Elektronický meteorologický slovník

viz vítr geostrofický.

hladina v atmosféře, v níž absolutní vorticita je konzervativní vlastností vzduchových částic a její lokální změny jsou působeny pouze horiz. geostrofickou advekcí. V reálné atmosféře obvykle bývají tyto podmínky přibližně splněny ve vrstvě 500 až 400 hPa. V minulosti byla ekvivalentně barotropní hladina často ztotožňována se standardní izobarickou hladinou 500 hPa. Vzhledem k tomu, že rovnice vorticity má v ekvivalentně barotropní hladině stejný tvar jako v hladině nondivergence v barotropní atmosféře, někdy se tyto dvě hladiny nesprávně ztotožňují. Viz též model barotropní, vítr geostrofický.

výška, v níž vektor větru přestává být ovlivňován zemským povrchem (třením apod.) a pohyb vzduchových částic je způsobován jen silou tlakového gradientu, silou zemské tíže a Coriolisovou silou. Vektor větru lze proto už aproximovat geostroficky nebo gradientově, nejvýše se započtením těch ageostrofických složek, které mají původ v makromet. polích volné atmosféry (izalobarický vítr apod.). Prům. nadm. výška horní hranice mezní vrstvy atmosféry je asi 1,5 km, což odpovídá zhruba výšce izobarické hladiny 850 hPa. Denní chod teploty vzduchu nad touto výškou už není prakticky ovlivňován zemským povrchem. Viz též vítr ageostrofický, vítr geostrofický, vítr gradientový.

souhrnný název pro metody upravující vstupní data (počáteční podmínky) modelů numerické předpovědi počasí. Cílem úpravy je modifikovat počáteční podmínky tak, aby přibližně splňovaly modelové rovnice. Pokud je tato podmínka výrazně narušena, dochází během začátku integrace numerického modelu k významným změnám hodnot modelových proměnných, což se projevuje oscilací předpověděných hodnot, a k znehodnocení předpovědi. Po určité délce integrace tyto oscilace mizí. V některých případech, když nesoulad mezi modelovými proměnnými je příliš velký, může dojít i k předčasnému ukončení integrace modelu kvůli numerické chybě. Původně se inicializace dat zaměřovala na korekci polí větru a tlaku tak, aby byla alespoň přibližně splněna rovnice kontinuity. Proto se místo skutečného větru používal vítr geostrofický. Později se používala metoda normálních módů. V současnosti se téměř výhradně užívá metoda založená na aplikaci digitálního filtru a inicializují se i ostatní základní meteorologické prvky. Samotná inicializace základních modelových veličin postupně ztrácí svůj význam a to jednak tím, že probíhá v rámci asimilace dat a objektivní analýzy a také proto, že současné numerické metody použité v modelech jsou dostatečně robustní, aby jejich běh nebyl významně narušen nekonzistencí vstupních dat. Inicializace vstupních dat se stále využívá, ale inicializují se jiné než základní meteorologické prvky např. srážky a oblačnost.

hydrodynamická instabilita, která je výsledkem poklesu momentu hybnosti se vzdáleností od osy rotace v rotující tekutině. Při radiálním vychýlení částice tekutiny dojde k jejímu urychlení v daném směru vlivem nerovnováhy odstředivé síly působící na částici a na její okolí. Tekutina je v tomto případě inerčně instabilní.
Při hodnocení inerční instability v atmosféře se uplatňuje kombinace odstředivých sil rotace Země a zakřiveného pohybu vzduchu vzhledem k zemskému povrchu. Hodnotí se s využitím kvazigeostrofické aproximace. Vzduchová částice, která má podobu jednodimenzionální trubice orientované ve směru geostrofického větru, je vychylována horizontálně a kolmo k jeho vektoru. V rámci absolutní souřadnicové soustavy si částice zachovává moment hybnosti; prostředí je inerčně instabilní, pokud v něm moment hybnosti klesá se vzdáleností od vertikální osy kombinované rotace. V relativní souřadnicové soustavě se vychýlení vzduchové částice projeví nerovnováhou síly tlakového gradientu a zdánlivých sil, především Coriolisovy síly. Za předpokladu, že geostrofický vítr vane podél horiz. osy y a trubice je vychylována podél horiz. osy x v pravotočivé kartézské souřadnicové soustavě, lze inerční instabilitu hodnotit s použitím následujících vztahů:
$a_x=(m-m_g),m=v+fx=konst\mathrm{.,}{m}_g=v_g+fx,$
kde a_x značí výslednou složku zrychlení vychýlené trubice ve směru osy x, f je Coriolisův parametr, a m, resp. m_g jsou velikosti měrné hybnosti y-ové složky proudění v v trubici, resp. y-ové složky geostrofického proudění v_g v okolí trubice v absolutní souřadnicové soustavě.
S inerční instabilitou se můžeme setkat hlavně v nižších zeměpisných šířkách uvnitř silně rotujících systémů, jako jsou tropické cyklony. Viz též instabilita symetrická.

model atmosféry, v němž se předpokládá baroklinní atmosféra. Při rozvíjení numerických modelů předpovědi počasí se v počátečních fázích používala v baroklinních modelech řada zjednodušujících předpokladů, např. že proudění je geostrofické, předepisoval se průběh vertikálních rychlosti v závislosti na tlaku a vhodně se zjednodušovala rovnice vorticity. Viz též numerická předpověď počasí, vítr geostrofický, model atmosféry prognostický, model barotropní.

syn. vítr geostrofický.

setrvačná síla působící na tělesa pohybující se v rotující neinerciální vztažné soustavě. V meteorologii se jedná především o souřadnicové soustavy pevně spojené s rotující Zemí, a proto se Coriolisova síla nazývá též uchylující silou zemské rotace. Coriolisovu sílu c lze vyjádřit vztahem:
$c=2mv\times \Omega$
kde v je vektor rychlosti pohybu daného tělesa v soustavě rotující úhlovou rychlostí Ω a m značí hmotnost tohoto tělesa. Odtud vyplývá, že Coriolisova síla působí kolmo ke směru rychlosti v a nemá tedy za následek změny kinetické energie pohybujícího se tělesa. V aplikacích na met. problémy dosazujeme za v rychlost proudění vzduchu a Ω představuje úhlovou rychlost rotace Země. Dále se v meteorologii Coriolisova síla často vztahuje k jednotce hmotnosti vzduchu, tj. m = 1, a je pak číselně rovna Coriolisovu zrychlení. Horizontální složky Coriolisovy síly rostou pro dané horizontální proudění se zvětšující se zeměp. šířkou a uchylují ho na sev. polokouli vpravo, na již. polokouli vlevo. Naproti tomu vert. složka Coriolisovy síly dosahuje maxima na rovníku a s rostoucí zeměp. šířkou klesá k nulové hodnotě na pólech. Ve srovnání se silou zemské tíže je však vert. složka Coriolisovy síly asi o čtyři řády menší.
Coriolisova síla má zásadní význam v cirkulaci atmosféry a pro formování tlakových útvarů, neboť proudění ve volné atmosféře zhruba zachovává stav rovnováhy mezi horiz. složkami síly tlakového gradientu a Coriolisovy síly. Důsledkem této skutečnosti je zákon Buys-Ballotův, podle něhož proudění ve volné atmosféře přibližně směřuje podél izohyps. Kdyby tedy nebylo Coriolisovy síly, docházelo by okamžitě k vyrovnávání horiz. tlakových rozdílů. Viz též parametr Coriolisův, rovnice pohybová, vítr geostrofický.

syn. síla barického gradientu – síla působící v tlakovém poli, v němž je nenulový tlakový gradient. Směřuje kolmo na izobarické plochy, na stranu s nižším atm. tlakem. Označíme-li sílu tlakového gradientu vztaženou k jednotce hmotnosti symbolem b, pak platí:
$b=-\frac{1}{\rho }\nabla p,$
kde p značí tlak vzduchu a ρ hustotu vzduchu. Horiz. složky síly tlakového gradientu a Coriolisovy síly jsou ve volné atmosféře nejdůležitějšími činiteli ovlivňujícími horiz. proudění vzduchu. Vert. složka síly tlakového gradientu$-\frac{1}{\rho }\frac{\partial p}{\partial z},$
označovaná též jako hydrostatická vztlaková síla, která je číselně více než 1000krát větší než horiz. složka, je v atmosféře v přibližné rovnováze se silou zemské tíže. Viz též rovnice pohybová, rovnováha hydrostatická, vítr geostrofický.

1. průmět vektoru rychlosti větru do jedné z os nebo rovin uvažovaného souřadnicového systému. Vektor větru je tak roven vektorovému součtu příslušných složek proudění. Nejčastěji rozlišujeme zonální, meridionální a vertikální složku proudění. Oproti vertikální složce proudění můžeme vymezit jeho horizontální složku ve standardní souřadnicové soustavě, popř. kvazihorizontální složku v souřadnicových soustavách se zobecněnou vertikální souřadnicí. Viz též cirkulace zonální, cirkulace meridionální, pohyb vzduchu vertikální.
2. model proudění vzduchu následkem jedné nebo několika sil v případě, kdy je skutečný vítr výsledkem působení většího počtu sil. V tomto smyslu zpravidla používáme zkrácené označení, např. geostrofickou složku proudění označujeme jako geostrofický vítr, ageostrofickou složku jako ageostrofické proudění apod.

geometrické vyjádření změn vektoru větru s výškou v mezní vrstvě atmosféry, teor. vypočtené za zjednodušujícího předpokladu, že se koeficient turbulentní difuze a hustota vzduchu s výškou nemění, proudění vzduchu je horizontální a nezrychlované, geostrofický vítr nezávisí na výšce a rychlost proudění v mezní vrstvě se s výškou asymptoticky blíží rychlosti geostrofického větru. Obalovou křivku koncových bodů vektorů znázorňujících vítr v různých hladinách mezní vrstvy a vynesených z jednoho zvoleného bodu pak nazýváme Taylorovou spirálou. Zvláštní případ Taylorovy spirály, kdy úhel sevřený směry přízemního a geostrofického větru se rovná 45°, se obvykle nazývá spirálou Ekmanovou. Někteří autoři však používají pojmy spirála Taylorova a spirála Ekmanova jako synonyma.
Teorii této spirály vypracoval V. W. Ekman (1902) pro pohyb vody ve svrchních vrstvách oceánu, vyvolaný účinkem větru. Na poměry v atmosféře ji aplikoval F. Äkerblom (1908) na základě měření větru na Eiffelově věži v Paříži. Zobecněný výklad na podkladě teorie atmosférické turbulence podal G. I. Taylor (1915). Viz též vítr přízemní, stáčení větru v mezní vrstvě atmosféry.

syn. proudění ageostrofické – rozdíl vektorů rychlosti skutečného a geostrofického větru. Ve volné atmosféře se geostrofický vítr v základním přiblížení nejčastěji interpretuje jako výslednice čtyř složek, tj. složky izalobarické (izalohyptické), kinetické, konv. a cyklostrofické. Tyto složky bývají někdy označovány jako vítr izalobarický, kinetický, konvekční a cyklostrofický. V podrobnějším přiblížení lze odvodit i další příspěvky k ageostrofickému větru vznikající např. u proudění, které má současně vertikální i meridionální složky pohybu. Teoreticky lze dokázat, že každé proudění s meridionální složkou pohybu musí obsahovat ageostrofickou složku. Velikost rychlosti ageostrofického větru bývá ve volné atmosféře u proudění velkých měřítek zpravidla alespoň o řád menší než velikost rychlosti větru geostrofického, přesto má ageostrofický vítr zásadní význam pro transformace kinetické energie v atmosféře a vývoj pole atmosférického tlaku.

syn. proudění barické – horiz. proudění bez tření v atmosféře, pří kterém síla horiz. tlakového gradientu a Coriolisova síla směřují proti sobě. Příkladem barického větru je geostrofický vítr a gradientový vítr.

syn. proudění cyklostrofické –
1. jedna ze složek ageostrofického větru. Vektor rychlosti cyklostrofického větru v_c je pak:
$v_c=-\frac{1}{\lambda }{K}_H{v}_g^{2}t,$
kde λ značí Coriolisův parametr, K_H horiz. křivost proudnic, kterou lze aproximovat křivostí izobar nebo izohyps, v_g rychlost geostrofického větru a t jednotkový horiz. vektor orientovaný ve směru geostrofického větru. Cyklostrofický vítr má při záporné křivosti K_H (anticyklonálním zakřivení) stejný směr jako vítr geostrofický, zatímco v případě K_H > 0 (cyklonálního zakřivení) směřuje přesně proti geostrofickému větru. Cyklostrofický vítr tedy působí při cyklonálních situacích zmenšení a při anticyklonálních situacích zvětšení rychlosti skutečného horiz. proudění vůči rychlosti geostrofického větru;
2. horiz. proudění, u něhož je zrychlení působené Coriolisovou silou zanedbatelné ve srovnání s celkovým normálovým zrychlením, tj. na celkové rychlosti proudění má převažující podíl cyklostrofická složka ageostrofického větru. Příklad cyklostrofického větru poskytuje především proudění v tropických cyklonách. Termín cyklostrofického větru zavedl angl. meteorolog N. Shaw.

syn. proudění geostrofické – model horizontální složky proudění vzduchu s tečným i normálovým zrychlením rovným nule, tedy bez vlivu tření v atmosféře. Směřuje podél přímkových izobar, popř. izohyps tak, že postavíme-li se na sev. polokouli čelem po směru proudění, máme po pravé ruce vyšší a po levé nižší tlak. Geostrofický vítr řadíme pod barický vítr, neboť horiz. složky síly tlakového gradientu a Coriolisovy síly mají opačný směr; navíc jsou stejně velké, což označujeme termínem geostrofická rovnováha. Rychlost geostrofického větru v_g určujeme v z-systému ze vztahu
$v_g=-\frac{1}{\rho \lambda }{\nabla }_{H}p\times k,$
v němž λ značí Coriolisův parametr, ρ hustotu vzduchu,${\nabla }_{H}p$ vektor horizontálního tlakového gradientu a k je jednotkový vektor ve směru vert. osy z.
S výjimkou nízkých zeměp. šířek lze geostrofickou aproximaci používat pro vyjádření skutečné rychlosti proudění vzduchu ve volné atmosféře. Viz též měřítko geostrofické, vítr subgeostrofický, vítr supergeostrofický, proudění ageostrofické, aproximace kvazigeostrofická, aproximace semigeostrofická.

Pojem geostrofický vítr zavedl brit. meteorolog N. Shaw v roce 1915.

syn. proudění gradientové – ideální horiz. proudění bez tření v atmosféře, s nulovým tangenciálním, ale obecně s nenulovým normálovým zrychlením. Velikost rychlosti gradientového větru nejčastěji určujeme z přibližného vzorce
$v_{gr}=\frac{v_g}{1+\frac{K.v_g}{\lambda }},$
v němž v_g značí velikost rychlosti geostrofického větru, λ Coriolisův parametr a K křivost izobar nebo izohyps. V případě cyklonálního zakřivení izobar nebo izohyps, kde K > 0, platí v_gr < v_g, naopak pro anticyklonální zakřivení izobar nebo izohyps (K < 0) je rychlost gradientového větru větší než rychlost větru geostrofického. Rychlost gradientového větru je součtem rychlostí geostrofického větru a cyklostrofické složky ageostrofického větru. Zvláštním případem gradientového větru, kdy K = 0, je geostrofický vítr směřující podél přímkových izobar, jejichž poloměr zakřivení má nekonečně velkou hodnotu. Gradientový vítr je dobrým přiblížením ke skutečnému větru ve volné atmosféře v cykloně nebo anticykloně. Má uplatnění v různých modelech a výpočtech týkajících se atm. podmínek nad hladinou barické topografie 850 hPa, kde se již zanedbává tření. Pojem zavedl N. Shaw. Viz též vítr subgradientový, vítr supergradientový.

vzorec, který vyjadřuje úhel sklonu frontální plochy v závislosti na rychlosti proudění a teplotě vzduchových hmot po obou stranách frontální plochy. Pro stacionární frontu ho odvodil M. Margules (1906) ve tvaru
$\mathrm{tg}\alpha =\frac{\lambda }{g}\frac{v_1{T}_2-v_2{T}_1}{T_2-T_1},$
kde α je úhel sklonu atmosférické fronty, λ Coriolisův parametr, g velikost tíhového zrychlení, T₁ teplota v K a v₁ rychlost proudění studeného vzduchu, T₂ teplota a v₂ rychlost proudění teplého vzduchu. Předpokládá se při tom, že obě proudění jsou geostrofická a rovnoběžná s frontální plochou. Viz též vítr geostrofický.