Počasí na moři by IFP PUBLISHING

Počasí na moři David Houghton

Obsah Předmluva 5 1. Co je počasí? 7 2. Jak číst meteorologické mapy 12 3. Vítr na palubě 19 4. O čem vyprávějí mraky 22 5. Životní cyklus tlakové níže 30 6. Informace o počasí – zdroje a popis 38 7. Udělej si sám - vaše vlastní pozorování 44 8. Meteorologické mapy a příručky 46 9. Nebezpečné počasí 50 10. Vítr v blízkosti pobřeží 55 11. Odpolední vítr a mořská bríza 59 12. Vítr nad otevřeným mořem 63 13. Vlny, vzdutí moře, vítr a příliv 65 14. Tropické cyklóny 68 15. Námořnické tradice týkající se počasí 70 16. Praktické příklady 72 Příloha č. 1 Coriolisova síla 75 Příloha č. 2 Termální vítr 76 Příloha č. 3 Vlastní meteorologická mapa 79 Příloha č. 4 Námořní oblasti Velké Británie 89

David Houghton Počasí na moři Copyright © David Houghton 2005 Originální vydání 2008 John Wiley&Sons Ltd. The Atrium, Southern Gate, Chichester West Sussex, PO 19 8SQ, England. Předchozí vydání 1986, 1991, 1998 Z anglického originálu Weather at Sea vydaného Jihn Wiley &Sons Ltd, 2008 přeložila 2010 © Lucie Schürerová. Vydalo nakladatelství IFP Publishing s.r.o. jako svou 11. publikaci v roce 2011. Dotisky: 2011, 2016 Copyright © IFP Publishing s.r.o. 2010, 2016

Předmluva Jachting je krásná zábava a úžasný sport. Vyžaduje však řadu znalostí a neustálé sebezdokonalování. Také v tom tkví jeho kouzlo. Kromě vlastní techniky jízdy, strategie plavby, navigace, komunikace, nastavení plachet, seřízení takeláže a řady dalších podstatných věcí, musí jachtař ovládat i meteorologii. Dobrá znalost meteorologie je základem bezpečné plavby a pro závodníky je nedílnou součástí tvorby závodní strategie a taktiky. Sledování počasí patří na lodi ke každodenní činnosti, a proto je osvojení základních principů meteorologie velmi důležité. Jezdím na lodi už od dětství a v meteorologii jsem se naučil spoustu praktických věcí. Na jezerech sleduji poryvy větru a jejich sílu na jednotlivých stranách závodního kurzu. Počítám jejich časovou frekvenci. Sleduji stáčení větru vzhledem k jeho rychlosti. Na moři studuji mapy a snažím se odhadnout vývoj větru ve vztahu k reliéfu pobřeží. Z jaké strany obeplout ostrov? Kde bude více větru s lepším stočením? Na oceánu je předpověď počasí doslova životní nutností. Během mé první dobrodružné plavby přes oceán jsme dostávali zprávy od našeho kamaráda a sledovali vývoj na internetu. Při druhé oceánské plavbě na ultralehkém nafukovacím šestimetrovém katamaránu jsme byli odkázáni jen na našeho meteorologa na pevnině. Ten sice dokázal připravit pomocí satelitních snímků celkovou prognózu, ale lokální bouřky samozřejmě předpovědět nedokázal. Museli jsme je tedy sami předvídat podle vývoje barometrického tlaku a sledováním mraků.

trové lodi z Francie do Brazílie) jsem byl odkázán jen na jednodenní meteorelaci na rádiu Monaco, stala se základem úspěchu spolupráce s meteorologem Jure Jermanem (Slovinsko). Jure zpracoval statistická data pro danou oblast v daném období za posledních 20 let a vytvořil před startem dlouhodobou strategii plavby. Jeho světově uznávaná znalost jachtařské meteorologie se projevila hned v první etapě, kdy se při výpočtu mého příjezdu na Madeiru mýlil jen o 30 minut na šesti dnech plavby. Ve druhé etapě pak perfektně zvolil ideální oblast na průjezd rovníkových tišin a místo pro překonání rovníku. Díky dobré přípravě, rychlé jízdě a dobrému trimování plachet se mi podařilo doplout na celkovém třetím místě. Zásadní podíl na úspěchu měla právě meteorologická příprava. V posledním transoceánském závodě profesionálních dvojic Transat ag2r jsme dvakrát dosáhli na 24 hodinový rychlostní rekord a ještě uprostřed Atlantiku jsme se drželi na výborném 4. místě. Ale nakonec jsme díky špatnému čtení meteorologických dat zůstali uvěznění v tlakové výši a postupně se propadli na konec závodního pole. O to více mě těší, že na náš trh přichází tato nová publikace, která nám pomůže více proniknout do tajů poznávání počasí. Nejen jako závodník, ale také jako trenér a instruktor školy jachtingu N.Y.S. věřím, že by tato kniha neměla chybět v knihovně žádného námořníka nebo jezerního jachtaře. Jako povinnou četbu bych ji pak doporučil trenérům, instruktorům, kapitánům a rozhodčím v jachtingu.

Třetí oceánská plavba byla nejnáročnější. Protože v rámci závodu Minitransat (sóloplavba na 6,5 mePříznivý vítr do plachet všem čtenářům přeje David Křížek

1. Co je počasí? Cumulus (mrak)

Stoupající horký vzduch

stoupající horký vzduch

studený vzduch

1.1

studený vzduch

táborový oheň

dyž hovoříme o počasí, myslíme tím veškeré děje, které probíhají v atmosféře kolem nás: Teplotu, která ovlivňuje náš pocit tepelného komfortu, vlhkost, která určuje viditelnost, oblačnost, srážky a zejména rychlost a směr větru, který určuje, kam a jak rychle můžeme plachtit. Tato kniha se zabývá reálným počasím na severní polokouli – tedy větrem ve vašich plachtách a oblačností na obloze nad vámi. Jediná dovednost, kterou budete potřebovat, je schopnost skládat skládačky: složit dohromady všechny dostupné střípky údajů, abyste získali nejlepší možný obraz o větru a počasí, který vás na vodě čeká.

Jaké síly tvoří počasí Hnací silou veškerých klimatických dějů je teplo ze slunce. Funguje to podobně, jako když si děláte táborák na zahradě. Vzduch nad ohněm se zahřívá, stoupá vzhůru a unáší s sebou kouř. Je nahrazován chladnějším vzduchem přicházejícím ze stran (obr. 1.1). Stejné je to i s počasím. Namísto ohně máme zemi či moře zahřívané sluncem, přičemž nárůst teploty závisí na barvě a charakteru povrchu. Černý asfalt se rozehřeje mnohem více než zelené pole; poušť bude žha-

1.2 vější než les nebo oceán. Přímý ohřev vzduchu sluncem je zanedbatelný. Z toho vyplývá, že zahřátý vzduch, který v jedné oblasti stoupá, se vyrovnává chladnějším klesajícím vzduchem někde jinde. Dobrým příkladem klesání chladného vzduchu je pultový mrazák. Když zvednete víko, chladný vzduch nestoupá, ale zůstává v mrazícím pultu. V celosvětovém měřítku dochází k tomu, že vzduch ohřátý sluncem v tropech stoupá a je nahrazován chladnějším vzduchem přicházejícím z polárních oblastí (obr.1.3). V lokálním měřítku můžeme uvést například mořskou brízu, která vzniká tím, že teplý vzduch nad pevninou stoupá a je nahrazován chladnějším vzduchem přicházejícím od moře (obr. 11.2); nebo také mraky cumuly, které jsou dokladem bublin stoupajícího teplého vzduchu a neviditelných pohybů vzduchu, který je nahrazuje (obr. 1.2). Ve všech případech dochází ke kompenzačnímu pohybu vzduchu v atmosféře.

Vlhkost v ovzduší Ve vzduchu je vždy přítomno určité množství vodní páry - v suchém vzduchu jen nepatrně, ve

Počasí

Malý cumulus

Severní pól

1.3

Jižní pól

na moři

je počasí?

vodní páry kondenzují uvolňuje se latentní teplo

voda se vypařuje dochází k absorbci latentního tepla

1.4 Koloběh vody vlhkém mnoho. Mraky a mlha jsou tvořeny suspenzí milionů drobounkých kapiček vody nebo krystalků ledu ve vzduchu. Voda se neustále vypařuje z oceánů, jezer i mokré půdy a při tomto odpařování se spotřebovává tepelná energie. Pokud podržíte vlhký prst proti větru, ucítíte chlad, protože proces odpařování vody odebírá vašemu prstu teplo. Teplota otevřeného venkovního bazénu klesne díky odpařování každý den o dva až tři stupně. Sluneční teplo může během dne část těchto tepelných ztrát vyrovnat, ale pokud bazén přikryjete a zamezíte tak odpařování, bude to mít ještě větší účinek. Jakmile se vodní pára dostane do ovzduší, je unášena kolem světa, až někde zkondenzuje na vodní kapky a stejná tepelná energie, která se spotřebovala na odpaření vody, je opět uvolněna do atmosféry (obr. 1.4). Proto mluvíme o latentním teplu (skrytém teplu) – teplo se vlastně ve vodních parách uchovává. Voda je tedy zodpovědná za většinu klimatických aktivit, se kterými se setkáváme, protože přemisťuje značné množství tepelné energie z místa na místo. Bouře a tropické cyklóny čerpají prostřednictvím kondenzace většinu energie právě z uvolňování latentního tepla. Takže skutečně jde o velmi důležitý jev. Vlastně všude, kde prší, se pravděpodobně setkáte se silnějšími

větry právě díky většímu množství energie získané při uvolnění latentního tepla.

Vzdušné masy Chování vzdušných mas neobestírá žádné velké tajemství. Precizní definice najdete v učebnicích zeměpisu – ale na vše, co potřebuje vědět jachtař, stačí obyčejný zdravý rozum. Teplota a vlhkost vzduchu závisí na tom, odkud vzduch pochází. Například vzduch z Arktidy přinášený severním větrem bude studený, suchý a bude vyžadovat vhodné oblečení a péči o pokožku. Vzduch přivátý ze subtropického oceánu bude teplý a vlhký a bude obtížné například udržet se v suchu. K tomu bude také třeba vzít do úvahy vážný problém mořské mlhy (viz 9. kapitola). Při určování odkud vzduch pochází se nemůžete spoléhat na aktuální směr větru – mohl k vám dorazit nějakou oklikou. Je třeba nahlédnout do povětrnostní mapy.

Převládající světové směry větru Převládající světové větrné systémy jsou mnohem složitější, než prostý model na obr. 1.3, a to

Počasí

na moři

severní pól

Západní větry

subtropické šířky

35°N

severovýchodní pasáty pásmo rovníkových tišin

0°

jihovýchodní pasáty

subtropické šířky

35°S

západní větry

jižní pól

1.5

ze dvou hlavních důvodů. Prvním je značně nerovnoměrné rozložení vodstva a pevniny i pouští a pralesů, což způsobuje, že některé oblasti se stávají mnohem teplejšími nebo studenějšími než jiné, a to dokonce i v obdobné zeměpisné šířce. Také existují hory, které prostě stojí v cestě. Druhým důvodem je síla způsobená rotací Země. V důsledku těchto skutečností se nám jediné pásmo na obrázku 1.3 rozděluje na další dvě pásma. Největším, nejstabilnějším a snadno rozpoznatelným větrným pásmem jsou pasátní větry.Jde o vzduch zvedající se z tropů, ke kterému se přidávají severovýchodní a jihovýchodní pasáty vznikající v široké zóně klesajících vzdušných proudů v subtropických šířkách (obr. 1.5.), jež jsou domovem mohutných subtropických anticyklón (tlakových výší). Dále k severu a k jihu, zhruba v šířkách mezi 35 – 70 stupni nalezneme větry, které obecně vanou ze západního směru, ale tvoří se v nich mnoho různých vírů, malých i velkých, v nichž vzduch buďto klesá, nebo stoupá. O polárních oblastech pak může-

me obecně říci, že v nich vzdušné masy klesají a zásobují tak proudy chladného vzduchu směřující k rovníku.

Tlakové útvary Aktuální obraz toho, co se právě děje v atmosféře, získáváme z meteorologických satelitů, které znázorňují oblačnost jako odstín v ovzduší a mapují tak tlakové útvary. Obzvláště zajímavé jsou víry v západních větrech. Kdybyste nějakým způsobem mohli pomocí satelitu zobrazit veškeré vzdušné masy, daný obraz zastavili a odstranili oblačnost, spatřili byste na zeměkouli novou krajinu plnou pohoří, nížin, hřebenů, údolí a sedel, přes kterou plynou dvě nebo tři mohutné meandrující řeky. Pokud byste obraz znovu spustili, uviděli byste, jak nížiny (tlakové níže) i pohoří (tlakové výše)cirkulují kolem svých středů v opačných směrech – proto některé nazýváme cyklóny (tlakové níže) a jiné anticyklóny (tlakové výše).

je počasí?

V nově utvořené cyklóně bude spirálovitý pohyb mělký, bude mít vertikální rozsah zhruba 1000 metrů a bude se pohybovat směrem dolů, řízený ‚řekou‘ vzduchu, který ji překrývá. Pro cyklónu je rovněž typické, že tato vzdušná ‚řeka‘ bude pravděpodobně úzká a rychle plynoucí - proto se takovým proudům říká tryskové proudění. Starší cyklóna bude mnohem hlubší, asi tak 10.000 – 15.000 metrů a hlavní vzdušný proud bude kolem ní vytvářet široký meandr.

Proč se počasí mění? Pokud byste dokázali naplnit vzduch značkovací látkou, která by odhalila nejen jeho horizontální pohyb, nýbrž i pohyby nahoru a dolů, povšimli byste si postupného klesání vzduchu v anticyklónách a obecně rychlejšího, ale velmi nerovnoměrného stoupání vzduchu v cyklónách. A je to právě tento vzestup a sestup, který vytváří ‚počasí‘ - různorodé mraky, déšť, slunečno či přeháňky a jejich proměny během dnů a hodin. Stoupající vzduch se ochlazuje, což způsobuje tvoření mraků a srážky – to je druh počasí, který můžete očekávat od cyklóny. Klesající vzduch se

11 otepluje, takže se oblačnost rozpouští a počasí je pěkné - takové počasí způsobuje anticyklóna. Rychlost pohybu vzduchu je téměř pod měřitelnou hranicí: často neurazí ani několik metrů za den. Ovšem v mracích cumulonimbech a v tropických cyklónách je vzestupná rychlost mnohem vyšší, někdy až 60 uzlů (30 m/s). Abyste porozuměli tomu, proč se stoupající vzduch ochlazuje a klesající vzduch otepluje, zkuste si představit pneumatiku. Když odšroubujete ventilek, vzduch se vypustí a teplota ventilku poklesne skoro až k nule, protože vzduch se rozpíná. Když do pneumatiky pumpujete vzduch, ventil se začne přehřívat tak, až se ho nemůžete dotknout, protože dochází ke stlačování vzduchu. Na stejném principu funguje lednička. Tam, kde se plyn stlačuje, se trubice vedoucí médium zahřívají, a tam, kde se plyn rozpíná, se ochlazují. Všude v atmosféře, kde vzduch stoupá, se dostává do vyšší hladiny atmosféry s nižším tlakem, takže se rozpíná a ochlazuje. A všude, kde klesá, se dostává do oblastí o vyšším tlaku, tudíž se stlačuje a zahřívá.

2. Jak číst meteorologické mapy K

lasická meteorologická mapa se již přes sto let považuje za nejlepší způsob znázorňování větrů nad určitou oblastí a sdělování informací o počasí. Je mezinárodně srozumitelná: jde o grafické znázornění větru a počasí pomocí izobar (linií spojujících místa o stejném tlaku) a front (hranic mezi masami chladného a teplého vzduchu). Povětrnostní mapy se vydávají v mnoha zemích a grafické symboly mají všude stejný význam.

2.1

Mapování frontálních systémů V první kapitole jsme mluvili o tom, že kdybychom najednou mohli vidět vzduch, třeba ze satelitu, celosvětové tlakové útvary by vypadaly jako běžná kopcovitá krajina. Viděli bychom hory a nížiny, údolí a vrchy. Meteorologická mapa se opravdu hodně podobá topografické mapě. Ovšem místo vrstevnic - linií spojujících místa o stejné nadmořské výšce - na ní najdete

2.1 VÝŠE NÍŽE BRÁZDA TLAKOVÉ NÍŽE HŘEBEN VYSOKÉHO TLAKU

(BARICKÉ) SEDLO

BRÁZDA TLAKOVÉ NÍŽE

HŘEBEN VYSOKÉHO TLAKU

NÍŽE

VÝŠE

Z níže se stává propadlina Z brázdy se stává údolí Z výše se stává vrch kopec kopec

hřeben

propadlina

údolí

hřeben

údolí

(barické) sedlo

údolí

údolí hřeben

propadlina kopec

propadlina

kopec

hřeben

Jak

číst meteorologické mapy

tlak měřený v milibarech 984

992

nízký tlak

příkrý gradientsilný vítr

1000

1016

1008

1032

1024

směr gradientového větru

směr tlakového gradientu

vysoký tlak

mírný gradientslabý vítr

2.2 Vztah mezi horizontálním tlakovým gradientem a větrem linie, které spojují místa o stejném atmosférickém tlaku – izobary. Vlastně jde o místa o stejné váze v nulové výšce nad mořem. Takto máme pomocí izobar zmapovány oblasti vysokého tlaku – tedy tlakové výše neboli anticyklóny - které odpovídají na topografické mapě pohořím; oblasti nízkého tlaku – tedy tlakové níže neboli cyklóny – které odpovídají nížinám; brázdy nízkého tlaku odpovídají údolím a hřebeny a sedla mají stejný název v topografické i meteorologické mapě. Čím blíže u sebe jsou na geografické mapě vrstevnice, tím příkřejší je stoupání. A stejné je to s izobarami, čím jsou na meteorologické mapě blíže u sebe, tím strmější je tlakový gradient. (pozn. editora: gradient je de facto měřítko změny. Vejdete-li z mrazivého venku do vytopené místnosti, překonáte ve dveřích velký teplotní gradient) Atmosférický tlak se udává v milibarech nebo v hektopascalech, podle toho, ve které zemi se zrovna nacházíte. Hodnoty jsou vzájemně zaměnitelné - 1000 milibarů znamená to samé, jako 1000 hektopascalů. Na ciferníku svého barometru si všimnete, že tlak se běžně pohybuje někde mezi 970 a 1040 milibary. Nejnižší tlak naměřený v mírném pásmu byl 913 milibarů, a to �

poblíž Islandu. Také můžete narazit na udávání tlaku v palcích rtuťového sloupce, což pochází od prvních barometrů, kde se atmosférický tlak poměřoval právě vůči rtuťovému sloupci.

Gradientový vítr Meteorologické mapy jsou velmi užitečné rovněž díky přímému vztahu mezi rozdílem tlaků jakýchkoliv dvou míst (tlakovým gradientem) a větrem. Od toho je také odvozen název gradientový vítr (pozn. editora: někdy se uvádí termín ‚gradientní vítr‘). Čím strmější je tlakový gradient, tím silnější máme vítr. Kdyby se Země neotáčela, vítr by vál přímo z místa vysokého tlaku do místa s nízkým tlakem. Nicméně díky otáčení Země se všechny větry odchylují. Toto vychýlení způsobuje síla vznikající při zemské rotaci - tzv. Coriolisova síla. Coriolisova síla se mění v závislosti na zeměpisné šířce - čím blíže se nacházíte ose otáčení (tzn. čím vyšší zeměpisná šířka), tím silnější tato síla je. Naopak v blízkosti rovníku je Coriolisova síla nulová a větry vanou přímo z oblasti vysokého tlaku do oblasti tlaku nízkého. Všude jinde Cori-