Podzim je obdobím častého výskytu mlh. Jak dochází k jejich vzniku?
Mlhou rozumíme atmosférický aerosol, který se skládá z velmi malých vodních kapiček (případně ledových krystalků) a snižuje horizontální dohlednost alespoň v jednom směru pod 1 km. Mlhu tak řadíme mezi tzv. hydrometeory. Proč je zrovna podzim a také zima typická častějším výskytem mlh a inverzí? Na tuto otázku se budeme snažit odpovědět v článku.
Pohled na ranní mlhy na Šumavě - po ránu se v krajině můžeme setkat díky mlhám s nádhernými scenériemi
Můžeme rozlišit několik typů mlh. Podle vzniku rozlišujeme mlhy advekční, radiační a advekčně-radiační, podle složení např. mlhy přechlazené nebo zmrzlé, podle vertikálního rozsahu se mlhy dělí na mlhy přízemní a vysoké, dále se mlhy rozlišují podle místa vzniku atd. Dodejme, že pokud jde o složení mlh, není rozdíl mezi mlhou a oblakem – nahromadění kapiček (ledových částeček) u země je mlhou, v určité výšce nad zemí naopak oblakem (například pro lidi v horách je oblak mlhou, pokud jsou přímo v něm).
Pro podzim a zimu je jednou z nejčastějších tzv. radiační mlha. Tento typ mlhy vzniká při nočním ochlazování vzduchu od zemského povrchu. Důležitou roli zde hraje pojem radiační bilance (rozdíl množství slunečního záření pohlceného a vyzářeného atmosférou). Ta je přes den kladná, neboť zemský povrch přijímá více energie (v podobě krátkovlnného záření od Slunce), než odevzdá, tudíž se otepluje. V noci je situace opačná. V noci zemský povrch neabsorbuje krátkovlnné záření ze Slunce, ale pouze vyzařuje, a to dlouhovlnné záření. Tímto vyzařováním přichází o energii a ochlazuje se. Mluvíme zde o radiačním ochlazování zemského povrchu (proto se takto vzniklé mlhy označují jako radiační).
Pohled z kopců na mlhy v údolích bývá velmi nádherný - hranice mezi mlhou a jasnou oblohou bývá často velmi ostře ohraničená. Mlhy se tvoří hlavně v údolích, neboť se v nich hromadí studený vzduch.
Od ochlazujícího se zemského povrchu se ochlazuje také přilehlá vrstva vzduchu. Platí, že čím je vzduch teplejší, tím je schopen pojmout více vodní páry (vodní pára není vidět okem). Pokud se vzduch ochlazuje, roste tak relativní vlhkost vzduchu (protože chladnější vzduch pojme méně vlhkosti, tudíž klesá napětí nasycení neboli tlak vodních par při nasycení a tím stoupá relativní vlhkost). Jakmile je relativní vlhkost vzduchu 100 %, nemůže už vzduch pojmout více vodní páry. Vodní pára tak začne kondenzovat a začnou se tvořit vodní kapičky (již okem viditelné). V letním období se vzduch při zemi nedokáže ochladit natolik, aby došlo ke kondenzaci a tvorbě mlhy (noci v létě jsou totiž příliš krátké), tvoří se pouze radiační inverze. Proto jsou mlhy v létě jevem méně častým.
Schéma vzniku radiační mlhy. Přiložené grafy ukazují vertikální průběh teploty, kdy na ose x je teplota a na ose y je výška, zdroj: blog.metservice.com
Radiační mlha se formuje majoritně ve druhé polovině noci a nad ránem, kdy je vzduch při zemi nejchladnější, a tedy je i nejvyšší jeho relativní vlhkost. Nutná podmínka je také utišení větru. Rychlost větru zpravidla nesmí přesahovat 3 m/s, jinak bude docházet k turbulenci a vzduch při zemi se tak nebude dostatečně prochlazovat. Jakmile mlha vznikne, probíhá divergence radiačních toků při její horní hranici. Dochází tak k radiačnímu ochlazování horní hranice mlhy, což napomáhá jejímu vertikálnímu šíření v důsledku zvyšování vodního obsahu při její horní hranici.
Vliv na chování radiační mlhy může mít i nasunutí oblačné vrstvy nad mlhu. Vrstva zamezí radiačnímu ochlazování na horní hranici mlhy. Také se zvýší přízemní teplota v mlze. Platí, že čím nižší základna oblačnosti, tím významnější vliv.
Pohled na mlhy a nízkou oblačnost z Lysé hory 6. 10. 2021, zdroj: chmi.cz
Mlhy ovlivňuje i rosa
Na radiační mlhu má také významný vliv rosa. Při radiačním ochlazování zemského povrchu může vznik rosy vyvolat zpomalení růstu relativní vlhkosti vzduchu při zemi. Díky tomu může vzniknout inverze teploty rosného bodu (silná až 200 m). Při této situace se mlha formuje nejprve výše jako nízko položený oblak a následně se propaguje směrem k povrchu. Rosa také představuje pro mlhu zásobárnu vlhkosti. Pokud mlha existuje v nočních hodinách tak se tato zásobárna vlhkosti (rosa) projeví po východu Slunce. Rosa se začne vypařovat, čímž zvyšuje relativní vlhkost v přízemní vrstvě vzduchu. Mlha tak může existovat i o několik hodin déle. Jakmile se zemský povrch dále prohřívá (snižuje se relativní vlhkost v přízemní vrstvě) dochází k rozpadu mlhy od země. To se projevuje jako pomyslné zvedání mlhy.
Advekční mlha
Vedle dosud popisované radiační mlhy, se můžeme setkat s pojmem advekční mlha. Ta vzniká, když se vlhký a teplý vzduch z moře nebo oceánu přemisťuje nad studené pevninské podloží. Při pohybu vzduchu nad chladnější podloží se ochlazují přiléhající vzduchové vrstvy, a jak již bylo avizováno, chladnější vzduch je schopen pojmout méně vlhkosti a dochází k nasycení vodnými parami a kondenzaci. Pokud vzduch proudí přes horskou překážku (např. Alpy), která jej zvedne, dochází při jižním proudění především na podzim a v zimě ke vzniku advekční inverze (v podmínkách ČR). Ta je typická tvorbou nízké oblačnosti, ze které může mrholit (v zimě slabě sněžit). Tato situace může trvat několik dní i týdnů. Advekční inverze pak bývá podpořena radiačním ochlazováním povrchu, a pokud za této situace vznikne mlha, mluvíme o mlze avekčně-radiační.
Mlhy z vypařování
Rovněž zejména na podzim se mohou vyskytovat tzv. mlhy z vypařování (Obr. 4). Tímto termínem rozumíme mlhu, která vzniká vypařováním vody z povrchu teplejší vodní plochy do chladnějšího vzduchu. Nad pevninou se tyto mlhy formují (zejména tedy na podzim) nad vodními plochami a podmínkou je, že voda musí být teplejší než přilehlé vrstvy vzduchu. Kromě vypařování z vodních ploch mohou tyto mlhy vznikat v důsledku vypařování relativně teplých dešťových kapek, pokud propadávají vrstvou studeného vzduchu (často mlha předfrontální u teplých front).
Mlha nad vodní hladinou, zdroj: cs.wikipedia.org
V mlze probíhá také slabá turbulence (max. 1 m/s). Ta však zapříčiňuje neúspěšné umělé pokusy o rozpouštění mlh na letištích, kde je velmi nežádoucí a nebezpečná. Pokusy spočívaly v tom, že do mlh byly injektovány umělá kondenzační jádra a na chvíli došlo i k projasnění oblohy. Neboť na kondenzační jádra se nabalují vodní kapičky z mlhy a vznikaly tak i větší dešťové kapky (mlha se takzvaně vyprší nebo spíš vymrholí). Projasněné oblasti však velice rychle zanikaly v důsledku turbulentního promíchávání. Lépe lze rozpouštět jen přechlazené mlhy. V tomto případě jsou do mlhy injektována umělá ledová jádra nebo suchý led.
Pohled na ranní mlhy na Šumavě - po ránu se v krajině můžeme setkat díky mlhám s nádhernými scenériemi
Můžeme rozlišit několik typů mlh. Podle vzniku rozlišujeme mlhy advekční, radiační a advekčně-radiační, podle složení např. mlhy přechlazené nebo zmrzlé, podle vertikálního rozsahu se mlhy dělí na mlhy přízemní a vysoké, dále se mlhy rozlišují podle místa vzniku atd. Dodejme, že pokud jde o složení mlh, není rozdíl mezi mlhou a oblakem – nahromadění kapiček (ledových částeček) u země je mlhou, v určité výšce nad zemí naopak oblakem (například pro lidi v horách je oblak mlhou, pokud jsou přímo v něm).
Pro podzim a zimu je jednou z nejčastějších tzv. radiační mlha. Tento typ mlhy vzniká při nočním ochlazování vzduchu od zemského povrchu. Důležitou roli zde hraje pojem radiační bilance (rozdíl množství slunečního záření pohlceného a vyzářeného atmosférou). Ta je přes den kladná, neboť zemský povrch přijímá více energie (v podobě krátkovlnného záření od Slunce), než odevzdá, tudíž se otepluje. V noci je situace opačná. V noci zemský povrch neabsorbuje krátkovlnné záření ze Slunce, ale pouze vyzařuje, a to dlouhovlnné záření. Tímto vyzařováním přichází o energii a ochlazuje se. Mluvíme zde o radiačním ochlazování zemského povrchu (proto se takto vzniklé mlhy označují jako radiační).
Pohled z kopců na mlhy v údolích bývá velmi nádherný - hranice mezi mlhou a jasnou oblohou bývá často velmi ostře ohraničená. Mlhy se tvoří hlavně v údolích, neboť se v nich hromadí studený vzduch.
Od ochlazujícího se zemského povrchu se ochlazuje také přilehlá vrstva vzduchu. Platí, že čím je vzduch teplejší, tím je schopen pojmout více vodní páry (vodní pára není vidět okem). Pokud se vzduch ochlazuje, roste tak relativní vlhkost vzduchu (protože chladnější vzduch pojme méně vlhkosti, tudíž klesá napětí nasycení neboli tlak vodních par při nasycení a tím stoupá relativní vlhkost). Jakmile je relativní vlhkost vzduchu 100 %, nemůže už vzduch pojmout více vodní páry. Vodní pára tak začne kondenzovat a začnou se tvořit vodní kapičky (již okem viditelné). V letním období se vzduch při zemi nedokáže ochladit natolik, aby došlo ke kondenzaci a tvorbě mlhy (noci v létě jsou totiž příliš krátké), tvoří se pouze radiační inverze. Proto jsou mlhy v létě jevem méně častým.
Schéma vzniku radiační mlhy. Přiložené grafy ukazují vertikální průběh teploty, kdy na ose x je teplota a na ose y je výška, zdroj: blog.metservice.com
Radiační mlha se formuje majoritně ve druhé polovině noci a nad ránem, kdy je vzduch při zemi nejchladnější, a tedy je i nejvyšší jeho relativní vlhkost. Nutná podmínka je také utišení větru. Rychlost větru zpravidla nesmí přesahovat 3 m/s, jinak bude docházet k turbulenci a vzduch při zemi se tak nebude dostatečně prochlazovat. Jakmile mlha vznikne, probíhá divergence radiačních toků při její horní hranici. Dochází tak k radiačnímu ochlazování horní hranice mlhy, což napomáhá jejímu vertikálnímu šíření v důsledku zvyšování vodního obsahu při její horní hranici.
Vliv na chování radiační mlhy může mít i nasunutí oblačné vrstvy nad mlhu. Vrstva zamezí radiačnímu ochlazování na horní hranici mlhy. Také se zvýší přízemní teplota v mlze. Platí, že čím nižší základna oblačnosti, tím významnější vliv.
Pohled na mlhy a nízkou oblačnost z Lysé hory 6. 10. 2021, zdroj: chmi.cz
Mlhy ovlivňuje i rosa
Na radiační mlhu má také významný vliv rosa. Při radiačním ochlazování zemského povrchu může vznik rosy vyvolat zpomalení růstu relativní vlhkosti vzduchu při zemi. Díky tomu může vzniknout inverze teploty rosného bodu (silná až 200 m). Při této situace se mlha formuje nejprve výše jako nízko položený oblak a následně se propaguje směrem k povrchu. Rosa také představuje pro mlhu zásobárnu vlhkosti. Pokud mlha existuje v nočních hodinách tak se tato zásobárna vlhkosti (rosa) projeví po východu Slunce. Rosa se začne vypařovat, čímž zvyšuje relativní vlhkost v přízemní vrstvě vzduchu. Mlha tak může existovat i o několik hodin déle. Jakmile se zemský povrch dále prohřívá (snižuje se relativní vlhkost v přízemní vrstvě) dochází k rozpadu mlhy od země. To se projevuje jako pomyslné zvedání mlhy.
Advekční mlha
Vedle dosud popisované radiační mlhy, se můžeme setkat s pojmem advekční mlha. Ta vzniká, když se vlhký a teplý vzduch z moře nebo oceánu přemisťuje nad studené pevninské podloží. Při pohybu vzduchu nad chladnější podloží se ochlazují přiléhající vzduchové vrstvy, a jak již bylo avizováno, chladnější vzduch je schopen pojmout méně vlhkosti a dochází k nasycení vodnými parami a kondenzaci. Pokud vzduch proudí přes horskou překážku (např. Alpy), která jej zvedne, dochází při jižním proudění především na podzim a v zimě ke vzniku advekční inverze (v podmínkách ČR). Ta je typická tvorbou nízké oblačnosti, ze které může mrholit (v zimě slabě sněžit). Tato situace může trvat několik dní i týdnů. Advekční inverze pak bývá podpořena radiačním ochlazováním povrchu, a pokud za této situace vznikne mlha, mluvíme o mlze avekčně-radiační.
Mlhy z vypařování
Rovněž zejména na podzim se mohou vyskytovat tzv. mlhy z vypařování (Obr. 4). Tímto termínem rozumíme mlhu, která vzniká vypařováním vody z povrchu teplejší vodní plochy do chladnějšího vzduchu. Nad pevninou se tyto mlhy formují (zejména tedy na podzim) nad vodními plochami a podmínkou je, že voda musí být teplejší než přilehlé vrstvy vzduchu. Kromě vypařování z vodních ploch mohou tyto mlhy vznikat v důsledku vypařování relativně teplých dešťových kapek, pokud propadávají vrstvou studeného vzduchu (často mlha předfrontální u teplých front).
Mlha nad vodní hladinou, zdroj: cs.wikipedia.org
V mlze probíhá také slabá turbulence (max. 1 m/s). Ta však zapříčiňuje neúspěšné umělé pokusy o rozpouštění mlh na letištích, kde je velmi nežádoucí a nebezpečná. Pokusy spočívaly v tom, že do mlh byly injektovány umělá kondenzační jádra a na chvíli došlo i k projasnění oblohy. Neboť na kondenzační jádra se nabalují vodní kapičky z mlhy a vznikaly tak i větší dešťové kapky (mlha se takzvaně vyprší nebo spíš vymrholí). Projasněné oblasti však velice rychle zanikaly v důsledku turbulentního promíchávání. Lépe lze rozpouštět jen přechlazené mlhy. V tomto případě jsou do mlhy injektována umělá ledová jádra nebo suchý led.
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.
