Teplota vzduchu a její změny
teplota vzduchu je meteorologický prvek, který udává tepelný stav ovzduší. Měří se teploměrem a to v meteorologické budce 2 m nad povrchem s přesností na desetiny stupně. Nejčastěji se udává ve stupních Celsia (°C) nebo ve stupních Fahrenheita (°F). Základní měření teploty vzduchu se provádí v 7:00, 14:00 a 21:00. Průměrná denní teplota se vypočítá jako součet teploty v 7:00, 14:00 a dvakrát v 21:00 a vydělí se 4. Na meteorologických stanicích se rovněž zjišťuje nejvyšší a nejnižší denní teplota.
Denní chod teploty vzduchu se vyhodnocuje podle hodinových teplot a vystihuje všechny zvláštnosti teplotních změn v průběhu dne během celého roku. Denní chod teploty vzduchu má podobný průběh jako denní chod teploty aktivního povrchu, jeho amplituda s výškou klesá a čas teplotního maxima a minima se s výškou opožďuje. Od času teplotního minima do maxima se intenzita vzestupu teploty s časem nejprve zvyšuje, před nástupem maxima klesá. Opoždění času teplotního maxima je v úrovni meteorologické budky v porovnání s aktivním povrchem 2 hod. Pokles teploty bývá volnější než vzestup. Hodnoty denní amplitudy teploty závisí na těchto faktorech:
- Na charakteru počasí: při malé oblačnosti a slabém větru jsou amplitudy větší než při silné oblačnosti.
- Na ročním období: nejvyšší hodnoty dosahují v našich klimatických podmínkách na jaře, nejnižší v zimě.
- Na zeměpisné šířce: s růstem zeměpisné šířky od rovníkových oblastí do oblasti subtropu denní amplitudy teploty stoupají, směrem k pólům klesají.
- Na vzdálenosti od pobřeží: v pobřežních oblastech jsou nižší než uvnitř kontinentu.
- Na reliéfu: nad konvexními tvary (kopce) reliéfu jsou menší než nad konkávními (údolí).
Roční chod teploty vzduchu: je charakterizován jako průběh teploty vzduchu během roku. Křivky ročního chodu jsou sestavené pomocí průměrných teplot jednotlivých měsíců a vyznačují se jedním maximem a jedním minimem. Rozdíl mezi průměrnou teplotou nejteplejšího a nejchladnějšího měsíce, tedy roční amplituda roste se zeměpisnou šířkou, je menší nad oceány než nad pevninami, závisí na všeobecné cirkulaci atmosféry. Ve volné atmosféře roční amplituda vzduchu s výškou klesá, roční chod teploty však pozorujeme i v horní troposféře a dolní stratosféře. V planetárním měřítku rozlišujeme několik typů ročního chodu teploty vzduchu:
- Rovníkový typ: je charakteristický malou amplitudou, v průměru 5 °C, někdy i méně než 1 °C, s dvěma nevýraznými maximy při letním a zimním slunovratu.
- Tropický typ: má větší amplitudu než rovníkový typ. Nad kontinenty 10 až 15 °C, nad oceány méně než 5 °C.
- Typ mírného pásu: má jedno maximum a jedno minimum po letním a zimním slunovratu. Nad pevninami se maxima a minima teplot vyskytují na severní polokouli v červenci a v lednu, nad oceány a v horských oblastech pevnin v srpnu a v únoru. Je to zapříčiněno pomalejším prohříváním a ochlazováním oceánů a postupného prohřívání a ochlazování atmosféry do výšky. Roční amplitudy jsou nad oceány a v pobřežních oblastech pevnin od 10 do 15 °C, směrem do vnitrozemí se výrazně zvyšují a dosahují až 60 °C.
- Polární typ: má jedno minimum na konci polární noci. Maximum připadá na vrchol polárního léta. Roční amplitudy teploty jsou velmi vysoké, nad kontinenty 30 až 40 °C, nad oceány 20 až 25 °C.
V ročním chodu teploty se mohou vyskytovat pravidelné odchylky od
celkového rázu počasí, které jsou podmíněné zvýšeným výskytem určitých
povětrnostních situací. Tyto odchylky se nazývají singularity. Patří
mezi ně oteplení začátkem února s následujícím ochlazením, ochlazení v
půlce března, ochlazení koncem první květnové dekády, ochlazení kolem 8.
června, vyvrcholení léta v půlce července, oteplení koncem září,
oteplení koncem listopadu, oteplení v polovině třetí prosincové dekády
Změna teploty s výškou: je charakterizována pomocí vertikálního teplotního gradientu, který se určuje pro interval výšky 100 m. Kladné hodnoty gradientu vyjadřují pokles teploty a záporné hodnoty růst teploty s výškou. V troposféře je průměrná teplota vertikálního tepelného gradientu 0,6 °C na 100 m nadmořské výšky.
Ve spodní části troposféry má vertikální gradient svůj denní a
roční chod. Přes den a v létě dosahuje nejvyšších hodnot, v noci a v
zimě minimálních hodnot, často i záporných. Podle průměrných měsíčních
teplot závisí pokles teploty vzduchu s výškou na místních poměrech a to
tak, zda jde o pokles z údolí na svah, nebo ze svahu na vrcholy, na
větrných poměrech atd.
Vertikální změna teploty vzduchu má výrazný roční chod. Nejmenší
gradient bývá v lednu, především při přechodu z kotlin na svah a je pod
0,3 °C/100 m. Největší gradient je v květnu až 0,8 °C, v létě je nad 0,6
°C, na podzim je pod 0,5 °C. Při denním chodu se výrazně uplatňuje
rozdíl mezi nočními a denními hodinami. Přes den je větší než v noci.
Teplotní inverze:
je jev, kdy se teplota vzduchu s výškou zvyšuje. Inverze teploty jsou
průvodním jevem stabilního rozvrstvení vzduchu, kdy nejsou výstupné
vzdušné proudy a když působí silné vyzařování zemského povrchu. Inverze
teploty brání promíchávání vzduchu, čímž dochází v nižších polohách k
vytváření mlh. Ve městech dochází k zvýšení koncentrace škodlivin v
ovzduší a vzniká smog. V horských polohách je nad horní hranicí inverze
jasné a teplé počasí. Rozlišuje se podle výšky vrstvy inverze nad zemí
na:
- Přízemní inverze: začíná od zemského povrchu a končí ve výšce, kde už teplota nestoupá. Dělí se na radiační a advekční.
- Radiační inverze: vzniká ochlazováním přízemní atmosféry od aktivního povrchu dlouhovlnným vyzařováním. Tvoří se za jasných nocí, při malých rychlostech větru. V ranních hodinách zanikají, kromě zimy, kdy se mohou udržet i několik dní.
- Advekční inverze: vzniká působením vertikálně nerovnoměrně teplé advekce, při které se přemisťuje relativně teplý vzduch na studený povrch. Výskyt těchto inverzí je typický nad sněhovou pokrývkou v jarním období.
- Výšková inverze: má dolní hranici v určité výšce nad zemským povrchem
- Radiační: vznikají ochlazováním vzduchu od intenzivně vyzařující horní hranice oblaků
Charakteristické denní teploty vzduchu: Teplotní rozměry území se kromě průměrných teplot za jednotlivé období charakterizují i pomocí charakteristických denních teplot, které teplotně charakterizují určité období. V klimatologii se rozeznávají 4 takové období:
- Období s průměrnou denní teplotou 0 °C a více
- Období s 5 °C a více
- Období s 10 °Ca více
- Období s průměrnou denní teplotou 15 °C a více
Pro každé takové období se určuje průměrné datum nástupu i ukončení a trvání tohoto období. K podrobnějšímu popisu teplotních poměrů daného místa patří údaje o počtu letních dní, tropických dní, mrazivý den, ledový den a arktický den.
- Arktický den: den, kdy je maximální teplota vzduchu -10 °C a méně
- Ledový den: den, kdy je maximální teplota vzduchu -0,1 °C a méně
- Mrazivý den: den, kdy je minimální teplota vzduchu -0,1 °C a méně
- Letní den: den, kdy je maximální teplota vzduchu 25 °C a více
- Tropický den: den, kdy je maximální teplota vzduchu 30 °C a více
- Tropická noc: den s nočním minimem teploty vzduchu 20 °C a více