Pozorování počasí je většinou spojené se zrakem, v meteorologii se ale využívá více smyslů. Často je to zvuk.
Slyšet počasí. Meteorologie poznává svět více smysly
Severský bůh Thor byl podle mýtů zodpovědný za blesky a hromy. Jeho symbolem bylo kladivo Mjöllnir, které je způsobovalo – ale samotné kladivo symbolizovalo především úder hromu, ten seveřanům připomínal náraz kladiva na kovadlinu.
Počasí, které zásadně ovlivňuje naše životy, působí různým způsobem na naše různé smysly. Asi nejvíc informací o něm vnímáme pomocí zraku. Pocitové vnímání tepla, chladu, tlaku, ale i vibrací nám zprostředkovává hmat. Čich se uplatňuje pro specifické faktory, jako jsou vůně deště nebo třeba pocit svěžího vzduchu. Chuť slouží jen okrajově, například když ochutnáme sníh, případně kapky dešťové vody.
Ale zajímavé informace nám zprostředkovává sluch. Asi nejvýraznější je v tomto ohledu hrom. Tedy slyšitelný doprovod blesku, který vzniká, když dojde k propojení vodivého kanálu mezi bleskem a zemí. V té chvíli proteče tímto kanálem proud o hodnotě až 30 tisíc ampér, čímž se vzduch v kanálu prudce ohřeje na 30 tisíc stupňů, tedy asi pětinásobek teploty na povrchu Slunce.
To vede k prudkému rozepnutí vzduchu, kdy tlak lokálně stoupne na desetinásobek obvyklé hodnoty. Takto prudká expanze vzduchu vede ke vzniku tlakové, respektive rázové vlny. Tlak se zpočátku šíří nadzvukovou rychlostí, až při určité vzdálenosti od kanálu blesku je tento tlakový rozdíl dostatečně malý a vlna se pak šíří pouze rychlostí zvuku, což nám umožňuje ji slyšet jako hrom.
Zajímavé je, že hrom zní pokaždé jinak. Rozdíl je způsoben především orientací kanálu blesku. Pokud je kolmý k pozorovateli, všechny zvukové vlny z celého kanálu blesku dorazí téměř přesně ve stejnou dobu. Pak slyšíme pouze velmi hlasité hřmění, které připomíná ránu. Pokud je ale kanál blesku skloněn směrem k pozorovateli, tlakové vlny z různých částí kanálu blesku dorazí v různých časech. Výsledkem je pak rachot, případně hrom připomíná valení těžké překážky po kamenité cestě. Intenzita hromu se pohybuje často kolem 120 decibelů, s rostoucí vzdáleností od blesku pochopitelně klesá.
Díky tlumení v atmosféře urazí hrom vzdálenost většinou kolem patnácti až sedmnácti kilometrů od blesku, v horách to bývá více. Z určité vzdálenosti už není slyšet hrom, jsou tedy vidět jen blesky. Hromu se dá využít pro orientační stanovení vzdálenosti bouřky od pozorovatele. Rychlost zvuku hromu je přibližně 340 metrů za sekundu, zatímco rychlost světla šířícího se od blesku dosahuje téměř 300 tisíc kilometrů za sekundu. Proto vidíme dříve blesk, a až pak slyšíme hřmění.
Vzduch je nosičem zvuku
Stav atmosféry, tedy počasí, ovlivňuje také vlastní šíření zvuku ve vzduchu, ať už je jeho původ jakýkoliv. V teplejším vzduchu se šíří rychleji než ve vzduchu studeném. Dalším faktorem je vítr – pokud vane ve směru šíření zvuku, rychlost šíření se zvětšuje a rovněž slyšíme zvuk intenzivněji. V opačném případě je rychlost pomalejší a intenzita zvuku nižší.
Anomální šíření zvukových vln při výskytu výrazné výškové inverze
Zajímavý jev může nastat při výrazné teplotní inverzi v určité výšce nad zemí – v takovém případě někdy dojde až k totálnímu odrazu zvukové vlny, třeba z dopravy, kterou pak slyšíme mnohem dál od místa jejího vzniku, než bychom čekali. Tento jev se nazývá anomální slyšitelnost.
Na útlum zvuku má vliv výskyt mlhy – při husté mlze tlumí až o třicet decibelů na jeden kilometr vzdálenosti. A velmi významně je hluk tlumen na sněhové pokrývce – když napadne čerstvý sníh, jsou zvuky aut, tramvají nebo vlaků slyšet mnohem méně výrazně.
obrázek
Stačí, když kape
Z projevů počasí jsme sluchem schopni vnímat ještě zvuky deště a větru. Intenzita zvuku mírného deště se pohybuje zpravidla mezi třiceti a padesáti decibely, což se blíží uchu příjemnému bílému šumu. Zvuk deště nás proto uklidňuje a dokonce nejspíš vyvolává i větší kreativitu. Něco jiného jsou ale extrémní intenzity zvuku při lijácích a průtržích mračen.
Ilustrační foto
Zvuk větru pak ve skutečnosti nepochází od větru samotného, ale souvisí s pohybem vzduchu kolem objektů. Ať už jde o tření o zemský povrch, stromy, různé budovy, mosty a podobně nebo o lidské uši. Někdy vítr vnímáme jako hučení, jindy jako hvízdání. Slabý vítr mívá intenzitu zvuku kolem třiceti decibelů, což si většinou ani moc neuvědomujeme, ale čím více vítr sílí, tím více se zvyšuje jeho intenzita.
A tornádo může vyvolávat hluk až kolem 130 decibelů, což odpovídá startujícímu letadlu. Mimochodem, dlouhotrvající působení hluku způsobeného větrem může vést i k dočasné ztrátě sluchu u cyklistů. Při vyšší rychlosti může vlivem pohybu vzduchu kolem hlavy a přilby vzniknout zvuk o intenzitě přesahující 85 decibelů, což už při delším trvání nebo při opakovaném působení může vést i k určitým poruchám sluchu.