Teploty naměřené meteorology nemusí nutně nejlépe vyjadřovat to, jak se člověk ve skutečnosti cítí. Vědci proto používají více druhů měření, mezi kterými není někdy snadné se vyznat.
Teplota ve stínu nemusí vyjadřovat, jak se člověk cítí. Meteorologové proto měří i jinak
Teplota vzduchu je základní údaj, který se najde v každé předpovědi počasí. Z meteorologického pohledu jde o hodnotu, která je měřena teploměrem nebo teplotním čidlem ve výšce dva metry nad zemským povrchem.
Samotný povrch přitom bývá v denních hodinách většinou teplejší. Přímá teplota povrchu se ale v meteorologii moc často neměří. Tato hodnota totiž velice výrazně závisí na materiálu, barvě a taky vlhkosti povrchu.
Jinak se bude prohřívat černý asfalt, jinak naopak povrch pokrytý dobře zavlaženým trávníkem. A samozřejmě záleží i na tom, pod jakým úhlem dopadají sluneční paprsky – čím víc se blíží kolmému, tím je množství energie přijaté povrchem větší a následné ohřátí intenzivnější. Za horkého letního dne tak může být teplota černého povrchu (například asfaltu, ale i tmavého písku na pláži) až o 30 stupňů vyšší, než je teplota ve dvou metrech.
Upozornění na potenciálně horký asfalt při slunečném a teplém počasí v USA
Povrch se tak může i v našich zeměpisných šířkách rozpálit na teploty kolem 70 °C, což jsou hodnoty minimálně velmi nepříjemné pro bosá chodidla lidí i pro nohy zvířat.
Když je na povrchu o tolik větší vedro, mohlo by to zdánlivě naznačovat, že třeba malé děti zažívají výrazně větší horko než dospělí – pro svou malou výšku jsou většinou těla blíž rozpálenému povrchu než jejich rodiče. Je to ale složitější. Nejvíc se totiž teplota mění hned v tenké, jenom několikacentimetrové vrstvě u povrchu, pak už jsou rozdíly do výšky dvou metrů výrazně menší. Z toho plyne, že ani pro malé dítě nebude vnímání teploty výrazně rozdílné oproti dospělému člověku.
Pro malého psa už to však může být významnější, ale spíš z toho důvodu, že může být v přímém kontaktu s rozpáleným povrchem.
Snímek povrchu země z družice Sentinel-2 (vpravo, reálné barvy, rozlišení 20 metrů), Sentinel-3 (uprostřed, teplota povrchu, rozlišení 1 kilometr) a upravená informace z obou přístrojů (vpravo) ukazující podrobnou informaci o teplotě povrchu s rozlišením 20 metrů.
Teplota povrchu se dá měřit buď přímým kontaktním měřením, anebo bezkontaktně, a to jak pomocí termokamery, tak i s využitím dálkových metod, tedy družicových měření. Ta poskytují celkový pohled o teplotě povrchu v širší oblasti, dnes už s rozlišením pod jeden kilometr, čímž se zprůměrují výraznější lokální odchylky.
Teplota povrchu ovšem souvisí jen částečně s teplotou vzduchu ve dvou metrech, ta závisí i na rychlosti větru, intenzitě slunečního svitu, orientaci povrchu a třeba i roční době.
Obecně platí, že přes den při slunečném počasí teplota v nejnižších vrstvách atmosféry s výškou klesá. V noci ale naopak pozorujeme při jasném nebi a slabém větru vzestup teploty s výškou – tento jev se nazývá teplotní inverze. Nejvýraznější rozdíly mezi teplotou u povrchu a ve dvou metrech pozorujeme v situacích s jasným nebem a nepříliš silným větrem.
Teplota na slunci versus teplota ve stínu
Pro měření a vyjadřování údajů o teplotě vzduchu je důležité zastínění teplotního čidla či teploměru. Někdy se používá pojem „teplota ve stínu“ a analogicky „teplota na slunci“ – často můžeme vidět fotografie teploměrů vystavených slunečním paprskům, na kterých je teplota výrazně vyšší než měřená teplota ve stínu. Jenže co je to vlastně ona „teplota na slunci“?
Zdůrazněme, že nemyslíme teplotu na Slunci ve smyslu naší nejbližší hvězdy, neboť tuto hodnotu díky astronomickým měřením dobře známe.
Jak se určuje univerzální index tepelného komfortu
Pokud vystavíme dva odlišné teploměry, které ve stínu ukazovaly stejnou nebo téměř stejnou hodnotu, slunečním paprskům, oba budou ukazovat rozdílné hodnoty. Je to proto, že teploměry pohlcují sluneční záření, které se mění v teplo, a to se pak projeví vlivem tepelné roztažnosti (u kapalinových, ale i bimetalových teploměrů) změnou objemu, a tedy i ukazované teploty.
U elektrických teploměrů zase dojde ke změně elektrických vlastností použitých materiálů. Výsledná teplota bude závislá i na barvě použitých zařízení – čím tmavší bude, tím víc tepla se pohltí a uplatní výše uvedený jev. Jinými slovy, teploměrem žádnou „teplotu na slunci“ nezměříme, ve skutečnosti jde o zcela nesmyslný pojem.
Jiná věc je ale vnímání tepla člověkem při pobytu na přímém slunci, které nás samozřejmě zahřívá. Pro tento účel byly zkonstruovány speciální tepelné indexy, například univerzální index tepelného komfortu. Popisují, jak vnímáme teplotu prostředí v závislosti na jeho vlastnostech, tedy takzvanou pocitovou teplotu. Tu ovlivňuje nejen působení slunečních paprsků, ale vítr, vlhkost, případně tok záření, které na člověka směřují například od rozpálené stěny.
Tyto indexy pak dokáží podle zadaných parametrů co nejobjektivněji určit, jakou teplotu v daném prostředí vnímáme. Je ale pravda, že jejich výpočet je poměrně složitý, neboť je k němu potřebná znalost velkého množství meteorologických parametrů. Každopádně při slunečném počasí může být v poledních hodinách rozdíl mezi teplotou na stíněném teploměru a člověkem reálně vnímanou teplotou 8 až 10 °C, v případě vyšší vlhkosti vzduchu i vyšší.
Vlhký teploměr
V posledních letech se tyto speciální parametry pocitové teploty stále častěji používají i v předpovědích počasí. Nicméně vždy je dobré se ujistit, co přesně příslušná hodnota znamená.
S ohledem na prohlubující se změnu klimatu se stále častěji můžeme setkat i s pojmem teploty vlhkého teploměru (v angličtině wet-bulb temperature neboli teplota vlhké baňky). Jde o teplotu, kterou změříme teploměrem, jehož čidlo je obalené navlhčovanou „punčoškou“. Odpařováním vody z tohoto obalu se teploměru odnímá teplo, a proto je jeho údaj zpravidla nižší než údaj teploměru bez „punčošky“.
Pro měření vlhkého teploměru je nutné baňku (nebo čidlo) teploměru obalit vlhkou „punčoškou“
Pouze v případě, že je vzduch vodní párou nasycen, například v husté mlze, jsou obě teploty shodné. Čím vyšší je teplota vlhkého teploměru, tím menší je snížení teploty vlivem odpařování – a při překročení hodnoty 32 °C už lidské tělo přestává být schopno se ochladit pocením.
Jinými slovy, při delším pobytu v takovém prostředí hrozí kolaps a následně smrt. V Česku zřejmě tak vysokého hodnoty ani během druhé poloviny tohoto století nezaznamenáme, ale například v jižní a jihozápadní Asii se už objevily a budou se vyskytovat stále častěji, což představuje vážné riziko pro tamní obyvatele žijící často bez možnosti úkrytu v klimatizovaných objektech.