Proč bývá v údolích na podzim občas výrazně chladněji než na kopcích?
Současné dny babího léta sice přinášejí příjemně teplá odpoledne, kdo ale vyráží ven ráno, pociťuje už postupující podzim na podstatně nižších teplotách. Jenže ne všude je v noci a ráno stejně chladno - rozdíly minimálních teplot můžou i na malou vzdálenost překonat. Přitom obzvláště nízké teploty se v těchto dnech vyskytují v údolních polohách. Proč jsou ale vlastně údolí tak náchylná k výskytu nízkých teplot a třeba i přízemních mrazíků, zatímco v rovinatých oblastech tak výrazný pokles teplot během nocí nenastává? Souvisí to s několika faktory, přičemž tři jsou dány meteorologickými podmínkami neboli počasím, jeden pak souvisí s vlastní podobou terénu.
Středeční ráno bylo ve znamení velkých rozdílů teplot způsobených lokálními efekty, zdroj: in-pocasi.cz
Pro vznik lokálně výrazných teplotních rozdílů během nocí musí nastat současně situace s malou oblačností, ideálně jasným nebem, co nejslabším větrem, ideálně bezvětřím a taky nízkou vlhkostí vzduchu. V takovém případě se totiž během nocí může zemský povrch intenzivně ochlazovat, neboť vyzařuje dlouhovlnnou čili tepelnou radiaci. Vzduch v blízkosti země se následně začne taky ochlazovat, teplota tedy klesá. Pod jasným nebem je intenzita vyzařování podstatně větší než při oblačné nebo dokonce zatažené obloze, kdy se část vyzářeného tepla od oblaků vrátí na zemský povrch jako tzv. zpětné záření, což jeho ochlazování zpomaluje.
Roli hraje i relativní vlhkost. Pokud chladnoucí vzduch obsahuje hodně vodní páry, tedy má vysokou vlhkost, začne voda s poklesem teploty kondenzovat, zkapalní se, přičemž se vytváří mlha. Během fázového přechodu z plynného do kapalného stavu se přitom uvolňuje značné množství energie, známé jako latentní teplo, které ohřívá okolní vzduch. Proto taky tvorba mlhy zabraňuje nadměrnému ochlazování, i když pocitově se nám může mlhavé počasí kvůli vysoké relativně vlhkosti jevit chladněji než jasné ráno. A konečně, zcela zásadní je nízká rychlost větru, což brání promíchávání vrstev vzduchu. Studený vzduch má vyšší hustotu než teplý vzduch, je tedy těžší, a proto se shromažďuje v blízkosti země. Pokud by foukal silný vítr, smíchal by studenou vrstvu u půdy s teplejšími vrstvami nad ní. Tření, které při promíchávání vzniká, by navíc uvolnilo další tepelnou energii. Oba tyto faktory proto brání výraznému ochlazení. V údolích přitom bývá vítr obecně slabší, a to zejména v nočních hodinách.
To jsou tedy tři základní faktory, které vedou k ochlazování vzduchu. Ale proč je ve finále během takové noci chladněji právě na dnech údolí? Primárně to souvisí s jejich topografií, tedy utvářením terénu. Jak již bylo uvedeno, studený vzduch je těžší než teplý a drží se v blízkosti povrchu. Když se studený vzduch vytvoří nad vrstvou půdy svahů obklopujících údolí, začne vlivem gravitace podél svahu klesat dolů a hromadí se v údolí. Samotné údolí tedy negeneruje studený vzduch, ale vlastně slouží jako rezervoár studeného vzduchu, který do něj přitekl z okolních svahů. Nejchladnější vzduch se shromažďuje v nejnižším bodě terénu, což má za následek obzvláště nízké teploty u samotného dna údolí. Koncem září a začátkem října je noc už natolik dlouhá, že při splnění všech výše uvedených podmínek se může právě v údolích vyskytnout přízemní mráz i mimo známé mrazové lokality na Šumavě nebo v Jizerských horách. Přitom je vhodné si uvědomit, že nemusí vždy jít o hluboká údolí. I malé rozdíly v utváření terénu můžou významně ovlivnit teplotu v blízkosti země, zejména přidá-li se - jako v těchto dnech - lokálně rozdílný vliv větru.
Schéma ochlazení vzduchu během noci v kopcovitém terénu, zdroj: dwd.de (upraveno s pomocí AI)
Mimochodem, během jasných a klidných nocí se často vytváří tzv. přízemní inverze. Tedy situace, kdy teplota vzduchu s výškou v přízemní vrstvě roste. Někdy jsou inverze tenké, dosahující jen pár metrů, jindy můžou být - zejména v údolích - podstatně mohutnější. Během dne, působením slunečního záření se povrch začne ohřívat, následně se začnou oteplovat i přilehlé vrstvy vzduchu a inverze zaniká. Navíc během dne zpravidla zesiluje vítr, který pak promíchává přízemní vrstvy atmosféry. Teplotní rozdíly se následně snižují a postupně teplota v osluněných údolích přesáhne teplotu na okolních kopcích, vzniká tedy známý stav, kdy při stoupání teplota klesá. Čím je ale noc delší, tím déle trvá situace s výskytem inverze a s pokračujícím podzimem pak může tento stav přetrvat po celý den.
Aerologický výstup z Prahy-Libuše ve středu po půlnoci ukazuje v přízemní vrstvě vzduchu inverzi teploty (červená křivka), zdroj: chmi.cz
Výše uvedené faktory jsou sice zahrnuty v numerických předpovědních modelech, jenže vzhledem k jejich rozlišení (nižší jednotky kilometrů) je reálný terén často více či méně shlazen a tedy převýšení v modelu jsou často menší než ve skutečnosti. To ale znamená menší intenzitu nočního ochlazování vzduchu v modelu ve srovnání s realitou. Na tento faktor je proto dobré myslet při předpovědi minim ve složitém terénu. Na dně údolí pak můžeme mít klidně o 5 až 10 stupňů chladněji, než počítá aplikace. Tato situace nás čeká ještě v noci na čtvrtek, pak už bude vítr slabší a oblačnost větší, jinými slovy, rozdíly nočních minim se od pátku na většině území poněkud sníží.
Modely jsou schopny jen omezeně zohlednit lokální faktory při předpovědi minim (zde lokální model ICON-DE), zdroj: ventusky.com
Středeční ráno bylo ve znamení velkých rozdílů teplot způsobených lokálními efekty, zdroj: in-pocasi.cz
Pro vznik lokálně výrazných teplotních rozdílů během nocí musí nastat současně situace s malou oblačností, ideálně jasným nebem, co nejslabším větrem, ideálně bezvětřím a taky nízkou vlhkostí vzduchu. V takovém případě se totiž během nocí může zemský povrch intenzivně ochlazovat, neboť vyzařuje dlouhovlnnou čili tepelnou radiaci. Vzduch v blízkosti země se následně začne taky ochlazovat, teplota tedy klesá. Pod jasným nebem je intenzita vyzařování podstatně větší než při oblačné nebo dokonce zatažené obloze, kdy se část vyzářeného tepla od oblaků vrátí na zemský povrch jako tzv. zpětné záření, což jeho ochlazování zpomaluje.
Roli hraje i relativní vlhkost. Pokud chladnoucí vzduch obsahuje hodně vodní páry, tedy má vysokou vlhkost, začne voda s poklesem teploty kondenzovat, zkapalní se, přičemž se vytváří mlha. Během fázového přechodu z plynného do kapalného stavu se přitom uvolňuje značné množství energie, známé jako latentní teplo, které ohřívá okolní vzduch. Proto taky tvorba mlhy zabraňuje nadměrnému ochlazování, i když pocitově se nám může mlhavé počasí kvůli vysoké relativně vlhkosti jevit chladněji než jasné ráno. A konečně, zcela zásadní je nízká rychlost větru, což brání promíchávání vrstev vzduchu. Studený vzduch má vyšší hustotu než teplý vzduch, je tedy těžší, a proto se shromažďuje v blízkosti země. Pokud by foukal silný vítr, smíchal by studenou vrstvu u půdy s teplejšími vrstvami nad ní. Tření, které při promíchávání vzniká, by navíc uvolnilo další tepelnou energii. Oba tyto faktory proto brání výraznému ochlazení. V údolích přitom bývá vítr obecně slabší, a to zejména v nočních hodinách.
To jsou tedy tři základní faktory, které vedou k ochlazování vzduchu. Ale proč je ve finále během takové noci chladněji právě na dnech údolí? Primárně to souvisí s jejich topografií, tedy utvářením terénu. Jak již bylo uvedeno, studený vzduch je těžší než teplý a drží se v blízkosti povrchu. Když se studený vzduch vytvoří nad vrstvou půdy svahů obklopujících údolí, začne vlivem gravitace podél svahu klesat dolů a hromadí se v údolí. Samotné údolí tedy negeneruje studený vzduch, ale vlastně slouží jako rezervoár studeného vzduchu, který do něj přitekl z okolních svahů. Nejchladnější vzduch se shromažďuje v nejnižším bodě terénu, což má za následek obzvláště nízké teploty u samotného dna údolí. Koncem září a začátkem října je noc už natolik dlouhá, že při splnění všech výše uvedených podmínek se může právě v údolích vyskytnout přízemní mráz i mimo známé mrazové lokality na Šumavě nebo v Jizerských horách. Přitom je vhodné si uvědomit, že nemusí vždy jít o hluboká údolí. I malé rozdíly v utváření terénu můžou významně ovlivnit teplotu v blízkosti země, zejména přidá-li se - jako v těchto dnech - lokálně rozdílný vliv větru.
Schéma ochlazení vzduchu během noci v kopcovitém terénu, zdroj: dwd.de (upraveno s pomocí AI)
Mimochodem, během jasných a klidných nocí se často vytváří tzv. přízemní inverze. Tedy situace, kdy teplota vzduchu s výškou v přízemní vrstvě roste. Někdy jsou inverze tenké, dosahující jen pár metrů, jindy můžou být - zejména v údolích - podstatně mohutnější. Během dne, působením slunečního záření se povrch začne ohřívat, následně se začnou oteplovat i přilehlé vrstvy vzduchu a inverze zaniká. Navíc během dne zpravidla zesiluje vítr, který pak promíchává přízemní vrstvy atmosféry. Teplotní rozdíly se následně snižují a postupně teplota v osluněných údolích přesáhne teplotu na okolních kopcích, vzniká tedy známý stav, kdy při stoupání teplota klesá. Čím je ale noc delší, tím déle trvá situace s výskytem inverze a s pokračujícím podzimem pak může tento stav přetrvat po celý den.
Aerologický výstup z Prahy-Libuše ve středu po půlnoci ukazuje v přízemní vrstvě vzduchu inverzi teploty (červená křivka), zdroj: chmi.cz
Výše uvedené faktory jsou sice zahrnuty v numerických předpovědních modelech, jenže vzhledem k jejich rozlišení (nižší jednotky kilometrů) je reálný terén často více či méně shlazen a tedy převýšení v modelu jsou často menší než ve skutečnosti. To ale znamená menší intenzitu nočního ochlazování vzduchu v modelu ve srovnání s realitou. Na tento faktor je proto dobré myslet při předpovědi minim ve složitém terénu. Na dně údolí pak můžeme mít klidně o 5 až 10 stupňů chladněji, než počítá aplikace. Tato situace nás čeká ještě v noci na čtvrtek, pak už bude vítr slabší a oblačnost větší, jinými slovy, rozdíly nočních minim se od pátku na většině území poněkud sníží.
Modely jsou schopny jen omezeně zohlednit lokální faktory při předpovědi minim (zde lokální model ICON-DE), zdroj: ventusky.com
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.
