Aktuality SHMU

Zvláštnosti v prúdení na Slovensku 19. septembra 2021

Hory predstavujú prekážku v prúdení, čím výrazne ovplyvňujú počasie v ich okolí. V tomto článku v jednej konkrétnej situácii predstavíme vybrané vplyvy pohorí na prúdenie v tzv. mezoškále procesov v atmosfére a vysvetlíme základné príčiny tohto efektu.

Určite ste si mnohí všimli, že v prípade veterného počasia je možné nájsť menej veterné miesto za ktorýmkoľvek väčším objektom. Stačí identifikovať smer vetra a intuitívne viete, kde hľadať úkryt. Už možno menej zjavné je, že vietor v tomto úkryte môže byť úplne opačný oproti silnému vetru mimo neho, no aj to sa bežne stáva. A dokonca sa to nedeje len za budovami, ale aj za veľkými pohoriami. To už asi vnímame menej, skôr ak na dlhšiu dobu zmeníme miesto pobytu, tak vieme porovnať veternosť s tou svojou dobre známou lokalitou. Tu si trochu odbornejšie vysvetlíme, prečo a za akých okolností sa to deje. Dnešný deň je toho veľmi dobrým príkladom.

Pri farebnom vyznačení smeru vetra (obr. 1) si prvé všimneme oblasť Gemera, kde sa severné prúdenie (modré farby) stáča na južné (červené). Ďalej vidieť aj ďalšie efekty interakcie prúdenia a pohorí, u nás teda Karpát. Tie odkláňajú severné prúdenie na Morave a Považí na severovýchodné, v juhovýchodnom Poľsku naopak na západné až severozápadné, v zníženinách na východnom Slovensku však opäť pozorujeme severné prúdenie. Na západnom Slovensku prevažuje západné prúdenie, ktoré sa v juhozápadnej časti BB kraja stáča na západné a naráža na východné až južné prúdenie na Gemeri v priľahlom Maďarsku, čím tu vzniká rozsiahla čiara zbiehavého prúdenia (konvergencie). Ďalšia konvergencia je v Podtatranskej kotline, vo Volovských a Stolických vrchoch a Rožňavskej vrchovine. Napriek tomu ako zvláštne tieto štruktúry vyzerajú, sú pomerne bežné. Ako k nim dochádza?

Obr. 1 - Vietor (čierne symboly vetra) + farebne zvýraznený smer (severný modrou, južný červenou, východný žltou a západný zelenou farbou). Model ALADIN s 2 km rozlíšením, 19.9.2021, 14:00 LSEČ.

Nakoľko prúdenie dokáže prekonávať pohoria, alebo ich naopak obchádzať cez lokálne zníženiny, závisí od troch základných faktorov.

• Rýchlosť samotného prúdenia (U) – vyššia rýchlosť podporuje pretekanie vzduchu priamo cez pohorie, nižšia skôr vedie k obtekaniu okolitými zníženinami a k blokovaniu prúdenia. Dôležitý je aj smer vetra, najvhodnejšie pre prekonávanie pohorí je, ak vzduch prúdi priečne vzhľadom na pohorie.
• Stabilita teplotného zvrstvenia (N) – stabilné zvrstvenie (čoho príkladom je inverzia) na a pod úrovňou pohoria zabraňuje pretekaniu vzduchu cez pohorie.
• Vlastnosti pohoria, predovšetkým ich výška (h) – nižšie pohoria sú prekonávané jednoduchšie ako vyššie.

Vzťah, ktorý dáva do súvislosti tieto faktory sa nazýva Froudovo číslo F = U/(Nh). Ak tieto faktory podporujú pretekanie vzduchu cez pohorie, označujeme to ako superkritický tok (F > 1). Naopak, ak podporujú obtekanie a blokovanie prúdenia pohoriami, ide o subkritický tok (F<1). Tiež je dôležité poznamenať, že vzhľadom na závislosť od parametrov konkrétneho pohoria sú tieto typy prúdenia v jednej konkrétnej situácii len výnimočne platn0 rovnako pre všetky pohoria na našom území.

V dnešnej situácii by sme mohli pri hodnotení interakcie prúdenia so Západnými Karpatami hodnotiť ako prevažujúci subkritický tok. Hoci prúdenie je pomerne silné (vo výške okolo 1000 m n. m. 7-12 m/s), napriek tomu dochádza k blokovaniu toku a k obtekaniu pohorí (obr. 1). Kľúčový faktor je práve teplotné zvrstvenie. V nadmorskej výške približne 1000-1500 m začína silná stabilná vrstva (obr. 2 – farebné elipsy, body vyznačené v obrázku), ktorá práve v pohoriach dosahujúcich túto výšku zabraňuje pretekaniu cez ne, a prúdenie je tak nútené ich obtekať a zároveň slabne. Tomu následne odpovedajú aj zvláštnosti prúdenia v nižších polohách (obr. 1). Ďalším dôsledkom je, že chladný vzduch sa do týchto záveterných oblastí dostáva najneskôr a v obmedzenej miere, vplyvom čoho je tam najteplejšie (obr. 3).

Ďalším dôsledkom situácie so subkritickým tokom a následným blokovaním prúdenia je tzv. priesmykový vietor. V takýchto podmienkach je totiž vzduch nútený pretekať cez lokálne zníženiny, v dôsledku čoho dochádza aj k lokálnemu zosilneniu vetra v týchto oblastiach. Situáciu poznajú najmä obyvatelia Košickej a Popradskej kotliny, Východoslovenskej nížiny, ale aj Stredného považia či juhozápadu Slovenska (no v menšej miere takmer kdekoľvek za vhodných podmienok).

Obr. 2 - Vertikálne profily veličín pre jednotlivé lokality vyznačené farebne (vpravo hore), teplota vzduchu (hrubé čiary), teplota rosného bodu (prerušované čiary), stabilné vrstvy na úrovni pohorí (elipsy). Model ALADIN s 2 km rozlíšením, 19.9.2021, 14:00 LSEČ.

Obr. 3 - Teplota vzduchu a vietor z meraní profesionálnych staníc + analýza teploty vzduchu INCA (farebná škála), čiary konvergencie (žlté prerušované čiary), 19.9.2021, 12:00 UTC (14:00 LSEČ).