Jak sledovat sněžení pomocí radaru?
Před pár dny začala meteorologická zima a tedy hlavní období, kdy se v našich zeměpisných šířkách setkáváme se sněžením. Zatímco pro děti, ale i řadu dospělých, představují sněhové vločky jednu z hezčích tváří zimního počasí, pro řidiče a další, kteří provádějí své aktivity venku, může sněžení přinést řadu komplikací. Z tohoto důvodu je včasné varování o výskytu zejména silného sněžení velmi důležité. Jenže jak zjistit, jak silné sněžení se v dané oblasti vyskytuje? Jedna z klasických možností je samozřejmě pozorování na meteorologických stanicích, těch je ale omezený počet a hlavně v noci řada z nich měří v tzv. automatickém režimu, tedy bez pozorovatele, takže výskyt a intenzitu případného sněžení v těchto případech není možné zjistit.
Obr. 1: Malé rozdíly teploty vzduchu určují přesnou podobnu srážek – zdali půjde o sněžení, déšť, mrznoucí déšť nebo kroupy, zdroj: NASA
Tady můžou pomoci pouze metody dálkové detekce, především meteorologické radary. Jenže na rozdíl od dešťových srážek, které padají zejména v teplé polovině roku, jsou srážkové částice v zimních oblacích poněkud menší než v letní polovině. Dále je dobré si uvědomit, že led efektivněji pohlcuje energii emitovanou radarem ve srovnání s kapalnou vodou. S tím tedy souvisí nižší hodnoty odrazivosti a tedy posun barev srážkových cílů k barvě reprezentující slabší intenzitu srážek. V případě v Česku používaného zobrazení tedy k zelené a modré barvě. Znamená to, že silné sněžení, kdy spadne 1 až 2 cm nového sněhu za hodinu, se na radarových snímcích jeví většinou zelenou, maximálně zeleno-žlutou barvou. Tedy tou, u které v létě budeme očekávat většinou jen slabý, případně mírný déšť, ale žádnou kalamitu.
Obr. 2: Radarový snímek ze 2. prosince v 9:30 SEČ – tou dobou na severní Moravě mírně sněžilo, na západě Čech pršelo, padal déšť se sněhem i sníh, zdroj: ČHMÚ
Platí, že čím je sníh sušší, tedy i teploty v oblaku jsou nižší, tím menší odrazivost na radarových snímcích bude vykazovat. Na druhou stranu, když dochází při pádu sněhových vloček k zemi k pronikání do teplejších vrstev vzduchu, zpravidla postupně roste i vlhkost sněhu, což se projeví i nárůstem intenzity odrazivosti. Markantní je tento nárůst tam, kde dochází k tání sněhových vloček – na radarových snímcích se to projeví tzv. bright bandem, tedy pásem zvýšené odrazivosti. Na vertikálním řezu pak poloha bright bandu umožní určit meteorologům hranici sněžení.
Obr. 2: Bright band ve výšce kolem 3 km, zdroj: Flame.org
Kromě případů, kdy se vyskytuje bright band, nelze v současnosti bohužel podle odrazů z meteorologických radarů používaných v Česku určit, zdali se jedná o srážky sněhové nebo dešťové. To bude možné až s pomocí radarů s tzv. duální polarizací. V tomto případě radar vysílá elektromagnetické vlny polarizované jak horizontálně, tak vertikálně. Na základě odraženého signálu z obou typů vln pak výpočetní program vyhodnotí vertikální a horizontální dimenze částic a i tvar a velikost objektů. Doufejme, že se těchto radarů a jejich produktů brzy dočkáme i v České republice.
Obr. 3: Složený radarový obrázek ukazující sněžení (modře až fialově), déšť (zeleně až žlutočerveně) a mix mrznoucího deště a deště se sněhem (růžovočerveně na přechodu oblasti s deštěm a se sněhem), zdroj: originalweatherblog.blogspot.cz
Obr. 1: Malé rozdíly teploty vzduchu určují přesnou podobnu srážek – zdali půjde o sněžení, déšť, mrznoucí déšť nebo kroupy, zdroj: NASA
Tady můžou pomoci pouze metody dálkové detekce, především meteorologické radary. Jenže na rozdíl od dešťových srážek, které padají zejména v teplé polovině roku, jsou srážkové částice v zimních oblacích poněkud menší než v letní polovině. Dále je dobré si uvědomit, že led efektivněji pohlcuje energii emitovanou radarem ve srovnání s kapalnou vodou. S tím tedy souvisí nižší hodnoty odrazivosti a tedy posun barev srážkových cílů k barvě reprezentující slabší intenzitu srážek. V případě v Česku používaného zobrazení tedy k zelené a modré barvě. Znamená to, že silné sněžení, kdy spadne 1 až 2 cm nového sněhu za hodinu, se na radarových snímcích jeví většinou zelenou, maximálně zeleno-žlutou barvou. Tedy tou, u které v létě budeme očekávat většinou jen slabý, případně mírný déšť, ale žádnou kalamitu.
Obr. 2: Radarový snímek ze 2. prosince v 9:30 SEČ – tou dobou na severní Moravě mírně sněžilo, na západě Čech pršelo, padal déšť se sněhem i sníh, zdroj: ČHMÚ
Platí, že čím je sníh sušší, tedy i teploty v oblaku jsou nižší, tím menší odrazivost na radarových snímcích bude vykazovat. Na druhou stranu, když dochází při pádu sněhových vloček k zemi k pronikání do teplejších vrstev vzduchu, zpravidla postupně roste i vlhkost sněhu, což se projeví i nárůstem intenzity odrazivosti. Markantní je tento nárůst tam, kde dochází k tání sněhových vloček – na radarových snímcích se to projeví tzv. bright bandem, tedy pásem zvýšené odrazivosti. Na vertikálním řezu pak poloha bright bandu umožní určit meteorologům hranici sněžení.
Obr. 2: Bright band ve výšce kolem 3 km, zdroj: Flame.org
Kromě případů, kdy se vyskytuje bright band, nelze v současnosti bohužel podle odrazů z meteorologických radarů používaných v Česku určit, zdali se jedná o srážky sněhové nebo dešťové. To bude možné až s pomocí radarů s tzv. duální polarizací. V tomto případě radar vysílá elektromagnetické vlny polarizované jak horizontálně, tak vertikálně. Na základě odraženého signálu z obou typů vln pak výpočetní program vyhodnotí vertikální a horizontální dimenze částic a i tvar a velikost objektů. Doufejme, že se těchto radarů a jejich produktů brzy dočkáme i v České republice.
Obr. 3: Složený radarový obrázek ukazující sněžení (modře až fialově), déšť (zeleně až žlutočerveně) a mix mrznoucího deště a deště se sněhem (růžovočerveně na přechodu oblasti s deštěm a se sněhem), zdroj: originalweatherblog.blogspot.cz
Encyklopedie počasí
Přečtěte si další články z naší rozsáhlé encyklopedie počasí, která shrnuje poznatky o meteorologii a počasí. Pochopíte řadu základních meteorologických prvků a způsob vytváření předpovědí počasí.
