Podstata vzniku front
Atmosférické fronty vznikají na rozhraní dvou vzduchových hmot. Nejprve si musíme objasnit termín vzduchová hmota. Je to množství vzduchu, lidoveckým termínem řečeno větší než velké, tedy horizontálně stovky až tisíce kilometrů, které se delší dobu nalézá nad zemským povrchem s určitou charakteristikou a tuto charakteristiku od zemského povrchu přebírá.

Vzduchové hmoty se rozdělují jednak podle, zjednodušeně řečeno, zeměpisné šířky, ve které se formují, tak podle povrchu nad kterým vznikají. Další rozdělení si budeme popisovat podle zeměpisné šířky, je však důležité si uvědomit, že každá vzduchová hmota může mít dvě varianty: mořskou (oceánskou) či pevninskou (suchozemskou). Hlavní rozdíl mezi těmito variantami spočívá ve vlhkosti vzduchu. Takže se na to pojďme podívat zblízka, a vezmeme to pěkně popořadě od pólu k rovníku.

V okolí pólů se nachází vzduch, který se nazývá arktický (na jižní polokouli pak antarktický). Tento vzduch je velmi studený a vzhledem k jeho extrémně nízké teplotě i poměrně suchý: tak studený vzduch je prostě neschopen udržet v sobě větší množství vodní páry. Toto je věc pochopitelná, přesuňme se tedy kousek dále od pólu a podívejme se na mapu světa. Co tam uvidíme? Poměrně studená moře a oceány, na pevnině pak zejména tajgu a tundry, případně rozlehlé severské lesy. Logicky z toho vyplývá, že vzduch nad takovýmto terénem bude poměrně chladný, zároveň však dosti vlhký. Tato vzduchová hmota, ačkoli neleží na pólech ani v jejich blízkosti, se nazývá poněkud nelogicky polární. Občas se používá název „vzduchová hmota mírných šířek“, no a pojďme dále: následuje oblast subtropická, tedy Saharská poušť, arabské pouště, poušť Gobi, africké savany a rozsáhlé ruské, kazašské a jiné stepi, americké prérie, na jižní polokouli pampy.. Tento vzduch je velmi horký a suchý a, opět „logicky“, ačkoli pochází ze subtropických oblastí, nazývá se vzduch tropický. A tak jsme se dostali do samotných tropů, do okolí rovníku. Vzduchová hmota v okolí rovníku se nazývá pro změnu zcela logicky: rovníková nebo též ekvatoreální (equator- rovník). A když si opět vezmeme na pomoc mapu světa, vidíme teplá moře a rovníkové deštné pralesy.. Ano, je to jednoduché: tento vzduch je teplý a současně velmi vlhký.

Jmenované podnební pásy jsou vlastně důsledkem globální cirkulace atmosféry, která vzniká v důsledku rotace Země a Coriolisovy síly. Všimněte si, že vlhké pásy (tajgy, tundry) jsou v místech, kde vzduch stoupá, tedy se ochlazuje, kondenzuje v něm vodní pára a vznikají srážky. Naproti tomu suchá pásma pouští a savan jsou v místech, kde vzduch klesá a tedy se ohřívá. Za vyschnutí Sahary tedy evidentně nemohou lidé a Sahara zůstane suchá, dokud se globální cirkulace nezmění (což je samozřejmě možné jako následek globálních klimatických změn, v dávné minulosti se klima změnilo několikrát zcela nezávisle na přítomnosti člověka). Na přiloženém obrázku je schéma jak by globální cirkulace fungovala, pokud by Země měla zcela stejnorodý povrch. Země ovšem stejnorodý povrch nemá a následkem je počasí takové, jak jej známe – tedy neustálý boj různých vzduchových hmot.

A co dál?
Když se potkají dvě rozdílné vzduchové hmoty, tak se spolu prakticky vůbec nemíchají, chovají se podobně jako olej a voda. Jen se po sobě kloužou a vzájemně se přetlačují. A protože na tohle přišli na univerzitě v Bergenu pár let po první světové válce, dosud měli v paměti válečná jatka a tenhle děj jim připomněl dění na frontě, nazvali jej atmosférická fronta. Určující veličinou pro frontu je teplota, lépe řečeno rozdíl teplot mezi vzduchem před a za frontou. Takže styčná plocha mezi vzduchovými hmotami se nazývá frontální plocha, kterou představuje poměrně tenká – několik desítek až stovek metrů- přechodová vrstva. Frontální plocha je skloněna k zemskému povrchu pod velmi plochým úhlem, a to tak, že teplý vzduch, protože je lehčí, je nahoře a těžší studený vzduch je dole. Místo, kde se frontální plocha stýká se zemským povrchem se nazývá čára fronty, a to je ta čára, která se zakresluje do synoptických map. Teplá fronta (kdy vzduch, který přichází, je teplejší než ten původní) se zakresluje červenou čárou s obloučky, protože teplá fronta se pohybuje relativně pomalu. Studená fronta (přichází studený vzduch) se zakresluje modrou čarou s trojúhelníčky, protože studená fronta je rychlejší (trojúhelníčky mají evokovat šipky, zdůrazňující rychlý postup). A konečně okluzní fronta, která vzniká spojením teplé a studené fronty, se značí fialovou čárou, na které se obloučky a trojúhelníčky pravidelně střídají. Jak obloučky, tak trojúhelníčky se kreslí vždy ve směru postupu fronty, takže při pohledu na synoptickou mapu máme hned jasno, kam která fronta má namířeno.

Teplá fronta

Na teplé frontě se nic zvláštního neděje, je to děj poměrně málo dynamický a důležité je na ní jen to, že se nějakou dobu nedá létat a i pak to není nic moc. Naštěstí v naší letové sezóně přes nás teplé fronty nechodí moc často a většinou již dosti nevýrazné. Teplý vzduch před sebou žene vzduch studený a současně po něm vyklouzává směrem nahoru, čímž se adiabaticky ochlazuje a kondenzuje v něm vodní pára. Sklon frontální plochy vůči zemskému povrchu je asi jeden úhlový stupeň a postup fronty je poměrně pomalý, kolem třiceti kilometrů za hodinu. Z hlediska pozorovatele to vypadá tak, že se na obloze objeví oblačnost typu cirrus, která postupně houstne a často se spojí do jednolité vrstvy cirrostratu.

To ještě fronta může být i 800 km od nás a cirry, na pohled tenké a nedůležité, již zpravidla stačí zdusit veškerou termiku. Pak, jak se fronta přibližuje, se na obloze začne objevovat oblačnost typu altostratus, zpočátku tenký translucidus, přes který slunce svítí jako přes matové sklo, později výrazně tmavší a silnější opacus, přes který již slunce nevidíme. V tuto dobu již v horách většinou zesílí vítr na neletový, neděje se tak však skokově, ale plynule (takže máme dost času si toho všimnout a zamířit včas na přistání) a zároveň se můžou objevit první srážky, většinou ve formě mrholení a přeháněk. Oblačnost postupně houstne a základny se snižují, nakonec se objeví nimbostratus, těžký tmavý mrak který sedí základnou často až na zemi nebo těsně nad ní – a prší a prší… Ale to už je fronta tady a celý cirkus se tím končí. Původní studený vzduch je nahrazen teplým, který je velmi často zvrstvený stabilně a navíc se nasunul nad studenou zem a termiky se tím pádem pravděpodobně nedočkáme.

Studená fronta

To je děj v porovnání s teplou frontou dynamičtější a zajímavější. Studený vzduch na svém postupu před sebou vytlačuje teplý a současně jej zvedá do výše, sklon frontální plochy vůči zemskému povrchu je větší, kolem tří stupňů a studená fronta má proti teplé frontě mnohem rychlejší postup. Proto dokáže být mnohem záludnější a nese sebou některé nebezpečné jevy, hlavně bouřky. Studená fronta se dále dělí na dva typy, podle rychlosti postupu a souvisejících jevů.

Studená fronta 1. typu
je fronta, která přechází pomaleji a je méně dynamická. Velmi často připomíná opačně jdoucí teplou frontu a dosti často se obejde bez bouřek (ne však vždy!!). Protože postupuje pomalu, stíhá před sebou vytlačit veškerý teplý vzduch, občas až po tropopauzu, a zde spočívá její největší nebezpečí: v čerstvém studeném vzduchu za frontou tudíž občas chybí zádržná vrstva, která brzdí rozvoj termiky, a tak může za frontou konvekční oblačnost přerůstat do bouřek. Naštěstí, studená fronta 1.druhu přes naše území chodí nejčastěji přes chladnější polovinu roku, nebo poblíž středů tlakových níží, kdy toho stejně moc nenalétáme.

Studená fronta 2.typu
se od studené fronty 1.druhu liší hlavně rychlostí postupu. I v podmínkách našeho mírného klimatického pásma to může dělat až 80 km/h! Od toho se pak odvíjí další rozdíly. Především je to souvislý PÁS BOUŘEK na jejím čele. Proto se této frontě taky někdy, byť neodborně (nebo ve starší literatuře) říká fronta bouřková.

Jedno z nebezpečí bouřek spočívá v tom, že vertikální pohyby vzduchu jsou velmi silné, stoupavé i klesavé proudy mohou dosahovat (a také běžně dosahují) už pod základnou cumulonimbu rychlostí okolo 20 m/s, v samotném bouřkovém mraku pak až 50 m/s. Mezi těmito stoupavými a klesavými proudy se pak pochopitelně vyskytují oblasti silných turbulencí, které dokážou rozlámat i dopravní letadlo. Dopravní letadla mají především z tohoto důvodu na palubě meteorologické radary a do bouřek nelétají – no a my bychom si z nich měli vzít příklad..To, že nás může bouřka vtáhnout do sebe, vynést až po tropopauzu (kde si můžeme dobrovolně vybrat akorát to, jestli bude příjemnější zmrznout nebo se udusit) potom nás úhledně zabalit do vrchlíku jako bonbónek a vyexpedovat zpátky na zem je až ten sekundární problém. Větší problém je, jak se tomu vyhnout, a v tom je pes zakopán: Fronta totiž při svém velmi rychlém postupu vytlačuje teplý vzduch do výšky už poměrně daleko před vlastní čarou fronty, a tím vytváří ROZSÁHLOU OBLAST STOUPAVÝCH PROUDU (Z vlastní zkušenosti to mohu odhadnout na 15 – 20 km.) V této oblasti už může být docela problém vyklesat, tzn. včas přistát, pokud neumíte ostrou spirálu. A pokud to včas nestihnete, máte druhý problém: několik málo kilometrů před vlastními bouřkami se nalézá oblast prudkého nárazového větru proměnlivých směrů. Jednou z jedné strany, za okamžik z druhé strany a poryvy můžou dosáhnout síly okolo 20 m/s. Podstata vzniku tohoto větru je jednoduchá: silné klesavé proudy narážejí na zemský povrch, rozlévají se po něm a vytvářejí silné turbulentní poryvy větru, které současně pomáhají odtrhávat stoupavé proudy ať už v samotné bouřce či v jejím okolí, což dynamiku jevu ještě zvyšuje. Tenhle jev se nazývá HÚLAVA a pokud vás chytne, můžete se akorát modlit, aby vás to v závěru neřízeného, protože neřiditelného letu hodilo na stromy nebo do lesa, tedy do relativně měkkého..

Jaká je pomoc? Před létáním SLEDOVAT SYNOPTICKOU PŘEDPOVĚĎ a pokud se blíží studená fronta, hlídat si stranu, odkud má přijít. Vidíte-li v tomto směru NA OBZORU souvislý pás oblačnosti, nečekat až se přiblíží a OKAMŽITĚ PŘISTÁT!

Studená fronta druhého typu má však i své světlé stránky: přechází poměrně rychle a hlavně vyčistí vzduch, vymění totiž původní teplý vzduch za studený, který je instabilní a může se od země, která se většinou nestihne zcela vychladit, dobře prohřívat a tudíž obnoví výborné termické podmínky. Navíc při svém rychlém postupu nestihne vytlačit původní teplý vzduch po celé výšce troposféry, ale podaří se jí to jen do výšky 3-4 km a tím nad sebou zanechá poměrně mohutnou výškovou teplotní inverzi, která pak slouží jako výborná zadržovací vrstva a brání tak převývoji termických kumulů do bouřkových kumulonimbů. A do třetice všeho dobrého, velmi často vytlačí část teplého vzduchu před sebou nikoli dopředu, nýbrž nahoru, tím vytvoří jakoby vyšší kopec vzduchu a ten se pak začne sesedat a vytváří za frontou tlakovou výši.

Okluzní fronta

Okluzní fronta vzniká tak, že studená fronta při svém rychlém postupu dožene teplou, která je pomalejší a teplý vzduch, který jde za touto frontou vytlačí do výšky. Okluzní fronty dělíme na dva druhy, které rozlišujeme podle teplotního rozdílu mezi vzduchem před a za frontou. TEPLÁ OKLUZE vznikne v případě, že vzduch přicházející za studenou frontou je teplejší, než původní studený vzduch před frontou teplou a tento druh okluze je ve střední Evropě častější v chladnější polovině roku. V teplejší polovině roku, tedy v naší hlavní letové sezóně je u nás mnohem běžnější STUDENÁ OKLUZE, což je případ opačný, tedy studený vzduch nastupující za frontou je chladnější než vzduch před frontou.

Nejdříve se přes nás natáhne deka vysoké oblačnosti, která zatlumí a později zcela zadusí veškerou termiku, pak většinou začne pršet no a pak prší docela dlouho a dost. Nebezpečí okluzní fronty spočívá v její zákeřnosti, protože přes oblačnost původní teplé fronty nejsou vidět bouřky, které mohou být na přicházející frontě studené a mohou se tedy objevit zdánlivě zničeho nic. Další nepříjemností, spojenou s přechodem okluzní fronty je její pomalý postup. Déletrvající nevlídné počasí nám totiž na několik dní létání znemožní.

Cyklóna aneb frontální systém?

Představme si dvě různé masy vzduchu vedle sebe. Mezi nimi bude samozřejmě fronta, z počátku se nikam moc nehýbe, je to takzvaná kvazistacionární fronta. Leč všeho do času. Prvotní impuls bývá většinou rozpínání teplého vzuchu a následný vpád teplého vzduchu do oblasti studeného vzduchu. To se studenému vzduchu pochopitelně nelíbí a protože také potřebuje svůj „životní prostor“, tak vletí do oblasti vzduchu teplého a celý systém se roztáčí. Teplá fronta se valí pomalu kupředu, ovšem na opačném konci provazu je fronta studená, která má mnohem větší dynamiku, je hnaná nejen tlakovým rozdílem, ale zapojí se zde síla instability přicházejícího studeného vzduchu. Studená fronta má prostě silnější motor, a podobně jako písty v motoru bouřky na čele fronty se prokousávají teplým vzduchem a protahují za sebou živý, čerstvý studený vzduch.

Tuto první fáze, kdy se fronty teprve dostávají do pohybu, se nazývá stádiem frontální vlny. Teplá fronta se rozjíždí, studená fronta začíná opravdu akcelerovat.. V místě frontální vlny, tedy na místě lomu původní kvazistacionární fronty, začne vznikat střed tlakové níže (důvod je poměrně komplikovaný, ale jednoduše si můžeme říct, že je to vír).

Celý systém cyklóny se začíná roztáčet a v této chvíli již můžeme hovořit o stádiu rozvíjející se cyklóny. Cyklónou nazýváme tlakovou níži s frontálním systémem a tento druh označení vznikl tak, že lidé si nejdříve všimli, že rotuje tlaková níže a nazvali ji cyklónou. Teprve později si všimli, že rotuje i tlaková výše, ovšem v opačném smyslu a tak vznikl název anticyklóna jako označení tlakové výše.

Studená fronta má mnohem rychlejší postup než fronta teplá a tak přes stádium rozvinuté cyklónydospějeme do okamžiku, kdy se začne uzavírat teplý sektor cyklóny, protože studená fronta teplou dostihne. A v tomto okamžiku většinou životní cyklus cyklóny končí, protože do svého závěrečného stádia, do stádia okludované cyklóny. V tuto chvíli již na konci okluzní fronty jsou minimální rozdíly mezi vzduchem před a za frontou, fronta se začíná rozpadat a tlaková níže vyplňovat. Za určitých podmínek může dojít k jevu, který nazýváme regenerace cyklóny. Většinou k němu dojde tím, že se začne studená fronta vlnit někde dále od středu původní tlakové níže a někdy tak na výrazné frontě může vzniknout i celá série cyklón. Tato situace nastává nejčastěji na jaře nebo na podzim.