Vplyv strihu vetra na tvorbu a životnosť búrok

Letné búrky sú už za rohom. S nimi prichádzajú aj nebezpečné sprievodné javy, ktoré už neraz spôsobili množstvo škôd aj na Slovensku. Pre tvorbu búrok a ich ďalší vývoj je potrebné veľké množstvo faktorov. Jeden z najhlavnejších je pohyb vzduchových hmôt v rôznych výškach atmosféry.

Základy pre tvorbu búrok

Na začiatok si definujme dva pojmy, ktoré sú pre búrku najdôležitejšie. Ide o slová ,,prítok,, (z angl. inflow) a ,,výtok,, (z angl. outflow). Základ pre tvorbu búrok je instabilita vzduchu - CAPE, ktorá predstavuje vzostupné prúdy pre tvorbu búrkovej činnosti. Všeobecne platí, že čím vyšší CAPE, tým je viacej búrok. Búrok je síce viac, no nie vždy sú sprevádzané silnými sprievodnými javmi a nie vždy sú dlhotrvajúce. Základom logiky búrok je prítok teplého vzduchu, čiže angl. inflow.

Určitá oblasť nad zemským povrchom postupom času naberá čoraz viac teplého a vlhkého vzduchu. Ten postupne kondenzuje a vytvára búrkový oblak. Akonáhle dosiahne búrkový oblak dostatočné nasýtenie vodných pár a stúpne hustota oblaku, tak z oblaku začínajú vypadávať dažďové kvapky, ktoré berú zo sebou už ochladený vzduch. Tento prípad je tzv outflow, čiže výtok z búrky. Výtok je vždy spojený so zrážkovou činnosťou. 

prítok (červená šípka) a výtok (modrá) pri búrkach

Čo sa však stane ak prítok je na tom istom mieste ako výtok ?

Takáto situácia často nastáva pri búrkach z tepla. Búrky z tepla vznikajú zväčša nad jedným miestom. Sú takzvané ,,stacionárne,, (alebo ,,pulzné,,). Pri takýchto typoch búrok nedochádza k pohybu oblaku. Keď dosiahne búrkový oblak nasýtenie tak z neho začnú vypadávať dažďové kvapky, ktoré dopadávajú aj so studeným vzduchom priamo dolu. V tomto prípade je prítok na tom istom mieste ako výtok a búrka rýchlo zaniká. Pri takýchto búrkach je hlavným nebezpečným javom najmä veľké množstvo zrážok na jednom mieste, ktoré môžu spôsobiť lokálne zatopenia.

Čo je to strih vetra a ako vplýva na tvorbu/životnosť búrky ?

Najdôležitejším parametrom pre tvorbu búrok je CAPE. Bez instability vzduchu konvekcia neprebieha. Ďalší vývoj búrok je z obrovskej časti definovaný strihom vetra. Strih vetra je zmena vetra buď v rýchlosti s rastúcou nadmorskou výškou alebo v smere s rastúcou nadmorskou výškou. Podľa týchto dvoch prípadov poznáme dva dôležité typy strihu vetra. 

• smerový strih vetra
• strih rýchlosti vetra

Pri smerovom strihu vetra sa s rastúcou nadmorskou výškou mení smer vetra.
Prípad: Pri zemi fúka severný vietor, vo výške 1000 metrov fúka západný vietor a vo výške 2000 metrov fúka východný vietor.

Pri strihu rýchlosti vetra sa s nadmorskou výškou mení rýchlosť vetra.
Príklad: Pri zemi fúka vietor rýchlosťou 2 m/s, vo výške 1000 metrov fúka rýchlosťou 5 m/s a vo výške 2000 metrov fúka rýchlosťou 10 m/s.

Búrky sú vždy sprevádzané kombináciou obidvoch týchto parametrov. Podstatou strihu je ,,oddeliť,, prítok od výtoku. Pokiaľ sú priaznivé podmienky, tak búrky sa začnú pohybovať a nestoja na jednom mieste. Toto spôsobí, že prítok a výtok nebudú na tom istom mieste a tak sa neprerušia navzájom. Vtedy už búrka trvá dlhšie a nezanikne tak rýchlo ako búrka z tepla. Strih vetra má aj iný význam. Smerový strih vetra otáča vietor so stúpajúcou výškou a vytvára podmienky pre tvorbu superciel a tornád. O tom však inokedy.

smerový strih vetra s rastúcou výškou

Poznáme štyri prípady kombinácii strihu vetra

1. Prípad: SLABÝ smerový strih vetra, SLABÝ strih rýchlosti vetra

Búrky pri týchto parametroch sa pohybujú pomaly a postupne odrežú prítok od výtoku. Takéto búrky rýchlo zanikajú, no pri dostatočnej vlhkosti dokážu za krátku dobu spôsobiť  zatopenia pri intenzívnych zrážkach.

Typický príklad búrky z tepla/pulznej búrky. foto: Jeff Ganimons

2. Prípad: SLABÝ smerový strih vetra, SILNÝ strih rýchlosti vetra

Pri tomto prípade sa prítok a výtok navzájom nevylučujú. Búrka tak trvá o dosť dlhšie ako pri búrkach z tepla. Výtok naopak podporuje vývoj ďalšej oblačnosti pred postupujúcou búrkou. Takéto typy búrok tvoria postupom času línie búrok, ktoré potom eskalujú do mezoškálových konvektívnych systémov. Nebezpečné javy sú malé krúpy vo veľkom množstve, silný vietor, prívalové zrážky a výnimočne aj slabé tornádo.

zmena rýchlosti vetra s rastúcou výškou

3. Prípad: SILNÝ smerový strih vetra, SLABÝ strih rýchlosti vetra

Veľmi podobný prvému prípadu. Búrky sa nepohybujú a sú organizované chaoticky. Rýchlo zanikajú, no pri priaznivých podmienkach dokážu spôsobiť bleskové povodne.

4. Prípad: SILNÝ smerový strih vetra, SILNÝ strih rýchlosti vetra

Pri tejto kombinácii vznikajú najsilnejšie a najnebezpečnejšie búrky. Strih rýchlosti vetra zabezpečí stály prísun teplého vzduchu a predĺži životnosť búrky, zatiaľ čo smerový strih vetra zabezpečí rotáciu vzduchu pri stúpajúcom trende. V takýchto podmienkach najčastejšie vznikajú supercely. Tie sú schopné vyprodukovať obrovské krúpy, enormné úhrny zrážok a s vysokou pravdepodobnosťou aj silné tornádo.

štruktúra supercely

supercela v Nemecku 23.5.2016, foto: Marco Rank