Najděte se v mlze II.

V minulém článku - Najděte se v mlze I. jsme si popsali mlhu a další atmosférické jevy snižující dohlednost. Také jsme si popsali čtyři fyzikální principy vzniku mlhy. V tomto článku si řekneme, jak se mlhy dělí podle jejich intenzity a jaké druhy mlh známe, na základě kterého fyzikálního principu vznikají, jakými faktory jsou ovlivňovány jejich vlastnosti a pravděpodobnost vzniku, a jaké podmínky vedou k jejich rozpadu.

Není mlha jako mlha

Jak jsme si již minule řekli, předpis L-3 Meteorologie nám mlhu definuje jako přízemní oblak snižující dohlednost na vzdálenost nižší než 1 km. Což nám toho neprozrazuje až tak moc. Je totiž zásadní rozdíl, jestli hodláme přistát v mlze, kde dohlednost dosahuje horní hranice rozdílu mezi mlhou a kouřmem (1 km), nebo je dráhová dohlednost snížena pod 50 m, kdy už je potřeba vybavení pro kategorii přesného přiblížení a přistání CAT IIIC (takto vybavené letiště zatím neexistuje). Za tímto účelem je intenzita mlhy rozdělena do 4 kategorií:

Z toho nám může vyvstávat otázka - v jakém směru je taková vzdálenost naměřena? 

Transmisometry na letišti Brno-Tuřany; zdroj: TARASOVIČOVÁ, N. Mlhy a dráhová dohlednost na letišti Brno-Tuřany

K určování kategorie přesného přiblížení a přistání se užívá dráhová dohlednost - RVR (Runway Visual Range), která je v dnešní době měřena pomocí transmisometru v průměrné výšce 7,5 ft nad dráhou, vpravo nebo vlevo od dráhy, a paralelně s ní. Tato vzdálenost musí být hlášena ve zprávách METAR a SPECI, pokud je v intervalu 50 - 1 500 m.

Při pozorování dohlednosti v okolí letiště, nejen na dráze, se využívá převládající dohlednosti. Ta je předpisem L-3 Meteorologie definována jako nejvyšší naměřená vzdálenost na nejméně polovině kruhového horizontu, nebo nejméně na polovině letištní plochy. Tyto oblasti mohou tvořit spojitý sektor, nebo mohou být složeny z několika nespojitý sektorů.

Chcete-li se dozvědět o dalších jevech a systému zkratek v METARech a TAFech, navštivte náš článek - Rozumět řeči METARů a TAFů.

Kromě intenzity dělíme mlhy podle podmínek a způsobu vzniku. O takové rozdělení se postaral americký meteorolog H. C. Willett, který v roce 1928 klasifikoval mlhy na frontální a nefrontální. Frontální mlhy se dále dělí na předfrontální, zafrontální a přímo na frontách . Nefrontální mlhy se nachází uvnitř vzduchových hmot a dělí se na radiační, advekční a advekčně-radiační (kombinované).

Nefrontální mlhy

Byť přechod frontálních systémů může zlepšit, nebo zhoršit podmínky pro vznik takových mlh, nejedná se o přímou závislost. Podmínky a způsob vzniku u nefrontálních mlh jsou závislé na fyzikálních parametrech uvnitř vzduchové hmoty a na zemském povrchu. Takové mlhy se též nazývají jako mlhy uvnitř vzduchových hmot.

Radiační mlha

Jak již z názvu vypovídá, jedná se o proces, který je založen na radiaci (vyzařování). Konkrétně na vyzařování tepla zemským povrchem během druhé poloviny noci a brzkých ranních hodin v době, kdy nedochází k insolaci (sluneční tok energie na osvětlených povrch Země) a teploty klesnou na minimum za bezvětří nebo slabého větru a bezoblačné oblohy. Za těchto podmínek zemský povrch ochlazuje vrstvu vzduchu těsně nad sebou. V případě, že teplota této vrstvy vzduchu klesne pod rosný bod, vytvoří se radiační mlha. Ta se objevuje již v průběhu noci, a obvykle nevydrží dlouho po východu slunce. Velmi často se s nimi setkáváme na podzim a na počátku zimy.

Podmínky vzniku

  • bezoblačná obloha  → zesiluje zemskou radiaci a ochlazování zemského povrchu;

  • vysoká relativní vlhkost vzduchu → ochlazení vzduchu o vysoké relativní vlhkosti vede ke kondenzaci vodních par;

  • bezvětří nebo slabý vítr → bezvětří napomáhá ochlazování vzduchu;

  • zemský povrch → ke vzniku dochází nad zemským povrchem, jelikož zemský povrch je lepší vodič než vodní povrch.

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • Vítr:

    • bezvětří způsobí vznik tenké, ale velmi husté vrstvy v blízkosti zemského povrchu (<2 m); 

    • rychlost větru v rozmezí 2 - 8 kts může způsobit promíchání mezi vrstvami vzduchu a napomoci ke vzniku širší vrstvy mlhy;

    • rychlost větru do 5 kts vede k největšímu vertikálnímu rozsahu mlhy.

  • Roční období / denní doba:

    • nejčastěji vznikají na podzim a v zimě (dlouhé noci zajistí delší periodu pro ochlazování); 

    • na podzim zasahuje do výšky 100 - 200 m nad povrchem a v průběhu dopoledne se rozpadá nebo přechází do oblačnosti typu stratus se základnou ve výšce 100 - 300 m;

    • v zimě, kdy se u nás sluneční kotouč nachází nejblíže obzoru je sluneční záření nejslabší a relativní vlhkost vzduchu vyšší, může radiační mlha trvat celé dny;

    • v průběhu léta se může vytvořit pouze tenká vrstva nad povrchem, která se brzy po svítání rozpadá;

    • nejčastěji vzniká v druhé polovině noci a těsně po svítání (radiace je nejsilnější a teploty se dostávají na minimum).

  • Struktura povrchu:

    • studený vzduch je těžší, proto se dostává do údolí a nížinných oblastí, kde dochází ke kondenzaci nejdříve;

    • polohy v blízkosti vodních zdrojů (jezera, řeky, nádrže atd.), které jsou zdrojem vlhkosti, jsou příznivější podmínky pro vznik mlhy;

    • v oblastech průmyslových center urychlují hygroskopické látky kondenzaci vodních par. Mlha tak může vzniknout ještě dříve, než dojde k nasycení hmoty vzduchu. V případě větší poluce dojde k smíchání s mlhou a vzniká jev nazývaný smog (smoke + fog).

  • Tlakové útvary a synoptické situace podporující vznik mlhy:

    • centrální části anticyklon;

    • osy hřebenů vysokého tlaku vzduchu;

    • výběžky vysokého tlaku vzduchu;

    • barická sedla;

    • přechod studené fronty.

Podmínky pro rozpad

  • insolace → jakmile dojde k dopadu slunečního záření na zemský povrch nebo jeho zesílení v průběhu dne, dojde i k ohřívání spodních vrstev vzduchu od zemského povrchu. Vyšší teplota způsobí odpařování vodních kapiček odspodu až k úplnému rozpadu mlhy;

  • vítr → při rychlosti větru 8 - 10 kts dochází k promíchávání studeného vzduchu mlhy u země s okolním vzduchem ve vyšších vrstvách, který je sušší a z důvodu inverze i teplejší. V některých případech dochází k vytlačení mlhy do výšky několik stovek metrů nad zemí a k transformaci do oblačnosti typu stratus;

  • oblačnost → v případě, že je přítomna vrstva oblačnosti (můžeme si ji představit jako izolační vrstvu) v průběhu noci, nedochází k úniku tepla terestriálním (dlouhovlnným) zářením a vzduch mezi povrchem a oblačností je ohříván. Výsledkem je nárůst teploty nad rosný bod a rozpad mlhy. 

Advekční mlha

Termín advekce vychází z latinského advectio „přivezení, přemístění” a v meteorologii tímto termínem zpravidla označujeme horizontální přenos vzduchové hmoty určitých vlastností např. advekce studeného, teplého, vlhkého vzduchu. V případě teplé advekční mlhy (teplá advekce) se jedná o pohyb teplého a vlhkého vzduchu přes povrch o nižší teplotě. Teplejší vzduch je stejně jako v případě radiační mlhy ochlazován od zemského povrchu a tím dochází ke kondenzaci vodních par a vzniku mlhy. K tomuto procesu může dojít prakticky kdykoliv během dne či noci a trvání může dosahovat i několika dní. Z důvodu vertikálních pohybů (promíchávání vzduchu) může mlha dosahovat výšky až 1 000 m.

Další typy advekční mlhy jsou:

  • Mořská mlha (kouř) - speciálním případ teplé advekce, který vzniká nad vodním povrchem po přesunu vzduchu z teplejšího vodního povrchu na chladnější. K jejímu vzniku dochází převážně v zimních a jarních měsících, kdy je teplota vody nižší. Vzniklá mlha může být dále přesunuta nad pevninu.

  • Bríza - jedná se o mechanismus cirkulace vzduchu u pobřeží oceánu, moře či jezera. Během dne, kdy je zemský povrch ohříván více než vodní, vzniká na pobřeží cirkulace vzduchu, kdy je chladný a vlhký vzduch „nasáván” od vodní plochy nad teplejší pevninu. Již vzniklá mlha nebo vlhký vzduch se tak nasouvá nad zemský povrch.

Podmínky vzniku

  • studený povrch  → teplota povrchu je nižší než rosný bod vzduchové hmoty posouvající se přes něj;

  • vítr  → do 20 kts nad vodou nebo do 15 kt nad pevninou k zajištění pohybu vzduchové hmoty;

  • vlhkost vzduchu  → jestliže pohybující se vzduchová hmota dosahuje vysoké relativní vlhkosti, i malé snížení teploty způsobí její nasycení a následnou kondenzaci. 

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • Vítr:

    • oproti radiačním mlhám, advekční mlhy mohou být doprovázený i silnějším větrem až do rychlosti 20 kts;

    • správný směr větru je nezbytný ke vzniku advekční mlhy.

Mořské proudy v severním Atlantiku; zdroj: https://en.wikipedia.org/wiki

  • Roční období / denní doba:

    • nejčastěji vznikají na podzim a v zimě (nad chladnější pevninou se přesouvají teplé a vlhké vzduchové hmoty od oceánu); 

    • ke vzniku advekční mlhy může dojít i na jaře, kdy je již teplota relativně vysoká, ale na povrchu se mohou stále nacházet místa pokrytá sněhem;

    • v průběhu léta může advekční mlha vzniknout v případě přesunu teplého vzduchu nad studeným vodním povrchem. K tomu často dochází nad Newfoundlandským poloostrovem (severovýchodní pobřeží Severní Ameriky), kdy teplý a vlhký vzduch z jihu (bermudská tlaková výše) proudí na sever přes chladnější mořský Labradorský proud (podobně vznikají i mlhy v oblasti San Francisca);

    • tvorbu lze očekávat kdykoliv během dne, ovšem během noci mohou být zesilovány radiací (advekčně-radiační mlha).

  • Struktura povrchu:

    • advekční mlhy mohou vznikat nad zemským i nad vodním povrchem;

    • mohou být zastaveny terénní nebo větrnou bariérou;

    • jestliže mlha, která vznikla nad vodní plochou je větrem dopravena na pobřeží, dochází k rozpadu, pokud je povrch dostatečně teplý a umožňuje vznik turbulentního proudění, čímž vzniká oblačnost typu stratus, nebo je zemský povrch ochlazován radiací, což vede k rozšíření mlhy dále do vnitrozemí (převážně během noci).

  • Tlakové útvary a synoptické situace podporující vznik mlhy:

    • teplejší sektory cyklon;

    • okraje anticyklon.

Podmínky pro rozpad

  • střih větru ve výšce;

  • změna směru větru → může dojít k zastavení přísunu vlhkého vzduchu nad chladnější povrch;

  • nárůst rychlosti větru → rychlost větru větší než 20 kts způsobí „odtržení” mlhy od povrchu a její zvednutí do oblačnosti typu stratus;

  • změna synoptické situace → například přechod studené fronty nad pevninou.

Advekčně-radiační mlha

Tyto mlhy vznikají kombinací advekčního ochlazování vzduchu ve dne a radiačního ochlazování v noci. Vyskytují se převážně na pevnině, protože radiační mlhy nad vodním povrchem nevznikají.

Kromě již zmíněných nefrontálních mlh, které byly zahrnuty ve Willettově klasifikační tabulce, se můžeme setkat s dalšími typy, které jsou více či méně doprovázeny radiací a advekcí. Mezi takové mlhy patří následující 3 typy mlh.

Mlhy z vypařování

Vznik mlhy z vypařování; zdroj: https://courses.comet.ucar.edu

Též známá jako Arktický mořský kouř nebo Steam Fog (parní mlha) - vzniká při přesunu chladnějšího přes teplejší vodní povrch. Na vodním povrchu dochází k odpařování vody do studenějšího vzduchu. Po jeho nasycení dochází ke kondenzaci a vzniku mlhy. Tato mlha je většinou velmi řídká, ale může dosahovat výšky až 150 m.  Arktický mořský kouř se vyskytuje v polárních oblastech při přesunu velmi chladného vzduchu, hlavně z Arktických ledů, nebo jiných zamrzlých pevnin, přes relativně teplejší vodní povrch (Arktický oceán).

Podmínky vzniku

  • přesun chladnějšího vzduchu přes teplejší vodní povrch.

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • Vítr:

    • slabý vítr → silnější vítr rozvíří nakoncentrovanou vodní páru

  • Roční období / denní doba:

    • podzim → příznivější rozdíly teploty vody vs. teploty vzduchu;

    • zima → v arktických regionech nad otevřenými nezmrzlými vodami;

    • brzké ranní hodiny → příznivější teploty vody vs teploty vzduchu.

  • Struktura povrchu:

    • nezmrzlý vodní povrch o vyšší teplotě než přesouvaný vzduch.

Podmínky pro rozpad

  • dodáním tepla;

  • snížení dodávky vlhkého vzduchu.

Vznik orografické mlhy; zdroj: https://courses.comet.ucar.edu

Orografická mlha

Orografickou či Svahovou mlhu jsme nakousli již v předchozí části Najděte se v mlze I. Příčinou vzniku takové mlhy je terénní překážka, která zapříčiní výstup vzduchu po její návětrné straně. Při tomto výstupu dochází k rozpíná a ochlazování vzduchové hmoty, čímž se vzduch dostane do stavu nasycení a mlha je na světě. Výskyt takových mlh je obvykle spojen s přiblížením cyklóny k horskému hřebeni, kdy na návětrné straně mohou mlhy setrvávat několik hodin až dní. 

Podmínky vzniku

  • adiabatické ochlazování vlhkého vzduchu.

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • Vítr:

    • vhodná rychlost větru → slabý vítr vytváří řidší mlhu, zatímco silnější vítr způsobí promíchání částic u země a vytvoří se tak oblačnost typu stratus nebo stratocumulus. Rychlost větru je důležitá, ale závisí na mnoha faktorech jako je úhel stoupání překážky, terénní nerovnosti atd.;

    • ve vhodném směru → vítr musí zajistit přesun vlhkého vzduchu (od moře, jezera, atd.) k překážce a následně vzhůru po ní vzhůru.

  • Struktura povrchu:

    • kopcovitý, vyvýšená plošina, kopec, hora, stoupající terén → adiabatické ochlazování probíhá pokud je vzduch tlačen vzhůru;

    • úhel překážky musí zajistit pokles teploty rosného bodu o 2°C na 1000 m.

Podmínky pro rozpad

  • k rozpadu dochází na závětrné straně vlivem subsidence (sesedání vzduchu, neboli pomalé sestupové pohyby ve vzduchové hmotě, které způsobují stlačování a ohřívání plynu);

  • změna směru větru nebo promíchání se sušším vzduchem.

Nízkoteplotní mlha (ledová mlha)

Ledová mlha nad Fairbanks; zdroj: https://commons.wikimedia.org/wiki

Ledová mlha vzniká v případě, kdy je vzduch podchlazen hluboko pod bod tuhnutí. Za normálního tlaku je bod tuhnutí čisté vody 0°C, avšak ke krystalizaci dojde pouze za přítomnosti kondenzačních jader nebo při velkém podchlazení. Doložena je přechlazená voda, tzn. v tekutém stavu, při teplotě -42,55°C. Protože požadované přesycení pro ledové mlhy roste s klesající teplotou, a protože kondenzační jádra jsou obecně velmi vzácná v arktických oblastech, vyskytuje se ledová mlha převážně v blízkosti obydlených oblastí. Je to proto, že člověk při svých běžných činnostech produkuje teplo a vlhkost prostřednictvím zplodin hoření, které vzduch dostatečně přesycují pro tvorbu ledové mlhy. Často jediné letadlo při odletu z letiště v Arktických nebo Antarktických oblastech poskytne dostatek vlhkosti k zamlžení celého letiště. Oproti jiným mlhám je ledová mlha tvořena ledovými krystalky.

Podmínky vzniku

  • dodání vlhkosti a kondenzačních jader do přechlazeného vzduchu;

  • teplota vzduchu pod -32°C → může vznikat i při vyšších teplotách, odvíjí se od zdroje a množství kondenzačních jader;

  • inverze v nízké výšce → zabraňuje rozptylu částic.

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • Vítr:

    • přízemní vítr do 5 kts → silnější vítr rozptýlí dostupné koncentrované vodní páry.

  • Roční období / denní doba:

    • převážně v zimních měsících.

  • Struktura povrchu:

    • vyskytuje se v blízkosti otevřených vod a obydlených oblastí.

Podmínky pro rozpad

  • rychlost větru nad 5 kts;

  • promíchání se sušším vzduchem;

  • vznik srážek;

  • ohřev povrchu slunečním zářením.

Frontální mlhy

Frontální mlhy přímo souvisí s přechodem frontálních systémů. Ke vzniku dochází především vlivem zvýšené vlhkosti vzduchu v oblasti vypadávání frontálních srážek, snížením frontální oblačnosti až na zemský povrch, advekční změnou teploty a také s předfrontálním poklesem tlaku vzduchu. Frontální mlhy postupují s frontou, tudíž nemívají dlouhé trvání na určitém místě, avšak jejich může být výskyt velmi rozsáhlý.


Předfrontální mlha

Předfrontální mlha se zpravidla nachází 20-50 NM před hranou teplé fronty, nebo teplé okluze, a to i po celé její délce. Tento typ mlhy je spojován s oblačností typu nimbostratus, která produkuje déšť po dobu několika hodin před přechodem fronty, čímž dodává potřebnou vlhkost do klínu chladnějšího vzduchu před teplou frontou, respektive pod sektorem teplého vzduchu. Teplejší dešťové kapky se zde vypařují a tím zvyšují vlhkost vzduchu až do bodu nasycení. Současně dochází ke snižování základny nimbostratu až k zemi, čímž vzniká mlha s přicházející teplou frontou. Vznik oblaků stratus fractus před oblastí přeháněk před teplou frontou je předpovídající znamení pro výskyt předfrontální mlhy.  Po přechodu hrany fronty mlha obvykle vymizí, avšak déšť nebo mrholení může přetrvat.

Podmínky vzniku

  • přechod teplé fronty, nebo teplé okluze s oblačností typu nimbostratus na čelní straně.

Předfrontální mlha; zdroj: https://courses.comet.ucar.edu

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • Vítr:

    • slabý vítr

  • Roční období / denní doba:

    • v zimě jsou lepší podmínky pro jejich vznik

Podmínky pro rozpad

  • k rozpadu dochází po přechodu fronty a to kvůli zvyšující se teplotě a přízemnímu větru.

Zafrontální mlha

Podobný případ nastává u pomalu postupující, mírně skloněné studené fronty prvního druhu, kdy mlha vzniká za frontou. Tento druh mlhy vzniká méně často než předfrontální mlha, avšak bývají dlouhodobějšího a taktéž rozsáhlého charakteru (130 - 210 NM za frontou do výšky až 1,5 km). Silné turbulence, které promíchávají vzduch za rychle se pohybující studenou frontou, jsou charakteristické zesilujícími vertikálními pohyby v místě kontaktu fronty se zemským povrchem, často vedou ke vzniku oblačnosti typu stratus bez vzniku mlhy.  Zafrontální mlha vzniká i jako radiační mlha, které se vyskytuje nad vlhkým povrchem po přechodu studené fronty.

Podmínky vzniku

  • přechod pomalu postupující studené fronty prvního druhu;

  • vznik frontální mlhy za teplou frontou lze předpovídat v případě, kdy je teplota před frontou nižší než rosný bod za frontou.

Faktory ovlivňující vlastnosti a pravděpodobnost vzniku

  • menší sklon klínu fronty;

  • menší vertikální poryvy větru;

  • menší rychlost postupu fronty.

Podmínky pro rozpad

  • k rozpadu dochází po přechodu studené fronty dodáním tepla nebo snížení dodávky vlhkého vzduchu.

Mlha přímo na frontě

Mlha přímo na frontě může nastat v řadě situací: 

  • když se teplé a studené vzduchové hmoty, z nichž každá je téměř nasycená, mísí velmi slabým větrem ve frontální zóně; 

  • když se relativně teplý vzduch náhle ochladí nad vlhkou zemí po přechodu studené fronty s vydatnými přeháňkami na přední straně; 

  • a v létě v nízkých zeměpisných šířkách, kde odpařování dešťové vody na čelní straně fronty ochlazuje povrch a přilehlý vzduch a dodává dostatečné množství vlhkosti k vytvoření mlhy.

Závěr

Vznik mlhy je způsoben:

  1. Ochlazením

    1. Dlouhovlnným vyzařováním zemského povrchu (Radiační mlhy)

    2. Advekcí přes chladnější povrch (Advekční/Mořská mlha)

    3. Rozpínáním vlhkého vzduchu při vytlačování vzhůru (Orografická mlha)

  2. Dodáním vlhkosti

    1. Vypařováním spadlých přeháněk (Frontální mlha)

    2. Vypařováním vlhkého povrchu (Mlha z vypařování/ Arktický kouř)

    3. Lidskou činností - spalováním uhlovodíků (Ledové mlhy)

Zánik mlhy je způsoben:

  1. Ohříváním

    1. Slunečním zářením

    2. Advekcí vzduchu přes teplejší povrch

    3. Adiabatické ohřívání (subsidence) - stlačování plynu

  2. Snížením dodávky vlhkosti

    1. Turbulentní promíchávání vrstvy mlhy se sušším vzduchem nad ní vede ke vzniku stratů nebo rozpadu mlhy

    2. Kondenzace vodních par - rosa nebo jinovatka

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.

  • National Weather Service [online]. Dostupné z: https://www.weather.gov

  • Fog Formation and Dissipation [online]. 2001. Dostupné z: https://courses.comet.ucar.edu

Tipy pro žáky, Teorie, Plachtaři, Motorové letouny, Balóny, Letecká meteorologieDaniel Sahrailetecká meteorologie, letecký předpis, meteorologické jevy, meteorologie, mlha, mlhy, létání v mlze, letecké počasí, létání, pravidla létání