Tlakové útvary

Kdyby byl atmosférický tlak na vodorovném zemském povrchu stejný, byly by izobarické plochy rovnoběžné jak se zemským povrchem, tak i mezi sebou navzájem a naměřený atmosférický tlak by byl všude stejný.

Izobary.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Zemský povrch se nerovnoměrně ohřívá. Co se stane, když je určité místo více zahříváno, to nám ukáže následující obrázek. Uprostřed se moře na obrázku ohřívá víc, vzduch se rozpíná a způsobuje, že se v tomto místě vrstvy vzduchu rozšiřují a narůstají do výšky. Ve stejnou chvíli ale v místech na okraji moře na obrázku k ohřívání nedochází, vrstvy vzduchu se nad těmito v místy smršťují. Atmosférický tlak vzduchu je u hladiny stále stejný, protože tíha vzduchového sloupce nad každým z těchto míst se nezměnila. Jinak je tomu ve výšce, v rovině rovnoběžné se zemským povrchem. Tlak ve výšce nad ohřátým místem se zvětšil, nad ochlazenými místy se zmenšil. Vzduch proto proudí vodorovně z oblasti, kde je tlak vzduchu vyšší do oblasti, kde je tlak vzduchu nižší.

Vznik proudění.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Jakmile dojde k přemisťování vzduchu z jedné oblasti do druhé, pak dojde ke změně atmosférického tlaku v místech u hladiny moře. Zvětšení hmotnosti sloupce vzduchu nad chladnějšími místy na okraji moře na obrázku způsobuje, že se zde atmoférický tlak zvětší. Naopak zmenšení hmotnosti sloupce vzduchu nad ohřátým místem uprostřed moře na obrázku způsobí v tomto místě zmenšení atmosférického tlaku.

Vznik proudění.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Vytvořila se tak soustava dvou navzájem opačných proudění (jeden ve výšce a druhý při zemském povrchu), který je uzavřen výstupnými proudy vzduchu nad ohřívaným místem a sestupnými proudy nad chladnějšími místy. Vznikla tlaková níže – cyklona. Směrem od středu tlakové níže tlak vzduchu klesá. Střed je místo s nejnižším tlakem, který se na synoptických mapách označuje N a je vyznačen jako uzavřená izobara obsahující oblast s nižším tlakem vzduchu. Velikost i rychlost jejího pohybu je velmi proměnlivá. Někdy bývá tlaková níže rozsáhlým a hlubokým systémem, v jehož středu může tlak klesnout až na 950 hPa, jindy je to oblast ohraničená jen jednou izobarou s tlakem 1 010 hPa. Průměr tlakové níže se proto pohybuje od několika set do několika tisíců kilometrů. Střed tlakové níže může být nepohyblivý, nebo se může pohybovat rychlostí 40 až 50 km/h (shruba 1000 km za jeden den).

Vznik proudění.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Pokud je nad daným místem chladněji, probíhá proces obráceně. Vznikla tlaková výše – anticyklona. Směrem od středu tlakové výše tlak vzduchu roste. Střed je místo s nejvyšším tlakem, který se na synoptických mapách označuje V a je vyznačen jako uzavřená izobara obsahující oblast s vyšším tlakem vzduchu. Tlakové výše obvykle pokrývají větší oblast než tlakové níže a pohybují se mnohem pomaleji. Když se vytvoří, zůstávají často téměř bez pohybu 2 až 3 dny, někdy i 10 a více dnů.

Vznik proudění. Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Pokud by proudění probíhalo jen popsaným způsobem, došlo by v krátké době k vyrovnání tlaku. Vodorovné proudění však ovlivňuje Coriolisova, odstředivá a třecí síla. Velikost Coriolisovy síly závisí na rychlosti proudění a na zeměpisné šířce. Coriolisova síla působí vždy ve směru kolmém na směr proudění vzduchu, způsobuje odklon proudění na severní polokouli doprava na jižní doleva. V nižší vrstvě atmosféry se uplatňuje i síla tření, která brzdí proudění vzduchu a stáčí ho do strany s nižším atmosférickým tlakem.

Při sledování ročních, sezónních nebo měsíčních průměrných hodnot atmosférického tlaku redukovaného na mořskou hladinu a jejich rozložení po zemském povrchu lze nalézt oblasti vyznačující se vzhledem ke svému okolí téměř trvale nižším nebo vyšším tlakem v průběhu celého roku. Na ostatních místech závisí vznik tlakových níží a výší na ročním období (léto – níže, zima – výše). K nejvýznamnějším z nich patří především:

Tlaková níže a tlaková výše patří mezi tzv. tlakové útvary. Jako tlakové útvary označujeme části tlakového pole atmosféry s charatkeristickým rozdělením tlaku a proudění vzduchu. Jsou popsány průběhem izobar na přízemní synoptické mapě. Kromě tlakové níže (cyklony) a tlakové výše (anticyklony), kolem jejichž centra existuje vždy alespoň jedna uzavřená izobara, vznikají ještě další tlakové útvary – brázda nízkého tlaku vzduchu, hřeben vysokého tlaku vzduchu, tlakové sedlo a přímočaré izobary.

Tlakové útvary.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.

Brázda nízkého tlaku vzduchu je oblast nízkého tlaku vzduchu bez uzavřených izobar. Vyskytuje se obvykle mezi dvěma oblastmi vyššího tlaku vzduchu, které navzájem odděluje, nebo může být částí tlakové níže, kde bývá vyjádřena jako výběžek izobar z tlakové níže směrem k vyššímu tlaku. Zpravidla se v ní nachází studená nebo okluzní fronta. V brázdě nízkého tlaku vzduchu převládá oblačné počasí s občasnými srážkami, v létě bouřkového rázu.

Hřeben vysokého tlaku vzduchu je oblast vysokého tlaku vzduchu bez uzavřených izobar. Na synoptických mapách bývá vyjádřen zakřivenými izobarami, někdy ve tvaru písmene U. Vyskytuje se obvykle mezi dvěma oblastmi nízkého tlaku vzduchu nebo může být částí tlakové výše. V oblasti hřebene vysokého tlaku převládá podobné počasí jako v tlakových výších, jeho výskyt v určité oblasti je zpravidla spojen s pěkným počasím.

Tlakové sedlo je oblast v tlakovém poli mezi dvěma oblastmi nízkého tlaku vzduchu a dvěma oblastmi vysokého tlaku vzduchu, rozloženými přibližně šachovnicově.