolokační,synoptická, technická, tropická, zemědělská

• Poznávání meteorologických zákonitostí, vedoucí k předpovědím pro jisté místo a čas je možné jen na základě shromáždění a analýzy údajů hlavně o stavu meteorologických prvků. velkého

• územního rozsahu.

• WMO world Meteorological Organization• Vznik 23.3 1950 dohoda o vzniku 1947 - Washingtonu -původně 22 dnes 188 států -sídlo Geneva• dříve IMO (1873)• nejvyšší orgán Kongres - každé 4 roky - plánování rozvoje meteorologie ve všech složkách• 9 technických komisí: komise pro základní systém• přístroje a metody pozorování• hydrologii• studium atmosféry• leteckou meteorologii• zemědělskou meteorologi• klimatologii• oceanografickou a námořní meteorologii

• 6 regionálních asociací: Afrika,Asie,již. Amerika,sever. Amerika, jizápadní Pacifik,Evropa• regionální centra, národní centra

Meteorologické informacenárodní centra jsou zřízena ve všech členských státech - v ČR ČHMÚ a mají za povinnostv první řadě Sběr, přenos a zpracování meteorolog. údajů Národní centra organizují svoji činnost v souladu dispozic WMO výstavba staničních sítí – sběr prvotních meteorologických údajů – tj. meteo. prvků zřizování meteorologických center budování a provoz systému pro výměnu meteorologických informací zavádění standartizace meteorologických pozorování aplikaci meteorologie zejména v letectví, námořní plavbě, zemědělství, vodního hosp. rozvoj družicové meteorologie výzkum a výchovu odborníku v meteorologii

ČSR – jedním ze zakládajících členů (původně jen 22) – dohoda o vzniku 1947 Washington ratifikace 23.3.1950

od roku 1961 je 23.3. slaven jako Mezinárodní meteorologický den

Meteorologické organizace WMO - WWW World Weather Watch (výstavba počátek 1968)

výkonná složka WMO

účel: koordinovat národní meteo - prostředky každého členského státu WMO za účelem zabezpečení funkčnosti

GOS - globální observační systém

RCF - radiová frekvenční koordinace

GDPFS - struktura globálních dat zpracovávaných předpovědním systémem

IMPO - Instrumenty a metody pro observační programy

TCP - tropický cyklonový program

OIS - operační informační servis

Meteorologická organizace• V ČR je vybudována v rámci ČHMU profesionální staniční síť (OPSS)-

služeben jsou to• meteorologické stanice (18) - profesionální obsazení v nepřetržitém provozu• observatoře (7) – profesionální osazení nepřetržitý nebo dvousměnný provoz• letecké meteorologické stanice (7) – prof. obsazení nepřetržitý provoz• některé spravuje MD• některé spravuje MNO • synoptické termíny – celosvětově určené okamžiky sběru dat • hlavní 0,6,12,18 UTC• vedlejší 3,9,15,21 UTC• na aerologických stanicích(v ČR Libuš 0,6,12,18,

Prostějov 0,12 )• předpovědní služba – dnes řada internetových server• dostupnost celodenní – aktualizace cca 1/2 hod. po syn. termínu • armáda - synoptické centrum•

Meteorolog. analýzy a předpovědi

• synoptická analýza – mapa jistého území s vyznačenými hodnotami meteorolog. prvků• v bodech staniční sítě – „pavoučci“• používané symboly a znaky• výše, níže, bouřka, dešť, sníh, dešťová přeháňka, sněhová• přeháňka, mlha, mrznoucí mlha, mrznoucí déšť, st. fronta,• tep. fronta, okluze• předpovědní mapy: dnes k dosažení na mnoha meteorolog. internetových serverech• vynikají v synoptických centrech na obřích počítačích • obvykle je to družicový snímek doplněný analýzou tlakového pole• ČMHÚ: www.chmi.cz/• Wetterzentrale: www.wetterzentrale.de/ • USAF:www.ovs.public.sembach.af.mil/ •

Meteorologické informace• meteorologické zprávy a informace – pro leteckou činnost -- značné

množství• písemné – dnes zveřejňované na odborných internetových serverech • ČHMU, ŘLP,Skyfly a na let. s meteorologickým zajištěním

(Ruzyně,Tuřany)• METAR (Meteorological Aviation Report) kodovaný stav počasí na• stanicích meteorolog. sítě každých 30 min• LKKV 180608Z 120 08G10KT 6000 STC 030 BKN06 PROB TEMPO 80• LKPR 150612Z VRB06KT CAVOK 20/15 Q1021 NOSIG• LKPR 150500Z 00000KT 0100 R24/0300D R31/1500N FG FEF004 BKN

200 09/09 Q1015 TEMPO 0700 FG • zkratky : VRB(variabl), G(nárazy), KT(knots), BKN(broken zataženo), STC(cu strat)• TEMPO(dočasná změna), PROB(pravděpodobnost),VRB(variable)• CAVOK(dohled. a oblač. lepší než předepsané podmínky k letu tep.20/15)• NOSIG(bez význačné změny)• FEF (1-2/8 oblačnosti 400 stop), FG (mlha), Q (QNH)

• stovky zkratek anglických výrazů

Meteorologické informace

TAF (Terminal aerodrome forecast) –letištní předp. ve zkrácené formě každých 30min stejná kódování jako v Metar

GAFOR(General aviation forecast) všeobecná letecká předpověď kódování stejné začíná označením stanice,dobu předpovědi, předpověď s ohledem na letecky významné jevy a uzemí na které se předpověď vztahuje SIGMET (Significant meteorological phenomena) zpráva o nebezpeč. meteo-jevech výstraha na bouřky, hůlavy, krupobití, turbulenci, námrazu a pod. vydává se nepravidelně a má platnost max. 4hod.

SPECI mimořádná zpráva zařazená mezi pravidelné termíny METAR pokud některý z údajů v METARu překračuje zde uvedený limit

Meteorologické informace• zprávy pro leteckou činnost šířená radiem• VOLMET – každých 30 min frek. 125,525MHz v ČR 128,6MHz v Evropě• anglicky zpráva o počasí na vybraných letištích• ATIS (Automatic terminal information service)nepřetržitě obnova každých 30 min • anglicky zpráva o stavu počasí na letišti• v ČR letiště Ruzyně frek. 122,15MHz• 220 378 333• Telefonické informace • Kbely věž 937 207 172• Ruzyně věž 220 113 422, 220 562 627• Internet www.rlp.cz

Družicová meteorologie• meteorologické družice – rozdělení podle oběžné dráhy :stacionární, polární • úkol: -- obrazy oblačnosti pomocí televizní kamery nebo radiometru -- visible, infra• -- zjišťování vertikálních teplotních profilů, vodní páry v atm. a ozónu• -- předávání dat z automatických meteorologických bójí a oceánu do met. center• využití: analýza počasí a předpověď (dynamika meteorologických jevů)• družice geosynchronní – geostacionární: výška cca 36 000 km oběžná doba 24h• výhody: každých 30min dává obraz oblačnosti nad stejným místem • nevýhody: oblasti s vysokými zem. šířkami – značné skreslení• První družice v roce 1966 ATS, pak DODGE,SMS,GOES,GMS• dnes METEOSAT: patří západoevropské mezivládní organizaci EUMETSAT • 36000km, 24h, nadir-Guinejský záliv,320kg, rovina dráhy - rovník • MSG 12 kanál. radiometr– elevace optiky: VIS,IR,WV(absorpce vodní parou) • v nadiru rozlišení pro VIS 2,5km pro IR a WV 5km• rotace: 100/min -- celý disk země snímá 15min od S k N• ČR snímek v každé 12min – je 8min starý vzhledem času zveřejnění.• data předávána do Usingenu pro předzpracování odtud do Darmstadtu a • pak zpět na komunikační družici pak družice vysílá obraz koncovým uživatelům• digitální přenos HRI pro PDUS (primary data users station) – je kódován• analogový přenos WEFAX pro SDUS silně ovlivněn přenosem• ČHMÚ přijímá HRI, ale podle smlouvy nemůže být použit pro TV • proto na Internetu a v TV jen data WEFAX

Družicová meteorologie• Družice polární: sklon kruhové dráhy cca 81 až 103°, výška 600-1500 km , 97-116min• první experimet. družice 1959 VANGUARD2, pak TIROS,KOSMOS,NIBUS,METEOR• dnes NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration)• družice NOAA15,16,17 dráha sklon 98°- výška 810-870km, oběžná doba 100min• dráha heliosynchronní (na jistou zem. šířkou ve stejném čase),• posun dráhy na rovníku cca 25,5° (3000km) směrem na západ• za 1 den družice obkrouží zemi 14,4 krát• stejné místo je snímáno 2x za den – 2družice => 4x za den • aparatura AVHRR (Advanced Very Hight Resolution Radiometer)• 5 kanálů: červená oblast spektra,blízké infra. infra,tep. zář.1, tep. zář.2• geometrické rozlišení v nadiru 1x1km na okraji 2,5x5km 3000km pás• přenos pro pozem. stan. HRPT- nutnost natáčecí anténa (1,7GHz)• ATP - všesměrová anténa (pásmo 137MHz) • signál se nijak neupravuje a neomezuje je nutné přijímací zařízení• je možný i amatérský příjem – prý stavba dekodéru a antény 5000 Kč • dnes v provozu 2 družice – jejich roviny svírají úhel 90°• NOAA15 je sledovatelná ve stř. Evropě ráno a večer• NOAA14 po poledni a po půlnoci• celý systém se neustále zdokonaluje• výhody družic NOAA velká rozlišitelnost• nevýhody: není možno sledovat dynamiku oblačných systémů

Družicová meteorologie• Družice NOAA dnes 2 družice – roviny svírají 90° • libovolné místo je zobrazeno 4x za 24 hodin • 5 kanálů se spektrálními rozsahy 0.5 – 12.5 mím• 1. a 2. 0.5-1.0 viditelný rozsah blíží se černo-bílé foto• 3A. 1.58-1.64 zobrazuje sníh a led tmavě• 3B. 3.55-3.95 zachycuje odražené sluneční záření – vysoká • oblačnost bíle• 4. 5. 10.3- 12.5 snímá pouze tepelnou energii nejchladnější bíle• nejteplejší šedě tmavě

• v denních hodinách vodní plochy - tmavě modře až černě• terén bez oblačnosti a sněhu – zeleně tmavozeleně až hnědě• sníh nízká a střední oblačnost - odstíny žluté• hustá vertikální oblačnost – bíle až modrobíle• řídká vysoká oblačnost – světle modře