V atmosféře existují tlakové útvary – tedy tlakové výše a níže. Tlakové rozdíly mají tendenci se vyrovnávat a vzduch tudíž chce přebíhat z výše do níže, ale v atmosféře není nikdy nic tak jednoduché, jak to z počátku vypadá, tak si na počátku musíme vysvětlit jeden zajímavý jev, a totiž Coriolisovu sílu.
Coriolisova síla
Všechny pohybující se předměty jsou na severní polokouli odkláněny směrem vpravo, a protože příčinou je rotace Země, na jižní polokouli pak vlevo. Druhou příčinou vzniku Coriolisovy síly je pak docela obyčejná setrvačnost.
Země je totiž, jak zpívá Pepa Nos, kulatá a jak pravil Galileo Galilei, točí se. Země prostě rotuje kolem své osy, přičemž úhlová rychlost je jasná: je to 360 stupňů za 24 hodin. Obvodová rychlost se pak mění v závislosti na zeměpisné šířce. Na pólu je nulová, čím více se vzdalujeme od pólu a blížíme se k rovníku roste a největší je pak právě na rovníku. Jen pro zajímavost, je to nějakých 1670 km/h.
A teď si představte, že vezmeme něco pořádně těžkého, masivní ocelovou kouli, třeba, postavíme ji na rovník a začneme ji valit směrem na sever. Vydá se nám sice na sever, ale protože má setrvačnost, bude si stále udržovat svou původní obvodovou rychlost, oněch zmíněných 1670 km/h. A záhy se dostane do míst, které je blíže k zemské ose a tedy má obvodovou rychlost menší. Ona ocelová koule začne před zemským povrchem předbíhat a vůči zemskému povrchu se tak začne odklánět směrem vpravo. Zrovna tak, pokud ji postavíme někam k pólu a šoupneme ji na jih, zemský povrch začne předbíhat před ní a koule nám začne cestovat opět doprava. Postavíme li onu ocelovou kouli kdekoli na severní polokouli a uvedeme ji do pohybu směrem na východ, vlastně tak zvětšíme její obvodovou rychlost a ta pak bude mít tendenci dostat se do míst se stejnou obvodovou rychlostí země a začne utíkat rovněž vpravo, a právě tak když ji posuneme na západ, vlastně ji tím přibrzdíme.. Atakdále. Na jižní polokouli samozřejmě Coriolisova síla působí taky, pouze smysl je opačný – působí vlevo. Proto např. tlakové útvary rotují na jižní polokouli opačně, než na severní. Coriolisova síla působí samozřejmě na všechno co se pohybuje, ale výraznější účinky můžeme pozorovat pouze u předmětů, které jsou hodně těžké (např. na severní polokouli jsou více vymleté pravé břehy řek a pravé kolejnice na jednosměrných tratích se více opotřebovávají) nebo se pohybují hodně rychle (tak mají dělostřelci opravné tabulky, které berou do úvahy právě Coriolisovu sílu). V meteorologii se jedná o onen první případ, kilometr krychlový vzduchu totiž váží 1,2 miliónu tun..
Vznik větru
Na počátek si uvědomíme, že existují tlakové útvary. Nebudeme bádat po mechanismu jejich vzniku, vezmeme je prostě jako fakt. Základními tlakovými útvary jsou tlaková výše a tlaková níže. Tlakovou výši si můžeme představit jako větší kopec vzduchu, tlakovou níži pak jako jakési údolí (a není to špatné přirovnání, ono to tak opravdu vypadá). Představme si, že tyto terénní útvary budeme chtít zanést do mapy.. Něco budeme asi potřebovat, ne? Ano, správně bez vrstevnic se neobejdeme. A vlastně takovéto vrstevnice k dispozici máme: nazývají se izobary.
Izobary jsou čáry, které spojují body na zemském povrchu, která mají stejný atmosférický tlak (přepočtený na hladinu moře). A protože to jsou opravdu svým způsobem vrstevnice, meteorologové převzali některé topografické výrazy. Tak se v popisu synoptických map můžeme setkat s výrazy jako „hřeben vysokého tlaku“, „brázda nízkého tlaku“, „barické sedlo“ atd.
V přírodě je to zařízeno tak, že jakékoli rozdíly mají tendenci se vyrovnávat, jenže.. Jenže je tady jedno jenže. Na vzduch, který má tendenci vyběhnout z tlakové výše do níže a tím vyrovnat rozdíl, začne okamžitě působit coriolisova síla. Ta začne odklánět vzduch vybíhající z tlakové výše směrem doprava (na severní polokouli) a to tak dlouho, dokud se síla horizontálního barického gradientu nevyrovná s coriolisovou silou. Následkem toho vzduch z tlakové výše nevybíhá ven, ale rotuje kolem středu tlakové výše směrem doprava, tedy při satelitním pohledu ve směru hodinových ručiček. Teprve později se začne jakoby „namotávat“ na tlakovou níži, a proto tlaková níže rotuje proti směru hodinových ručiček (mnemotechnická pomůcka: tlaková níže, anglicky low, L, tedy do leva 🙂 )
Takto to vypadá ve výšce. Při zemi, v mezní vrstvě atmosféry (mezní vrstva je vrstva, ve které je proudění vzduchu ovlivňováno třením o povrch, může být laminární nebo turbulentní, v atmosféře to můžou být řádově desítky metrů nad oceány až kilometry nad horami) je vliv coriolisovy síly částečně omezen třením o zemský povrch a směr větru se tedy od směru izobar mírně odklání: kolem tlakové výše je to o 10 až 20° směrem z výše ven, u tlakové níže je rozdíl poněkud výraznější, většinou mezi 20 a 30° směrem do středu tlakové níže.
Tento vítr, který vzniká tlakovými rozdíly a který se občas nazývá barický vítr je vlastně jakýmsi řídícím prouděním, které ovšem může být různě místně ovlivněno např. tvarem terénu čí termikou (o tom více v kapitolách „termika“ a „místní jevy“).