Co je to föhn

V padáčkářské praxi se často zmiňuje slovo föhn v souvislosti se silným větrem ve velkých horách typu Aply. Ale princip tohoto jevu je někde úplně jinde. Silný vítr je jednou jeho součástí a turbulence, které při něm vznikají, jsou velmi nebezpečné i pro těžká letadla. Podstata föhnu je však v tom, že je to jakési přírodní "topení".

Föhn je názornou ukázkou pseudoadiabatického děje. Slovo "adiabatický" vyjadřuje fakt, že nedochází k tepelné výměně mezi dvěma vzduchovými hmotami. Ve skutečnosti není adiabatický žádný děj - ani termický stoupavý proud, ani föhn, ani nic jiného. Adiabatičnost se zavádí jen z toho důvodu, aby se zjednodušil výpočet a proto někdy nejsou výpočty zcela přesné. Vezměme v úvahu třeba jen vlastnosti termiky - výška základen kupovité oblačnosti může být rozdílná vzhledem k vypočítanému předpokladu o několik desítek, ba i stovek metrů, množství oblačnosti lze spočítat značně nepřesně a vertikální rychlosti termických stoupavých proudů lze spočítat pouze tak hrubě, že je lepší je nepočítat vůbec. Nemůžeme tedy zcela přesně počítat termickou konvekci s tím, že vůbec neuvažujeme výměnu tepla mezi stoupajícím vzduchem v termice a jeho okolní atmosférou. Jenže jak zavést správnou opravu? Jelikož jsou místní podmínky vzájemně docela odlišné, zavádějí se do výpočtu zprůměrované hodnoty; i tak se ale jednotlivé termické stoupavé proudy od těchto empirických oprav místně liší, protože k výměně tepelné energie dochází v široké a různorodé škále hodnot. Jednou z přírodních ukázek, že tomu tak je, je právě föhn.

Z našich předchozích naučných článků víte, že necháme-li stoupat vzduchovou bublinu, která není stoprocentně nasycená vodní párou (někdy se takovému vzduchu říká suchý), rozpíná se tato bublina vlivem stále klesajícího tlaku okolní atmosféry a tím se ochlazuje. V menších nadmořských výškách je to přibližně o 1°C na každých 100 m výšky. Je-li vzduch nasycený vodní párou, která při dalším ochlazování již kondenzuje a vzniká tak oblak, uvolňuje se kondenzací jisté teplo - přesně takové, jaké bychom museli dodat v obráceném případě vodě, aby se odpařila. Toto uvolňující se teplo z kondenzující páry se nazývá latentní a způsobuje, že ochlazování vystupující částice je o něco menší, takže činí asi 0,6°C/100 m výšky. A samozřejmě, o tytéž hodnoty se obě vzduchové bubliny (nasycená i nenasycená vodní párou) zase oteplují, pokud je jejich vertikální pohyb směrem dolů.

A to už se blížíme k podstatě föhnu. Představme si takovou povětrnostní situaci: Nad Alpskou oblastí, resp. nad její západní částí, se usadí rozsáhlá tlaková níže. Po její přední straně proudí od jihu ze středomoří nad střední Evropu sice teplejší, ale také výrazně vlhký vzduch. Pohoří Alp pro něho představuje mohutnou terénní překážku, kterou proudící vzduch musí buď obtéci nebo přetéci. Skutečně jí částečně obtéká a proto dochází při takové situaci k výraznému zesílení větru v okrajových částech pohoří a znatelně zesílený vítr je kupříkladu i na jižní Moravě. Vzduch však Alpy také přetéká a z toho důvodu na návětrné straně hor stoupá rychle vzhůru. Rychle se také ochlazuje a protože obsahuje velké množství vodních par, vznikne záhy po začátku stoupavého pohybu mohutná oblačnost. Z té potom vypadávají intenzívní srážky ve formě silných dešťů, ve vyšších nadmořských výškách sněžení.

Znáte přece občasné zprávy z médií, které říkají, že "v severní Itálii jsou povodně"? K této situaci dochází tehdy, když z Atlantiku postoupí vznikající tlaková níže nad Francii a ve svém dalším postupu je částečně zablokována anticyklónou nad Pobaltím nebo centrálním Ruskem. To se potom přesune poněkud jižněji přes jižní Francii a doslova se usadí v závětří jihozápadních Alp. Zde dochází ke zvýraznění aktivit této tlakové níže - v jejím týlu totiž proudí do západní Evropy studený a vlhký atlantický vzduch, někdy až od severských či skandinávských končin, zatímco středová a přední část cyklóny je ovlivněna teplými vodami Ligurského moře v oblasti mezi Korsikou, Itálií a Francií. Vlhkosti je tedy ve vzduchu více než dost a cyklonální struktura, o níž si v některých z příštích lekcí povíme něco blíže, podporuje výstupné vertikální pohyby vzduchové hmoty, což způsobuje tvorbu mohutných oblačných polí a s nimi souvisejících srážek.

Jižní vítr stoupá po alpských svazích a rychlý převývoj oblačnosti generuje velmi vydatné srážky - odtud ony neslavné záplavy. Jenže vypadáváním srážek se vzduch zbavuje velkého množství vlhkosti a tak, jakmile překlene horský masív, je sestupující vzduch sušší, než když na návětří stoupal vzhůru. Na návětrné straně hor se ochlazoval o 0,6°C/100 m, zatímco při sestupu v závětří se otepluje již o 1°C, protože skoro všechna vlhkost se z něho "vypršela" a vzduch je nenasycený. Při dostatečně vysokém horském hřebeni se tak může vzduch docela pěkně oteplit:

dT=dh.0,004

kde dT je rozdíl teplot vzduchu mezi návětrnou a závětrnou stranou hor, samozřejmě ve stejné nadmořské výšce, dh je výškový rozdíl v metrech mezi kondenzační hladinou a vrcholem hřebene. Uveďme si malý příklad:

Považujme Alpy za hory s převýšením 3000 m vůči okolnímu terénu. Od jihu na hory vane po přední straně cyklóny vlhký vzduch, jehož teplota je u země 20°C. Kondenzační hladina nechť leží 500 m nad zemí. Stoupá-li vzduch do výšky, pak se nejprve ochlazuje o 1°C/100 m, dokud nedosáhne kondenzační hladiny. V její úrovni bude mít tedy teplotu 15°C. Při dalším stoupání se však vlivem kondenzace a uvolňování latentního tepla ochlazuje jenom o 0,6°C na každých 100 m, takže když vzduch dostoupá k vrcholům hor, bude jeho teplota 0°C. Předpokládejme, že výstupem pozbyl drtivou většinu své vlhkosti a po překlenutí hřebene se oblačnost v klesajícím vzduchu rychle rozpustí.

Klesající vzduch je potom nenasycený a jeho oteplování má hodnotu 1°C/100 m výšky. Znamená to, že až sklesá o 3000 m níže, bude jeho teplota 30°C. Překlenutím hor o převýšení 3000 m (a výškovém rozdílu mezi kondenzační hladinou a vrcholem hřebene 2500 m) se tedy vzduch oteplil o 10°C. Jestliže nastane tato situace v chladnější roční sezóně, kdy v severní Itálii může teplota vzduchu být 20°C například v březnu, je zřejmé, co lze očekávat v tutéž dobu u nás: prudké oteplení a suchý jižní vítr, málo oblačné počasí, takřka léto. Někomu takové počasí vyhovuje, některé meteosenzibilní osoby (tj. citlivé na výkyvy počasí) mohou mít zdravotní obtíže - bolesti hlavy, srdce, atd. Někdy se může při föhnu změnit počasí zcela zásadně. Během několika hodin se z nevlídné březnové zimy stane takřka letní den.

Kdybychom byli blíže k Alpám, viděli bychom na obloze v jejich závětří typické čočkovité oblaky altocumulus lenticularis, které vznikají rychlým výškovým prouděním přes výraznou terénní překážku. Pohled z družice odhaluje jednu zajímavost - tzv. föhnové oko. V závětří hor je vzduch natolik vysušený, že se v prostoru zhruba 200 - 300 km za nimi objevuje velká trhlina v oblačnosti, kde panuje skoro jasné nebo jasné a teplé počasí. Často je také patrná vlnová struktura závětrné oblačnosti. V malých výškách pak při silném větru vidíme rotorové oblaky typu stratocumulus, který identifikuje oblasti silných turbulencí. Turbulence ostatně provázejí celé föhnové proudění a tak je tento typ počasí pro paragliding zcela nevhodný a také zrádný - jsme-li za létáním v Alpách v té jejich části, která se nachází daleko od návětrných hřebenů, panuje zde již pěkné, teplé a slunečné počasí, které nás snadno zláká k létání. V terénu, kde se právě nacházíme, nemusí dokonce ani trochu foukat - místní poměry, zastínění terénem a celková konfigurace kopců okolo může způsobit, že nepostřehneme nějaké nebezpečí.

Před létáním v takovýchto horách bychom si však zcela určitě měli opatřit dostupné meteorologické informace, ať už synoptické mapy, slovní předpověď počasí (třeba v Rakousku vypracovávají obsáhlou slovní prognózu pro všemožné druhy létání od předpovědi pro sportovní letadla, balóny a větroně až po paragliding; je dosažitelná i na internetu) nebo informace od místních zkušených pilotů, nejlépe některého místního inspektora provozu nebo provozovatele paraglidingové školy. Jedeme-li do Alp nebo podobných hor létat jen na dva nebo tři dny, můžeme se vybavit potřebnými meteorologickými informacemi už z domova. S rostoucím časem pobytu však předpovědní materiály dovezené z domova stárnou a je zapotřebí poohlédnout se po aktualizaci. Pomoci mohou kromě již výše zmíněných osob také místní veřejné internetové kanceláře, které buď najdeme při procházce městem, v němž se při našem pobytu zdržujeme, nebo snad v tamější knihovně nebo můžeme zamířit do paraglidingového klubu. Majetní letci si vozí s sebou notebook s mobilním připojením k internetu, ale to přece jenom stojí dost peněz.

Při vlastním úsudku a odhadu vývoje föhnu vycházíme z celkové synoptické situace, kdy posuzujeme hlavně směr a rychlost předpovídaného větru, směr pohybu vzduchové hmoty, její původ a pravděpodobné vlhkostní parametry a nevynecháme ani pohled na předpověď výškového větru. Až budeme stát na startu, nemusíme na první pohled poznat, že je ve vzduchu nebezpečí. Sledujme oblačnost, zaměříme se hlavně na Ac lenticularis a rotorový stratocumulus. Položme si otázky:

Je klidný a typický rozvoj kupovité konvekční oblačnosti?
Pokud ano a oblaka se pohybují jen pomalu, přičemž rostou spíše do výšky, než aby se pohybovaly horizontálně, nehrozí nám nebezpečí výskytu föhnu. Naopak, rychle ubíhající roztrhané kumuly s neostrými okraji, zvlášť pod úrovní hřebenů, znamenají nebezpečí.

Jsou okraje kumulů ostré?
Jsou-li, pravděpodobnost föhnu je malá.

Jsou vysoko nad horami čočkovité Ac lent?
Zvláště jsou-li v několika patrech nad sebou a při pozornějším pohledu na ně vidíme, jak na jejich návětrné straně do oblaku vstupuje kondenzující pára a na závětrné straně se zase rozpouští, přičemž oblak sám zůstává na stejném místě oblohy, je riziko föhnu téměř stoprocentní.

Je synoptická situace taková, že se nacházíme v okrajovém proudění mezi dvěma tlakovými útvary?
Když se oblast, v níž chceme létat, nachází mezi tlakovou výší na jedné straně a tlakovou níží na druhé straně Evropy a izobary ukazují na strmý horizontální tlakový gradient, máme právo předpokládat existenci föhnu nebo přinejmenším silného větru.

Zapamatujme si, že v horách bychom měli létat opravdu jen za anticyklonálního počasí se slabým větrem, který je místně zesílený výhradně termikou. Létání "za každou cenu" má jediný důsledek: velké množství nehod, úrazů a zbytečné smrti a pokud ne, pak alespoň obrovského strachu, jak dopadne naše přistání. Buďme tedy při létání opatrní.

Petr Dvořák
článek převzat ze SkyFly