Ako vzniká hmla?

➡️ Aktuálne sa začína sezóna hmiel, aktuálne máme na celom Slovensku čerstvo napršané, čo je vhodné pre vznik hmiel, avšak rolu tam zohráva viacero faktorov, ktoré si dnes popíšeme

❓Ako vzniká hmla?

➡️ Hmly vznikajú v dôsledku kondenzácie vodnej pary v prízemnej vrstve, na to aby začala prebiehať kondenzácia musia byť splnené 2 podmienky.

1. musia byť prítomné kondenzačné jadrá – sú vo vzduchu prakticky neustále (peľové zrniečka, prach, kryštáliky soli, nečistoty, produkty spaľovania a pod.), skrátka čiastočky, ktoré viažu vodu

2. druhá podmienka je, že vzduch musí byť blízko nasýtenia, teda teplota je veľmi blízko rosného bodu, inými slovami relatívna vlhkosť je nad 90%. Niekedy kondenzácia môže nastávať aj pri relatívnych vlhkostiach okolo 90 až 95%, ale vo väčšine prípadov sa tak deje až pri stave nasýtenia (t.j. blízko k 100%).

➡️ Hmlu môžeme definovať vtedy, keď horizontálna (vodorovná) dohľadnosť pri zemi klesne pod 1000 metrov.

➡️ Poznáme rôzne druhy hmiel a medzi ne patria – advektívna, radiačná (z ochladzovania), hmla z premiešavania, hmly z vyparovania (nad jazerami) a advekčno-radiačná

Aká je to radiačná hmla?

 RADIAČNÁ HMLA

– Radiačná hmla vzniká v noci, keď sa zemský povrch výrazne ochladzuje – hovoríme, že vyžaruje prijaté teplo počas dňa späť do atmosféry a tým sa zemský povrch výrazne ochladzuje. Takto vzniká najskôr rosa

– radiačné ochladzovanie zemského povrchu začína hneď po západe slnka, za predpokladu, že je jasná obloha a bezvetrie.

– oblaky sa v tomto prípade správajú ako štít a vyžiarené teplo zo zemského povrchu sa od nich odráža späť k povrchu zeme. Preto keď je v noci zamračené, máme vyššie teploty ako vtedy, keď je v noci jasno.

– horná hranica hmiel je okolo 200 až 500 metrov, v prípade zostupných pohybov v tlakových výšach (anticyklónach) môže byť horná hranica až do 3 km

– ak sa zemský povrch ochladí dostatočne a je blízko nasýtenia, začne sa najskôr tvoriť rosa a ak sa vzduch naďalej ochladzuje, tak sa začne tvoriť hmla

– hmla zaniká práve po východe slnka, pretože sa začne vzduch opäť ohrievať, čo vedie k zníženiu relatívnej vlhkosti, prípadne začne fúkať vietor, prejde frontálne rozhranie alebo iné dôvody

– vietor spomaľuje proces ochladzovania a premiešava vzduch. Počas premiešavania sa dostáva z vyšších vrstiev suchší vzduch k zemi, čo odďaľuje proces nasýtenia a hmla nevznikne

 

Hmla v meste a hmla na vidieku

 

Podľa množstva a typu kondenzačných jadier nastáva kondenzácia až pri nasýtení, prípadne aj pri relatívnych vlhkostiach okolo 95%.
 
MESTO:
V meste je všeobecne málo zelene, teda je tam malý výpar a tým pádom aj menej vlhkosti ako mimo mesta. Zároveň v letnom období sú mestá – tzv. teplé ostrovy, nakoľko sa rýchlo prehrievajú a držia teplo aj počas noci (je to preto, lebo betón a asfalt naakumulujú teplo počas dňa a v noci ho len pomaly vyžarujú späť do atmosféry – riešenie je viac zelene v mestách). Zároveň v meste je veľa budov, ktoré bránia prúdeniu, takže v meste je slabší vietor. Rovnako sú tam fabriky, priemyselné budovy, zhustená doprava a pod., takže tu máme vysokú koncentráciu kondenzačných jadier.
Spomenuli sme 4 dôležité faktory – teplejšie mestá, menej vlhkosti, slabší vietor a viac kondenzačných jadier. To, že je teplota vyššia a je menej vlhkosti oddeľuje proces kondenzácie, avšak slabší vietor a väčšie koncentrácie kondenzačných jadier umožnia kondenzáciu aj pri menších relatívnych vlhkostiach.
 
VIDIEK:
Na vidieku (dediny, lesy, polia) je veľa zelene, takže je tam veľký výpar a viac vlhkosti vo vzduchu. Zároveň tam v noci klesajú hlbšie teploty a aj dni sú chladnejšie ako vo veľkomestách, rovnako na otvorených plochách zvykne byť silnejší vietor, ktorý podporí premiešavanie so suchším vzduchom vo vyšších vrstvách atmosféry. Vo vzduchu je zároveň menej spalín a iných látok – produktov spaľovania, ktoré sa správajú ako kondenzačné jadrá (pokiaľ ich sem prúdenie neprinesie z mesta).
Spomenuli sme 4 dôležité faktory – chladnejší vidiek, viac vlhkosti, silnejší vietor a menej kondenzačných jadier. To, že je teplota nižšia a je viac vlhkosti podporuje proces kondenzácie, avšak silnejší vietor a menšie koncentrácie kondenzačných jadier odďaľujú proces kondenzácie.
 
Kto teda vyhrá ? 
Ako ste aj sami pochopili, sú faktory, ktoré podporujú vznik hmiel, naopak ktoré zabraňujú vzniku hmiel. Vždy to záleží od aktuálnych podmienok v jednotlivé noci/rána/dni. Na tvorbu hmiel samozrejme vplývajú aj iné procesy, ale tie 4 dôvody, ktoré sme spomenuli v oboch prípadoch hrajú kľúčovú rolu – teraz už viete, prečo sú niekedy prízemné hmly iba v mestách, prečo sú niekedy hmly iba mimo miest a podobne
 
 

 
autor fotograie: Marek Bereš
Iné typy hmiel

Hmla zo zmiešavania

– táto hmla by sa mohla zaradiť svojim spôsobom k advektívnej hmle, avšak najčastejšie sa s takýmto typom môžeme stretnúť v prímorských oblastiach, kde sa zmiešava morský teplý vzduch so studeným kontinentálnym – takáto hmla sa vyskytuje výlučne v miestach zmiešavania

Hmla nad snehovou pokrývkou /  Radiačno – advektívna hmla

– takáto hmla súvisí s procesmi odohrávajúcimi sa pri advekcii a rolu tam zohráva aj radiačné ochladzovanie. Takýto typ môže nastať práve vtedy, ak do oblasti prúdi len vlhký vzduch, no je potrebné radiačné ochladzovanie, aby došlo ku kondenzácii

 PREČO sa hmly vyskytujú najčastejšie v dolinách a kotlinách ?

Táto otázka je vskutku zaujímavá a odpoveď ešte zaujímavejšia 

– keď vychádza slnko, tak najskôr osvetlí východné a neskôr južné strany hôr a až poobede zohrieva západné strany hôr

– akonáhle jedna strana hôr už má tieň, tak sa začína radiačne ochladzovať, takže teplo uniká späť do atmosféry. Po západe slnka sa hory ochladzujú najvýraznejšie a studený vzduch má následne tendenciu klesať po stráňach dolu do doliny.

– takže dolina a kotlina sa stáva bazénom studeného vzduchu, ktorý sem dotiekol počas noci a do rána sa sformuje hmla, počas dňa ak sa dostatočne oteplí, tak sa hmla rozplynie a takto funguje celý kolotoč

– ak studený vzduch steká do doliny, často naberá rýchlosť a ľudia v doline alebo kotline pozorujú nárazy vetra i v prípade, že v predpovedi bol spomínaný iba slabý vietor

 
Aké typy bleskov poznáme?

Často sa stretávam s otázkou, aký je to blesk typu CG, alebo CC. Pokúsim sa Vám to vysvetliť troška polopate a lajcky. Samozrejme typov bleskov je viac, ale povieme si tie najzákladnejšie.

 

Tento blesk je známy ako CG blesk. Skratka CG je skrátenie slovného spojenia Cloud to Ground. Čo v preklade znamená z oblaku do zeme. Tento blesk patrí medzi tie
nebezpečnejšie, keďže hrozí zásah bleskom. Tento blesk ďalej rozdeľujeme na CG- (mínus, negatívny) a CG+ (plus, pozitívny).
CG- Tvorí až 95% všetkých CG bleskov. Obvykle trvá asi štvrtinu až pol sekundy. Niekedy však výboje prechádzajú hore a dole cez bleskový kanál a tak môžete vidieť aj blesk blikať. Vzniká spojením negatívnych častíc v oblaku a pozitívnych častíc zo zeme pomocou ,,neviditeľných kanálov”.


CG+ Asi 5% všetkých CG bleskov. Je to najnebezpečnejší blesk aký sa môže vyskytnúť.
Je asi 3x až 10x silnejší ako klasický CG- blesk a ako sme si viac krát povedali, tento blesk môže udrieť aj ďaleko za hranicami búrky (25-50 km od jadra búrky) Často sa hovorí, že práve tento blesk je pôvodcom lesných požiarov. Trvá spravidla dlhšie. Tento blesk vzniká práve naopak ako jeho negatívna verzia. Ide o spojenie pozitívnych častíc v oblaku (v cirrusovej kovadline, teda vo najvyššej vrstve búrkového oblaku) a negatívnych častí zeme.


Na druhom obrázku môžete vidieť blesk typu CC. Je to skrátenie slovného spojenia Cloud to cloud, čo v preklade znamená z oblaku do oblaku. Tento typ blesku nie je pre nás nijako nebezpečný, no to neznamená, že ak uvidíte takéto blesky, že si môžete chodiť po vonku. Nie nemôžte. Môže sa stať, že udrie 30 takýchto bleskov v oblaku, ale príde 31 a ten môže udrieť už do zeme. Opäť má podobný vznik ako blesky vyššie. Ide o spojenie pozitívnych častíc jedného oblaku a negatívnych častíc druhého oblaku.

 

Foto 1 (CG-): Silvio DrumandBass Pašmik‎
Foto 3 (CC): Stanislav Greš

Aké druhy oblakov poznáme?

Poznáme veľa druhov a poddruhov oblakov. My si povieme pár základných. Oblaky rozlišujeme z viacerých hľadísk.

Oblaky podľa výšky výskytu:

  • Nízke (Cumulus, Stratus, Stratocumulus)
  • Stredné (Altocumulus, Altostratus, Nimbostratus)
  • Vysoké (Cirrocumulus, Cirrostratus, Cirrus)
  • Oblak typu Cumulonimbus sa vyskytuje vo všetkých výškach

Zaujímavé sú pre nás oblaky typu Stratus, ktoré sú nízke. Tieto oblaky sa môžu držať pri zemi a vtedy ju poznáme ako hmlu. Typickým znakom je to, že do nás narážajú oblačné kvapôčky, poznáme to aj pod pojmom mrholenie.

Vysoká oblačnosť typu Cirrus nám dokáže naznačiť zmenu počasia. Ak vidíme vo výške rozfúkané oblaky tak nám to môže naznačiť zmenu počasia v najbližších 24 hodinách. Táto oblačnosť býva tvorená ľadovými kryštálikmi.

Ďalej sa budeme rozprávať hlavne o búrkových oblakoch, ktoré sú pre nás najnebezpečnejšie a postupne si predstavíme ako sa taký búrkový oblak vyvíja.

1. Cumulus Humilis – Cumulus znamená v preklade kopa, v našom prípade je to malý, vertikálne nevýrazný oblak. Prvotné štádium je tzv. Cumulus Fractus, kedy je tento typ Cumulu akoby roztrhaný, pričom nulté štádium je tzv. oblačná hmlovina. Po ďalšom formovaní a hustnutí prechádza Cumulus Fractus do ďalšieho štádia a tým je práve Cumulus Humilis. Tento oblak je vertikálne nevýrazný, sploštený, ale aj plochý, nakoľko jeho šírka je rádovo desiatky metrov, tak je tento oblak prevažne biely (vďaka presvieteniu slnkom), niekedy môže byť ostro ohraničený, ale to je signál toho, že sa oblak môže ďalej vyvíjať, ďalej “rásť”.

Táto oblačnosť sa nazýva aj oblačnosť “pekného počasia”. Zároveň môžeme tento typ oblaku považovať aj za nízku oblačnosť, pretože jeho základňa je len pár stoviek metrov nad zemským povrchom, avšak jej presná výška záleží od teploty a vlhkosti.

Zrážky z tohto oblaku nevypadávajú a jeho výskyt je počas celého roka, najčastejšie sa vyskytuje od jari do jesene, kedy prevláda tzv. dynamický charakter počasia. Výskyt môžeme pozorovať po prechode studeného frontu, kedy k nám prenikne vlhkejší vzduch, alebo aj po rozpade hmly, kedy základňa oblakov Stratus Fractus so stúpajúcou teplotou stúpa.

2. Cumulus mediocris – Oblak Cumulus Mediocris vzniká rastom oblaku Cumulus Humilis, teda môžeme povedať, že je to 2.štádium vývoja. V tomto oblaku je rýchlosť výstupných pohybov už o niečo väčšia ako pri oblaku typu Cumulus Humilis a práve toto dáva potenciál pre významnejší rast oblaku. Zatiaľ, čo v oblaku Cumulus Humilis je táto rýchlosť do 2m/s tak pri oblaku Cumulus Mediocris je táto rýchlosť výstupných pohybov do 7 m/s, výnimočne až 10 m/s. Výška základne je rovnaká ako v 1.štádiu a teda niekoľko stoviek metrov nad zemským povrchom. Vďaka vertikálne mohutnejšiemu rastu už slnko nepresvieti tento oblak tak jednoducho a preto sa nám môže zdať tento oblak tmavší v spodnej časti. Výška oblaku je niekoľko stoviek metrov.

Zrážky z tohto oblaku nevypadávajú a jeho výskyt je najmä v letných teplejších mesiacoch pri dostatočnom prehrievaní zemského povrchu slnečným žiarením (dostatočne veľký teplotný gradient), avšak tento oblak bol pozorovaný aj v zimných mesiacoch, kedy denná teplota bola pomerne vysoká vzhľadom na ročnú dobu.

3. Cumulus Congestus – Oblak Cumulus Congestus vzniká rastom oblaku Cumulus Mediocris, teda môžeme povedať, že je to 3.štádium vývoja. V tomto oblaku je rýchlosť výstupných pohybov ešte väčšia ako pri oblaku typu Cumulus Mediocris a práve toto dáva potenciál pre ešte významnejší rast oblaku. Rýchlosť sa pohybuje na úrovni viac ako 10 m/s, túto hodnotu vieme vypočítať druhou odmocninou hodnoty CAPE, ktorú dokážeme zistiť, či už zo sondážnych meraní, rôznych predpovedných modelov alebo pseudoTEMPov (zvrstvenie atmosféry). Výška základne je rovnaká ako v 1. a 2. prípade, v našich podmienkach nad 1000m nad zemským povrchom, niekedy až 1500m v dôsledku nízkej relatívnej vlhkosti v poobedňajších hodinách. Výška oblaku je priamo závislá na teplote a vlhkosti. Vertikálny rozmer oblaku je do 6km, pri vyšších hodnotách už ide o transformáciu na oblak typu Cumulonimbus.

Základňa pri tomto už vertikálne mohutnom oblaku je oproti ostrým bielym vrcholkom výrazne tmavá s viditeľne rovinatou štruktúrou. Iné je to v prípade dusného a vlhkého počasia, keď sú základne tejto oblačnosti aj pod 1 000 metrov. Z takéhoto oblaku už môžu vypadávať veľké kvapky avšak zatiaľ iba riedko, hovoríme o prehánkach slabej až miernej intenzity (pri zrážkach hovoríme, že oblak prechádza z vývojového štádia do štádia rozpadu). Výskyt takýchto oblakov je iba počas horúcich letných dní.

4. Cumulonimbus Calvus – Oblak Cumulonimbus Calvus vzniká transformáciou oblaku Cumulus Congestus, teda môžme povedať, že je to 4.štádium vývoja. V tomto oblaku je rýchlosť výstupných pohybov rádovo niekoľko desiatok m/s, v dôsledku vysokých potenciálnych energií v atmosfére a v závislosti od EL (Equilibrium level) – tzv. limit konvekcie, zjednodušene povedané vďaka Archimedovmu zákonu vieme, že teplý vzduch stúpa v dôsledku nižšej hustoty a studený práve naopak klesá. Z toho vyplýva, že oblak rastie dovtedy, dokým je teplota vystupujúcej častice nižšia ako teplota okolia. V hladine EL (mení sa) nastáva presný opak, kedy teplota okolia sa nemení a tak sa v tejto hladine zastavuje rast oblakov (teplota vystupujúcej častice klesá naďalej a teda je jasné, že skôr či neskôr jej teplota bude rovnaká ako teplota prostredia, a teda akonáhle sa teploty vyrovnajú, oblak prestáva rásť a hovoríme, že vystupujúca častica dosiahla hladinu EL), doposiaľ má oblak stále kopovitú štruktúru ! Základňa takéto oblaku je rovnaká ako v predošlých prípadoch a vertikálny rozsah je 6 až 12, niekedy až do 15km, v oblasti rovníka až do 20km. Tento oblak už prináša výdatnejšie zrážky, veľké kvapky padajú hustejšie a môžu vypadávať už aj krúpy, často je sprevádzaný už aj bleskovou aktivitou.

5. Cumulonimbus Capillatus Incus – Oblak Cumulonimbus Capillatus vzniká transformáciou oblaku Cumulonimbus Calvus v najvrchnejšej, teda môžeme povedať, že je to 5.štádium vývoja. Inými slovami povedané, oblak už nerastie do výšky ale do šírky, takže sa vytvára nákova (anvil). Na obrázku si môžete všimnúť ako sa rozširuje najčastejšie do jednej strany, je to spôsobené práve výškovým prúdením a anvil sa rozťahuje v smere prúdenia (teda častice sú unášané vetrom). Tento oblak už prináša výdatnejšie zrážky, veľké kvapky padajú husto a môžu vypadávať už aj krúpy, často je sprevádzaný bleskovou aktivitou, či už kladné alebo záporné výboje. (CG blesky Cloud to Ground alebo CC blesky Cloud to Cloud alebo IC blesky InterCloud).

6. Cumulonimbus Capillatus Incus – Oblak typu Cumulonimbus Capillatus Incus sa odlišuje od predchodcu tým, že jeho anvil so rozťahuje približne do každej strany rovnako a pripomína tak z diaľky nákovu, iný rozdiel tam nie je. Životnosť búrky závisí od viacerých faktorov, tým najdôležitejším je výškové prúdenie v hladinách 2,5 až 5km, pretože tieto určujú rýchlosť pohybu búrok, ak je prúdenie do 10m/s, tak búrky zotrvávajú zväčša na jednom mieste a zostupný prúd búrky vzniká na rovnakom mieste ako zostupný prúd a tak búrka stratí prívod teplého vzduchu – búrka zaniká, pretože už neprebieha proces termickej konvekcie a tak všetky častice, ktoré vystúpili začali klesať nadol, no ďalšie sa už nahor nedostávajú. Ak je prúdenie nad 10m/s, tak búrky prežívajú aj dlhšiu dobu a môžu sa zhlukovať a tvoriť tak línie. Ak je prúdenie nad 20 m/s, tak možno očakávať prudké búrky, či už vo forme silných línii alebo aj superciel. Supercela je špecifický typ extrémnych búrok, kedy výstupný prúd búrky rotuje, to dáva predpoklady pre udržanie aj väčších krúp v oblaku, avšak viac o tomto type búrok sa dozviete na naše stránke v sekcii teória. Okrem výškového prúdenia je dôležité, aby mal oblak stále prísun teplého a vlhkého vzduchu pri jeho putovaní krajinou – vďaka výškovému prúdeniu je od seba oddelený výstupný a zostupný prúd búrky, teda v prednej časti oblak nasáva teplý a vlhký vzduch (oblak sa nám zdá byť čierny) a v zadnej časti je zostupný prúd, ktorý tvoria zrážky, prípadne krúpy.

Ako vzniká biela dúha?

Veru aj dúha môže byť jednofarebná, alebo len veľmi slabo sfarbená.

Vniká rozkladom svetla ale na akých atmosférických časticiach?
na rozdiel od farebnej dúhy, pri bielej dúhe nemáme v atmosfére prítomné kvapky vody z dažďa, ale veľmi drobné kvapôčky tvoriace hmlu (menej ako 0,1 mm v priemere)
 len pre porovnanie, dažďové kvapky sú veľké (0,5 až 3 mm v priemere) a dobre rozkladajú svetlo na jednotlivé vlnové dĺžky
teda vhodné podmienky na pozorovanie bielej dúhy sú na rozhraní hmlistého a slnečného počasia ako to môžete vidieť aj na položenej fotografii

Monika Mony, 22.9.2020

Kontakt

Severe Weather Slovakia
Jasovská 2,
851 07 Bratislava