Najděte se v mlze I.
Mlha - atmosférický jev, který nám snižuje dohlednost a má velmi negativní dopad na bezpečnost nejen při podzimním polétání. Za zmínku stojí letecká nehoda na letišti Los Rodeos na ostrově Tenerife 27. března 1977, kde špatná dohlednost byla jedním z klíčových prvků řetězce nešťastných událostí, jež vyústily v leteckou nehodu nebývalých rozměrů.
Autor fotografie: Daniel Vašut; planes.cz
Dost ale smutných slov, létání je přece krásné a aby krásné zůstalo, je potřeba se neustále vzdělávat, rozvíjet a získané vědomosti si čas od času zopakovat. Na AirGuru.cz jsme proto pro vás připravili sérii článků - Najděte se v mlze, ve které se toho dozvíte trochu více o atmosférických jevech, které snižují dohlednost.
Abychom se však dostali do stejné roviny, zopakujme si na úvod základní terminologii z fyziky.
Kondenzací se rozumí proces, kdy se vodní pára mění ve vodní kapičky (změna z plynného stavu do tekutého).
Sublimace je skupenská přeměna, při které se pevná látka mění na plyn, aniž by došlo k tání pevné látky.
Vypařování je proces během kterého se tekutina mění v látku v plynném stavu.
Absolutní vlhkost je hmotnost vodní páry skutečně obsažené v objemové jednotce vzduchu při dané teplotě. Vyjadřuje se v g/m3.
Maximální vlhkost vzduchu vyjadřuje maximální množství vodní páry, které může vzduch pojmout, aby se dostal do stavu nasycení. Při vyšších teplotách dokáže pojmout více vody než při nižších. Vyjadřuje se v g/m3.
Relativní vlhkost udává aktuální vlhkost ovzduší v procentech. Jedná se o poměr mezi absolutní vlhkostí a maximální vlhkostí vzduchu při dané teplotě. Dojde-li k situaci, kdy se bude absolutní vlhkost rovnat maximální vlhkosti (relativní vlhkost = 100 %), říkáme tomu stav nasycení a teplotě, při které k tomu došlo, říkáme rosný bod.
Rovnice relativní vlhkosti vzduchu
Rosný bod je teplota na kterou musí být daná hmota vlhkého vzduchu za konstantního barometrického tlaku ochlazena, aby došlo ke kondenzaci vodních par. Jinými slovy nám udává teplotu, při které je dosaženo maximální možné vlhkosti vzduchu. Rosný bod je závislý na množství vodních par ve vzduchu, kdy s rostoucím množstvím roste teplota rosného bodu (čím je více vody ve vzduchu, tím dříve dojde ke stavu nasycení a tvorbě mlhy).
Sytostní doplněk označuje množství vodních pár, které je vzduch ještě schopen pojmout k úplném nasycení - rozdíl mezi absolutní a maximální vlhkostí.
Aerosol je heterogenní (různorodá) směs malých pevných nebo kapalných částic plynu.
Co nám k mlze říká předpis?
Definice mlhy zní:
„Mlha je oblak, který leží bezprostředně nad zemí a výrazně omezuje viditelnost na vzdálenost nižší než 1 km. Mlha se skládá z malých vodních kapiček nebo drobných ledových krystalků rozptýlených ve vzduchu.”
Autor fotografie: Zdeněk Černý; planes.cz
Na první pohled jde o relativně prostou definici, avšak u zvídavých jedinců již mohou vyvstávat otázky.
Jak dochází ke vzniku takového oblaku?
Proč se nachází u země a není mezi ostatními mraky?
Jaké faktory ovlivňují vznik mlhy?
Máme více druhů mlhy?
Jak dochází k jejich rozpadu?
Co když je mlha, ale dohlednost je větší než 1 km?
Co je ta viditelnost?
Vznikajících otázek jsou opravdu kvanta a ani v nejmenším si netroufáme říci, že jsme schopni na všechny odpovědět. Přesto se vám pokusíme tento jev pokud možno co nejvíce přiblížit, abyste se stali lepšími piloty a abyste věděli, co od takového jevu očekávat.
Začneme tam, kde se pro rady chodí nejdříve - Leteckým předpisem. V leteckém předpisu L-3 Meteorologie se nejprve podíváme na definici slova viditelnost, respektive dohlednost. Její definice není až tak jednoznačná jak by se na první pohled mohlo zdát. V letectví se totiž můžeme setkat s meteorologickou dohledností, letovou dohlednosti, šikmou dohledností, převládající dohledností, technickou dohledností, vertikální dohledností, dráhovou dohledností a možná ještě s několika dalšími. Pro naše účely budeme uvažovat za dohlednost větší z:
největší vzdálenosti, na kterou jsme schopni spolehlivě vidět a rozeznat černý předmět vhodných rozměrů umístěný u země; a
největší vzdálenosti, na kterou jsme schopni spolehlivě rozeznat na neosvětleném pozadí světla o svítivosti přibližně 1 000 cd.
poznámka
Svítivost nám udává intenzitu světelného toku v daném směru, obecně se udává směr s největší intenzitou. Pro představu 1 cd je rovná svítivosti jedné svíčky. Žárovka o výkonu 100 W má svítivost asi 200 cd a reflektory aut mají okolo 20 000 až 75 000 cd. Svítivost přibližně 1 000 cd představuje například bodová halogenová žárovka s výkonem 28 W. Jelikož je však svítivost závislá na vyzařovacím úhlu, v praxi se tak s udáváním této hodnoty často nesetkáme.
Autor obrázku: Zdeněk Šrainer
Je to mlha, zákal nebo kouřmo?
Podívali bychom se na mlhu trochu více zblízka, zjistíme, že je tvořena malými kapičkami vody, jejichž vysoká koncentrace způsobuje snížení dohlednosti. Existuje však spousta dalších atmosférických jevů snižující dohlednost, které nevznikly na bázi vody, ale například prachovými či jinými pevnými částicemi. Předpis L-3 nám proto rozlišujeme atmosférické jevy snižující dohlednost na litometeory a hydrometeory.
Litometeory, tedy jevy snižující dohlednost, kdy je snížení dohlednosti způsobeno přítomností pevných částic, nikoli vodních, v atmosféře.
Takové jevy jsou hlášeny pouze když je dohlednost 5 000 m nebo méně, vyjma případů, kdy se jedná o nízko zvířený písek (“DRSA”) a vulkanický popel (“VA”). Mezi litometeory patří a ve zprávách METAR a TAF se s nimi můžeme setkat:
Písek (Sand) - SA
Prach (rozsáhlý) (Dust (widespread)) - DU
Kouř (Smoke) - FU
Vulkanický popel (Volcanic ash) - VA
Zákal (Haze) - HZ
Chcete-li se dozvědět o dalších jevech a systému zkratek v METARech a TAFech, navštivte náš článek - Rozumět řeči METARů a TAFů.
poznámka
V některé literatuře a v otázkách ATPL se pro termín litometeory můžete setkat se zjednodušeným označením haze, tedy zákal, který je definovaný meteorologickými podmínkami, kdy je dohlednost značně snížena extrémně malými pevnými částicemi ve vzduchu (jako kouř, prach nebo písek). Zákal však není hlášen pokud je dohlednost větší než 5 000 m.
Foto: Petronas Twin Towers; Kuala Lumpur
Hydrometeory, tedy jevy snižující dohlednost, kdy je snížení dohlednosti způsobeno převážně produkty kondenzace nebo sublimace vodní páry v atmosféře. Mezi hydrometeory patří pouze dva jevy, které rozlišovány podle toho, jaká dohlednost je pozorována:
Mlha (Fog) - FG
Kouřmo (Mist) - BR
Mlha neboli „nízko letící mrak” je tvořena mikroskopickými vodními kapkami (<0,5 mm), setrvávajícími v nasycené hmotě vzduchu (relativní vlhkost okolo 100%). Jestliže teplota klesne pod 0°C, kapky mlhy se stávají podchlazenými a postupně v mlze začnou vznikat ledové krystalky. Přesto za těchto teplot nedochází ke vzniku většího množství ledových krystalků. Aby k tomu došlo, musí teplota klesnout na -30°C až -40°C, kdy se objevují namrzající mlhy (“FZFG”).
Kouřmo je v podstatě stejný jev jako mlha, avšak dohlednost je snížena pouze na 1 000 m až 5 000 m.
Jak dochází ke vzniku mlhy?
Základním předpokladem pro tvorbu mlhy je dosažení stavu nasycení nebo dokonce přesycení vzduchu vodní parou za přítomnosti kondenzačních jader. Ačkoliv tyto kondenzační jádra (aerosolové částice) nejsou ke kondenzaci nezbytné, bez jejich přítomnosti by voda kondenzovala až při relativní vlhkosti okolo 100 %. Z toho důvodu vznikají mlhy v znečištěném prostředí dříve. K tomu aby došlo k nasycení vzduchu a vzniku mlhy respektive oblaku vedou čtyři procesy:
Ochlazení vzduchu na teplotu rosného bodu.
Rosný bod jsme si již popsali v úvodu, proto se k němu vracet nebudeme. Při ochlazování vzduchové hmoty zemským povrchem dochází ke snižování maximálního množství vlhkosti, které může být ve vzduchu obsaženo. Přestože máme konstantní absolutní vlhkost, zvyšuje se nám relativní vlhkost vzduchu a přibližujeme se stavu nasycení, tedy rosnému bodu. V reálných situacích dochází ke kondenzaci vodní páry a tvorbě mlhy již při teplotě vyšší než rosný bod o asi 2,5°C. Mlhy typické pro tento proces jsou radiační, advekční nebo jejich kombinace.
Dodání vlhkosti do chladnějšího prostředí.
Druhý proces vychází ze stejného principu, jen místo toho, abychom v rovnici pro relativní vlhkost vzduchu snižovali maximální množství vlhkosti ve vzduchu, zvýšíme absolutní vlhkost vzduchu dodáním vodní páry. Ta se do vzduchové hmoty dostává vypařováním z vodních ploch. K odparu z vodní plochy dochází díky sytostnímu doplňku, který je popsán v úvodu. Jednoduché pravidlo říká, že:
„Čím je vzduch nad vodou sušší (chladnější), tím je sytostní doplněk větší, tím je i potenciální výpar větší a v konečném důsledku je i potenciál vzniku mlhy větší.”
Promíchávání vzduchových mas
Předposledním případem vzniku mlhy je promíchání dvou vzduchových mas, kdy dochází ke vzniku mlhy pouze za předpokladu, že obě vzduchové masy byly již před promícháním téměř nasyceny vodní parou a že jejich teplota je rozdílná. V přízemní vrstvě ovzduší však k tomuto promíchávání prakticky nedochází.
Pokles tlaku v daném místě
Nejméně častým procesem vzniku mlhy, ke kterému dochází v tlakových nížích při výrazných poklesech tlaku vzduchu. Při snižování tlaku dochází k rozpínání plynu, k čemuž je potřeba práce. Ta je získána na úkor vnitřní energie vzduchu, tedy snížením teploty. Snížením teploty se dostáváme k 1. procesu - ochlazení, který jsme si již objasnili. Výsledkem může být kromě vzniku mlhy i vznik kondenzačního „chobotu”, tornáda nebo velké tromby. Na tomto principu vznikají orografické mlhy (svahová mlha) o kterých se dozvíte více v dalším díle.
Svahová mlha
V reálném světě k učebnicovému vzniku mlhy dochází jen zřídka a spíše se setkáváme s kombinací více procesů. Přesto doufáme, že jste se dozvěděli něco nového nebo zajímavého nebo jste si alespoň zopakovali vaše znalosti, které z vás dělají lepšího pilota.
O rozdělení mlh podle jejich vzniku, o podmínkách ovlivňující jejich vznik a rozvoj a o podmínkách rozpadu mlh se dočtete v příští kapitole - Najděte se v mlze II.
Zdroje:
NEDELKA, M. Prehľad leteckej meteorológie;
TARASOVIČOVÁ, N. Mlhy a dráhová dohlednost na letišti Brno-Tuřany;
KRÁČMAR, J. Meteorologie (050 00);
Letecký předpis L3 Meteorologie.