Pøíbìhy zemské atmosféry - aneb Za vše mù¾e klima nebo poèasí (24)
Bouølivý vývoj meteorologie (3)
Koncem 19. století se pro sondování volné atmosféry zaèalo pou¾ívat rùzných upoutaných drakù, které vynášely do výše teplomìry a tlakomìry, ale jejich „výškové“ mo¾nosti byly omezené a mìøicí pøístroje se navíc èasto poškozovaly. Posun, ale pouze v „bezpeènosti“ pøístrojù, pøinesla a¾ pøed 1. svìtovou válkou letadla. Ta ovšem pro své lety zase potøebovala znát pøedevším vìtrné pomìry nad danou oblastí. A tak vznikla v Nìmecku v roce 1911 letecká slu¾ba a o rok pozdìji sít pìtadvaceti tzv. pilotovacích stanic. Na nich se zpoèátku jen podle potøeby a pozdìji pak pravidelnì vypouštìly malé balónky naplnìné vodíkem tak aby mìly pokud mo¾no konstantní stoupavost. Na své cestì k nebesùm byly zamìøovány teodolity (tyto pøístroje se u¾ dávno pou¾ívaly k navigaci) a tak byly získány pomìrnì pøesné údaje o smìru i rychlosti vìtru v rùzných výškách.
A tady opìt nará¾íme v historii na pro nás známé jméno. Ve Francii zaèali budovat leteckou slu¾bu, vèetnì sítì pilotovacích stanic, a¾ za války v roce 1915 a významnì se na tom podílel M. R. Štefánik. V roce1921 se pak zaèalo „pilotovat“v Praze. Všechny tyto první sondá¾e tak pøipravily pùdu pro další obøí skok v poznání naší atmosféry.
Na pøelomu let 1917 a 1918 v norském Bergenu skupina meteorologù pøišla se zásadní „poèasovou revolucí“, kdy¾ objevila atmosférické fronty! Profesor V. Bjerknes, tehdy pìtapadesátiletý a tøi mladí meteorologové. H. Solberg byl také teoretický fyik, a další dva byli praktiètí synoptici – Švéd T. Bergeron a teprve dvacetiletý profesorùv syn J. A. Bjerknes.
Tito vynikající vìdci vycházeli z pojmu vzduchových hmot, jak je poznali u¾ Dove i Fitzroy, ale na rozdíl od nich kladli prvoøadý význam na rozlo¾ení teploty vzduchu, a nikoliv na rozlo¾ení tlaku. Zalo¾ili tzv. „norskou školu“, která prvnì správnì pøedpokládá, ¾e rozlo¾ení tlaku je podmínìno dìjùm, které se odehrávají na rozhranní dvou rùznì teplých a také rùznì vlhkých vzduchových hmot. Rozhranní mezi tìmito dvìma vzduchovými hmotami, které má jistou tlouš»ku, pro zjednodušení pova¾ovali za plochu, nazvali ji plochou frontální, a její prùseènici se zemským povrchem pak nazývali frontou. Poznali, ¾e právì na této frontální ploše se prvotnì skokem mìní teplota, vlhkost i smìr vìtru a tlak vzduchu a¾ jako následek tìchto procesù.
J.A. Bjerknes a H. Solbeg pak objevili nejprve teplou a pak studenou frontu. Ještì koncem války mladý Bjerknes na základì povìtrnostní situace dne 15. srpna 1918 popsal model cyklony støedních šíøek s teplou frontou na její pøední stranì a s frontou studenou na její stranì týlové. Tøetí z mladíkù – Švéd T. Begeron pak o rok pozdìji objevil frontu okluzní. Ta vzniká tak, ¾e v¾dy rychlejší studená fronta dohoní frontu teplou a dále postupují u¾ spoleènì, pøièem¾ teplý vzduch je od zemského povrchu vytlaèen do vyšších hladin.
Všechny tyto termíny samozøejmì mù¾eme slyšet dennì v televizi pøi pøedpovìdích poèasí a jejich znázornìní na povìtrnostních mapách zavedli také tito skandinávští meteorologové. Ještì je tøeba zdùraznit, ¾e v té dobì stále ještì nemìli dostateèné údaje z volné atmosféry, nebo» radiosondy se zaèaly – jak u¾ víme - pomalu zavádìt a¾ po roce 1930! A jestli¾e si nìkdo myslí, ¾e meteorologická veøejnost po tomto objevu jásala, pak je na omylu! Naopak, metoda byla pøijímána s velkou nedùvìrou a mnozí ve frontální analýze spatøovali spíše umìlecký výtvarný výkon ne¾ grafickou aplikaci vìdeckého výzkumu.
Metoda se tedy prosazovala pomalu. Ale mù¾eme prozradit, ¾e u nás tuto „norskou školu“ zavedl u¾ v roce 1923 meteorolog G. Swoboda, který ji „odkoukal“ na své odborné stá¾i pøímo od Norù. Tento èesko-nìmecký meteorolog byl ve dvacátých letech 20. století vedoucím pøedpovìdního oddìlení pra¾ského Státního ústavu meteorologického, pøed nacisty uprchl do Švýcarska a po válce se stal v padesátých letech dokonce prvním generálním tajemníkem Svìtové meteorologické organizace (WMO) v ®enevì!
Ve dvacátých letech pøišel prudký rozvoj radiotechniky, a tak byla vynalezena radiosonda. Byla to vlastnì jakási krabice, v ní¾ byly ulo¾eny upravené mìøicí pøístroje a hlavnì malá vysílaèka, která napozorované údaje vysílala na zem. Poprvé takovýto pøístroj, upevnìný na volném balonu vypustil do ovzduší ruský aerolog P.A. Molèanov v lednu 1930, za nìkolik mìsícù následovali Francouzi a v dalších letech Nìmci a Finové. Budování sítì aeorologických stanic je však velmi nákladné, a tak u nás se zaèalo pou¾ívat radiosondá¾e a¾ po druhé svìtové válce. Nákladné je nejenom pøístrojové vybavení jak „ve vzduchu“ tak i na zemi, ale i pøíprava pøed vypuštìním vlastnì jednorázové sondy, a také další obsluha pøi pøijímání a zpracování napozorovaných údajù je odbornì nároèná. Ale výsledky stojí za to! Radiosondá¾í se toti¾ získá pøehled o tlaku, teplotì, vlhkosti a smìru i rychlosti vìtru v rùzných výškách! Balóny po napuštìní vodíkem jsou kapkovitého tvaru, mají prùmìr asi 1,5 m a výšku asi 3 m. Stoupají zpoèátku prùmìrnou rychlostí asi 300 m za minutu a pozdìji ve vyšších výškách a¾ 400 m za minutu. Prùmìrná dostupnost souèasných balónù, které pøi výstupu stále pomalu zvìtšují svùj objem, je kolem 30 km. Balón tam dolétne asi za 80 minut a pak praskne! A tak za více ne¾ 80 let sondování prasklo v naší zemské atmosféøe pìkných pár desítek milionù tìchto balónù s pomìrnì drahými sondami! V souèasné dobì pou¾ívají meteorologové celou øadu starších i nejmodernìjších pøístrojù. Meteorologické prvky ve volné atmosféøe se stále mìøí pomocí letadel i radiosond, které si udr¾ují své nezastupitelné místo a jejich údaje jsou všude na svìtì nìkolikrát dennì zakreslovány (dnes u¾ samozøejmì automaticky strojovì) do tzv. výškových synoptických map. Nastupují však i mìøení radiolokaèní, laserová, raketová a zejména dru¾icová, která sondují ovzduší shora.
Snad u¾ je širší veøejnost známo, ¾e dru¾ice dnes oblaèné systémy a zemský povrch nefotografují, ale pomocí tzv. radiometrù nepøetr¾itì snímají záøení oblaènosti a zemského povrchu v nìkolika spektrálních pásmech. Díky geostacionárním dru¾icím, které „visí“ nad rovníkem ve výšce 36 000 km, máme k dispozici aktuální teplotní i vlhkostní údaje a opravdu globální pohled na pohyb a vývoj oblaèných systémù na celé zemìkouli!
A ještì malá douška. Norští meteorologové byli vlastnì jakýmisi vizionáøi, nebo» teprve fotografické a televizní obrázky poøízené prvními dru¾icemi na poèátku 60. let 20. století daly „norské škole“ za pravdu. Tehdy poprvé jsme mohli vidìt velkoplošnì celé oblaèné systémy seshora! Tedy pásy studených i teplých front a zejména spirály front okluzních, a u¾ zde se ukázalo, ¾e právì s tìmi okluzními frontami to bude ještì mnohem slo¾itìjší. ®e se té mršce – naší atmosféøe ale daøí uchovávat si svá tajemství pìknì dlouho!