Bouřka, nebo konvektivní bouře?

Tyto jevy jsou vázány na oblaky druhu Cb – kumulonimbus a naše znalosti do značné míry vycházejí z pozorování na pozemních stanicích se zaměřením na elektrickou aktivitu (obr. 4). Jejich vznik a vývoj souvisí s konvekcí v atmosféře – procesem, při němž se vyvíjejí v horizontálním rozsahu omezené výstupné a kompenzační sestupné pohyby vzduchu. Představují důležitý mechanismus vertikální výměny tepla a vlhkosti v troposféře, zčásti také ve spodní stratosféře (viz např. Vesmír 80, 83, 2001/2). K samotnému vzniku bouřky musí být v atmosféře splněna řada podmínek – např. nestabilní zvrstvení vzduchu (situace, kdy je pokles teploty okolního vzduchu větší než pokles teploty vystupujícího vzduchu), dostatečná vlhkost vzduchu a příhodné rozmezí teplot. Při vzestupném pohybu vzduchu (řádově metry až desítky m.s^–1) dochází k jeho ochlazování, ke kondenzaci vodní páry (jejímu „zviditelnění“ vznikem oblačnosti) a také k následnému vypadávání srážek. Při dostatečném časovém a energetickém potenciálu přisává vystupující proud další teplý a vlhký vzduch a může docházet k dalšímu zrychlení pohybu vzhůru – k prodloužení „životnosti“ (přibližně desítky minut). Když zkondenzovaná voda dosáhne dostatečné výšky, část zmrzne a část zůstane v přechlazené formě. To se již ocitáme ve výškách 10–12 km, někdy i výše než 15 km (ve střední Evropě).

Obecnějším pojmem je konvektivní bouře (obr. 1), za niž považujeme souhrn konvekčních procesů a jevů, jež probíhají při vývoji vertikálně mohutných srážkových konvekčních oblaků druhu kumulonimbus. Průvodními jevy – mnohdy velmi nebezpečnými a působícími nemalé škody – mohou být srážky (přívalový déšť – velmi silná intenzita až několika desítek mm během několika desítek minut, kroupy), vítr (silný nárazovitý vítr, downburst, microburst¹⁾ nebo např. tornádo) a elektrická aktivita (výboje, blesky, hřmění).

Samotné konvektivní bouře mohou nabývat různých forem a mohou vytvářet oblačné systémy, jejichž rozsah, tvar a strukturu jsme schopni identifikovat až na základě metod dálkového pozorování atmosféry Země – např. prostřednictvím meteorologických družic či radarů (obr. 2 a 3). Svou strukturou mohou být konvektivní bouře „jednobuněčné“ (cely) či „vícebuněčné“ (multicely), které se vzájemně liší především svou vnitřní organizací a „životaschopností“. Bouře s dlouhou životností (několik hodin) a silným rotujícím výstupným proudem označujeme jako „supercely“. Tento termín bývá mnohdy nesprávně spojován s bouřemi, které jsou doprovázeny extrémními projevy počasí nebo které se mohou jevit jako rozsáhlé a vertikálně mohutné – tedy často dochází k záměně s „multicelárními systémy“.

Nebezpečné projevy konvektivních bouří

Bezesporu nalezneme dostatek důkazů o tom, že konvektivní bouře mohou během své existence vyprodukovat velké množství srážek (v podmínkách ČR více než 100 mm/1–2 hod.), což mnohdy závisí na rychlosti či charakteru postupu (opakovaném obnovování bouře nad přibližně stejnou lokalitou – „train effect“). Vysoká intenzita srážek spolu s vysokými srážkovými úhrny mohou způsobit přívalové povodně charakteristické razantním nástupem, velmi rychlým průběhem a značným potenciálem působit jak hmotné škody, tak i ztráty na životech (např. Rychnovsko 1998, Novojičínsko a Jesenicko 2009).

Dalším nebezpečným jevem mohou být kroupy. Bouřkové oblaky jsou z velké části tvořeny buďto přímo ledem, nebo přechlazenou vodou. Za příhodných podmínek (především při dostatečně silném výstupném proudu) mohou dorůst velikosti, kdy propadávají oblakem až na zem, aniž by při tom roztály. Kroupy poměrně běžně dosahují velikosti mezi 2–5 cm, v některých případech to může být až kolem 10 cm (obr. 5).

V určité fázi vývoje bouřek také může zesílit kompenzační sestupné proudění, které se dá přirovnat až k pádu studeného (těžkého) vzduchu. Nese s sebou srážky v podobě deště nebo krup. Narazí-li takovýto vzduch na zem, bývají zaznamenávány velmi prudké nárazy větru, nezřídka s ničivými účinky (rychlost přesahuje 20 m.s^–1). Takovýto „propad vzduchu“ bývá označován jako downburst.

Samostatnou kapitolou nebezpečných průvodních jevů konvektivních bouří mohou být i v podmínkách střední Evropy tornáda, jež sleduje a eviduje Český hydrometeorologický ústav víceméně kontinuálně od konce devadesátých let minulého století. Téměř každý rok je zaznamenáno několik prokázaných případů při konvektivních událostech, zejména pak v teplé polovině roku.

Významnou součástí nebezpečných průvodních jevů je rovněž elektrická aktivita. Jak vůbec vzniká? Vytvářením centra kladného náboje ve vyšších částech oblaku a centra záporného náboje v nižších částech oblaku se při dostatečné intenzitě vytvoří elektrické napětí, jež vyvolá bleskové výboje (existují výboje mezi mraky nebo mezi mraky a zemí). Při některých konvektivních událostech bývá zaznamenáno nad územím ČR i několik desítek tisíc výbojů (obr. 6), které mohou způsobit materiální škody – požáry, poškození elektrické rozvodné sítě a někdy i přímé ohrožení lidí.

Předpovědi nebezpečných jevů při konvektivních bouřích

Co možná nejpřesnější předpověď jevů souvisejících s konvektivní činností a samotných konvektivních bouří zůstává i nadále značně problematická. Ani rozvoj dálkových měřicích metod a pozorování či matematického modelování zatím neumožňuje přesnou lokalizaci silných bouří (včetně intenzity projevů). Velmi obtížné zůstává také varování před nebezpečnými doprovodnými jevy s časovým předstihem alespoň 1–2 hodin. Předpovědím konvektivních bouří a příslušných doprovodných jevů je věnována značná pozornost, především s ohledem na možné a téměř každoročně se opakující materiální škody či dokonce ztráty na lidských životech.

Sledování, evidence a zájem veřejnosti

Výskytu konvektivních bouří a doprovodných jevů je věnována nemalá pozornost i ze strany široké veřejnosti. Svědčí o tom nejrůznější aktivity ať již jednotlivců, nebo celých organizovaných skupin. S rozvojem moderní záznamové a jiné techniky (digitálních fotoaparátů, kamer, GPS, mobilního internetu ad.) souvisí i vznik tematicky zaměřených webových prezentací (viz odkazy), jejichž prostřednictvím se lze dopátrat i bez znalosti cizích jazyků velkého množství zajímavých informací. Poměrně běžně také pronikají k širší veřejnosti pojmy jako stormchasing nebo stormwatching. O „lovcích bouřek“ ještě před několika málo lety příliš povědomí nebylo. Pochopitelně má toto vše úzkou vazbu na rozmach internetové sítě a podstatně snazší vyhledávání potřebných informací, byť převážně v anglickém jazyce.

Nepochybně lze na problematiku kolem konvektivních bouří a doprovodných jevů nahlížet z několika různých pohledů: meteorologa-profesionála, nadšeného „amatérského“ pozorovatele, popřípadě majitele krupobitím poškozené nemovitosti. Z každého úhlu pohledu je však potřeba cítit a vnímat alespoň určitou míru respektu a úcty k přírodním jevům, jež mohou v někom vyvolávat pocity strachu či obavy (vcelku oprávněně), v jiném však pocity zvědavosti a nadšení (mnohdy pro jiné nepochopitelné)…

Tento článek vyšel s podporou ČHMÚ