Co se děje s vločkami, když padají k zemi
Sněhové vločky – asi jeden z nejkrásnějších a nejpůsobivějších projevů zimy ve střední Evropě. Sněhové vločky, přesněji ledové krystalky, se sice tvoří v oblacích prakticky po celý rok, na své cestě k zemi ale ne vždy odolají kladným teplotám a výsledkem tak může být i uprostřed zimy dešťová kapka u povrchu.
Rychlost tání sněhových vloček a jejich tvar ovlivňuje celá řada faktorů, která působí během jejich pádu k zemi.
Teplota vzduchu, kterým vločka padá
Pravděpodobně tím nejdůležitějším je teplota okolního vzduchu. Čím je vyšší, tím rychlejší je přenos tepla z okolního vzduchu k vločce a tím rychleji roztaje. Dalším faktorem je tloušťka vrstvy vzduchu s kladnou teplotou – pokud má alespoň 50 hPa (ve spodní troposféře přibližně 400 až 600 metrů, v závislosti na výšce nad zemí - čím výš, tím je tato vrstva tlustší), prakticky všechny vločky roztají.
Obr. 1: Tvar sněhové vločky ovlivňuje během jejího pádu k zemi celá řada faktorů, zdroj: Wikipedia
Teplota, při které vločka vzniká
Dalším faktorem je počáteční teplota, při které ledový krystalek, tedy i vločka, vzniká – čím je nižší, tím déle trvá, než se její teplota zvýší nad nulu a vločka roztaje. Takže pokud je vrstva vzduchu s kladnou teplotou tenká a teplota v ní jen mírně přesahuje nulu, může sněhová vločka propadnout, aniž by roztála.
Vlhkost vzduchu, kterým vločka padá
Důležitou roli hraje i vlhkost vzduchu, kterým vločka padá. Pokud je vzduch suchý, dochází k vypařování vodní páry z vločky, sublimaci, která spotřebuje ale asi 8 a půl krát víc latentního tepla než je třeba k tání vločky. To znamená, že se při sublimaci okolní vzduch od vločky ochlazuje, zatímco vločka samotná ztrácí svoji hmotnost. Tání v suchém vzduchu je tak pomalejší, než ve vzduchu vlhkém, kde nemůže docházet k výparu a latentní teplo se tak použije jen na tání vločky.
Obr. 2: Čím je vzduch vlhčí, tím větší je při teplotách nad nulou šance, že sněhové vločky se změní v dešťové kapky, zdroj: Wikipedia
Velikost vločky
Samozřejmě, že rychlost tání ovlivňuje i velikost vloček. Čím jsou větší, tím déle trvá, než roztají. Při padání vlhkého sněhu lze často pozorovat situaci, kdy se mísí kapičky mrholení, vzniklé roztáním malých krystalků sněhu, a velké vločky. Těm totiž trvá déle, než roztají, protože k tomu potřebují absorbovat víc tepla z okolního vzduchu. A roli hraje i fakt, že větší vločky jsou těžší a tedy padají skrz vzduch rychleji – doba, po kterou procházejí vrstvou vzduchu s kladnou teplotou je tak kratší, což snižuje šanci na dostatečné oteplení vločky nad nulu a její roztátí.
Vliv záření
Konečně, je nutné uvážit i vliv radiace. Jednak té od slunce – sníh, i když má velkou schopnost odrážet dopadající sluneční záření, se přeci jen slunečními paprsky alespoň trochu zahřívá, a tedy sníh se stává vlhčím, i když teplota ve vzduchu zůstává pod nulou. Určitý vliv má i teplota povrchu země – čím je teplejší, tím víc vyzařuje dlouhovlnné tepelné radiace. Tu z něj pak přijímají i padající vločky a tak se zahřívají.
Obr. 3: Předpověď vertikálního profilu teploty (červeně) a teploty rosného bodu (modře) podle modelu ALADIN pro uzlový bod odpovídající Bratislavě, zdroj: SHMÚ
Rychlost tání sněhových vloček a jejich tvar ovlivňuje celá řada faktorů, která působí během jejich pádu k zemi.
Teplota vzduchu, kterým vločka padá
Pravděpodobně tím nejdůležitějším je teplota okolního vzduchu. Čím je vyšší, tím rychlejší je přenos tepla z okolního vzduchu k vločce a tím rychleji roztaje. Dalším faktorem je tloušťka vrstvy vzduchu s kladnou teplotou – pokud má alespoň 50 hPa (ve spodní troposféře přibližně 400 až 600 metrů, v závislosti na výšce nad zemí - čím výš, tím je tato vrstva tlustší), prakticky všechny vločky roztají.
Obr. 1: Tvar sněhové vločky ovlivňuje během jejího pádu k zemi celá řada faktorů, zdroj: Wikipedia
Teplota, při které vločka vzniká
Dalším faktorem je počáteční teplota, při které ledový krystalek, tedy i vločka, vzniká – čím je nižší, tím déle trvá, než se její teplota zvýší nad nulu a vločka roztaje. Takže pokud je vrstva vzduchu s kladnou teplotou tenká a teplota v ní jen mírně přesahuje nulu, může sněhová vločka propadnout, aniž by roztála.
Vlhkost vzduchu, kterým vločka padá
Důležitou roli hraje i vlhkost vzduchu, kterým vločka padá. Pokud je vzduch suchý, dochází k vypařování vodní páry z vločky, sublimaci, která spotřebuje ale asi 8 a půl krát víc latentního tepla než je třeba k tání vločky. To znamená, že se při sublimaci okolní vzduch od vločky ochlazuje, zatímco vločka samotná ztrácí svoji hmotnost. Tání v suchém vzduchu je tak pomalejší, než ve vzduchu vlhkém, kde nemůže docházet k výparu a latentní teplo se tak použije jen na tání vločky.
Obr. 2: Čím je vzduch vlhčí, tím větší je při teplotách nad nulou šance, že sněhové vločky se změní v dešťové kapky, zdroj: Wikipedia
Velikost vločky
Samozřejmě, že rychlost tání ovlivňuje i velikost vloček. Čím jsou větší, tím déle trvá, než roztají. Při padání vlhkého sněhu lze často pozorovat situaci, kdy se mísí kapičky mrholení, vzniklé roztáním malých krystalků sněhu, a velké vločky. Těm totiž trvá déle, než roztají, protože k tomu potřebují absorbovat víc tepla z okolního vzduchu. A roli hraje i fakt, že větší vločky jsou těžší a tedy padají skrz vzduch rychleji – doba, po kterou procházejí vrstvou vzduchu s kladnou teplotou je tak kratší, což snižuje šanci na dostatečné oteplení vločky nad nulu a její roztátí.
Vliv záření
Konečně, je nutné uvážit i vliv radiace. Jednak té od slunce – sníh, i když má velkou schopnost odrážet dopadající sluneční záření, se přeci jen slunečními paprsky alespoň trochu zahřívá, a tedy sníh se stává vlhčím, i když teplota ve vzduchu zůstává pod nulou. Určitý vliv má i teplota povrchu země – čím je teplejší, tím víc vyzařuje dlouhovlnné tepelné radiace. Tu z něj pak přijímají i padající vločky a tak se zahřívají.
Předpověď hranice sněžení není jednoduchá
Jak je vidět, při teplotách blízko nuly ovlivňuje konkrétní podobu padajících vloček a rychlost jejich tání celá řada faktorů. Proto předpověď výšky hranice sněžení v takovýchto případech nebývá úplně jednoduchá. A to i přes to, že dnešní numerické modely poměrně dobře modelují vertikální profily teploty vzduchu (obr. 3) a udávají i to, kde se bude vyskytovat sníh, kde déšť, kde srážky smíšené, případně mrznoucí. Konkrétní stanovení hranice sněžení, které se objevuje ve slovních předpovědích, je nutné brát spíše jako orientační než pevně danou hranici mezi sněhem a deštěm. Rozdíl skutečné výšky, kde se sněhové vločky změní v kapky, může mít i v relativně malé oblasti poměrně velký rozptyl (desítky metrů, výjimečně i sto metrů).Obr. 3: Předpověď vertikálního profilu teploty (červeně) a teploty rosného bodu (modře) podle modelu ALADIN pro uzlový bod odpovídající Bratislavě, zdroj: SHMÚ
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.
