Mrak

Rozbalit box

Obsah boxu

Mrak (též oblak) je viditelná soustava malých částic vody nebo ledu v atmosféře Země nebo jiných planet. Tyto částice, známé jako hydrometeory, jsou tvořeny nepatrnými vodními kapkami nebo ledovými krystalky. Mraky hrají klíčovou roli v koloběhu vody, v regulaci teploty na Zemi a jsou základním prvkem pro předpověď počasí. Věda, která se zabývá studiem mraků, se nazývá nefologie a je součástí meteorologie.

☁️ Vznik a složení

Mraky vznikají, když se vodní pára v atmosféře ochladí na teplotu rosného bodu a zkondenzuje do kapalného nebo pevného skupenství. Tento proces vyžaduje dvě základní podmínky:

1. Nasycení vzduchu vodní parou: Vzduch musí obsahovat dostatečné množství vodní páry, aby dosáhl stavu nasycení. 2. Ochlazení vzduchu: Nejčastěji k tomu dochází adiabatickým ochlazováním, kdy vzduchová hmota stoupá do vyšších a chladnějších vrstev atmosféry. Stoupání může být způsobeno konvekcí (ohřátý vzduch od zemského povrchu), orografickým zdvihem (přetékání vzduchu přes pohoří) nebo přítomností atmosférické fronty.

Kondenzace neprobíhá samovolně, ale na tzv. kondenzačních jádrech. Jedná se o mikroskopické částice v atmosféře, jako jsou prach, pyl, krystalky mořské soli nebo průmyslové znečištění.

Složení mraku závisí na teplotě v dané výšce:

• Vodní mraky: Skládají se z vodních kapek. Vyskytují se v teplotách nad 0 °C.
• Smíšené mraky: Obsahují jak přechlazené vodní kapky (voda v kapalném stavu i při teplotách pod bodem mrazu), tak ledové krystalky. Typické pro teploty od 0 °C do -40 °C.
• Ledové mraky: Jsou tvořeny výhradně ledovými krystalky. Vznikají v sehr chladných podmínkách, obvykle při teplotách pod -40 °C.

📜 Historie pozorování a klasifikace

Lidé pozorovali mraky od nepaměti, ale první systematický pokus o jejich klasifikaci provedl britský amatérský meteorolog Luke Howard v roce 1802. Jeho systém, založený na latinských názvech, se stal základem pro moderní mezinárodní klasifikaci mraků, kterou dnes spravuje Světová meteorologická organizace (WMO).

Howard definoval tři základní typy mraků:

• Cirrus (řasa, chomáč) – pro jemné, vláknité mraky.
• Cumulus (kupa) – pro kupovité mraky s plochou základnou.
• Stratus (vrstva, sloha) – pro horizontálně rozložené, vrstevnaté mraky.

K těmto základním typům přidal slovo Nimbus (déšť) pro označení mraků, z nichž vypadávají srážky. Kombinací těchto termínů (např. Nimbostratus, Cumulonimbus) vytvořil komplexní systém, který se s úpravami používá dodnes.

🔬 Klasifikace mraků

Moderní klasifikace dělí mraky do 10 základních druhů, které se dále seskupují podle výšky, ve které se obvykle nachází jejich základna.

Podle výšky

Vysoké patro (nad 6 km)

Tyto mraky se nacházejí ve vysokých vrstvách troposféry, jsou složeny téměř výhradně z ledových krystalků a mají bílou, vláknitou nebo hedvábnou strukturu.

• Cirrus (Ci) – řasa: Jemné, bílé mraky ve tvaru vláken, chomáčků nebo pásů. Často jsou prvním signálem blížící se fronty.
• Cirrocumulus (Cc) – řasokupa: Malé bílé obláčky uspořádané do skupin nebo vln, připomínající vlnky na písku. Často se označují jako "beránci".
• Cirrostratus (Cs) – řasosloha: Průsvitný, bělavý závoj, který často pokrývá celou oblohu. Typickým jevem spojeným s tímto mrakem jsou halové jevy kolem Slunce nebo Měsíce.

Střední patro (2–6 km)

Jsou tvořeny směsí přechlazených vodních kapek a ledových krystalků. Mají šedavý nebo namodralý odstín.

• Altocumulus (Ac) – vyvýšená kupa: Bílé až šedé obláčky, valouny nebo vrstvy, často uspořádané do polí nebo vln. Mohou mít vlastní stín.
• Altostratus (As) – vyvýšená sloha: Šedavá nebo namodralá vrstva, která může pokrývat celou oblohu. Slunce nebo Měsíc přes ni prosvítají jako přes matné sklo, bez halových jevů.

Nízké patro (do 2 km)

Skládají se převážně z vodních kapek.

• Stratus (St) – sloha: Šedá, jednotvárná vrstva mraků, podobná mlze, která se nedotýká země. Může z ní vypadávat mrholení.
• Stratocumulus (Sc) – slohokupa: Šedé nebo bělavé vrstvy či pole oblačnosti, které mají téměř vždy tmavá místa. Jsou složeny z velkých valounů nebo dlaždic.
• Nimbostratus (Ns) – dešťová sloha: Tmavě šedá, beztvará oblačná vrstva, která přináší trvalé srážky (déšť nebo sníh). Slunce je za ní zcela neviditelné.

Vertikálně vyvinuté mraky

Tyto mraky zasahují přes více výškových pater a vznikají silnými vzestupnými proudy.

• Cumulus (Cu) – kupa: Osamocené, husté mraky s ostře ohraničenými obrysy a plochou, tmavší základnou. Vznikají za slunečného počasí a jsou symbolem "pěkného počasí" (Cumulus humilis). Mohou však dále vertikálně růst (Cumulus mediocris, Cumulus congestus) a přerůst v bouřkový mrak.
• Cumulonimbus (Cb) – dešťová kupa, bouřkový mrak: Mohutný a hustý mrak velkého vertikálního rozsahu, připomínající hory nebo věže. Jeho horní část se často rozšiřuje do tvaru kovadliny (incus). Je spojen s intenzivními jevy, jako jsou přívalové deště, kroupy, bouřky s blesky a silný vítr.

Zvláštní druhy mraků

Existuje řada méně obvyklých, ale vizuálně zajímavých typů mraků:

• Perleťová oblaka: Tenké mraky ve stratosféře (20–30 km), které hrají duhovými barvami, viditelné za soumraku.
• Noční svítící oblaka: Extrémně vysoko položené mraky (kolem 80 km v mezosféře), které jsou osvětleny Sluncem i po jeho západu. Mají stříbřitě modrou barvu.
• Lentikulární mraky (Altocumulus lenticularis): Mraky ve tvaru čočky nebo létajícího talíře, které se tvoří v závětří hor.
• Pyrocumulus: Kupovitý mrak vznikající nad velkými požáry nebo sopečnými erupcemi.
• Kondenzační pruh: Umělý mrak vytvořený letadly ve velkých výškách.

🌍 Význam a vliv na klima

Mraky jsou zásadní složkou klimatického systému Země a mají dvojí, protichůdný vliv na její radiační bilanci.

• Ochlazující efekt (Albedo): Mraky, zejména nízké a husté jako Stratocumulus, mají vysokou odrazivost (albedo). Odrážejí značnou část přicházejícího slunečního záření zpět do vesmíru, čímž ochlazují zemský povrch.
• Oteplující efekt (Skleníkový jev): Mraky zároveň pohlcují dlouhovlnné tepelné záření vyzařované z povrchu Země a zabraňují jeho úniku do vesmíru. Tento efekt je nejvýraznější u vysokých, tenkých mraků typu Cirrus.

Celkový dopad mraků na globální teplotu je stále předmětem intenzivního výzkumu, ale převládá názor, že v současném klimatu převažuje jejich ochlazující efekt. Změny v oblačnosti v důsledku globálního oteplování představují jednu z největších nejistot v klimatických modelech.

Mraky jsou také nepostradatelnou součástí koloběhu vody, protože transportují vodu z oceánů nad pevninu, kde vypadává ve formě srážek a zásobuje tak řeky, jezera a podzemní vody.

🔭 Pozorování a měření

Studium mraků využívá širokou škálu metod a přístrojů:

• Vizuální pozorování: Základní metoda, při které meteorologové hodnotí druh mraku, jeho tvar, vývoj a stupeň pokrytí oblohy (oblačnost).
• Ceilometr: Laserový přístroj používaný na meteorologických stanicích k přesnému měření výšky základny mraků.
• Meteorologická družice: Poskytují globální pohled na rozložení oblačnosti. Snímají ve viditelném i infračerveném spektru, což umožňuje sledovat mraky i v noci a odhadovat jejich teplotu a výšku.
• Meteorologický radar: Vysílá mikrovlnné pulsy, které se odrážejí od vodních kapek a ledových krystalků v mracích. Umožňuje detekovat srážky, jejich intenzitu a pohyb bouřkových systémů.
• Lidar: Podobně jako radar, ale využívá laserový paprsek. Je citlivější na menší částice a používá se pro detailní studium struktury mraků a aerosolů.

💡 Pro laiky

Proč mrak nespadne?

Ačkoliv mrak obsahuje obrovské množství vody (velký Cumulonimbus může vážit stovky tisíc tun), jednotlivé vodní kapky nebo ledové krystalky jsou extrémně malé a lehké. Působí na ně gravitace, ale zároveň je nadnášejí vzestupné proudy vzduchu, které mrak vytvořily. Dokud jsou tyto proudy silnější než gravitační síla působící na kapky, mrak se vznáší. Teprve když se kapky srážením spojí do větších a těžších kapek, překonají sílu vzestupných proudů a vypadnou z mraku jako déšť.

Jaký je rozdíl mezi mrakem a mlhou?

Žádný zásadní. Mlha je ve skutečnosti mrak typu Stratus, který se nachází v bezprostředním kontaktu se zemským povrchem. Z hlediska složení a vzniku je to tentýž jev, liší se pouze nadmořskou výškou pozorovatele. Pokud se nacházíte na vrcholu hory obklopené mraky, jste technicky vzato v mlze.

Proč jsou mraky bílé, ale dešťové mraky tmavé?

Bílá barva mraků je způsobena tím, že drobné vodní kapky rozptylují sluneční světlo všech vlnových délek stejně (tzv. Mieův rozptyl). Když se všechny barvy světla smíchají, výsledkem je bílá. Dešťové mraky, jako Nimbostratus nebo Cumulonimbus, jsou tmavě šedé, protože jsou tak husté a vertikálně mohutné, že jimi sluneční světlo nepronikne. Spodní část mraku je tak ve stínu své vlastní horní části, a proto se nám jeví jako tmavá.

Šablona:Aktualizováno