Globální Cirkulace Atmosféry: Klíč k Pochopení Klimatu a Počasí

Globální cirkulace atmosféry, též všeobecná cirkulace atmosféry, jsou více méně pravidelné pohyby vzduchových mas v planetárním měřítku Země způsobené jejich ohříváním a ochlazováním a rotací Země. Pohyby vzduchu v atmosféře jsou silně nepravidelné a obtížně předvídatelné, celková struktura atmosférických pohybů v globálním měřítku je však poměrně stálá.

Globální cirkulace atmosféry je klíčovým procesem, který ovlivňuje klima a počasí na Zemi. Tento proces vzniká díky slunečnímu záření, rotaci Země a tomu, že se různé typy zemského povrchu a oceány ohřívají různě rychle.

Většina procesů a věcí na Zemi se dá popsat jako celek. Nejinak je tomu u atmosférické cirkulace Země. Jedná se jakýsi hrubý popis pohybů a jevů, které se udávají napříč celou zeměkoulí a jsou pro určitá místa typické.

Všeobecnou cirkulací atmosféry rozumíme horizontální i vertikální pohyb vzdušných hmot mezi zemským povrchem a spodní hranicí mezosféry.

Zjednodušený Model Globální Cirkulace

Zjednodušený model těchto cirkulací lze popsat následovně. V blízkosti rovníku je pásmo nízkého tlaku, tak zvaný teplotní rovník, který se během roku přesouvá na sever a na jih podle polohy Slunce. Na sever i na jih od tohoto pásma můžeme rozlišit tři konvekční buňky či pásy: tropická Hadleyova buňka, Ferrelova buňka středních šířek a polární buňka.

Čtěte také: Problémy životního prostředí

Zjednodušený model všeobecné cirkulace atmosféry je dělen na tři buňky nad každou polokoulí, z nichž každá existuje v určité oblasti, platí pro ni jiné proudění a neuvažuje se zde zonální proudění (ve směru rovnoběžek).

Pokud bychom chtěli blíže podívat na důvody, proč všeobecná cirkulace atmosféry existuje, pravděpodobně narazíme na tři nejdůležitější. Jedná se množství přijatého slunečního záření, které není všude stejné, dále pak je to dáno rotací Země a v neposlední řadě typem povrchu.

Vzduch se nejvíce ohřívá kolem rovníku, stoupá vzhůru a proudí k pólům, kde na 30. rovnoběžce klesá a vrací se zpět k rovníku. To se postupně opakuje ve třech tzv. cirkulačních buňkách až k zemským pólům s různou mírou interakce mezi jednotlivými buňkami.

Hadleyova Buňka

Hadleyovy buňky jsou dvě a přiléhají z obou stran k rovníku. Rozprostírají se přibližně k 30. rovnoběžkám. Proudění v ní probíhá tak, že na rovníku převládají výstupné pohyby, kdy teplý a vlhký vzduch stoupá k hranici troposféry, která se nachází v těchto oblastech výše než například na pólech, a tento vzduch ve výškách, kde je chladněji, kondenzuje a vytváří oblačnost.

Vzduchová hmota po nárazu do tropopauzy většinou výše nevystupuje, ale nabere horizontální směr k oběma pólům. Tyto proudy se nazývají antipasáty, protože vyvažují proudění v nižších hladinách troposféry (pasáty). Svůj postup končí až okolo 30° severní a jižní šířky (již ho nedrží ve výšce konvekce, protože k tomu nemá dostatečnou teplotu), kde vzduch začíná sestupovat, a proto v této oblasti vznikají většinou sezonní nebo celoroční anticyklony (např. Azorská tlaková výše, která ovlivňuje počasí i u nás).

Čtěte také: Co způsobuje globální oteplování?

Cestou ztratil velkou část své vlhkosti, takže je suchý a může zde vytvářet pouště (Sahara, Australská poušť). Oběh uzavírají přízemní větry (pasáty), které se vracejí k rovníku, ale s výraznou odchylkou k západu. Vzduch je v těchto oblastech většinou téměř zbaven vlhkosti, proto vytváří vhodné podmínky pro tvorbu pouští a polopouští (např. Sahara).

Celou Hadleyovu buňku uzavírají větry ve spodní vrstvě atmosféry, které zaplňují místo po vystupujícím vzduchu v oblasti rovníku. Tyto větry vanou, pokud uvažujeme zonální složku proudění, od 30° a stáčejí se k severovýchodu (směr odkud vítr vane).

Polární Buňka

Polární buňky jsou lokalizovány mezi póly a přibližně 60° severní a jižní zeměpisné šířky. Vzduch na 60. rovnoběžkách má stále ještě schopnost stoupat vzhůru a vytváří také oblast (pás), ve které jsou lokalizovány sezonní či celoroční tlakové níže (např. Islandská tlaková níže, která ovlivňuje i naše území). Zastaví se opět až o tropopauzu, která je níž než na rovníku a vydává se směrem k pólům. Zde, již relativně chladný, klesá směrem k Zemi.

Sesedavé pohyby jsou typické pro tlakové výše, proto i na pólech se vyskytuje většinou oblast vyššího tlaku. Vzduch pak cestuje opět směrem k rovníkům (převažuje východní zonální složka, proto jsou větry severovýchodní).

Ferrelova Buňka

Poslední buňka z těchto tří reaguje na pohyby jak v Hadleyové, tak v polární buňce. U sestupných pohybů v oblasti 30° severní a jižní šířky se vzduch zastaví o zemský povrch a odchyluje se nejen k rovníku, ale část putuje směrem k pólům. Při opětovném připuštění zonálního proudění zjistíme, že dominuje západní složka, větry jsou tedy převážně jihozápadní.

Čtěte také: Oteplování a Emise

Mezi 30° a 60° zeměpisné šířky jsou poměry složitější. Cirkulace zde není poháněna rozdíly teploty, nýbrž prouděním v sousedících buňkách, v tropech a v polární oblasti. Převládající směr větrů je zde směrem k pólu a k východu, proudění je však velmi proměnlivé a podléhá hlavně lokálním vlivům.

Klimatické Jevy a Jejich Vliv

Klima je dlouhodobý stav atmosféry (desetiletí), který má určité cykly a fáze a jeho vývoj se snaží popsat klimatologie v horizontu několik let až desetiletí. Oba vědní obory se samozřejmě protínají a jeden bez druhého nemůže existovat.

Z pohledu Evropského kontinentu jsou pro charakter zimy určující zejména fáze Severoatlantické oscilace (NAO), dále fáze Arktické oscilace (AO) a v neposlední řadě fáze El Niño - Jižní oscilace (ENSO).

El Niño - Jižní Oscilace (ENSO)

El Niño - Jižní oscilace (ENSO) je klimatický jev, který pravidelně kolísá mezi třemi fázemi a to neutrální, chladná (La Niña) a teplá (El Niño). Kontinenty, které jev ovlivňuje z hlediska sněhových podmínek, jsou zejména Severní Amerika.

El Niño je označení pro nepravidelně periodické kolísání větrů a povrchových teplot moře v tropické oblasti východní části Tichého oceánu. Pokud bychom nahlédli pod pokličku ENSO, bude nás skialpinisty a zimní nadšence zajímat hlavně její chladná fáze La Niña, která přináší zejména na západní pobřeží USA a Kanady studené počasí s větší četností sněhových přeháněk.

Na počasí v Evropě má La Niňa menší vliv, tam dominuje především efekt NAO a AO. El Niño fáze zjednodušeně řečeno znamená pravý opak, jeho projevy jsou teplejší a srážkově chudší zimy. Zatímco La Niña bývá ve svých projevech konzistentnější, projevy El Niño se mohou lišit podle konkrétního roku.

Severoatlantická Oscilace (NAO)

Severoatlantická oscilace (NAO) je klimatický jev, který ovlivňuje počasí zejména v severní a střední Evropě a východní části Severní Ameriky. NAO hraje klíčovou roli ve formování zimního počasí v Evropě a projevuje se kolísáním tlaku vzduchu mezi Islandskou tlakovou níží a Azorskou tlakovou výší, což ovlivňuje atmosférickou cirkulaci a tím i klimatické podmínky v Evropě.

Stejně jako ENSO, i NAO má své fáze mezi kterými osciluje, a to kladnou fázi, ve které je tlaková výše nad Azorskými ostrovy silnější a tlaková níže nad Islandem hlubší. Během negativní fáze je tlakový rozdíl mezi Azorskými ostrovy a Islandem menší, což oslabuje západní proudění. To může vést k pronikání studeného arktického vzduchu do střední a jižní Evropy (čili pohyb mas vzduchu ze severu na jih), což způsobuje chladnější a mrazivější zimy. Nutno zmínit, že i během tohoto oslabení západního proudění se otevře prostor pro proudění teplejšího vzduchu z jihu na sever, což se koneckonců ukázalo během posledních pár teplých zim.

Fáze NAO se mohou střídat poměrně rychle, tj. v řádu týdnů.

Arktická Oscilace (AO)

Blízkou příbuznou NAO je Arktická oscilace (AO) což je klimatický jev, který se vyskytuje od přibližně 60. rovnoběžky až k severnímu pólu a projevuje se jako kolísání atmosférického tlaku mezi arktickými oblastmi a středními šířkami. Tento jev ovlivňuje počasí na severní polokouli, zejména během zimních měsíců, a má významný dopad na klimatické podmínky v Evropě a Severní Americe.

Během pozitivní fáze je studený arktický vzduch (tzv. polární vortex) udržován pomocí silného tryskového proudění (Jet Stream) "zamčený" nad Arktidou. Tlak vzduchu nad Arktidou je v této fázi nižší, než obvykle, zatímco tlak ve středních šířkách je zesílen. Oproti tomu, v negativní fázi je tlak vzduchu nad Arktidou vyšší a ve středních šířkách nižší. Tato situace může vést k častějším průnikům studeného vzduchu do střední Evropy, což přináší chladnější počasí a silnější vlhký vzduch z Atlantiku.

Další Faktory Ovlivňující Cirkulaci

Tvar Země, rotace Země kolem osy a sklon zemské osy vůči rovině ekliptiky způsobuje nerovnoměrné zahřívání zemského povrchu slunečním zářením. Nerovnoměrným rozdělením pevnin a oceánů, rozmanitostí zemského reliéfu, různorodým pokryvem, působením coriollisovy síly … dochází k složité cirkulaci vzduchových hmot mezi oblastmi takových níží a tlakových výší rozmístěných od rovníků směrem k pólům.

Pasáty

Pasáty vanou po celý rok na obou polokoulích ze subtropických tlakových výší směrem k rovníkové brázdě nízkého tlaku vzduchu. Rychlost pasátů se pohybuje kolem 6 - 12 m/s. Dominují nad oceány, kde jsou hlavní hybnou silou mořských proudů, na pevninu zasahují většinou jen jejich východní okraje. Pasát na jižní polokouli je silnější a souvislejší. Oblast jeho výskytu zaujímá cca 20 % její plochy. Poloha se mění dle roční doby.

Antipasáty

Antipasáty vanou ve středních a horních vrstvách troposféry nad přízemními pasáty. Zasahují od rovníku až do subtropických šířek (30°- 35°), kde se stáčejí do západního směru.

Monzunová Cirkulace

Vlivem nestejného rozdělení moří a souší v jednotlivých zeměpisných šířkách se místy upřednostňuje tzv. monzunová cirkulace vzduchu mezi mořem a pevninou. Monzunová cirkulace je součástí všeobecné cirkulace atmosféry a vyskytuje se jen nad určitými oblastmi zemského povrchu. Vzniká díky rozdílnému oteplování kontinentů a přilehlých moří a oceánů v jednotlivých ročních obdobích.

Monzuny jsou větry s typickým převládajícím směrem (a téměř přesně opačném směru ve druhém ročním období). Letní monzuny vanou při povrchu z moře na pevninu, jejich nástup a konec vymezuje období dešťů. Vznik je podmíněn převládajícím nižším tlakem vzduchu nad pevninou v létě. V oblastech s typickým monzunovým podnebím přináší převážnou část ročních srážek, čímž výrazně ovlivňuje zemědělskou produkci. Nejsilnější monzuny vznikají v Indickém oceánu. Nástup letních monzunů je tu každoročně kolem 1. června.

Zimní monzuny vanou při povrchu z pevniny na moře. Vznik je podmíněn převládajícím vyšším tlakem vzduchu nad chladnější pevninou v zimě.

Tryskové Proudění

Tryskové proudění bylo objeveno během 2. světové války při letech nad Tichým oceánem. Jsou to úzké proudy vzduchu v horní troposféře nebo spodní stratosféře s průměrnou rychlostí větru přes 28 m/s, v extrémním případě přes 194 m/s, nad Českou republikou dosahují rychlostí 83 m/s.

tags: #globální #cirkulace #atmosféry

Oblíbené příspěvky:

• Nevýhody bezpapírové kanceláře
• Zndcistujici
• O recyklaci ideologií
• Šedé odpadkové koše - praktický design
• Ekologie a znečištění