Léto je obdobím, kdy vrcholí bouřková sezóna. Existují celé skupiny „lovců bouřek“, kteří nadšeně sledují nejvýraznější projev atmosférické elektřiny. Pro bouřky je sice typický prudký déšť, ale rozhodně ne každá přináší lijáky, kroupy či prudké poryvy větru. Meteorologové neumí stále ještě dokonale předpovědět, jak silná bouřka bude. Proč, vysvětluje meteorolog ČT Michal Žák.
O síle konkrétní bouřky rozhoduje celá řada faktorů v atmosféře, z nichž některé je snazší, jiné naopak obtížnější předpovídat. A ještě komplikovanější je predikovat vznik a vývoj bouřek z pohledu konkrétní lokality.
Zásadním faktorem pro sílu nebo intenzitu bouřky je takzvaná instabilita atmosféry. Ta určuje, jestli vzduch prohřátý od země stoupá vzhůru: to je možné jen tehdy, pokud je teplejší, a tedy lehčí než okolní atmosféra v dané výšce. Čím rychleji teplota s výškou klesá, tím je atmosféra labilnější. A to pak představuje příhodnější podmínky pro vznik mohutných výstupných pohybů vzduchu, které jsou základem silné bouřky.
Tyto pohyby jsou velmi rychlé: i několik desítek metrů za sekundu, přičemž v silných bouřkách je jimi vzduch od zemského povrchu transportován do výšek i přes dvanáct kilometrů, a v tropech dokonce i výrazně přes patnáct kilometrů. Aby vznikly významné instability, měla by teplota s výškou klesat alespoň o sedm až osm stupňů na jeden kilometr.
Bouřky přicházejí s výškově mohutným oblakem, který se označuje jako cumulonimbus. Tento typ mraků ale může vznikat jen při dostatečné vlhkosti vzduchu, která tak představuje druhou nezbytnou přísadu pro vývoj mohutných bouřek.
Čím je vzduch vlhčí a teplejší, tím příznivější podmínky pro vznik bouřkové oblačnosti můžou nastat. Při výstupu takového vzduchu ve výše zmíněné instabilní atmosféře dochází dříve ke kondenzaci vodní páry a její přeměně v kapalnou vodu, přičemž se uvolňuje ohromné množství energie. Vodní pára tedy funguje jako jakési atmosférické palivo bouřek, které mimo jiné dále podporuje výstupné pohyby.
Odkud přicházejí bouřky
V českých podmínkách přináší nejvyšší vlhkost typicky teplá vzduchová hmota, která se k nám dostává ze Středomoří, někdy ale i z Černomoří, případně subtropické části Atlantského oceánu. Což znamená, že nejlepší podmínky pro vznik bouřek nastávají při proudění větru z jihu až jihozápadu.
Souvislost s vlhkostí má ale ještě jeden háček – důležité totiž je, aby vlhkost byla vysoká hlavně ve spodním jednom až dvou kilometrech atmosféry, zatímco ve vyšších hladinách (dva až pět kilometrů) napomáhá silnější intenzitě bouřek spíše přítomnost suššího vzduchu.
V řadě případů nastane situace, kdy vlhčí vzduch u země a sušší vzduch ve výšce odděluje vrstva s teplotní inverzí, ve které teplota s výškou roste. Tato vrstva pak působí jako jakási poklička, která brání pronikání výstupných pohybů vznikajících ve spodních hladinách do vyšších pater atmosféry.
Během dne při intenzivním zahřívání slunečními paprsky ale může dojít k „proražení“ nebo odbourání této vrstvy výstupnými pohyby zespodu, což následně může vést k explozivnímu vývoji konvekce, a tedy i vzniku vertikálně mohutných bouřkových mraků.
Problém je, že ne vždy je jednoduché určit, kdy a jestli vůbec dojde k proražení takovéto inverze. Jenže důsledky pro podobu počasí jsou dramatické – buď existuje jen malá kupovitá oblačnost hezkého počasí, anebo bouřky s potenciálně nebezpečnými projevy počasí.
Prolomit tuto inverzi můžou napomoci i výstupné pohyby, které doprovázejí například atmosférické fronty nebo čáru sbíhavosti proudění, podporuje je taky výskyt brázdy nízkého tlaku vzduchu. Důležité může být i vynucené stoupání vzduchu na návětří orografické překážky – ideálně horského hřebene nebo rozsáhlejší vrchoviny.
Zmíněné faktory se označují jako spouštěcí mechanismy, které umožní ohřátému vzduchu začít stoupat a tvořit bouřkové oblaky. Pokud v nějaké oblasti působí více těchto spouštěcích mechanismů najednou, zpravidla v nich také nejdříve vznikají bouřky.
Nezapomenout na vítr
Už tohle všechno je dost složité, ale stále to není všechno. To, co rozhoduje o konkrétní podobě a částečně i intenzitě bouřek, je totiž také vítr.
Pro vznik silnějších bouřek je důležité, aby existoval takzvaný střih větru. To je situace, kdy vítr mění s výškou svůj směr a rychlost. Střih větru napomáhá udržení oddělených výstupných a sestupných proudů v bouřkovém oblaku po delší dobu. Tím se například zajistí, aby se vznikající srážky nedostávaly do oblasti výstupného proudu, kde by ho svou tíhou tlumily.
V závislosti na konkrétní podobě střihu větru (někdy může být působen hlavně změnou směru větru, jindy naopak jeho rychlostí) dochází ke vzniku různých typů bouří, od klasických nepříliš intenzivních, přes multicely a supercely, až po rozsáhlé bouřkové systémy, které můžou existovat delší dobu a zasáhnout větší oblasti.
Z toho všeho vyplývá jedno: konkrétní podoba bouřek může být výjimečně rozmanitá, přičemž často závisí na detailech lokálních podmínek a významně pak především na spouštěcích mechanismech, tedy nastartování procesu vzniku bouřky. Díky stále dokonalejším nástrojům sledování atmosféry sice meteorologové umí popsat počasí přesněji než kdy dříve, přesto ne do všech detailů.
I to je jeden z důvodů, proč je předpověď vzniku bouřek často poměrně komplikovanou a z lokálního pohledu ne zcela jednoduchou meteorologickou disciplínou. Nicméně je možné, že v rozpoznávaní některých detailů významných pro vznik silných bouřek pomůžou metody umělé inteligence. To ale ukáže až čas.
Autor je redaktorem redakce počasí ČT24 a současně proděkanem Matematicko-fyzikální fakulty Univerzity Karlovy.
