Jak sledovat bouřky pomocí radaru?
Léto je v České republice obdobím hlavního výskytu bouřek, které vždy jsou spojeny s konvektivním oblakem druhu cumulonimbus. Přesněji bychom pro souhrnné označení meteorologických jevů spojených s tímto oblakem měli používat označení konvektivní bouře, což v sobě kromě bouřky jako takové zahrnuje i výskyt krup, přívalového deště, prudkého větru, případně tornáda. Pojmu bouřka se pak používá jako hovorového označení konvektivní bouře, čehož se v následujícím textu přidržíme, ačkoliv se nejedná o úplné synonymum.
Mezi základní metody, které s používají ke sledování a nowcastingu (tedy předpovědi na velmi krátkou dobu) bouřek, patří distanční sledování bouřek pomocí meteorologických radarů. Jejich časové i prostorové rozlišení totiž umožňuje zjistit o bouřkách celou řadu informací. Na bouřku se pomocí radaru můžeme podívat pomocí několika tzv. radarových produktů. Veřejnosti je k dispozici pole maximálních odrazivostí (z celého vertikálního rozsahu) spolu s bočními průměty. Lze si tak udělat základní 3D představu o dané bouřce. Vhodné je také sledovat radarové snímky spolu s detekcí bleskové aktivity, což umožní lépe lokalizovat bouřky. Nelze úplně jednoznačně určit nějakou mez, po jejímž překročení získá daný oblak charakter bouřky, obvykle je to kolem 48 až 52 dBZ – ale je nutné mít na paměti možný útlum radarových paprsků v dané oblasti z různých důvodů. Pokud odrazivost dosáhne 56 dBZ, lze očekávat silnou bouřku se silným deštěm, po dosažení 60 dBZ jde o velmi silnou bouřku a velmi prudký déšť a téměř jistě i o výskyt krup.
Tip: Radar na mapě - aktuální radarové snímky zobrazené na mapových podkladech
Nejběžnějším typem bouřky je tzv. jednoduchá konvektivní buňka. Její rozměr jsou obvykle jednotky km a typická životnost 30 až 50 minut. Kromě vydatných srážek a nárazů větru většinou nepřináší žádné významnější nebezpečné povětrnostní jevy. Její struktura na meteorologickém radaru je dobře patrná na obr. 1. Od okamžiku objevení první zvýšené odrazivosti do stadia maximálního vývoje uplyne obvykle 10 až 15 minut, poté převáží sestupné pohyby nad vzestupnými, bouřka se vyprší a zaniká.
Obr. 1: Jednoduchá konvektivní buňka na meteorologickém radaru – nahoře je znázorněn boční průmět, uprostřed a dole potom odrazivost ve výšce 6, resp. 0,5 km nad zemí (odrazivosti znázorněny zjednodušeně). Symbolem studené fronty je znázorněno čelo studeného vzduchu u povrchu vytékajícího z bouřkové buňky. Zdroj: ČHMÚ
Obr. 2: Jednoduchá konvektivní buňka se vytvořila východně od Hlinska – v centru bouře je odrazivost až 60 dBZ, je dobře patrné protažení k severovýchodu až východu vlivem proudění ve vyšších hladinách. Zdroj: ČHMÚ
Na obr. 1 je znázorněna buňka schematicky, v konkrétním případě bude tvar záviset na směru proudění v oblasti, kde buňka vzniká a nemusí tedy být kruhová, ale protažená ve směru převažujícího větru ve vyšších hladinách atmosféry – především nižší hodnoty odrazivosti související se vzdalující se částí kovadliny od jádra bouřky (viz obr. 2). Sledováním sekvence radarových snímků lze sledovat nejen postup bouřky jako takové, ale i vznik nových buněk. Někdy je patrná i jistá rotace buňky a určitá odchylka jejího postupu od směru převažujícího proudění.
Konvektivní buňky se ale jen někdy vyskytují osamoceně. Často jich vzniká v dané oblasti během času víc a jejich složením pak vzniká multicelární bouře neboli mutlicela. Má rozměry 20 až 30 km, i více, doba života systému je několik hodin. Základním mechanismem, který vyvolává postupný vznik jednotlivých buněk, je vynucený výstup teplého a vlhkého vzduchu před chladným vzduchem vytékajícím z bouře ze zralých buněk, jehož čelo má formu tzv. gust fronty. Okolní vzduch ze spodních hladin může vystoupit k hladině volné konvekce a vzniká nová dceřiná buňka. Takové buňky a jejich gust fronty mohou vyvolat vznik dalších buněk a vyvíjí se tak celý multicelární systém. Někdy dochází k obnovování systému na jednom místě, kdy bouře pak v podstatě „stojí“ na místě a to může vést k výrazným přívalovým povodním. Základní schéma, jak se jeví na radarových snímcích, je uvedeno na obr. 3, konkrétní situace pak je na obr. 4.
Obr. 3: Multicelární bouře na meteorologickém radaru – nahoře boční průmět, uprostřed a dole příslušné odrazivosti v daných hladinách (zdroj: portal.chmi.cz). Zdroj: ČHMÚ
Obr. 4: Multicelární systém vyvíjející se na východě Rokycanska 13. června 2015 krátce po poledni – v jeho rámci je patrných několik jader velmi vysoké odrazivosti. Zdroj: ČHMÚ
Konečně speciálním případě jednoduché konvektivní buňky je tzv. supercela. Je tvořena jedinou velmi výraznou konvektivní buňkou, která se spojitě obnovuje, doba života je obvykle několik hodin. V činnosti ji udržuje jediný silně rotující výstupný proud s vertikální osou rotace dosahující rychlosti až 50 m/s. Horizontální rozměry u země jsou přes 20 km, kovadlina může mít ale rozměr víc než 100 km. Pohybují se spíše pomaleji, směr jejich postupu se výrazně odchyluje od středního směru větru v oblačné vrstvě a někdy může dojít k rozštěpení na dvě buňky. Rozhodujícím znakem supercelárního vývoje je existence mezocyklóny, což je oblast nízkého tlaku vzduchu, která se vyvíjí uvnitř oblaku a jejíž horizontální rozměr odpovídá rozsahu daného oblaku. Projevuje se jako vír a je detekovatelná dopplerovskými radiolokátory. Oblast rotace má typický průměr 3 až 10 km a často se nachází na jihozápadním okraji supercely. Její typický vzhled na radarovém snímku je uveden na obr. 5. „Bílá“ oblast detekovatelné ve výšce 7 a 4 km odpovídá právě výskytu mezocyklóny. Konkrétní příklad supercely v USA je pak na obr. 6.
Obr. 5: Supercela na meteorologickém radaru – nahoře boční průmět, uprostřed a dole příslušné odrazivosti v daných hladinách. Zdroj: ČHMÚ
Obr. 6: Příklad supercely v USA – s dobře detekovatelnou oblastí vysoké reflektivity ve tvaru jakéhosi háku na jihozápadní straně bouře (tzv. hook echo). Zdroj: NOAA.com
Během vývoje bouřek se občas stává, že se jednotlivé bouřkové komplexy slévají a spojují a tím vytvářejí tzv. mezosynoptický konvektivní systém (MCS (Mesoscale Convectice Systém)). Ty se pak projevují sice určitým zeslabením nejsilnějších buněk, ale jsou typické rozsáhlou srážkovou činností a můžou vést k přívalovým povodním. Typická doba života je až 10 hodin. Základním typem je více méně neuspořádaný shluk oblaků (cluster) a pak lineární struktura oblaků označovaná jako tzv. squall line. Právě s tímto typem MCS je často spojeno pásmo rozsáhlých húlav, tedy krátkodobých zesílení větru na čele bouří. Příklad MCS v Česku si můžete prohlédnout na obr. 7.
Obr. 7: K večeru 13. června 2015 se z jednotlivých bouřkových komplexů vytvořil MSC ve tvaru clusteru (shluku buněk) nad Čechami, který postupoval k severovýchodu a v noci se rozpadal. Zdroj: ČHMÚ
Mezi základní metody, které s používají ke sledování a nowcastingu (tedy předpovědi na velmi krátkou dobu) bouřek, patří distanční sledování bouřek pomocí meteorologických radarů. Jejich časové i prostorové rozlišení totiž umožňuje zjistit o bouřkách celou řadu informací. Na bouřku se pomocí radaru můžeme podívat pomocí několika tzv. radarových produktů. Veřejnosti je k dispozici pole maximálních odrazivostí (z celého vertikálního rozsahu) spolu s bočními průměty. Lze si tak udělat základní 3D představu o dané bouřce. Vhodné je také sledovat radarové snímky spolu s detekcí bleskové aktivity, což umožní lépe lokalizovat bouřky. Nelze úplně jednoznačně určit nějakou mez, po jejímž překročení získá daný oblak charakter bouřky, obvykle je to kolem 48 až 52 dBZ – ale je nutné mít na paměti možný útlum radarových paprsků v dané oblasti z různých důvodů. Pokud odrazivost dosáhne 56 dBZ, lze očekávat silnou bouřku se silným deštěm, po dosažení 60 dBZ jde o velmi silnou bouřku a velmi prudký déšť a téměř jistě i o výskyt krup.
Tip: Radar na mapě - aktuální radarové snímky zobrazené na mapových podkladech
Nejběžnějším typem bouřky je tzv. jednoduchá konvektivní buňka. Její rozměr jsou obvykle jednotky km a typická životnost 30 až 50 minut. Kromě vydatných srážek a nárazů větru většinou nepřináší žádné významnější nebezpečné povětrnostní jevy. Její struktura na meteorologickém radaru je dobře patrná na obr. 1. Od okamžiku objevení první zvýšené odrazivosti do stadia maximálního vývoje uplyne obvykle 10 až 15 minut, poté převáží sestupné pohyby nad vzestupnými, bouřka se vyprší a zaniká.
Obr. 1: Jednoduchá konvektivní buňka na meteorologickém radaru – nahoře je znázorněn boční průmět, uprostřed a dole potom odrazivost ve výšce 6, resp. 0,5 km nad zemí (odrazivosti znázorněny zjednodušeně). Symbolem studené fronty je znázorněno čelo studeného vzduchu u povrchu vytékajícího z bouřkové buňky. Zdroj: ČHMÚ
Obr. 2: Jednoduchá konvektivní buňka se vytvořila východně od Hlinska – v centru bouře je odrazivost až 60 dBZ, je dobře patrné protažení k severovýchodu až východu vlivem proudění ve vyšších hladinách. Zdroj: ČHMÚ
Na obr. 1 je znázorněna buňka schematicky, v konkrétním případě bude tvar záviset na směru proudění v oblasti, kde buňka vzniká a nemusí tedy být kruhová, ale protažená ve směru převažujícího větru ve vyšších hladinách atmosféry – především nižší hodnoty odrazivosti související se vzdalující se částí kovadliny od jádra bouřky (viz obr. 2). Sledováním sekvence radarových snímků lze sledovat nejen postup bouřky jako takové, ale i vznik nových buněk. Někdy je patrná i jistá rotace buňky a určitá odchylka jejího postupu od směru převažujícího proudění.
Konvektivní buňky se ale jen někdy vyskytují osamoceně. Často jich vzniká v dané oblasti během času víc a jejich složením pak vzniká multicelární bouře neboli mutlicela. Má rozměry 20 až 30 km, i více, doba života systému je několik hodin. Základním mechanismem, který vyvolává postupný vznik jednotlivých buněk, je vynucený výstup teplého a vlhkého vzduchu před chladným vzduchem vytékajícím z bouře ze zralých buněk, jehož čelo má formu tzv. gust fronty. Okolní vzduch ze spodních hladin může vystoupit k hladině volné konvekce a vzniká nová dceřiná buňka. Takové buňky a jejich gust fronty mohou vyvolat vznik dalších buněk a vyvíjí se tak celý multicelární systém. Někdy dochází k obnovování systému na jednom místě, kdy bouře pak v podstatě „stojí“ na místě a to může vést k výrazným přívalovým povodním. Základní schéma, jak se jeví na radarových snímcích, je uvedeno na obr. 3, konkrétní situace pak je na obr. 4.
Obr. 3: Multicelární bouře na meteorologickém radaru – nahoře boční průmět, uprostřed a dole příslušné odrazivosti v daných hladinách (zdroj: portal.chmi.cz). Zdroj: ČHMÚ
Obr. 4: Multicelární systém vyvíjející se na východě Rokycanska 13. června 2015 krátce po poledni – v jeho rámci je patrných několik jader velmi vysoké odrazivosti. Zdroj: ČHMÚ
Konečně speciálním případě jednoduché konvektivní buňky je tzv. supercela. Je tvořena jedinou velmi výraznou konvektivní buňkou, která se spojitě obnovuje, doba života je obvykle několik hodin. V činnosti ji udržuje jediný silně rotující výstupný proud s vertikální osou rotace dosahující rychlosti až 50 m/s. Horizontální rozměry u země jsou přes 20 km, kovadlina může mít ale rozměr víc než 100 km. Pohybují se spíše pomaleji, směr jejich postupu se výrazně odchyluje od středního směru větru v oblačné vrstvě a někdy může dojít k rozštěpení na dvě buňky. Rozhodujícím znakem supercelárního vývoje je existence mezocyklóny, což je oblast nízkého tlaku vzduchu, která se vyvíjí uvnitř oblaku a jejíž horizontální rozměr odpovídá rozsahu daného oblaku. Projevuje se jako vír a je detekovatelná dopplerovskými radiolokátory. Oblast rotace má typický průměr 3 až 10 km a často se nachází na jihozápadním okraji supercely. Její typický vzhled na radarovém snímku je uveden na obr. 5. „Bílá“ oblast detekovatelné ve výšce 7 a 4 km odpovídá právě výskytu mezocyklóny. Konkrétní příklad supercely v USA je pak na obr. 6.
Obr. 5: Supercela na meteorologickém radaru – nahoře boční průmět, uprostřed a dole příslušné odrazivosti v daných hladinách. Zdroj: ČHMÚ
Obr. 6: Příklad supercely v USA – s dobře detekovatelnou oblastí vysoké reflektivity ve tvaru jakéhosi háku na jihozápadní straně bouře (tzv. hook echo). Zdroj: NOAA.com
Během vývoje bouřek se občas stává, že se jednotlivé bouřkové komplexy slévají a spojují a tím vytvářejí tzv. mezosynoptický konvektivní systém (MCS (Mesoscale Convectice Systém)). Ty se pak projevují sice určitým zeslabením nejsilnějších buněk, ale jsou typické rozsáhlou srážkovou činností a můžou vést k přívalovým povodním. Typická doba života je až 10 hodin. Základním typem je více méně neuspořádaný shluk oblaků (cluster) a pak lineární struktura oblaků označovaná jako tzv. squall line. Právě s tímto typem MCS je často spojeno pásmo rozsáhlých húlav, tedy krátkodobých zesílení větru na čele bouří. Příklad MCS v Česku si můžete prohlédnout na obr. 7.
Obr. 7: K večeru 13. června 2015 se z jednotlivých bouřkových komplexů vytvořil MSC ve tvaru clusteru (shluku buněk) nad Čechami, který postupoval k severovýchodu a v noci se rozpadal. Zdroj: ČHMÚ
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.
