Průvodce bouřkovou oblačností pro pozemní pozorovatele
(Thunderstorm Clouds Spotters´ Guide)

      A proč vznikl tento dokument? Ačkoliv nejsem meteorolog a jen se o meteorologii zajímám, nevidím u nás v ČR literaturu tohoto typu, která by podrobněji vysvětlovala bouřky a jevy na bouřky vázané, především pak ale oblačnost, která bouřky doprovází. Předmětem této práce je zejména popis oblačnosti a jevů, které se podílejí na jejich vzniku.  Zdá se mi vhodnější vycházet ze zkušeností mnoha lovců bouřek a z širokých poznatků "americké" meteorologie než z nějakých bližších poznatků fyziky mezní vrstvy atmosféry a dynamické meteorologie. Navíc se v těchto oborech příliš nevyznám.

      V první části se budu snažit popsat bouřkový oblak, jeho známé tvary a zvláštnosti, tak jak je lze najít v literatuře, v druhé části se budu zmiňovat o oblacích různých typů, které nejsou obvykle příliš známé. Zde pak také uvedu spojitost s tvorbou tornád. Právě v první části se snažím vše vysvětlit i pro nezasvěceného zájemce o bouřky, druhá část eseje už vyžaduje určité bližší znalosti struktury bouřek a meteorologie.

      Tato práce je otevřené téma, neboť zde určitě najdete sporné věci, proto uvítám jakoukoliv diskuzi. Tato práce si klade za cíl vyplnit určitou mezeru v literatuře a v poznání bouřkové činnosti z pohledu pozorovatele na zemi. Po přečtení tohoto dokumentu budete schopni velice dobře posoudit intenzitu jevů spojených s přicházejícími bouřkami a tak odhadnout nejvhodnější ochranu před bouřkovými jevy. Zvláště v posledních letech při výskytu silných místních bouřek a lokálních záplav může být toto dost přínosné pro každého, kdo žije v oblasti potenciálního výskytu záplavových situací nebo v zemědělských oblastech.

    Upozornit musím též na to, že se v textu často mluví o bouřkách, přičemž nebude-li uvedeno jinak nebo nevyplývá-li z kontextu textu něco jiného, myslím jimi zejména bouřky nefrontální, advekční nebo uvnitř vzduchové hmoty.

      Ještě jiným problémem, na který jsem narazil jsou české ekvivalenty pro určitá slova, která existují především jen v anglické literatuře. Jmenuji zejména slova shelf cloud, wall cloud, flanking line, downburst, microburst, tail cloud apod. Budu se snažit přeci jenom vytvořit některá česká slova, jak bude uvedeno dále. Tyto české ekvivalenty budou používány jen v rámci této práce. Uvítal bych všemožné rady a připomínky k českým pojmenováním v tomto textu.

Obsah dokumentu:

Úvod

1.     Kumulonimbus
2.     Prvky bouřkové oblačnosti
             2.1     Vizuální prvky
             2.2     Atmosférické prvky
                            2.2.1     Instabilita a vlhkost
                                               - Microburst
                            2.2.2     Vertikální střih větru
                            2.2.3     Mid-level capping inversion (blokující inverze)
                            2.2.4     Buněčná "architektura"
3.     Tvary bouřkového oblaku
4.     Zvláštnosti bouřkového oblaku
             4.1. praecipitatio
             4.2. virga
             4.3. pannus
             4.4. incus
             4.5. mamma
             4.6. pileus
             4.7. velum
             4.8. arcus (shelf cloud (návějový oblak) a roll cloud (rotorový oblak))
                         - Gustnado
             4.9. tuba
5.      Ostatní oblačnost související s kumulonimby  
             5.1 wall cloud (stěnový oblak)
                         - Tornádogeneze, rozdíl mezi stěnovým a návějovým oblakem
             5.2 tail cloud (přívěskový oblak)
             5.3 beaver´s tail (bobří ocas)
             5.4 collar cloud (límečkový oblak)
             5.5 stratocumulus (slohová kupa)
             5.6 stratus (sloha) a stratus fractus (roztrhaná sloha)-> pannus
             5.7 cumulus fractus (roztrhaná kupa)-> pannus
             5.8 cumulus (kupa)
             5.9 roll cloud (rotorový oblak)

Další oblačnost
Použité zdroje
Práce na dokumentu
Aktualizace dokumentu
Copyright a kontakt na autora

1.      Kumulonimbus

   Začněme nejdříve u samotného bouřkového oblaku. Nejdříve si povíme něco o tom, proč a jak tento oblak vlastně vzniká a s jakými jevy je tento oblak obvykle spojován. Bouřkový oblak má v mezinárodní klasifikaci oblačnosti označení Cb, tedy Cumulonimbus. Správnějším po jazykové stránce je používat pojem dešťová kupa, v této eseji tento pojem ale nebudu dále zmiňovat a místo něho budu užívat pojem "bouřkový oblak". Tento oblak v sobě soustřeďuje největší množství energie ze všech typů oblaků. Energie obsažená v jednom nevelkém bouřkovém oblaku je obvykle tak velká, že by dokázala po přeměně na elektrickou energii zásobovat po dobu jednoho roku jedno středně velké město. Podívejme se, jak tento oblak vypadá nejčastěji v našich podmínkách:

Zdroj: www.australiasevereweather.com/photography, ©Jimmy Deguara

Cumulonimbus se vytváří postupnou přeměnou běžného kupovitého oblaku (cumulus), který stále roste ve vertikálním směru. Při vhodných podmínkách se horní části kumulu začínají vlivem zamrzání kapek a vodní páry rozmlžovat, což už je prvotním stadiem vývoje bouřkového oblaku. Co je příčinou vzniku kumulu a kumulonimbu si vysvětlíme později v této kapitole.

Cumulonimbus je jeden z oblaků, který zasahuje hned do několika pater oblačnosti, do nízkého až vysokého patra. Jeho vertikální rozsah se pohybuje v létě v rozmezí  7-12 km, v zimě pak obvykle téměř vždy pod 5 km. I když se kumulonimbu říká bouřkový oblak, většinou se u něj nemusí žádné elektrometerory (tj. blesky, blýskavice) vyskytnout. Letní cumulonimby bývají často spojeny se silnými přeháňkami a bouřkami, někdy provázené krupobitím,  naopak zimní pak obvykle se sněhovými přeháňkami, vypadáváním sněhových nebo námrazových krupek. Ten, kdo by si myslel, že v zimě nemůže být bouřkový oblak vázán na bouřku, ten se mýlí. I když to bývá velice ojedinělý případ (zejména na našem území), i bouřky se můžou v zimě objevit. Obvykle však jsou velice slabé, nanejvýš provázené pár blesky, které pozorovatel na zemi většinou nevidí, silným hřměním a velmi intenzivním sněžením. Zajímavé je, že pokud je v létě potřeba pro začátek bouřky obvykle vertikálně rozsáhlý oblak, může bouřka v zimě být vázána třeba i na oblak s výškou pouhých 2 km. Zimní bouřky jsou téměř vždy vázány jen na rychle postupující studené fronty II. druhu.

Z předešlého je tedy patrné, že každý bouřkový oblak neznamená nutně výskyt blesků s hromy, vlastně jen málokterý bouřkový oblak vytváří skutečnou bouřku. To platí zejména v zimě, kdy není pro bouřky zvlášť výhodná doba.

  Bouřkové oblaky typu Cumulonimbus mají však další schopnosti. Těmi je hlavně vytvoření poměrně silného větru, nárazovitého větru, húlavy nebo i tornáda. To souvisí s velkými vertikálními pohyby, které se uvnitř takového oblaku odehrávají.

   Pro přečtení dalšího odstavce je nutné vědět, že když mluvíme o atmosféře, budeme mít na mysli pouze troposféru jako nejspodnější část zemské atmosféry, kde se utváří podmínky pro vývoj počasí. Jen velmi malé procento zemské atmosféry nejblíže zemskému povrchu totiž má vliv na počasí.

  Řekněme si, jaké počáteční podmínky můžou odstartovat vznik bouřkového oblaku ? Podmínkou pro vznik bouřkového oblaku je obecně výskyt takové oblasti v atmosféře nebo na zemi, která podmiňuje vznik výstupného proudu nebo výkluzného pohybu vzduchové částice. Výkluzné pohyby vznikají zejména na frontách, ale častěji vznikají výstupné proudy. Výstupný proud (angl. updraft) je tvořen sloupcem vzduchu, který stoupá směrem nahoru. Podmínkou pro vznik takového stoupavého proudu vzduchu je tzv. instabilita atmosféry. Jistě každý si někdy všiml, že např. v létě když se vydá do hor, čím jde výše, tím více se ochlazuje. Tak může být v nížinách krásné teplé počasí s teplotami okolo 25°C, ale vyjde-li na vysokou horu (v našem případě třeba na Sněžku), najednou je tam jen 10°C. Čím to je ? Může za to samozřejmě naše Slunce. Sluneční paprky za denních hodin  zahřívají velmi dobře zemský povrch, od kterého se ohřívá okolní vzduch, ale samotný vzduch vysoko nad povrchem se příliš neohřívá. Tak vzniká situace, kdy při zemi se udržuje vzduch ohřátý od zemského povrchu, zatímco ve výšce může být dosti chladno. A právě jak rychle se ochlazuje vzduch směrem nahoru, rozhoduje o tom, zda se budou vytvářet bouřky nebo nikoliv. Příčinou existence chladného vzduchu ve vysoké atmosféře jsou mimojiné i ustálené proudy na zeměkouli, které vytvářejí cirkulaci globálních rozměrů (např.  Hadleyova buňka) a svou roli hraje i radiační ochlazování oblačnosti. Pro nás to však není zde vůbec důležité.

Tento pokles teploty s rostoucí výškou používají meteorologové často při předpovědi počasí. Používají k tomu charakteristiku, tzv. teplotní gradient. Teplotním gradientem je záporně vzatá změna teploty vzduchu na určitou změnu výšky. Nejčastěji se uvádí ve vztahu ke 100 metrům nebo na 1 km. Za normálních ideálních podmínek v "suchém" vzduchu (nenasyceném vodní párou) dochází k poklesu teploty asi o 10°C na 1 km. Tj. když půjdeme na hory, vyšlapeme-li o 100 m výše, bude zde o 1°C chladněji. Je-li mlha nebo déšť nebo se nalézáme v oblaku, tento gradient v nasyceném vzduchu dosahuje obvykle 6,5°C/1 km. To proto, že při kondenzaci vodní páry na vodu dochází k uvolňování tepla, které otepluje okolní vzduch. Při opačném procesu, při vypařování kapek naopak dochází k ochlazování, tj. spotřebovávání tepla. Proto, když vyjdeme mokří z koupelny, kde jsme se sprchovali pod teplou vodou, je nám zima a ne teplo. Tyto hodnoty jsou ale jen ilustrativní, ve skutečnosti se teplotní gradienty od ideálních hodnot dost liší. Nejsou zrovna ojedinělé případy, kdy teplota s rostoucí výškou dokonce roste, tj. dochází k teplotní inverzi. Navíc je také rozdíl ve vertikálním profilu teploty v zimě nebo v létě, ale o tom se zde nebudu zmiňovat. Zmíním tu jen to, že je potřeba většího poklesu teploty s výškou v zimě než v létě, aby se vytvořil bouřkový oblak.

Když mluvíme o stabilním (stálém) zvrstvení ovzduší, máme tím na mysli, že se teplota s výškou příliš nemění, naopak při instabilním (vratkém) zvrstvení dochází k silnému poklesu teploty. Při stabilním zvrstvení se vzduch příliš nepohybuje, kdežto v instabilní vzduchové hmotě vznikají často vzestupné a sestupné proudy.

Teď když jsme si vysvětlili pojem teplotní gradient, můžeme si vysvětlit, jak vznikají výstupné proudy v bouřkových oblacích. Představte si, že existuje instabilita, tedy silný pokles teploty s výškou a předpokládejme, že svítí sluníčko a silně se ohřívá zemský povrch (dochází k tzv. insolaci). Protože je teplý vzduch lehčí než studený, stane se, že musí stoupat směrem vzhůru. Je to stejné jako když stoupají bublinky ve vařící vodě směrem k hladině. Vzduch ohřátý od zemského povrchu stoupá nahoru, a protože je na horách velká zima a tento stoupající vzduch je teplejší, stoupá dále nahoru a tak vytváří uspořádaný konvektivní proud vzduchu směrem nahoru. Po určité době se ochladí natolik, že kondenzuje a začíná vytvářet oblak, který už pozorovatel na zemi vidí. Znamená to, že si nemůže pozorovatel na zemi myslet, že když nejsou oblaky, tak se nic neděje, to je špatný náhled na věc. Jelikož při výstupu vzduchové částice přichází do oblastí, kde je nižší tlak vzduchu (např. v 5,5 km je tlak jen kolem 500 hPa), tento vzduch zvětšuje svůj objem, rozpíná se. Tak třeba "bublina" vzduchu při zemi o průměru pár metrů může v horních částech oblaku dosáhnout průměru i sta metrů.

   Stoupá-li vzduch stále do okolního vzduchu, který je chladnější, stále stoupá vzhůru, nakonec však musí narazit na místo ve vysoké výšce, kde už je okolní vzduch teplejší, takže se původní vzduch stane těžším a musí klesat naopak dolů. Situaci popisuje podrobněji tento obrázek bouřkového oblaku:

Podkladová fotografie ©Jimmy Deguara

Červenými šipkami jsou označené výstupné proudy, které vytvářejí bouřkový oblak, modrými sestupné proudy chladného vzduchu. Tento bouřkový oblak je poměrně malým a nadále ve stadiu vývoje. To proto, že se zatím nevytvořila oblast vypadávání srážek, protože převládají vzestupné proudy. Až se venku na zemském povrchu ochladí, třeba na 24°C, zanikne výstupný proud a oblak se začne buď rozpadat (vypařovat) nebo z něho začnou vypadávat srážky. To záleží na vlhkosti okolního vzduchu a na tom, kolik srážkotvorných částic je v horní části oblaku. Na tomto obrázku si navíc můžeme představit proces vytváření srážek a vlastnosti běžného bouřkového oblaku.

Klasické oblaky typu cumulus (kupy) jsou krásné oblaky, které mají ostré okraje (viz klasifikaci oblačnosti). Když se jeho vrchol začne rozmlžovat a stane se buď vláknitým nebo hladkým, znamená to, že se zde vytváří ledové krystalky, které pak při vzniku sestupného proudu padají ve formě srážek k zemi, v létě jako dešťová přeháňka. Protože se tento déšť při cestě na zem obvykle částečně vypařuje, ochlazuje se, také se při pádu k zemi otepluje pomaleji než se vzduch ve vzestupném proudu ochlazuje, proto dochází při zemi k silnému ochlazení. Před deštěm je při zemi třeba 28°C, ale během deště třeba jen 18°C. To záleží na konkrétních podmínkách v oblaku. Dva další oblaky nám ukáží, jak se u něho projevují vzestupné a sestupné proudy:

Zdroj u levého obrázku: www.australiasevereweather.com/photography, ©Jimmy Deguara
Zdroj u pravého obrázku: www.wolkenatlas.de, ©Peter Krämer

U prvního oblaku již došlo k převládnutí sestupných proudů a začaly vypadávat srážky, které postupně zahlcují celý oblak, a tak tento oblak zaniká. Na druhém obrázku můžeme zase vidět situaci, kdy zanikl již hlavní vzestupný proud a střední část oblaku se vypařuje. Zůstává pouze horní část oblaku, která může někdy vydržet celkem dlouhou dobu viditelná, třeba i do dalšího dne. To je způsobeno tím, že je zde zvrtvení stabilní nebo slabě instabilní a poměrně vlhko. U nás často vidíme např. v létě právě tyto kovadliny bouřkových oblaků z bouřek, které třeba den předtím řádily na studené frontě západně od nás. Na základě toho pak může pozorovatel počasí i bez znalosti synoptické situace předpovídat bouřky nebo přeháňky.  A zcela určitě když to vyjde, budete ti nejchytřejší a všichni budou žasnout. No ale hlavní je tyto zbytky bouřek správně identifikovat. Nesmíte si je např. splést s oblačností přibližující se teplé fronty (cirrostratu a cirru) nebo se zbytky bouřek, které včera na stejném místě rychle zanikaly (např. příznak nástupu hřebenu vysokého tlaku vzduchu). Je potřeba mít dobrý pozorovací talent a velké znalosti běhu počasí.

2.      Prvky bouřkové oblačnosti

2.1      Vizuální prvky

   Předešlé bouřkové oblaky můžeme vidět často v našich zeměpisných šířkách, ale jak určit, zda jsou spojeny se silnými bouřkami nebo silným větrem, srážkami apod.? To je už je jiná věc, ne zrovna jednoduchá. Nejzákladnější je odhad výšky až do které kumulonimbus zasahuje. To je ale i pro mě velice obtížné, je lepší to neodhadovat, stejně vám to nevyjde, je lepší vycházet ze snímků z družice v tepelném oboru spektra (např. zde) a pak si podle teploty najít výšku na aerologickém výstupu (zde). Pamatovat si můžete např. i to, že když vidíte oblak z veliké dálky, měli byste si všimnout jeho horní části. Pokud je zaoblená, plochá a rovná, rozmlžená či vláknitá, nelze z něho čekat silnější bouřku. Jiná věc pak ale je, když je sice horní část kumulonimbu třeba plochá, ale na jednom místě je oblak o něco vyšší a má ostré obrysy téměř jako kumulus. Při tomto úkazu lze čekat, že bouřka pod tímto výčnělkem - přestřelujícím vrcholem (Martin Setvák) (angl. overshooting top nebo anvil dome) dosahuje největší intenzity (obvykle srážkové). Obvykle se tato oblast v horní části oblaku označuje jako dóm (angl. dome). Tvoří se náhlým protržením stratosférické inverze (nebo jiné inverze v horní troposféře) mohutným vzestupným proudem v oblaku. Slabou intenzitu takového jevu znázorňuje levý obrázek výše, kdy je malý dóm vidět v levé horní části fotografie. Na první pohled jde vidět, že jde o bouřku s několika bouřkovými buňkami ve stadiu zralosti a vytrvá asi ještě několik hodin.

     Dóm však je jen jeden z několika faktorů, které se můžou použít při předpovědi intenzity bouřkových jevů. Zatímco dóm může být viděn hlavně z velké vzdálenosti, na trochu menší vzdálenost (obvykle 15-30 km) můžeme vidět větší podrobnosti. Těmi myslím hlavně strukturu oblačnosti bouřky a výskyt pruhů konvektivní oblačnosti (tzv. flanking lines). Když vidíme veliký bouřkový oblak, nemusíme zpočátku vědět, zda se rozpadá nebo se dále vyvíjí, to je však pro krátkodobou předpověď (nowcasting) velice důležité. Když tedy vidíme při pohledu na bouřku na některé z její strany další rychle se rozvíjející kupovité oblaky měnící se na kumulonimby, můžeme z toho usuzovat celkem přesně, že se bouřka dále vyvíjí a může sílit. Obvykle pak můžeme předpokládat, že bouřka nezanikne nijak brzy, ale bude dále dost intenzívní ve směru, kterým postupuje.

Příznakem toho, že se bouřková činnost bude nadále rozvíjet, jsou často právě tyto linie kupovité oblačnosti (také konvekční pásy), které jdou vidět jako jednotlivé, vzájemně od sebe většinou oddělené kumuly (můžou i splývat) měnící se postupně na další kumulonimby a uspořádané do jakési přímky od nejmenšího oblaku po největší. Tyto linie (angl. flanking lines) se tvoří ve směru tahu bouřky, když nezanikají hlavní vzestupné proudy, které začaly tvořit první kumulonimby. Obvykle se takové pásy objevují před a na čárách instability nebo při situacích, kdy se ve výšce objeví studená advekce (např. frontální) při malém úhlu advence. V obzvláště silných letních vedrech může tento pás vzniknout i při vzniku permanentního silného vzestupného proudu nad určitým územím, pásy jsou ale obvykle díky slabému proudění krátké. "Flanking lines" se vyskytují zejména u mnohobuněčných shlukových bouřek (multicell cluster storms) - viz buněčnou klasifikaci dále.

Jsou však situace, kdy lze vidět toto všechno, pásy konvekčních buněk atd., ale přesto se žádné bouřky nevyskytnou. Příčin zase může být hned několik, ale jednou z nich může být například silné proudění ve vysoké atmosféře (divergentní), které znemožňuje konvekčním proudům vytvořit typický bouřkový oblak. Vznikne tak jen třeba oblačnost, kdy je horní část unášena silným prouděním ve směru tryskového proudění v atmosféře a nemůže vytvořit klasickou bouřkovou kovadlinu. Takovou situaci si také pamatuji, kdy vznikl obrovský bouřkový oblak, jehož vrchní bouřková kovadlina se rozlila ve směru na severovýchod do vzdálenosti několika stovek kilometrů, ačkoliv bylo zvrstvení ovzduší dost instabilní (dokonce tak, že se vytvářela mamma - viz dále). Tento kumulonimbus se velmi rychle rozpadal. Příčinou nevytvoření se horní části kumulonimbu může být také např. teplá advekce ve velké výšce, která způsobí, že horní část oblaku mizí nebo se značně trhá, řídne apod. Zvláště často se tato situace objevuje několik stovek kilometrů (obvykle 700 km) před přízemní teplou frontou.

    Pokud už je bouřkový oblak nad námi nebo velmi blízko místu našeho pozorování, pak se musíme zajímat o jeho základnu. Je-li velký bouřkový oblak ve stadiu rozpadu a nevypadávají z něho viditelné srážky, pak je to v každém případě podivuhodné. Pak hrozí výskyt silného větru v důsledku jevu zvaného microburst, nebo padání krup, protože kroupy nejdou tak dobře vidět jako déšť. Části oblaku bez znatelného vypadání srážek jsou obvykle místy výstupných proudů do bouřky. Pokud vidíme ostře ohraničenou oblast, kde vypadávají srážky a okraje této oblasti vytvářejí jakousi "srážkovou botu" (angl. rain foot), pak můžete čekat silný vítr před začátkem deště. Tuto situaci znázorňuje tento obrázek:

© Alan Moller

Zblízka můžeme zpozorovat pod kumulonimbem i stěnový oblak (wall cloud), který vyznačuje místo se silným vzestupným proudem. Vidíme-li tento oblak, můžeme určitě čekat, že bouřka nebude slabá a že může přinést silnější srážky, silný nárazovitý vítr nebo i krupobití. Pokud stěnový oblak začne třeba i jen slabě rotovat, pak je to příznakem, že existuje rotující vzestupný proud, který může dokonce vytvořit tornáda. To je však už jev vyskytující se u silných bouří, které se v Evropě vyskytují celkem ojediněle.

2.2        Atmosférické prvky

2.2.1      Instabilita a vlhkost

Aby to nebylo tak jednoduché, je možné se zmínit například o jevu, kdy se říká, že je atmosféra instabilní pro vzestupné proudy, stabilní pro sestupné proudy, či stabilní pro vzestupné a instabilní pro sestupné proudy, nebo stabilní nebo instabilní pro oba proudy. Na základě toho pak můžeme docela přesně rozlišit, jaký typ bouřek či přeháněk se bude vyskytovat, předpovědět jejich sílu (angl. severity) a intenzitu vypadávajících srážek. To je zvlášť důležité pro předpověď na krátkou dobu (tzv. nowcasting), který tak může varovat před obzvláště nebezpečnými jevy v bouřlivých dnech. To se užívá zejména v USA, kde často hrozí nebezpečné jevy jako tornáda, kroupy apod. V našich podmínkách se síla bouřek často předpovídá na základě rozličných koeficientů (např. Fisherova indexu), které však mají dost často malou vypovídací schopnost.

Následující obrázky označují všechny čtyři varianty, které se můžou vyskytnout při výskytu bouřek a silných přeháněk:

Převzato a upraveno z Department of Atmospheric Sciences (DAS)

Co je zde příčinou toho, že je atmosféra instabilní pro sestupné proudy a stabilní pro vzestupné, když jsme si řekli, že v instabilní atmosféře se vyskytují silné vertikální pohyby a ve stabilní atmosféře jsou omezovány? Bedlivý pozorovatel si určitě na těchto čtyřech obrázcích všiml jedné důležité věci, kterou je kondenzační hladina, tj. výška, ve které dochází k tvorbě oblaku. A právě toto je klíčem pro pochopení "stability konvektivních proudů". To, že se začne oblak vytvářet až ve vyšší hladině může a téměř vždy je způsobeno nedostatkem vodní páry, tj. nižší vlhkostí.

Už jsme si nepřímo řekli, že v suchém vzduchu nemají výstupné proudy takovou sílu jako ve vzduchu nasyceném vodní párou. To právě způsobuje teplotní gradient a schopnost nasyceného vzduchu ochlazovat se pomaleji než vzduch suchý, což vede k silnějším vertikálním pohybům. Máme-li tedy při zemi velice suchý vzduch, tak při nevelké instabilitě nemůžeme očekávat vývoj vertikálně mohutných oblaků typu cumulonimbus. Druhou úlohou pak je stanovení intenzity srážek z bouřkových oblaků. Zde je situace naprosto stejná. Když bude ve velké výšce vysoká vlhkost vzduchu, dá se čekat, že se tam bude vytvářet velká zásoba srážek, které pak padají v silnějších sestupných proudech. Významnou roli zde pak hraje také vypařování a typ vypadávajících srážek. K tomu teď podrobněji na základě předcházejících obrázků.

  První obrázek zobrazuje situaci, kdy je při zemi udržován suchý vzduch, takže dochází k pozdní kondenzaci (tj. kondenzaci ve vyšší výšce) a díky tomu vznikají jen slabé vzestupné proudy. Protože v tomto případě není ani příliš vlhký vzduch ve vyšších výškách, kde se vytvářejí srážky, nemůžeme tedy čekat jejich velkou intenzitu. Takovéto situace jsou v našich zeměpisných šířkách velice časté, neboť tak vznikají přeháňky nebo i bouřky slabé intenzity. Také v zimě jsou tyto situace časté. V zimě pak ale hraje velikou roli také skutečnost, o které jsem se již zmínil, a to že při velmi nízkých teplotách se nasyceně-adiabatický gradient teploty přibližuje suchoadiabatickému, tj. při velmi nízkých teplotách nezáleží tolik na tom, zda je vzduch nasycen vodní párou (nebo vůči ledu) či je suchý. Při těchto přeháňkách a bouřkách nemůžeme očekávat výrazné srážky ani silné ochlazení od deště. Ochlazovat se při těchto situacích může při suchých a slabých microburstech (o tom dále). Ani silné nárazy větru nelze při těchto přeháňkách a bouřkách očekávat. Často se také stává, že prvotní podmínka pro vznik výstupného proudu poměrně rychle zanikne a nemusí dokonce ani dojít k vypadávání srážek či se všechny vypaří předtím než dopadnou na zem. Často tak tyto kumulonimby mizejí beze stopy a podílí se jen na spadu slabé vláhy ve večerních a nočních hodinách. Takové situace jsou i u nás obvyklé na tzv. "dry lines" (angl. pojmenování pro např. studenou frontu, kde se nevyskytují srážky, česky bych je nazval snad suchými frontami). Tyto suché fronty se v našich zeměpisných šířkách vyskytují po dlouhých obdobích sucha před ustupující tlakovou výší nebo na rozpadajících se frontách, kdy doba aktivního vypadávání srážek je během odpoledních hodin velice krátká. Jejich přínosem ale kolikrát bývá alespoň slabé zmírnění letních veder.

Obrázek další se vyznačuje také suchým vzduchem při zemi, ale vzhledem k velké vlhkosti vzduchových hmot ve výšce se tvoří a vypadává dostatek srážek. U této konvekční oblačnosti můžeme očekávat při zemi při přechodu kumulonimbů silnější vítr a silnější ochlazování, a to i přesto, že třeba kupodivu nemusí ani pršet, je-li vrstva vzduchu u země obzvláště suchá. Často se nejvýznamnějším projevem těchto bouřkových oblaků stávají propady studeného vzduchu k zemi, označované anglicky jako "microburst". Při těchto jevech se může vytvořit húlava, ačkoliv je vlastní oblak poměrně nemohutný. To se právě stává také v zimě, kdy se při podpůrném působení síly tlakového gradientu velmi silný vítr stává daleko důležitějším faktorem než vlastní srážky. Při takovém počasí se pak vytvářejí četné sněhové jazyky a závěje, je-li na zemi dostatek sněhu. Budeme-li srovnávat tento typ bouřkové oblačnosti s předešlým, můžeme říci, že prší výrazněji, vítr v přeháňkách je o dost silnější a navíc se více ochlazuje v oblastech srážek. Padají-li srážky do silně suchého prostředí pod oblakem, může k silnému ochlazení přispět i padající microburst. Tato oblačnost může být také na slabých studených frontách v létě při období sucha, ale přináší větší ochlazení s možným dalším prodloužením období sucha, pokud se neprosadí nějaké vlhké proudění (např. od západu). Někdy tyto bouřky přinesou ochlazení, ale při suchém počasí nemusí přinést vůbec žádné zlepšení situace v zemědělství. Navíc ochlazení a suché počasí může často zničit další přicházející studené fronty. Místo toho pak může přijít v létě celkem neobvyklá významná teplá fronta, která ukončí období sucha výrazným přídělem deště.

   Daleko hezčí bouřková oblačnost se ale tvoří v posledních dvou případech, kdy je při zemi hodně vlhko. To je například v tropických oblastech. U nás se takové situace nevyskytují příliš často, ale výhradně ve velice teplých měsících (červen-srpen) nebo na jaře po vlhké zimě. Pokaždé však je výskyt bouřek těchto typů spojen se silnými a četnými elektrickými výboji, ve čtvrtém případě pak i obzvláště silných nárazů větru, riziko tornád je zde nezanedbatelné i v naší republice. Právě situace zobrazená na třetím obrázku je u nás v létě nejčastější při výskytu významných bouřkových jevů jako je například krupobití. Při těchto bouřkách způsobuje silný vzestupný proud vznik velkých krup v horní části oblaku, které padají dolů a opětovně jsou silnými vzestupnými pohyby vtahovány do horních částí oblaku. Stává se tak, že narostou do tak veliké velikosti, že je již větrná síla v proudech neudrží a musí padat dolů na zem. Tak se může stát, že při těchto bouřkách vypadávají pouze kroupy, zatímco déšť téměř není. Obvykle se však kroupy nevyskytují, říká se, že krupobití se vyskytne asi v každé osmé bouřce. Tento typ bouřek se vyskytuje na silných letních studených frontách, na bouřkových frontách (tzv. squall lines). Takové bouřky často uvádějí změnu počasí na studené frontě I. druhu, tj. na pomaleji postupujících frontách, může při nich napršet zejména za čelem fronty obrovské množství srážek, můžou se vyskytnou povodně a lokální průtrže mračen či krupobití. Takový typ bouřky je typický pro LP supercely (zmíním později).

Asi nejméně pravděpodobné jsou bouřky uvedené na čtvrtém obrázku. Jevy a intenzita jevů spojená s těmito bouřkami se velice těžko předpovídá. Často se vytváří silné bouřky se silnými srážkami a četným krupobitím, ale v některých ojedinělých případech se z takového typu bouřky vyvine i supercelární bouře (klasická nebo HP supercela). Z takové bouřky může vzniknout vůbec nejničivější typ bouře na Zemi (snad kromě hurikánu). Díky možnému výskytu rotace v této bouři a mezocyklóny může tako bouře mít katastrofální následky. Zejména při silné přízemní konvergenci proudění a výskytu RFD (rear flank downdraft) může dojít k rození tornád, v četných případech i několika tornád najednou. Obzvláště intenzívní supercely tvoří velice ničivá vícevírnatá tornáda, což je určitě nejničivější vítr na zeměkouli. Výskyt supercely ve střední Evropě je velice ojedinělý, ale v žádném případě ne nepravděpodobný. V historii se jich na našem území již pár vyskytlo. Pokaždé jsou spojeny s ničivými projevy, se silným krupobitím (kroupy kolikrát obrovských rozměrů, třeba i více jak 10 cm v průměru), tornády či velmi silnými bouřkami. Tyto bouřky se u nás také označují synonymem konvekční bouře. Svým způsobem díky rotaci celého oblaku je tento typ bouřek dost odlišný a specifický a odhad jeho chování zatím není zcela objasněn, důležitější pro pozorování těchto bouřek je názor odborníka-pozorovatele na zemi než výklad radarových snímků nebo snímků z Dopplerova radaru (?).

    Tento čtvrtý typ bouřky (kromě supercel) se u nás vyskytuje ojediněle, ale téměř vždy je to v hluboké brázdě nízkého tlaku vzduchu (angl. rough) , na čárách instability a velmi silných studených frontách.

Jako příklad supercely slouží například tento výborný obrázek od Rogera Edwardse z roku 1996 (23.květen), pohled na jihozápad:

Zdroj: webchat.chatsystems.com, ©Roger Edwards

   Tento snímek sice zobrazuje jen malou část samotné supercely, ale přesto si můžeme všimnout několika prvků bouře. To, co nevidíme, je rotace ve středních výškách bouřky, ta se ukázala na Dopplerově radaru. Přesto u této supercely nebylo zaznamenáno tornádo. My si můžeme zejména všimnout velmi rozsáhlé kovadliny bouřkového oblaku v horní levé části fotografie. Zajímavý a pro supercelu typický je výskyt zvláštnosti mamma (o tom později), která zde sice není, ale přesto poznáme silný sestupný proud, který je v levé horní části snímku pozorovatelný jako sníženina oblaku (jako by rostl opačným směrem). Dalším zajímavým úkazem typickým pro supercely jsou silné srážky, které vidíme v dolním pravém rohu, jde nejdříve o slabý pás deště oddělený od od oblasti vypadávání krup úplně vpravo dole (bílá rozmlžená oblast). Podle záznamů jsem se dočetl, že šlo ale jen o tzv. LP-supercelu (angl. LP low-precipitation), což je supercela bez významných srážek. Tento oblak byl osamocený, tzn. že jinde nebyly vhodné podmínky pro vývoj bouřek, můžeme tak usuzovat na to, že bylo v atmosféře málo vlhkosti (tj. proto vznikla LP-supercela a ne supercela s vydatnými srážkami, během kterých by se mohly vyskytnout i tornáda, v květnu i v USA ještě není v atmosféře takový obsah vodní páry jako později během roku).

Microburst

  Bylo by dobré zmínit se alespoň krátce o microburstu. Tento anglický název se používá pro obzvláště silné sestupné proudy vzduchu, které se vřítí z horních nebo středních částí oblaku velmi rychle k zemskému povrchu. Při svém rychlém pádu k zemi pak velký objem velmi studeného vzduchu obvykle narazí na zemský povrch, zpětně se částečně odrazí nahoru a rozteče do všech světových stran a přitom způsobí zejména na čele takovéhoto studeného vzduchu silný nárazovitý vítr. Microbursty způsobují škody na lesích (polomy) nebo v letecké dopravě.

I když je pojem "průtrž" většinou spojen s víceméně lidovým označením "průtrž mračen" (také však označení pro velmi silné srážky), používal bych místo anglického pojmu microburst pojem průtrž ve významu "průtrž určité vzduchové hmoty do jiné hmoty s jinými vlastnostmi" (jelikož microburst nemusí nutně sahat až k zemi, existují totiž také tzv. high-based storms, o tom snad někdy jindy). Pojem microburst bych tak označil jako (malou) průtrž, pojem macroburst jako mohutnou průtrž. Nadřazeným pojmem microburstu a macroburstu je tzv. downburst. Angl. označení downburst označuje množinu všech propadů vzduchu, kdy microburst označuje "průtrž", která nemá více jak 4 km v průměru, a macroburst dosahuje průměru většího než 4 km. Zde tedy pojem mohutný, popř. malý má význam rozlohy, nikoliv intenzity. Intenzita jevu by se měla zřejmě označovat jako slabá, mírná a silná. Dlouho jsem přemýšlel nad tímto českým ekvivalentem a zdá se mi i přes nebezpečí záměny docela vhodným. Také proto, že to co nezasvěcení lidé považují za "průtrž mračen" může být docela pravděpodobně microburst (průtrž), neboť u většiny výskytů tohoto jevu dochází k velmi intenzívním srážkám. Jelikož existují často i tzv. "dry microburst", nemusí to být vždy pravda; tyto "dry microbursts" bych označoval jako "suché průtrže". Pro účely této práce a možná dalších budu používat tento ekvivalent anglického slova. Pokaždé to ale zmíním.

Často je příznakem vzniku průtrže zvláštnost virga (viz dále). Virga se tvoří tak, že se vypadávající srážky před dosažením zemského povrchu vypaří a během vypařování ochladí vzduch, do kterého padají. Tento ochlazený vzduch pak díky instabilnímu zvrstvení začne rychle padat směrem k zemi, obvykle svůj pád k zemi značne urychluje, a tak při zemi vytvoří po dopadu oblast silných nárazů větru. Vězte, že i virga u altocumulu může vytvořit znatelné zrychlení větru při zemi.

Pro ilustraci zde uvádím diagram průřezu malou průtrží dosahující až na zemský povrch. Fotografie na pravé straně pak znázorňuje tento jev v reálných podmínkách:

Zdroj: Department of Atmospheric Sciences (DAS) a www.nssl.noaa.gov

2.2.2      Vertikální střih větru

Je ještě jeden z mnoha velmi významných faktorů, které určují intenzitu bouřky, která se vyvine, a který bych zde jistě chtěl zmínit. Tím je vertikální střih větru. Vertikální střih větru můžeme jednoduše popsat dvěma dílčími parametry: změnou rychlosti větru (angl. speed shear) a změnou směru větru (angl. directional shear) ve vertikálním směru. Zhruba se dá říci, že čím více vzrůstá rychlost větru s výškou, nebo čím více se mění směr větru, tím silnější bude bouře spojená s kumulonimbem. Toto je jen velmi hrubý pohled na věc. Pro větší a důkladnější pochopení věci si prostudujte moje pojednání o konvergenci a divergenci proudění, které souvisí s popisem a vznikem střihu větru. Zde totiž pochopíte, co může přispět k tvorbě výstupných proudů. Je to konvergence proudění (prostorová konvergence proudění) v oblaku, a její vznik souvisí velmi silně právě s vertikálním střihem větru. S konvergencí proudění také souvisí tlakové poměry v oblaku, která se stává impulsem v supercelách k tornádogenezi (tvorbě tornáda).

A jsou to právě supercely, které se vyznačují zejména tím, že v nich dochází k silnému vertikálnímu střihu větru, k silné konvergenci, výskytu mezocyklóny nebo oblasti nízkého tlaku, který pak vtahuje vzduch do bouřky. Obrovské množství vzduchu se tak dostává do výšky několika kilometrů a díky silným tlakovým rozdílům se vyvíjejí až extrémně rychlé vzestupné proudy, ve kterých se vzduch může pohybovat jako ve víru (vzniká tzv. rotational updraft, rotující vzestupný proud), který tak zvyšuje pravděpodobnost výskytu tornádogeneze, ... Samostatný výskyt silného vertikálního střihu větru má vliv na to, že se silný výstupný proud udrží po delší dobu života bouřky, a to často i když zaniknou podmínky, které bouřku zpočátku začaly vytvářet (myslím tím zejména instabilitu v důsledku insolace). To se často stává u bouřek, které jen tak rychle v noci neutichají (pozor !, nesplést si tyto bouřky s bouřkami frontálními, pro jejichž aktivitu jsou důležité především jiné věci, teplotní gradient atd.). Takový typ bouřek se u nás objevuje zřídka. Když se však objeví, obvykle jsou spojeny s velmi intenzívními srážkami a bouřkami s ojedinělými výskyty tornád. Velmi silné srážky jsou v nich zejména proto, že díky silnému výstupnému proudu je oblast vypadávání srážek (sestupný proud) ostře ohraničená od výstupného proudu (formuje se mimo výstupný proud). U slabších bouřek a přeháněk obvykle zpočátku prší skrze vlastní výstupný proud (proto malá intenzita srážek) , ale u bouřek se silným vertikálním střihem větru je to jev zejména v první fázi rozpadu oblaku velice nepravděpodobný. Vzniká tam obvykle oblast srážek ostře ohraničená od hlavního výstupného proudu, což následně znamená, že se může vyskytnou průtrž (downburst) nebo tzv. gust front na čele bouřky (angl. leading edge).

Pro pozorovatele na zemi proto může být známkou vytváření intenzívnějšího výstupného proudu právě i odlišný směr tahu nízkých oblaků pod kumulonimbem (nebo jednotlivých částí základny kumulonimbu nebo blízkých vrstev oblaku). Pro vznik rotujícího výstupného proudu pozorovatel musí pozorovat stáčení větru s výškou ve směru hodinových ručiček (tj. při zemi např. západní vítr, v základně oblaku severozápadní a výše severní). Zase pozor na pozorování správného typu oblačnosti a na tah vlastní bouřky, která pohled trochu zkresluje. To vyžaduje zkušenost. Má-li člověk štěstí, může při výskytu takového proudu pozorovat i vznik rotorového oblaku (roll cloud) s horizontální osou rotace na rozhraní silného vzestupného proudu a proudu sestupného, mírně odlišným způsobem vzniká i stěnový oblak (wall cloud) a shelf cloud.

Jen takovou menší poznámku. Rotující vzestupný proud má v obrovské většině případů cyklonální charakter, otáčí se proti směru hodinových ručiček, ale někdy se může objevit i bouřka s rotací jako v tlakové výši, dokonce existují bouřky retrográdní (ne vracející se, ale směřující proti běžnému tahu bouřek) s tzv. mezo-anticyklónou. To je ale spíše rarita a velice ojedinělý jev.

2.2.3      Mid-level capping inversion (blokující inverze)

Posledním významným faktorem zodpovědným za vznik určitého typu bouřek je tzv. "mid-level capping inversion". Do češtiny neumím tento pojem zatím vhodně přeložit (snad "inverzní rozhraní středních výšek"). Určitě si už hodně lidí všimlo, že výskyt bouřek je hlavně v odpoledních hodinách a navečer. To ovlivňuje především výskyt maximálních denních teplot v těchto denních hodinách, které produkují instabilitu. Ale nejsou vůbec ojedinělé situace, kdy se konvekční oblačnost začne tvořit již brzo dopoledne (nízká konvekční teplota při zemi) a zpočátku předpovídané bouřky se nemusí vůbec vyskytnout nebo jsou o mnoho slabší než se předpokládalo. Nebo se bouřky nevyskytnou vůbec nikde, ačkoliv jejich výskyt měl být alespoň místní. Na tyto předpovědi si stěžuje hodně lidí, ale věřte, že je to nadmíru složitá předpověď a záleží kolikrát na intuici meteorologa, nejen na výsledku předpovědního modelu, který vypadne z počítače (proto ještě existují i meteorologové, počítačové výstupy přeci ještě nejsou "dokonalé" a ani zřejmě nikdy nebudou).

Pojmem "mid-level capping inversion" se rozumí úzká vrstva v atmosféře, která je důležitá pro vývoj bouřkové aktivity a která odděluje obvykle vlhký a teplý vzduch v nižších výškách od suchého a chladného vzduchu vysoko v atmosféře. Pro tuto vrstvu vzduchu je typická teplotní inverze, izotermie nebo silná stabilita. Ta brání od povrchu se rozvíjejícím vzestupným proudům prorůstat nad tuto vrstvu a vytvářet tak bouřky při vzniku prvních vzestupných proudů. Obvykle je výsledkem subsidence ve vysokých tlakových výších nebo teplou advekcí před přibližující se brázdou nízkého tlaku vzduchu v určité hladině (obvykle 700 hPa). Můžou nastat v přírodě tři situace, kdy se ve výšce vyskytuje nadmíru relativně teplý vzduch, nebo je jen o málo relativně teplejší než ve vrstvě pod ním nebo vůbec neexistuje taková vrstva. Všimněte si, že říkám "relativně teplý", to pro zjednodušení pro laiky. Ve skutečnosti je parametrem pro meteorologa ekvivalentní potenciální teplota a její vzestup, ne vzestup teploty, jak jí chápe většina lidí. Ekvivalentní potenciální teplota a její změny s výškou pak předurčují, zda se budou vyskytovat konvektivní proudy.

   Neexistuje-li "mid-level capping inversion" a jsou-li výborné podmínky pro rozvoj konvektivní oblačnosti, začne se tato oblačnost vytvářet hned po dostatečném oteplení povrchu a poté, co pohltí většinu oblohy, vzestupné proudy zanikají. Obvykle to má za následek jen mírný vývoj kupovité oblačnosti nebo vertikálně nemohutné bouřkové oblačnosti. Nemůžeme tak čekat významné bouřky.

  Naopak, existuje-li velmi silná vrstva inverze (capping inversion) v atmosféře, může nastat situace, kdy se sice vlivem insolace vytváří silné vzestupné proudy v nižších výškách a vytváří se oblačnost typu Cumulus humilis nebo mediocris, ale nemůže se díky ní vyvinout oblačnost cumulonimbus. Někdy jsou situace, kdy inverze určuje, zda se nevyskytne ani jeden typ oblačnosti (cumulus nebo cumulonimbus) nebo že se vyskytne "bouřka z tepla", která nemusí být vůbec slabá. Tyto bouřky nemusí být v žádném případě slabé, ale doba jejich "života" je obvykle krátká, protože navečer po zániku hlavního vtoku (angl. inflow) vzduchu do bouřky je už jen jediný faktor, který může udržet aktivitu bouřky ještě nějakou delší dobu na životě. Tím je teplotní rozhraní ("studená pseudofronta"), které se vytváří na hranici relativně teplého vzduchu pod kumulonimbem, jehož teplota se díky absenci účinného radiačního ochlazení téměř nemění, a deštěm ochlazeného vzduchu v oblasti srážkového pole bouřky. Po "vypršení" kumulonimbu pak ani tento rozdíl v teplotách nemůže udržet bouřkovou činnost. Tyto bouřky jsou téměř vždy spojeny s předpovědí typu "jasno až skoro jasno, ojediněle bouřky".

  Ideální podmínkou pro výskyt silných bouřek je středně silná vrstva inverze, kterou může výstupný proud proniknout a vytvořit tak kumulonimbus. Takováto inverze vlastně brání vzniku slabých bouřek a šetří energii instability pro použití v kratší době s daleko větší silou. To vytváří silné bouřky, popř. čáry instability. Čáry instability mají totiž určitou uspořádanost, organizovanost bouřkové činnosti, která je pro výskyt "capping inversion" typická. Navíc vznikající bouřky můžou odstartovat vznik dalších bouřek. Když je inverze silná, jsou bouřky neorganizované a chovají se chaoticky.

  Následující tabulka vyznačuje hlavní faktory ovlivňující intenzitu vznikajících bouřek (nefrontálních), tak jak jsme si je vysvětlili v předešlém textu:

Jsou zde zmíněny jen tři faktory, ve skutečnosti bychom jich mohli jmenovat daleko více, ale nemusí mít takovou důležitost nebo jsou specifické pro daný typ bouřky. Mám tím namysli zejména podmínky pro vznik frontálních bouřek (teplotní gradient, tlakové gradienty...), bouřek v advekci studeného vzduchu za frontou, na čárách instability nebo bouřek zimních (např. silná konvergence, turbulentní konvekce).

2.2.4      Buněčná "architektura"

Například obrovsky důležitá je také buněčná "architektura" bouřkového oblaku, o které by se zase dalo velice dlouho hovořit. Každá konvekční buňka vytvářející oblak se skládá z jednoho silného vzestupného proudu. Nemusí být však pouze jedna zodpovědná za vznik kumulonimbu. Ve skutečnosti je daleko častější případ, kdy se několik bouřkových buněk spolupodílí na vzniku bouřky. Podle počtu konvekčních buněk můžeme opět nastínit klasifikaci na:

• Jednobuněčné bouřky (single cell storms, pulse storms)

• Mnohobuněčné (shlukové) bouřky (multicell cluster storms)

• Mnohobuněčné bouřky v uspořádaných liniích (multicell line storms, squall lines)

• Supercely s rotující buňkou nebo buňkami (supercells)

   Celkem logicky lze odvodit, že jednobuněčné bouřky jsou tvořeny pouze jedinou konvekční buňkou. Tyto bouřky jsou obvykle slabé a trvají jen několik desítek minut dokud trvá samotný vzestupný proud. Jen v krátké době můžou být projevy těchto bouřek silnější, obvykle jde o typické "bouřky z tepla" v teplé polovině roku. Může se při nich vyskytnout i krupobití, ale to spíše ojediněle. Čím jsou ale tyto bouřky typické a proč nahánějí strach, je jejich velice rychlý vývoj. Mezi začátkem vzniku kumulu a začátkem vypadávání slabých srážek může uplynout třeba i jen 15 minut, což má za následek, že se obvykle lidé nestačí před bouřkou ukrýt. Často pak mezi lidmi vznikají otřepané fráze typu "z čista jasna (z čistého nebe) najednou uhodil blesk". Vězte, že z čistého nebe bouřka nikdy nevznikne.

   Mnohem výraznější bouřková činnost může nastat u bouřek s několika konvekčními buňkami. Zde musíme rozeznávat dva typy bouřek podle uspořádanosti buněk. V prvním případě jde o shlukové bouřky (cluster storms), které jsou obvyklé v brázdách nízkého tlaku vzduchu uvnitř vzduchové hmoty. Vznikají nejčastěji tak, že se vytvoří jeden inicializační vzestupný proud, který vytvoří věžovitý kumulus měnící se postupně v kumulonimbus. Za krátkou dobu po vzniku tohoto prvního kumulu se nedaleko něho začne tvořit další, pak další a pak další a tyto rostoucí kumuly mají tendenci ke spojování se do jedné velké bouřky. Výsledkem je pak to, že se vytvoří bouřka, která se posilována dalšími vznikajícími buňkami, tj. staré rozpadající se buňky jsou postupně nahrazovány nově vznikajícími. To je příčinou, proč tyto bouřky trvají již výrazně delší dobu než jednobuněčné bouřky. Ve skutečnosti si můžou jednotlivé buňky bouřky "pomáhat", jak je vidět na dalším obrázku. Zanikající buňka (cell 1), která k zemi přináší od deště ochlazený vzduch iniciuje výstup teplejšího vzduchu u přiléhající druhé buňky, atd. to pokračuje třeba několik hodin. Tyto bouřky pak můžou existovat i několik hodin do noci a třeba díky zvyšování instability v atmosféře díky studené advekci před přibližující se studenou frontou může jejich výskyt znepříjemnit meteorologům schopnost určit polohu hlavní fronty podle radarových snímků. Dokonce můžou rozhodovat i daleko před přibližující se vlastní frontou o její intenzitě, neboť můžou značně ochladit vzduch již před frontou, a tak podnítit frontolýzu v některých částech fronty, nebo naopak zvlhčit vzduch před frontou, v němž se pak na frontě bouřky vyvíjejí dříve. To záleží na době výskytu během dne. Obvykle tyto procesy mají vliv jen na malé části front. Pozorovatel na zemi, který nezná například synoptickou situaci, může poznat shlukovou bouřku podle několika nápadně vybíhajících věží bouřkového systému.

Zdroj: www.usatoday.com

U tohoto typu bouřek můžeme čekat výrazné projevy, zejména silný déšť, krupobití se také může vyskytnout, také místní poryvy větru jsou při těchto bouřkách časté. Výskyt tornáda je možný, ale v našich zeměpisných šířkách velice nepravděpodobný.

Teď se zmíníme o typu bouřek, který u nás způsobuje největší škody (vichřice, krupobití, povodně, slabá tornáda...). Jde také o mnohobuněčné bouřky, jsou však organizovány do podoby linie, např. souvisí s frontami a čárami instability. Příčinou jejich vzniku je obvykle teplotní rozhraní (nemusí být ani při zemi), čímž se většinou odlišují od bouřek uvnitř vzduchové hmoty. Rozdíl můžeme například spatřit v odlišném rozložení srážek pod kumulonimbem, kdy se jako u front srážkové pole nalézá v zadní části bouřkového oblaku (nemusí tomu tak být vždy). Ani příliš nevím, proč se označují tyto bouřky za mnohobuněčné, protože buněčná struktura charakteristická pro "shlukové" bouřky není u těchto bouřek patrná. Výraznější roli zde hrají hlavně výkluzné pohyby na teplotním rozhraní a buňky mezi sebou nijak moc nekomunikují, vyvíjejí se převážně nezávisle na sobě.

  V našich podmínkách můžeme tyto bouřky vidět téměř vždy u dobře vyvinutých studených front prvního i druhého druhu v letním období. Také se u nás používá termín "bouřková fronta". Detailně její strukturu znázorňuje tento obrázek:

Zdroj: Department of Atmospheric Sciences (DAS)

Tento obrázek velmi dobře znázorňuje typickou bouřku na čáře instability, kdy se výkluzný proud teplého vzduchu dostává do výšky nad klín studeného vzduchu a tvoří tak kumulonimbus s dlouhou kovadlinou ve směru výškového proudění. A právě tato dlouhá kovadlina je obvykle viděna přízemním pozorovatelem při přibližování tohoto typu bouřky, jak jde vidět na další fotografii. V horní části fotografie je právě bouřková kovadlina, na čele bouřky je rotorový oblak (roll cloud) - obvykle tam však bývá návějový oblak (shelf cloud). Podél tohoto okraje bouřky, anglicky nazývané gust front, vane obvykle nejsilnější vítr. To proto, že je zde obvykle silné teplotní rozhraní mezi velmi teplým vzduchem vháněným do bouřky a velice studeným vzduchem ochlazeným padajícími srážkami za touto hranicí. Vznik silného nárazovitého větru před čelem bouřky způsobuje veliký tlakový rozdíl v této oblasti.

Zdroj: www.australiasevereweather.com/photography, ©Jimmy Deguara (upraveno)

První poryv větru na čele bouřky se obvykle vyznačuje největší silou a rychlostí, označuje se jako hlavní náraz bouřky a všemožné empirické vzorce se snaží rychlost tohoto větru určit na základě údajů o atmosféře. Pokud uvidíte takovouto kovadlinu bouřkového oblaku a poznáte, že jde skutečně o bouřkový oblak, máte téměř jistotu, že do půl hodiny, nejvýše do jedné a půl hodiny přijde výrazná změna počasí. U některých bouřkových front je někdy výhled na  kovadlinu kumulonimbu zastíněn stratokumuly nebo stratem, takže někdy nelze určit přesně polohu fronty, většinou však se upozorní fronta na svou existenci hřměním a blesky. V každém případě se běžte radši schovat domů a neplánujte si nějaký výlet, protože můžou s takovou frontou přijít kroupy a silná bouřka.

Bezkonkurenčně nejvíce nebezpečným typem bouřky je supercelární bouře. O té jsme se již trochu zmiňovaly v předešlém textu. Tyto katastrofické bouře jsou tvořeny obvykle malým množstvím bouřkových buněk nebo jen jednou jedinou, ale velmi silnou. Čím se však liší od ostatních typů bouřek, konvekční buňka v supercele rotuje, neboť jí vytváří rotující vzestupný proud (angl. rotational updraft). Supercely se také dělí na tři druhy, jde o klasické supercely (classic supercells), LP supercely (low precipitation supercells) a HP supercely (high precipitation supercells), které se liší intenzitou srážkové činnosti. U supercel bychom se mohli bavit ještě o mnoha dalších termínech používaných v anglické literatuře, to však není účelem této práce. Pro pozorovatele na zemi jsou důležité oblaky, které se se supercelami objevují, jde především o stěnové oblaky (wall cloud), návějové oblaky (shelf cloud), límečkový oblak (collar cloud), tail cloud atd. O tom bude zmínka v dalším textu.

  Tímto jsme si vysvětlili základní procesy, které podmiňují vznik a zesilování bouřek, ale vše je ještě výrazně složitější než se zdá. Mnoho věcí jsme zde však vůbec nezmínili, např. orografické bouřky a vliv členitosti zemského reliéfu na tvorbu místních bouřek nebo uspořádaných pásů konvekční oblačnosti. Přesto jsem snad nastínil alespoň minimum znalostí potřebných pro zájemce o pozorování počasí. Teď přejdeme k popisu jednotlivých typů oblačnosti, která se může s bouřkami vyskytnout.

U každého bouřkového oblaku rozlišujeme dva základní tvary, které odlišují, v jakém stupni rozvoje se daný oblak nalézá. Těmito tvary jsou:

1. calvus
2. capillatus (někdy označovaný také jako capitallatus)

Typické zástupce těchto tvarů znázorňují tyto dva obrázky:

Zdroj: www.wolkenatlas.de, ©Walter Stieglmair (levý obrázek),©Bernhard Mühr (pravý obrázek)

Oba obrázky znázorňují bouřkové oblaky, kreré nepřinášejí příliš velké srážky, ale hlavním faktorem odlišujícím tvar bouřkového oblaku je nejvyšší část oblaku. Pokud je jako na první fotografii vrchol bouřkového oblaku rozmlžený (nemá jen ostré obrysy, jinak by to byl cumulus) a má vzhled jako "mléčná hmota", pak jde o první zmíněný tvar oblaku - calvus (česky lysý). To je prvotní stadium bouřkového oblaku, ze kterého již můžou vypadávat srážky. Při pokračujícím vývoji kumulonimbu se mění na tvar capillatus (myslím, že to znamená vlasatý).

Na druhém snímku můžeme vidět, že se vrchní část oblaku "třepí" a má vláknitý vzhled. To je právě znak typický pro tvar capillatus (česky vlasatý). Kolikrát má oblak skutečně vzhled jako by měl nahoře nějaké vlasy. Takové "vlasy" jsou obvykle příznakem, že je ve vyšší atmosféře málo vlhkosti nebo jsou vzestupné proudy pomalejší nebo se roztékají pod vrstvou stratosférické inverze.

Zvláštností bouřkového oblaku je hned několik, konkrétně jsou vyjmenovány v následujícím výčtu:

1. praecipitatio
2. virga
3. pannus
4. incus
5. mamma
6. pileus
7. velum
8. arcus
9. tuba

4.1      Praecipitatio

Tato zvláštnost neznamená nic jiného než že z bouřkového oblaku vypadávají srážky, které dosahují zemského povrchu. Jako například na následujícím obrázku.

Zdroj: www.nssl.noaa.gov, ©Chuck Doswell

4.2      Virga

Jde o podobnou zvláštnost jako praecipitatio, s tím rozdílem, že srážky vypadávající z kumulonimbu v žádném případě nedosahují zemského povrchu.

Často jsem takovou oblačnost viděl, můžu ale říci, že je v mnoha případech téměř nemožné na dálku určit s jistotou, zda jde skutečně o virga nebo o praecipitatio. Kolikrát si člověk myslí, že srážky nedopadají na zemský povrch, ale to nemusí být vůbec pravda. Neexistuje přesně stanovená hranice, kdy jde o virga a kdy o praecipitatio, je to třeba určovat přibližně (zvláště u bouřkové oblačnosti). Asi si umíte představit, jak takový oblak vypadá. Virga a praecipitatio se vyskytuje hned u několika typů oblačnosti, u oblačnosti se základnami ve středním nebo vysokém patře jsou často příznakem průtrže (microburstu).

4.3      Pannus

    Jako pannus se označují nízké roztrhané oblaky typu stratus fractus, cumulus fractus nebo stratus pod základnou kumulonimbu, se kterým souvisí. Tyto oblaky jsou obvykle velice nízko nad zemí. Tvoří se různými způsoby, převážně vznikají v důsledku silné turbulence pod kumulonimbem ve velmi vlhkém vzduchu nebo může být přičinou advekce vlhčího vzduchu zejména v zadní straně bouřkového oblaku, kde je vzduch ochlazován srážkami.

Je velice obtížné pod bouřkovým oblakem odlišit jednotlivé "varianty" menších oblaků doprovázejících bouřkovou oblačnost. Často se může vyskytnout mnoho názorů na typ určitého oblaku pod bouřkou, protože nelze vždy správně určit, jakým způsobem vzniká. I když pozoruji především bouřkovou oblačnost, velice často taky nevím, do jaké skupiny daný oblak po kumulonimbem zařadit. Často se může zpočátku pannus měnit na jiný typ oblaku, může se stát součástí bouřkového oblaku, změní se na stěnový oblak (wall cloud), tail cloud nebo stratocumulus apod., souhrně se oblaky pannus označují za "oblaky špatného počasí". Pannus se často vyskytuje pod oblačností typu nimbostratus a altostratus.

V angl. terminologii se pro tyto a jiné podobné oblaky používá název scud clouds (roztrhané oblaky).

Copyright podkladové fotografie neznámý

4.4      Incus

Jsou-li výstupné proudy vytvářející oblak silné i ve vysokých výškách, může se tvar kumulonimbu capillatus měnit až na vzhled podobný kovadlině. Někdy je dokonce vrchní část kumulonimbu téměř zrcadlovým odrazem základny. Tato zvláštnost se označuje jako incus. Tu znázorňuje tato fotografie:

Zdroj:  www.wolkenatlas.de, ©Heinz Muckenfuß

Bouřková oblačnost mající tento vzhled obvykle přináší silnější srážky a bouřky než prvotní stadium kumulonimbu, tvar calvus. Kumulonimbus incus se velice často vyskytuje na na čárách instability, při bouřkách z tepla nebo v brázdách nízkého tlaku vzduchu. U kompaktních studených front je tato kovadlina obvykle neviditelná, protože spolu horní části kumulonimbů zároveň splývají a tvoří celek.

4.5      Mamma

Velice krásná zvláštnost bouřkového oblaku. Má podobu ženských prsů, které směřují směrem k zemi jako na následujícím obrázku (při západu slunce). Jejich příčinou je vždy rozpad kumulonimbu nebo existence silných sestupných proudů v instabilním vzduchu. Pravý obrázek zobrazuje stručně proces jejich vzniku. Vidíte-li tento úkaz u bouřky ve velkém měřítku, můžete očekávat, že buď dochází k rychlému zániku bouřky (ve většině případů tomu tak je) nebo u obzvláště rozsáhlých bouřek, že se ve značné vzdálenosti od místa pozorování vyskytuje silná bouřka. V každém případě je to velmi hezký útvar, zvláště při západu slunce, kdy sluneční paprsky svítí z malého úhlu a lámají se na přechlazených kapkách nebo ledových krystalcích.

Zdroj levé fotografie: ww2010.atmos.uiuc.edu, copyright neznámý

4.6      Pileus (čapka)

Pileus, neboli klobouk, je oblak nad nejvrchnější částí bouřkového oblaku, který je oddělen od  kumulonimbu a má rozmlžený vzhled. Vypadá jako čepička nad oblakem, která však v důsledku dalšího vertikálního vývoje kumulonimbu s ním obvykle částečně splývá a nakonec s ním zcela splyne. Tento "klobouček" se nemusí vyskytovat jen u bouřkového oblaku, může se vyskytnout i u oblaku typu kumulus. Já jsem podobný "klobouček" viděl i u oblaku typu altocumulus castellanus.

Proč vzniká? Příčinou jeho vzniku je především existence stabilní vrstvy vzduchu, která je rychle nadzvednuta silným vzestupným proudem utvářejícím kumulonimbus. Lze si to představit podobně jako když vlak jedoucí velkou rychlostí před sebou valí studený vzduch. Stejně je to tak v atmosféře u vrcholu kumulonimbu. Silný vertikální proud vtrhne velkou rychlostí na vrchol oblaku a nadzvedne stabilní vrstvu vlhkého vzduchu nad kumulonimbem nad sebe a tato vrstva díky adiabatickému ochlazení začne rychle kondenzovat. To právě stabilita nadzvedané vrstvy je příčinou toho, proč má pileus vzhled vrstvy, nikoliv kupovitého oblaku. Svou roli při tomto nezvyklém procesu zřejmě hraje i entraintment, který vysušuje vrchol bouřkové oblačnosti, a sestupné proudy na okrajích vršků kumulonimbů (popř. i turbulence).

Někdy se stává, pokud pileus vzniká u věžovitého kumulu, že je zaměňován už za prvotní stadium bouřkového oblaku, calvus.

Zdroj: www.weather-photography.com, ©H.E. Edens

4.7      Velum (závoj)

Velum, neboli závoj, je doprovodný oblak, který je velmi podobným, co do podoby i co do procesu vzniku, předešlé zvláštnosti kumulonimbu (pileus). Vypadá jako vertikálně nemohutná a široká vrstva oblačnosti nad špičkou bouřkového oblaku. Obvykle je tak široký, že pokrývá téměř celou vrchní část kumulonimbu. Taky postupně kumulonimbus prorůstá touto vrstvou. Velum se také tvoří ve stabilní vrstvě vzduchu, který je blízký stavu nasycení. Proč se vytváří tak široká vrstva tohoto oblaku, nevím. Tato zvláštnost jde vidět málokdy, ale myslím si, že mu možná předchází podobný jev jako vytváření tzv. "mlžinky" za suchých horkých letních dnů, tj. nedostatek vlhkosti v široké vrstvě pod kondenzační hladinou, nad kterou je inverze teploty.

Nebo je proces vzniku tohoto oblaku trochu jiný. Všiml jsem si, že se zejména objevuje při výskytu silného horizontálního proudění ve výšce poblíž horní části kumulonimbu, zejména tehdy, když je úhel advence velmi malý (tj. úhel mezi izohypsou a izotermou je malý), ale přesto dochází v dané oblasti k silnému oteplování v důsledku přibližování se putující vysoké anticyklóny s teplým suchým vzduchem. Ve skutečnosti mám na to určitý přesnější názor, ale vysvětlení je příliš složité na to, abych ho zde uvedl.

4.8      Arcus (alias shelf cloud, neboli návějový oblak, resp. klínový oblak + roll cloud, neboli rotorový oblak)

   Arcus je první zvláštností kumulonimbu, která je často špatně určována. Obvykle to není chyba pozorovatele na zemi, jednoduše lze někdy velice těžko určit přesně jeho vlastnosti a procesy, které ho vytvářejí. V USA se pojem arcus téměř neužívá. Daleko častěji se označuje jako tzv. shelf cloud a nebo roll cloud. Já mu pro sebe říkám návějový oblak, to kvůli podobnosti se sněhovou návějí. To vysvětlím za chvíli na další fotografii. Nejdřív je ale nutné pochopit, jakým způsobem tento oblak (zvláštnost) vzniká.

   Shelf cloud (návějový oblak) vzniká především na tzv. squall lines zmíněných dříve (bouřkové fronty). Při přibližování se hradby významných bouřek se téměř vždy nalézá na přední straně, na čelu bouře (angl. leading edge). Má vzhled dlouhého pásu oblačnosti, ve vertikálním šířce obvykle nepřesahující 300 metrů. To záleží na rychlosti větru, který ho vytváří a vlhkosti vzduchu před i za pásem největších bouřkových nárazů větru (gust front). Nemusí mít vždy vzhled pásu oblačnosti, může být i značně deformovaný vypadávajícími srážkami z kumulonimbu, čímž může vzniknout i téměř trojúhelníkový tvar nebo tvar roztrhaných oblaků se svislými k zemi směřujícími výběžky. V ideálním případě má oblak vzhled sněhové návěje, která směřuje směrem ke kumulonimbu. Svažuje se dolů směrem od oblasti vypadávání srážek k pozorovateli čela bouřky jako jakýsi klín (proto snad by se dal oblak nazvat "klínový"). Protože je jeho spodní část nízko nad zemí a má zde větší hustotu, při pohledu na čelo bouřky odděluje velice tmavou spodní část pod oblakem od až výrazně bílé vlastní části návějového oblaku.

    Někdy může takový oblak vytvářet na určitém místě rotaci, je-li nad ním např. známka výskytu mezocyklony (asi vyjímečný případ), obvykle je rotace spojena jen s velkou cyklonální vorticitou na nárazové zóně, kdy v důsledku velmi silného horizontálního střihu větru může být první známkou ke vzniku speciálního typu tornáda, nazývaného v USA jako gustnado (čti gastnedou), trvajícím obvykle jen několik sekund či minut. Toto tornádo nepůsobí většinou veliké škody (obvykle intenzita F0 až F2 podle Fujity), zato se může podle mého názoru objevovat často i v Evropě, kde se nevytvářejí supercelární bouře tvořící "normální" tornáda. Obzvláště se gustnada vytváří asi v severním Německu nedaleko od mořského pobřeží nebo v severních částech Velké Británie, a to nikoliv jen v letní polovině roku. Často se může vyskytnout gustnado v zimě při situacích s velkým tlakovým gradientem. Nepůsobí sice žádné obrovské škody, ale zato bývají velmi dobře lokalizované na malém území.

   Arcus vzniká na rozhraní výstupu , resp. vtoku (angl. inflow) teplého vzduchu do bouřkového oblaku, který je sem vtahován před postupujícím čelem bouřky, a oblasti vypadávání srážek, která před sebou tlačí klín studeného vzduchu. Je ale třeba přesně odlišit návějový oblak od jednotlivých typů stratokumulů, které se před bouřkami vyskytují (sc ra, sc len, sc str nebo rotorový oblak). Návějový oblak může občas unikat od čela bouřky a od oblasti vypadávání srážek, může se přeměnit na rotorový oblak - angl. roll cloud (při velmi rychlém postupu) nebo na stratocumulus.

  Považuji za nutné ještě upozornit na to, že návějové oblaky se určitě nemusí nutně vázat jen na čelo bouřek. Není vůbec ojedinělým jevem, když se objeví na zadní straně kumulonimbu, za oblastí vypadávajících srážek. Vždy jsou s ním ale spojeny stejné procesy, tj. výstup teplého vzduchu nad chladnější oblast pod kumulonimbem.

Následující dva obrázky znázorňují návějový oblak (shelf cloud) na čele kumulonimbu, druhý obrázek vyznačuje samotný návějový oblak a konvekční proudy, které ho utvářejí:

Copyright u levého obrázku: ©Michael Bath

Tohle je opravdu ideální případ návějového oblaku, často mívají daleko odlišný tvar. Následující čtyři obrázky to dobře ukazují:

Zdroj: www.australiasevereweather.com/photography, ©Michael Bath (2.+4. obrázek),
první obrázek ©Andrew Godsman,
třetí obrázek ©Christoph Kottmeier (www.wolkenatlas.de)

  Obvykle u nás vidíme návějové oblaky jako na prvním obrázku, u zvlášť silných front vypadá jako na druhém obrázku, a třetí obrázek znázorňuje návějový oblak, který má úplně jiný tvar (trojúhelníkový ?), protože v levé části fotografie zanikl na jednom místě výkluzný proud teplého vzduchu, protože byl pohlcen sestupným proudem s vypadávajícími srážkami. Na posledním čtvrtém obrázku můžete jasně odlišit samotný návějový oblak od kovadliny bouřkového oblaku ve větší výšce. Stejně jako na druhém obrázku vidíte velmi tmavou oblast pod oblakem, respektive za ním, kde vypadávají srážky.

Gustnado

  Už jsem se zde zmínil, že v určitých případech může vzniknout u návějového oblaku jeho otáčení a tzv. gustnado. Toto otáčení však obvykle nevzniká v důsledku výskytu mezocyklóny ve vyšší výšce jako u supercelární bouře, nýbrž jako oblast, kde se vyskytuje silná horizontální vorticita v důsledku výrazného střihu směru větru na frontě (angl. curvature vorticity), či střihu rychlosti větru (angl. shear vorticity). Proto není tedy podporována uspořádanými rotujícími vzestupnými proudy před bouřkou, a tak nemůže případné gustnado trvat dlouhou dobu a způsobit veliké škody. Také podle mě platí, že gustnado se vytváří častěji právě pod návějovým oblakem než pod stěnovým oblakem (wall cloud), který rodí běžná tornáda. Četl jsem, jaký má na gustnado názor významný "storm chaser" Charles A. Doswell III. Podle něho zatím o gustnadech nevíme téměř nic, neboť se nepodařilo vytvořit uspokojivý model, který by ho vysvětloval. Také říká, že rotace gustnada nesouvisí se strukturou a procesy, které se odehrávají nad základnou bouřkového oblaku, čili to je asi nejdůležitější znak odlišující gustnado od tornáda. Je to jen výsledek rychlého zvýšení vorticity, a to především v 2-d pohledu, protože nevytváří rotující vzestupný proud. Podmínky pro vznik gustnada jsou především na bouřkových frontách, ale přesto nejsou s bouřkou vnitřně spojeny, neboť gustnada nevytváří samotná bouřka, ale teprve následky bouřkové nebo frontální aktivity. Jsou jen otázkou vírnatosti v určité malé vrstvě vzduchu (obvykle do 100 m). Abych to shrnul ve spojení s návějovým oblakem (shelf cloud); gustnado není výsledkem existence návějového oblaku, gustnado se jen díky principu vzniku obvykle nachází pod návějovým oblakem.

Pojem gustnado je velice těžké nějak přejmout do českého jazyka, proto bych uvítal případné nápady. Následující obrázek znázorňuje typické gustnado.

©1999 Roger Edwards, Barwise Texas (25.květen 1999), pohledem na sever

  Jediný rozdíl je v tom, že toto gustnado na tomto obrázku vzniklo pod stěnovým oblakem, což je podle mě méně pravděpodobné než výskyt pod návějovým oblakem. Alespoň to pravil text pod touto fotografií. Mě osobně se nezdá, že by šlo zde o typický stěnový oblak (?). Navíc zde při této situaci byla patrná mezocyklóna, takže svým způsobem jde o "skutečné" tornádo, jen na hranici přední zóny nárazovitého větru (angl. forward-flank gust front (FFGF)). Rozdíl mezi gustnadem a tornádem nemusí být nutně vždy přesně jasný. Toto gustnado (či tornádo) se vyznačovalo poměrně slabou rotací, ale byly při jeho pozorování vidět kroupy o velikosti kolem 5-7 cm.

O návějovém oblaku (také se mi líbí pojem klínový oblak) se zmíním ještě později, když budu upozorňovat na jemné rozdíly mezi stěnovými oblaky (wall clouds), rotorovými oblaky (roll clouds) a tail clouds (přívěskový oblak).

Také se ještě zmíním o rotorovém oblaku (roll cloud), který se také zařazuje pod zvláštnost arcus. Bude uveden dále v textu.

4.9      Tuba (alias funnel cloud, čili nálevkový oblak)

   Tento oblak, v USA nazývaný funnel cloud je spojen s rotací oblačnosti. Označuje se jím kužel oblačnosti nebo oblačnost ve tvaru nálevky, která roste směrem k zemskému povrchu a otáčí se. Proto se objevuje zejména při vzniku tornád. Tuba totiž reprezentuje onu viditelnou část tornáda, které nedosáhlo ještě zemského povrchu nebo ho dosáhlo, ale díky absenci dostatečné vlhkosti je viditelné pouze v horní části.

  Neuvádím zde žádnou fotografii, protože jsem nenašel žádný věrný obrázek, ale jistě každý z vás ví, jak vypadá tornádo, takže si tubu může velmi dobře představit. Osobně jsem tubu už dvakrát viděl, a je to nádhera, poprvé jsem ji viděl na velmi rychle postupující studené frontě z velké dálky, podruhé byla součástí říjnové slabé bouřky.

5      Ostatní oblačnost související s kumulonimby

V této kapitole se zaměřím na ostatní typy oblačnosti, která se s bouřkami vyskytuje současně. Některé z nich se vyskytují i samostatně. Zvláště často jde o oblačnost, která se zmiňuje pouze mezi profesionálními lovci bouřek, nikoliv mezi běžnými meteorology.

5.1      Wall cloud (stěnový oblak)

  Stěnový oblak (wall cloud) je asi nejvýznamnější oblak pro pozorování silných bouřek. Téměř vždy se vyskytuje u bouřek, které vznikají ze silného vzestupného proudu a je často nutnou podmínkou pro vznik tornád. Kdo nezná stěnový oblak, nemůže o sobě tvrdit, že zná bouřky.

  Stěnový oblak nemůžeme nijak jednoduše popsat. Může mít obvykle několik možných tvarů a velikostí. Nejčastějším tvarem je tvar zobrazený na následujících obrázcích, kdy v průměru dosahuje délky přibližně 3 km:

Zdroj: www.k5kj.net, ©Samuel D. Barricklow

   Stěnový oblak se zhruba řečeno vytváří na místě, kde existuje nejsilnější výstupný proud a vtok teplého vzduchu do bouřky.

Lepší než začít s popisem oblaku bude vysvětlit si princip jeho vzniku. Může vzniknout obvykle dvěma způsoby. Tím nejčastějším způsobem je vznik poblíž oblasti vypadávajících srážek, obvykle ve vzdálenosti asi 1 až 3 km od ní. Vzduch ochlazený srážkami se pohybuje od oblasti vypadávajících srážek a je postupně vtahován silným vzestupným proudem (někdy rotujícím), který vytváří kumulonimbus. Protože je tento vzduch už relativně vlhký, stačí mu k dosažení kondenzační hladiny obvykle jen malá výška, proto se při adiabatickém ochlazení ve vzestupném proudu vytváří stěnový oblak se základnou obvykle několik stovek metrů nad zemským povrchem (pod základnou kumulonimbu). Vytváří tak typickou hradbu nízké oblačnosti, tak charakteristickou pro tento typ oblaku. Takový proces určitě vytvořil oblak na pravé fotografii.

Může ovšem stěnový oblak být svázán i s bouřkovým oblakem, ze kterého nevypadávají srážky? Ovšem, že ano. Takový oblak se velice často objevuje u supercelárních bouří, kdy je do bouřky vsáván velmi teplý a vlhký vzduch. Ten také dokáže rychle kondenzovat a vytvářet stěnový oblak. Pak ale obvykle předpokládáme, že je bouřka vytvářena jednou velmi silnou bouřkovou buňkou. Takové stěnové oblaky se mohou objevit i u rychle se vyvíjejícího věžovitého kumulu.

  Navíc se může stěnový oblak objevit i jako následek zvlhčení vzduchu od mokrého zemského povrchu v důsledku padajících srážek z kovadliny bouřkového oblaku nebo jiným způsobem (vodní plocha, země zvlhčená předešlou přeháňkou), kdy putuje do centra bouřkového výstupného proudu právě takto zvlhčený vzduch a vytváří oblast s nižší základnou. Pokud však srážky z kovadliny pokračují, obvykle to má za následek, že se k zemi dostává naopak vzduch chladnější, což má samozřejmě vliv na zeslabení vlastního vzestupného proudu. To platí zejména u nesupercelárních bouří, které mají obvyklou bouřkovou strukturu.

V případě supercelárních bouřek je velmi pravděpodobné, že se vytvoří stěnový oblak s možnou rotací vlivem zavíření na rozhraní vtoku vzduchu do bouře a sestupného proudu na zadní straně supercely (RFD - rear flank downdraft). Takový stěnový oblak může často dosáhnout velmi strašidelného vzezření předvídající vznik tornáda. Někdy má krásnou podobu připomínající velký vrták nebo pásový šnek ve vertikálním směru. V našich zeměpisných šířkách se takový typ stěnového oblaku nevyskytuje, neboť to vyžaduje vytvoření supercely se silnou rotací alespoň v dolní polovině kumulonimbu, pro to nejsou zde splněny podmínky téměř nikdy. U supercel je takový způsob vzniku stěnového oblaku asi nejčastější. Ojediněle jde dokonce vidět, jak je obklopen celý vzestupný proud pod stěnovým oblakem jedním rotujícím sestupným proudem (viz límečkový oblak) - tímto způsobem, nepřevládne-li sestupný proud, mohou být dále podníceny vzestupné proudy uvnitř stěnového oblaku, a to díky existenci extrémních hodnot horizontálního gradientu potenciální teploty a tlakového gradientu na úzkém rozhraní RFD a vtoku vzduchu do bouře. V naprosté většině případů pak ale spíše převládne sestupný proud a bouřka se po zániku rotujícího vzestupného proudu rozpadá nebo mění na vícebuněčnou bouřku (multicell storm) s výstupnými proudy podél gust frontu (RFD se pak plynule mění na FFGF).

U supercel s výskytem mezocyklóny pak tyto stěnové oblaky mají jakýsi pásovitý vzhled (vodorovné rýhy), které nasvědčují, že dochází k silné rotaci oblaku (tomuto vzhledu říkají pronásledovatelé bouřek angl. barber pole - pozn. toto označení se častěji užívá pro pásovitý vzhled celého kumulonimbu). V našich zeměpisných šířkách je pravděpodobné, že se budou stěnové oblaky vytvářet u silných bouřek ovlivněných výrazným střihem větru. Nelze říci, že se stěnové oblaky vyskytují jen u silných bouřek, stejně tak se můžou objevit i u běžných bouřek z tepla, avšak vždy je zde nutné počítat se střihem větru. Obvykle výskyt stěnového oblaku nasvědčuje tomu, že pokud ještě nezačaly z bouřky vypadávat srážky, tak zřejmě začnou padat ve velmi krátké době. V době výskytu stěnového oblaku už obvykle vypadávají alespoň některé srážky, např. kroupy, které nejdou dobře vidět a jejichž výskyt nemusí nutně přinášet silné ochlazování a zánik stěnového oblaku.

Wall cloud může ale vzniknout i jinými způsoby, které vedou ke zvýšení vlhkosti ve stávajícím nebo vznikajícím vzestupném proudu, ale téměř vždy se vyskytuje poblíž vypadávajících srážek. To, zda se objeví západně od srážek či na jiné straně, záleží zejména na povaze a intenzitě srážek, na typu bouřky apod. Např. u frontálních bouřek se budou stěnové oblaky zejména vytvářet v oblasti výstupu vzduchu do bouřky, tj. na čele bouřky (leading edge, gust front), u bouřek uvnitř vzduchové hmoty to pak může být zadní, většinou západní okraj srážkové oblasti. Vždy je však stěnový oblak spojen se silným vzestupným proudem, který bouřku vytváří.

  Má-li bouřka dobře vyvinutý stěnový oblak, můžeme očekávat, že se nedaleko od něj může vyskytnout krupobití (nevydatné, jinak bychom stěnový oblak asi  neviděli) nebo intenzívní nárazy větru související s mateřskou bouřkou.

   Asi nejzajímavějším jevem spojeným se stěnovým oblakem je jeho rotace. Stěnový oblak může vytvářet slabou až mírnou rotaci, ze které mohou vznikat tornáda. U nás se to nestává, ale stát se to může zejména u supercel a bouřek s výskytem mezocyklóny. Takový rotující stěnový oblak je již velmi dobrým důvodem, proč očekávat při zemi velmi silný vítr, měnící často směr; může se pak objevit i tornádo. Doporučuji, pokud nejste blázen jako já, se při zpozorování rotace stěnového oblaku rychle schovat domů a nevylézat ven (pokud však někdy v životě takový oblak uvidíte). Já osobně jsem viděl už nějaký ten stěnový oblak nebo náznaky jeho vývoje, ale obvykle se velmi rychle rozpadá. Jeden "skorostěnový"oblak mám dokonce i na fotografii, kterou na mé domácí stránce brzo uveřejním. Jeho výskyt trval asi 2-4 minuty a byl spojen i se slabou rotací, byl součástí mírné předfrontální bouřky.

Tornádogeneze

   Důležitá je doba, po kterou samotný stěnový oblak existuje. Pokud existuje několik minut, zřejmě se nebude vyskytovat žádné velmi nebezpečné počasí, pokud však dokáže přetrvávat stěnový oblak několik desítek minut (obvykle trvá méně než 10 minut), pak je riziko výskytu tornáda nebo velmi silné bouřky obzvláště velké.

Doba výskytu stěnového oblaku je jen jedním faktorem vzniku tornáda. Dalším je vznik otáčení stěnového oblaku, jehož příčinou může být např. vznik rotujícího vzestupného proudu v nižších výškách nebo existence mezocyklóny v bouřce, která produkuje rotaci vzduchu od nižších až do vysokých výšek kumulonimbu. Dalším ukazatelem svědčícím o zvýšeném riziku vzniku tornáda jsou přízemní větry. Pokud stojíme pár kilometrů od stěnového oblaku a vidíme, že k němu vane vítr o stálé rychlosti kolem 12-15 m/s (nejde o nárazy větru), pak se zřejmě vytvoří rotace v oblaku a případné tornádo. Pokud navíc vidíme, že se určité části oblačnosti okolo stěnového oblaku rychle vtahují do základny bouřkového oblaku, kde mizejí, pak toto už většinou předchází výskytu tornáda. Vertikální pohyby nemusejí pouze směřovat nahoru, můžou stejně tak proudit směrem k zemi.

   Všechny tyto čtyři podmínky můžou být splněny, a přesto se tornádo nevytvoří, nebo může být splněna jen jedna a vznikne. Přesto poskytují tyto faktory ve většině případů velmi dobré předpoklady pro včasnou předpověď tornáda (v minutách). V některých případech může vzniknout tornádo aniž by se vyskytnul stěnový oblak. Na následujícím snímku vidíte typické tornádo se stěnovým oblakem (+ tail cloud vlevo od stěnového oblaku):

Zdroj: Australian Storm Spotters' Guide
I. Kuiper
http://www.bom.gov.au

Ačkoliv je popis stěnového oblaku zde celkem postačující, je pravdou, že obvykle jen málokterý oblak pod kumulonimbem může být opravdovým stěnovým oblakem a jen ojedinělý z nich může vytvořit tornádo nebo vlastní rotaci. Nejsnadněji se může zaměnit stěnový oblak za stratocumulus, stratus fractus nebo i cumulus fractus (fractocumulus). Jediným a přesným vodítkem pro to, abychom mohli odlišit stěnový oblak od roztrhané nízké oblačnosti pod kumulonimbem, je jedině znalost struktury bouřky a identifikace výstupných proudů. Roztrhaný stratus a podobná oblačnost se tvoří zejména pod kumulonimbem v sestupném a třeba turbulentním proudění, kdy je vzduch velmi vlhký a snadno saturuje, ale stěnový oblak vzniká až tehdy, když je tento vlhký vzduch vtahován do bouřky do vzestupného proudu nebo se vytváří na rozhraní srážkové oblasti a oblasti beze srážek.

Co se týče rotace, každý oblak pod kumulonimbem s náznakem rotace nemusí být nutně stěnovým oblakem. Otáčet se můžou i nízké roztrhané oblaky (pannus), i když jejich otáčení je obvykle jen velmi krátkodobé (ve vteřinách nebo desítkách vteřin) a projevuje se ve slabé vrstvě vzduchu. Přechodné zvýšení vírnatosti můžeme kromě toho pozorovat i u obyčejných kumulů hezkého počasí nebo u altocumulů (u kumulů se takový jev myslím nazývá angl. horse-shoe vorticity), nebo i u při povrchu země (víření listí, snopů na polích apod.). Asi takovou intenzitu můžou mít některé malé víry pod kumulonimbem. Silnější intenzitu projevů vírnatosti můžeme pozorovat u fronty nárazů větru (gust front) před frontami, kdy můžou střihy větru vytvořit i gustnada, jevy pohledem velmi podobné tornádům, ale menší intenzity. Rotace může vznikout i v důsledku překonávání nějaké překážky, jako třeba pohoří (tak se tvoří především víry s horizontální osou otáčení) nebo člověkem postavené budovy apod. Je vždy potřebné zvážit všechny okolnosti, při kterých můžou vzniknout víry v atmosféře, a tak se vyhnout nepochopením, ke kterým občas dochází při pozorování bouřek běžnými lidmi.

Stěnový oblak versus návějový oblak

   Poměrně neostrý je rozdíl mezi stěnovým a návějovým oblakem (wall cloud vs. shelf cloud). Pokusím se zde vysvětlit, jak lze podle mě nejlépe odlišit tyto dva oblaky. Je to jen pouze můj názor na věc, zatím jsem nic podobného nikde nečetl, takže přivítám případnou kritiku:

      Dívám se na stěnový oblak jako na oblak, kde aktivní roli hraje studený vzduch, který podporuje výstup teplého vzduchu ve výstupném proudu mateřského oblaku (ať už je příčina výskytu iniciujícího studeného vzduchu jakákoliv). Naopak návějový oblak se vyznačuje aktivitou teplého vzduchu, který se nasouvá nad srážkami prochlazenou vzduchovou hmotu. Při uvědomnění se této věci mě logicky napadla aktivita hmot na frontálních systémech. Princip vzniku stěnového oblaku bych tak připodobnil k oblačnosti na studené frontě (konvekční vzhled), návějový oblak pak k oblačnosti na frontě teplé (částečně vrstevnatý vzhled). Vše snad vyjasní tyto obrázky:

Na těchto obrázcích se návějový a stěnový oblak nenalézají na stejném místě, to kvůli tomu, abych znázornil pozice, kde se tato oblačnost vyskytuje nejčastěji. U návějového oblaku je to obvykle pozice na čele přicházející fronty nebo bouřky (FFGF-forward flank gust front), u stěnového oblaku je to obvykle poblíž oblasti vypadávajících srážek, popř. u oblasti zesíleného sestupného proudu (RFD-rear flank downdraft).

  Přesto nacházím dost často snímky oblaků, jejichž typy se určují zejména podle pozice v bouřce (návějovými oblaky pak jsou určovány především oblaky na čele bouřky, na východě; stěnové oblaky jsou pak většinou ty, které se nalézají západně od vypadávajících srážek). Myslím si ale, že pak když není popis dané bouřky u fotografie (zvláště směr pohledu), není v některých případech možné určit druh daného oblaku pouze podle této fotografie. Často se také za stěnové oblaky považují jen ty, které nepřesahují určitou délku, protože návějové oblaky jsou obvykle výrazně delší.

  Ještě bych zde měl zmínit jednu odlišnost mezi návějovým a stěnovým oblakem. Stěnový oblak zůstává vůči oblasti vypadávajících srážek vždy na stabilním místě, kde trvají vzestupné proudy. Návějový oblak pak většinou ustupuje směrem od vypadávajících srážek s tím, jak se od srážek ochlazuje stále větší oblast za oblakem, někdy má tendenci přeměnit se na rotorový oblak nebo stratocumulus.

   Jednou již zmíněný rozdíl tvoří tvar oblačnosti. Zatímco se návějový oblak svažuje dolů ve směru od vypadávajících srážek, stěnový oblak vytváří klasický vzhled, kdy se od oblasti srážek oblak vytváří a rozšiřuje do výšky až do základny kumulonimbu. Někdy dokonce vytváří typický tail cloud, o kterém bude zmínka v následujícím odstavci.

5.2      Tail cloud (přívěskový oblak)

Tento oblak bezprostředně souvisí se stěnovým oblakem. Je jeho okrajovou částí, která se tvoří současně s ním. Vzniká v důsledku přílivu chladného vlhkého vzduchu ze srážkové oblasti do oblasti hlavního vzestupného proudu, kde dochází ke kondenzaci. Ve vztahu ke stěnovému oblaku se přívěskový oblak nachází především na jeho severní straně. Jak již napovídá anglický název oblaku, jde o jakýsi "ocas" stěnového oblaku. Jeho typický zástupce vpravo od stěnového oblaku je na následujícím obrázku.

Zdroj: www.australiasevereweather.com/photography, ©Jimmy Deguara

Někdy se tvoří tak, že se postupně přemění z původní roztrhané oblačnosti pannus, stejně jako stěnový oblak. Tail cloud se objevuje zejména v klasických supercelách, kdy jsou rychlosti větru směřujícího do středu oblaku (mezocyklóny) dost vysoké.

Existuje ještě tzv. beaver´s tail (bobří ocas), který se často zaměňuje s tímto oblakem. Někteří pozorovatelé bouřek mezi nimi nerozlišují, ale většina si uvědomuje to, že přívěskový oblak leží obvykle v nižší výšce a je bezpodmínečně spojen se stěnovým oblakem. Beaver´s tail obvykle vzniká působením rotace celé bouřky s mezocyklónou, kdy vzniká vrstevnatý oblak ve výškách nad 1 km. Přívěskový oblak se může vyskytnout i velice nízko nad zemí, obvykle jen pár set metrů.

Název "přívěskový oblak" se mi nezdá moc vhodným, ale zatím jsem lepší nedokázal vymyslet. Uvítám případné nápady.

5.3      Beaver´s tail (bobří ocas)

Již jsem ho zmínil u popisu přívěskového oblaku. Jde o dost podobný oblak, který však nijak není spojen se stěnovým oblakem (wall cloud), vzniká i jiným způsobem. Má vzhled převážně slohovitý (vrstevnatý) a má obvykle větší vertikální rozsah a leží ve vyšší hladině.

Jeho tvorba bezprostředně souvisí se silnými supercelami s výraznou mezocyklónou. Pro vytvoření tohoto oblaku je obvykle potřeba silná a rozsáhlá rotace vlastní bouře.

Bobří ocas se vytváří obvykle ve směru východ-západ na pseudoteplé frontě související se supercelou. Tato pseudoteplá fronta je u supercely obvykle na východní straně bouře, typický tvar bobřího ocasu jde vidět na další fotografii ostře vpravo. Ještě jedna poznámka k tomuto oblaku. Vyskytuje-li se tento oblak u supercely se slabou mezocyklónou nebo bez ní, ale existuje-li dostatek vlhkosti na pseudoteplé frontě, má pak oblak více vrstevnatý vzhled a nezvyšuje se jeho vertikální rozsah při postupu k bouři, pak se vzhledem příliš neliší od běžného stratu nebo stratokumulu.

Zdroj: ww2010.atmos.uiuc.edu, ©McGinley

5.4      Collar cloud (límečkový oblak)

Límečkový oblak tvoří také jako přívěskový oblak součást stěnového oblaku. Tento oblak jde vidět velice ojediněle a také jen se silnými bouřemi. Tvoří ho límec nebo prstenec obepínající horní část stěnového oblaku, který se otáčí společně s ním. Někteří meteorologové také nepovažují límečkový oblak za samostatný oblak.

Na tomto obrázku tvoří límečkový oblak bílou část stěnového oblaku těsně pod základnou kumulonimbu. Pozorována byla středně silná mezocyklóna a silný RFD (rear-flank downdraft - silný sestupný proud lokalizovaný převážně u supercel severozápadně od středu bouřky), který celou mezocyklónu obepínal. Právě tento proces zřejmě vytváří límečkový oblak.

Zdroj: www.crh.noaa.gov, ©Jerry Funfsinn

5.5      Stratocumulus (slohová kupa)

Slohová kupa (stratokumulus) je jedním z deseti základních typů oblačnosti podle mezinárodní klasifikace. Jeho popis lze najít např. v mé klasifikaci oblačnosti. Tento oblak se poměrně často vyskytuje v souvislosti s vývoje bouřkových systémů, zejména těch frontálních.

V souvislosti se studenou frontou s bouřkami se oblačnost typu stratocumulus vytváří zejména za čárou fronty, kde vzniká zejména v důsledku stabilizace vzduchové hmoty pod vlivem výběžku vyššího tlaku vzduchu. Ve výšce např. kolem 1,5 km se tvoří za studenou frontou teplotní inverze, která brání dále ve vývoji oblaků, které se v důsledku konvekční činnosti tvoří. Oblak se nejdříve začne vyvíjet jako běžný kumulus, ale díky inverzi ve výšce nemůže dosáhnout většího vertikálního rozsahu. Stratokumulus se tedy obvykle vytváří na místech, kde se rozpadá oblačnost různých typů, je tedy příznakem rozpadu a zániku oblačnosti. V souvislosti s bouřkovými frontami se však stratokumuly vytváří často i před čárou bouřek. Zde roli hraje stejný mechanismus, tj. inverze. V každém případě nelze ale tvrdit, že když vidíme před přibližující se bouřkovou frontou hodně stratokumulů, že se daná fronta rozpadá. To nemusí být vůbec pravda a v četných případech to jen znamená, že ve výšce se směrem k bouřkové frontě dostává velmi teplý a vlhký vzduch, takže následkem může být dokonce zostřování fronty a bouřek na ní, ačkoliv při zemi se ochlazuje už daleko před frontou v důsledku zatemnění slunce. Na druhou stranu pak ale právě kvůli zamezení průniku slunečních paprsků k zemi přes vrstvu stratokumulů může dojít ke snížení intenzity fronty, je-li potřeba i dodatečná insolace k vývoji kumulonimbů na frontě.

Stratokumuly se také můžou stát přímo nástupcem kumulonimbu ve stadiu rozpadu (stratocumulus cumulonimbogenitus). Taková oblačnost pozorovaná zrána může být také příznakem toho, že se vyskytnou ten den bouřky.

   Některé stratokumuly se můžou tvořit i v důsledku turbulentního proudění, opět nejčastěji ale s inverzí, tzv. turbulentní inverzí, která vzniká právě jako následek turbulentního proudění. Turbulentní promíchávání vzduchu při zemi totiž dokáže dokonale promíchávat určitou vrstvu vzduchu a tak tvořit téměř indiferentní zvrstvení vzduchové hmoty při zemi. V důsledku toho se může nad vrstvou ovlivněnou turbulencí objevit inverzní (obvykle slabá) vrstva i bez znatelné teplotní advekce ve vrstvách nad turbulentní inverzí.

Stratokumuly, stejně jako stratus (např. fractus) nebo roztrhané kumuly (cumulus fractus), se můžou objevit i pod kumulonimbem v důsledku ochlazení srážkovou činností s následnou slabou stabilizací vzduchu. Při silném zestabilnění vzduchu se tvoří stratus a stratus fractus, při např. podmíněně instabilním zvrstvení je to stratokumulus. Často se můžou zaměnit i s návějovým oblakem, který není příliš kompaktní jako ten na následujícím obrázku:

Návějový oblak (shelf cloud)
Zdroj: www.wolkenatlas.de, ©Georg Müller

5.6      Stratus (sloha) a stratus fractus (roztrhaná sloha) -> pannus

Stratus tvoří jednotvárnou vrstvu nízkých oblaků, strukturou se nijak neliší od mlhy, pouze je ve větší výšce nad zemí. Vytváří se ve stabilních podmínkách zejména po přechodu bouřek, které přinesly dostatek srážek na to, aby ochladily zemský povrch a přilehlé vrstvy vzduchu na teplotu rosného bodu, nebo přinesly veliké ochlazení při zemi, takže vznikla ve výšce inverzní vrstva.

To se při bouřkách ve večerních hodinách stává celkem často. Po vývoji stratu a mlhy za bouřkou při bezvětří se pak v důsledku nočního radiačního ochlazování horní části oblačnosti vytváří slabá instabilita, která další den dopoledne může vést k rychlejší tvorbě konvekční oblačnosti, popř. dalších bouřek. Tento cyklus se může opakovat několik dní. Objevuje se v našich podmínkách zejména ve stacionárních brázdách nízkého tlaku vzduchu při jihozápadním vlhkém proudění.

   Stratus a roztrhaný stratus se vytváří i pod kumulonimby v důsledku ochlazování vzduchu. Tvoří tak zvláštnost kumulonimbu nazývanou pannus, o které byla zmínka už dříve. Zejména pod kumulonimby dokáží "plout" velice nízko nad zemí. Označují se obvykle za "oblaky špatného počasí", i přestože se můžou zejména v zimní polovině roku vyskytovat výhradně se stabilním počasí v anticyklónách. Obecně tento oblak sice přináší stabilitu a upokojení počas, ale ve spojení s bouřkou to příliš neplatí. Na tento oblak samotný nejsou vázány v letním období žádné výrazné negativní jevy.

5.7      Cumulus fractus (roztrhaná kupa) -> pannus

    Roztrhané kupy vznikají stejným způsobem jako normální kumuly. Tvoří je malé obláčky s ostrými obrysy, které se obvykle velmi rychle mění. Příčinou vzniku takových oblaků je běžná konvekce dosahující jen těsně nad kondenzační hladinu. Právě nedostatek vlhkosti je limitem pro vývoj běžných kumulů, jako např. cumulus humilis.

Pod bouřkovým oblakem se tento oblak může vyskytovat velice často stejně jako stratus fractus. Obvykle se však nalézají na odlišných místech. Stratus fractus poblíž oblasti srážek a cumulus fractus nedaleko bouřkového oblaku, kde vznikají nové vzestupné proudy, nebo v oblastech vývoje dalších konvekčních buněk. Příčinou vzniku roztrhaných kumulů může být i turbulence. Takové oblaky se často vyskytují např. v zimě po přechodu podružné studené fronty, kdy je vzduchová hmota za frontou stále dost instabilní.

5.8      Cumulus

Kumulus zde zmiňuji jen pro pořádek, neboť je samozřejmě prvotním stadiem vývoje bouřkového oblaku. Poblíž bouřky se často podílí na jeho dalším vývoji, resp. na vývoji další konvekční bouřkové buňky. U multicelárních bouřek tvoří často typické pásy kupovitých věží, tzv. flanking lines. Ty jdou vidět na následující fotografii:

Zdroj: www.australiasevereweather.com/photography, ©Michael Bath

   Když vznikne v souvislosti s bouřkou v jeho zadní části tento pás oblačnosti, obvykle to znamená, že se bude bouřka nadále vyvíjet a může i sílit. Kumuly se totiž časem mění v kumulonimby, které vytvářejí další bouřkové buňky.

5.9      Roll cloud (rotorový oblak)

Rotorové oblaky v souvislosti s bouřkami se vyskytují téměř výhradně na čele rychle postupujících bouřkových front. Tvoří ho vír s horizontální osou otáčení, který souvisí se spodní základnou bouřkového oblaku. Stejně jako návějový oblak (shelf cloud) se vyskytuje na frontě hlavních bouřkových nárazů větru (gust front). Rotaci způsobuje rozhraní sestupného proudu srážkové oblasti a vzestupný proud před bouřkou. Stejně jako návějový oblak se zařazuje do zvláštností kumulonimbu (arcus).

Podkladová fotografie ©Chris Giles

Český název "rotorový oblak" je poněkud zavádějící, neboť se jím označují hlavně rotorová proudění při překonávání horských překážek. Zvolil jsem ho proto, že má stejný vzhled a překlad angl. slova "roll cloud" do češtiny nepřináší žádný srozumitelný název pro oblak.

Dalo by se dále mluvit o dalších vizuálně zajímavých oblacích, které s bouřkovou oblačností souvisí, jmenuju je v následujícím seznamu. Ale není účelem této práce vytvořil kompletní a ucelený pohled na bouřkovou oblačnost, i když svým způsobem toho částečně dosahuje.

Cold-air funnel
Debris cloud
Feeder bands (inflow bands)
Inflow Stinger
Landspout
Waterspout
Dust devil, whirl winds (nesouvisející s bouřkami)
Transverse Bands
Transverse Rolls

Dalo by se dále mluvit o vztahu jiných typů oblačnosti k bouřkové aktivitě, např. zde vůbec nezmiňuji oblačnost typu altocumulus castellanus a stratocumulus castellanus, která se objevuje často před začátkem vývoje bouřek. Vůbec jsme se například nezabývaly středně vysokou oblačností a vysokou oblačností, která obvykle předchází před bouřkovými oblaky (altocumulus lenticularis, cirrocumulus,...) apod. Coby mohlo být obzvláště zajímavé, je pozorování vývoje a rozpadu bouřkové oblačnosti, procesy vzniku a přeměny z různých typů oblaků (-genitus, -mutatus).

Kdybych zmínil všechny tyto aspekty bouřkové oblačnosti a podrobně se zabýval jednotlivými oblaky a procesy, které se podílejí na jejich vzniku, vznikla by celá obrovská kniha, na jejíž vypracování by se muselo pracovat snad několik let. Meteorologii jako vědu sice nelze srovnávat jen s oblačností, ale nefologie (věda o oblacích) jako součást meteorologie by si měla zasloužit své místo na slunci v podobě nějaké rozsáhlé knihy.

Cíle této práce jsem dosáhl a vypracoval tak dobrý podklad pro každého pozorovatele bouřek. Se znalostmi z tohoto textu lze dost dobře posoudit intenzitu přicházející bouřky jen podle pozemního pozorování. Navíc seznamuje i s u nás velmi neobvyklými oblaky, které mají svůj význam pro předpověď na místech s výskytem katastrofálních bouří. V našich podmínkách se znalosti z tohoto textu můžou uplatnit při odhadování lokálních záplav nebo povodní na velmi krátkou dobu (obvykle pět až třicet minut před bouřkou) podle pouhého pohledu na bouřkovou oblačnost ze země. Jen o několik hodin nebo desítek minut dopředu se dá předpovídat intenzita přibližujících se bouřek podle radarových snímků a radiosondážních výstupů. Navíc se znalostí místních podmínek může být předpověď pozemního pozorovatele pro danou oblast úspěšnější i bez znalosti meteorologických prvků jaké mají k dispozici meteorologové na stanicích.

Použité zdroje:

Kobzová Eva: Počasí, Rubico 1998

Basic Spotter´s Field Guide
National Oceanic and Atmospheric Administration

Karlsruher Wolkenatlas
http://www.wolkenatlas.de

The Thunderstorm Life Cycle
http://www.tsgc.utexas.edu

Updrafts/Downdrafts rising and sinking air
Types of Thunderstorms single cell, multicell clusters, multicell lines and supercells
Squall lines
Multicell Lines also known as squall lines
Variations supercell storms come in a variety of shapes and sizes
High Precipitation (HP) Supercell very heavy rainfall, possible large hail, downbursts and tornadoes
Westward View of HP Supercell precipitation curtain wraps around the west and southwest flanks
Wind shear
Department of Atmospheric Sciences (DAS) at the University of Illinois at Urbana-Champaign
http://www.atmos.uiuc.edu/

Last Chance Supercell
The Wall Cloud Wall
http://webchat.chatsystems.com

Fernando Caracena, Ronald L. Holle, Charles A. Doswell III: Microbursts A Handbook for Visual Identification
www.nssl.noaa.gov

Roger´s Skypix
http://webchat.chatsystems.com

Wall Clouds and Mesocyclones
http://www.k5kj.net

Cloud, fog & precipitation
http://www.auf.asn.au

Pileus Clouds
http://www.weatherwise.org/

Pileus
http://www.weather-photography.com

Spotting Wall Clouds and Mesocyclones
http://www.k5kj.net

Charles A. Doswell III: What is a tornado?
http://www.nssl.noaa.gov

Intense vortices associated with convection
http://www.germansevereweather.de

Douglas J. Crowley: Is it a tornado?
http://www.srh.noaa.gov

Texas Weather Network
Wall Clouds and other Lowerings
http://www.tsgc.utexas.edu

Mesocyclone Wrapped in Rear Flank Downdraft and Partial Wall Clouds
http://www.crh.noaa.gov

What process is responsible for the occurrence of cumulus and stratocumulus clouds with bases at different levels?
http://heron.met.nps.navy.mil

Terms used by meteorologists, forecasters, weather observers, and in weather forecasts
http://205.156.54.206

Wind storms, Gust Fronts & Outflow
http://www.chaseday.com

Australian Storm Spotters' Guide
http://www.bom.gov.au

Twister General Glossary
http://movies.warnerbros.com

Joel R. Norris: Low Cloud Type over the Ocean from Surface Observations: Part I: Relationship to Surface Meteorology and the Vertical Distribution of Temperature and Moisture

Observing tornadoes, dust devils, whirl winds, water spouts and land spouts
http://www.australiasevereweather.com

German Severe Local Storms / Unwetter
http://www.op.dlr.de

Martin Setvák: Konvektivní bouře - pohled z vesmíru na jeden z nejkrásnějších živelních projevů
(internetový odkaz zatím neznám)

Práce na dokumentu:

3.-4.ledna 2002
7.-10.ledna 2002
12.ledna 2002
25.-26.ledna 2002
29.ledna 2002
31.ledna-5.února 2002

Práce dokončena 5.února 2002 v 21:32 h.

Aktualizace dokumentu:

6.února 2002 12:32
přidán pojem "přestřelující vrchol"  (angl. overshooting top)   podle práce Martina Setváka z ČHMÚ + zařazení do použitých zdrojů

9.února 2002 14:36
přidány odkazy na aerologický výstup ČHMÚ a na snímek NOAA v tepelném oboru spektra

23.března 2002 23:54
malé změny, dodatek ke zvláštnosti velum, doplnění k výkladu stěnového oblaku

25.března 2002 15:12
vymazána jedna věta u vysvětlení návějového oblaku
opraveno chybné vysvětlení obrázku gustnada
doplnění a některé úpravy při vysvětlování principu vzniku stěnových oblaků
drobná úprava u popisu přívěskového oblaku (tail cloud)
doplnění k popisu bobřího ocasu (beaver´s tail)
doplnění úvodu a závěru práce

Poznámky pod čarou:

 

Vzduchovou částicí rozumíme tak malý objem vzduchu (např. ve tvaru koule), u kterého se už neprojevují žádné třecí síly o okolní vzduch a kdy si nevyměňuje s okolím teplo. Je to jen teoretická idealizace vzduchu, stejně jako u pojmu "ideální plyn".

Copyright:

  Text a jednotlivé jeho části můžou být užity jen se svolením autora a s uvedením autora v podobě citace či podle dohody. Veškeré připomínky a dotazy posílejte na tomas_psika@cbox.cz.