Ve vedrech vznikají rarášci, mohou i působit škody
Letní slunečné a teplé dny bez bouřek znamenají z meteorologického hlediska klidnou situaci. Přesto se může objevit jev, který nemusí – navzdory svému lidovému označení rarášek nebo čertík – být úplně neškodným. V meteorologické odborné terminologii má tento jev označení prachový nebo písečný vír, někdy též malá tromba. Jde o vír, který vzniká odspodu (na rozdíl například od tornáda, které vychází z oblaku) nad silně přehřátým zemským povrchem. K jeho vzniku je třeba, aby ve spodní vrstvě vzduchu (typicky o tloušťce alespoň několika desítek metrů) existovala výrazná vertikální instabilita atmosféry, jinými slovy značný pokles teploty vzduchu s výškou. Přehřátý povrch předává teplo přilehlým vrstvám vzduchu a následně se pak tento ohřátý vzduch ve formě jakýchsi bublin od rozpáleného povrchu oddělí a stoupá vzhůru. Pokud tyto stoupající bubliny teplého vzduchu dosáhnou tzv. kondenzační hladiny, tvoří se v nich kupovitá oblačnost, tedy kumuly. Občas je ale vzduch suchý, a tak je vzniku oblaků nedojde.
Typický obrázek raráška nad Arizonou, zdroj: nasa.gov
Někdy se však stane, že výstup těchto bublin teplého vzduchu není klidný, ale vykazuje známky rotace. Ta může vznikat buď v důsledku vertikálního střihu větru (tedy změny rychlosti a směru větru s výškou), ale i přeměnou tzv. horizontální vorticity (vírnatosti), která vzniká například v závětří různých předmětů u povrchu, jako jsou stromy, les, domy a podobně. Na velikost rotace pak má vliv i to, jak rychle bublina vzduchu stoupá vzhůru – je-li vzduch hodně teplý, stoupá rychleji, a přitom se více vertikálně protahuje. Toto protahování ale zvětšuje rychlost rotace tedy otáčení a tím pádem i rychlost větru, jak vyplývá ze zákona zachování momentu hybnosti (je to obdoba situace, kdy se člověk točí na židli a zvedne ruce, otáčení se pak zrychlí). Následně se uplatňuje obdoba komínového efektu, kdy výstupný proud ve spodní části nasává další teplý, přehřátý vzduch, což vede k zesilování a udržování rotace. Jakmile ale dojde k nasátí chladnějšího vzduchu z okolí, vír velmi rychle, během několika málo sekund, zanikne. Obecně vhodné podmínky pro vznik těchto vírů kromě nutného přehřátí povrchu zahrnují i situaci se slabým větrem a malou nebo žádnou oblačností. A kromě toho se jim daří v rovinatém terénu.
Schéma vzniku raráška , zdroj: wildfiretoday.com
Čím větší přehřátí, tím silnější může vítr v rarášcích být. A tím nebezpečnější důsledky může mít jeho přechod přes dané místo. Rychlost rotace se pohybuje od zhruba deseti metrů za sekundu, ale může přesáhnout i 30 m/s. Rozmanitá bývá taky výška těchto vírů – většinou je to několik desítek metrů (nejčastěji kolem 30 m), ale byly zdokumentovány i víry mající přes kilometr výšky. Mohutné prachové či písečné víry můžou mít kromě výstupného proudu vyvinutý i sestupný proud uprostřed víru, podobně jako u tornáda. Směr rotace je s ohledem na malou velikost víru téměř nezávislý na Coriolisově síle (která naopak jednoznačně určuje směr rotace v tlakových nížích a výších) – mohou se tedy otáčet jak po směru, tak proti směru hodinových ručiček.
Obvykle jsou jen pár metrů široké, někdy mívají sotva metr. Ale dokážou způsobit nepříjemnosti a napáchat škody – primárně jde o to, že výstupný pohyb víří prach a písek, případně zvedá jiný materiál z povrchu, rozhazuje různé neupevněné nebo nedostatečně zajištěné předměty. Typickým případem je sláma na poli (ostatně zorané pole se velmi dobře intenzivně zahřívá), ale klidně může zvednout i trampolínu. Anebo skákací hrad, jako se to stalo začátkem července v německém Gondershausenu v Porýní na západě Německa. Ten byl zasažen prachovým vírem, vymrštěn do vzduchu a děti z něho asi z pětimetrové výšky spadly, což vedlo k vážným zraněním (viz video). Proto není úplně rozumné, proskakovat tímto vírem, jak se občas objevuje na některých videích. Ve výjimečných případech může prachový/písečný vír způsobit i úmrtí, často zásahem odmrštěným předmětem. A nebezpečné jsou tyto víry taky pro parašutisty nebo paraglidisty u země, kdy střet s tímto vírem může vést ke ztrátě kontroly a pádu z několikametrové výšky.
Největším nebezpečím těchto malých vírů je, že se objevují velmi náhle a nemusí být zviditelněny zvířeným materiálem ze země, například při pohybu nad asfaltem či betonem. Rovněž dráha postupu nemusí být úplně jednoduše predikovatelná. Na druhé straně, mají poměrně krátkou dobu života, typicky několik sekund, výjimečně i pár minut. Možná, že právě určité škody, které rarášci působí a jejich jistá nevyzpytatelnost ve smyslu vzniku, zániku a dráhy postupu, vedla k lidovému označení démon nebo čert, za které lidé dříve tyto jevy považovali (v angličtině označení dust devil).
A rarášci mají ještě jeden zajímavý elektrostatický dopad – kvůli vysokému tření prachových a písečných zrn dochází k jejich nabíjení a tvorbě elektrického pole, ovlivňují tedy mimo jiné i šíření radiových vln.
Idealizované rozložení elektrického náboje v prachovém víru, zdroj: ars.els-cdn.com
Typický obrázek raráška nad Arizonou, zdroj: nasa.gov
Někdy se však stane, že výstup těchto bublin teplého vzduchu není klidný, ale vykazuje známky rotace. Ta může vznikat buď v důsledku vertikálního střihu větru (tedy změny rychlosti a směru větru s výškou), ale i přeměnou tzv. horizontální vorticity (vírnatosti), která vzniká například v závětří různých předmětů u povrchu, jako jsou stromy, les, domy a podobně. Na velikost rotace pak má vliv i to, jak rychle bublina vzduchu stoupá vzhůru – je-li vzduch hodně teplý, stoupá rychleji, a přitom se více vertikálně protahuje. Toto protahování ale zvětšuje rychlost rotace tedy otáčení a tím pádem i rychlost větru, jak vyplývá ze zákona zachování momentu hybnosti (je to obdoba situace, kdy se člověk točí na židli a zvedne ruce, otáčení se pak zrychlí). Následně se uplatňuje obdoba komínového efektu, kdy výstupný proud ve spodní části nasává další teplý, přehřátý vzduch, což vede k zesilování a udržování rotace. Jakmile ale dojde k nasátí chladnějšího vzduchu z okolí, vír velmi rychle, během několika málo sekund, zanikne. Obecně vhodné podmínky pro vznik těchto vírů kromě nutného přehřátí povrchu zahrnují i situaci se slabým větrem a malou nebo žádnou oblačností. A kromě toho se jim daří v rovinatém terénu.
Schéma vzniku raráška , zdroj: wildfiretoday.com
Čím větší přehřátí, tím silnější může vítr v rarášcích být. A tím nebezpečnější důsledky může mít jeho přechod přes dané místo. Rychlost rotace se pohybuje od zhruba deseti metrů za sekundu, ale může přesáhnout i 30 m/s. Rozmanitá bývá taky výška těchto vírů – většinou je to několik desítek metrů (nejčastěji kolem 30 m), ale byly zdokumentovány i víry mající přes kilometr výšky. Mohutné prachové či písečné víry můžou mít kromě výstupného proudu vyvinutý i sestupný proud uprostřed víru, podobně jako u tornáda. Směr rotace je s ohledem na malou velikost víru téměř nezávislý na Coriolisově síle (která naopak jednoznačně určuje směr rotace v tlakových nížích a výších) – mohou se tedy otáčet jak po směru, tak proti směru hodinových ručiček.
Obvykle jsou jen pár metrů široké, někdy mívají sotva metr. Ale dokážou způsobit nepříjemnosti a napáchat škody – primárně jde o to, že výstupný pohyb víří prach a písek, případně zvedá jiný materiál z povrchu, rozhazuje různé neupevněné nebo nedostatečně zajištěné předměty. Typickým případem je sláma na poli (ostatně zorané pole se velmi dobře intenzivně zahřívá), ale klidně může zvednout i trampolínu. Anebo skákací hrad, jako se to stalo začátkem července v německém Gondershausenu v Porýní na západě Německa. Ten byl zasažen prachovým vírem, vymrštěn do vzduchu a děti z něho asi z pětimetrové výšky spadly, což vedlo k vážným zraněním (viz video). Proto není úplně rozumné, proskakovat tímto vírem, jak se občas objevuje na některých videích. Ve výjimečných případech může prachový/písečný vír způsobit i úmrtí, často zásahem odmrštěným předmětem. A nebezpečné jsou tyto víry taky pro parašutisty nebo paraglidisty u země, kdy střet s tímto vírem může vést ke ztrátě kontroly a pádu z několikametrové výšky.
Největším nebezpečím těchto malých vírů je, že se objevují velmi náhle a nemusí být zviditelněny zvířeným materiálem ze země, například při pohybu nad asfaltem či betonem. Rovněž dráha postupu nemusí být úplně jednoduše predikovatelná. Na druhé straně, mají poměrně krátkou dobu života, typicky několik sekund, výjimečně i pár minut. Možná, že právě určité škody, které rarášci působí a jejich jistá nevyzpytatelnost ve smyslu vzniku, zániku a dráhy postupu, vedla k lidovému označení démon nebo čert, za které lidé dříve tyto jevy považovali (v angličtině označení dust devil).
A rarášci mají ještě jeden zajímavý elektrostatický dopad – kvůli vysokému tření prachových a písečných zrn dochází k jejich nabíjení a tvorbě elektrického pole, ovlivňují tedy mimo jiné i šíření radiových vln.
Idealizované rozložení elektrického náboje v prachovém víru, zdroj: ars.els-cdn.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.
