Začněme od začátku – opět fyzika
Kondenzace je fyzikální meteorologický jev, k němuž dochází kolem nás v atmosféře kolem zemského povrchu i ve velkých výškách, setkáváme se s ní jak se říká na každém rohu. I když si to vždy neuvědomujete, ke kondenzaci dochází v mnoha situacích, které můžete při běžném pohybu venku vidět. Vodní pára zkondenzuje jen za určitých podmínek. Ke kondenzaci dochází při ochlazování vzduchové hmoty o teplotě vyšší než je teplota okolí. Kondenzaci budete znát možná hlavně z vyšších vrstev atmosféry, kondenzací vznikají oblaky, ale také mlha a rosa na předmětech nacházejících se na otevřených místech.
Proces kondenzace a vzniku oblaků je ve výškách složitější, stejně také podmínky pro to, aby mohl vzniknout oblak. Proces kondenzace rozdělme na dva základní celky – na kondenzaci poblíž zemského povrchu a přímo na něm a na kondenzaci ve výšce.
Proces kondenzace a jeho důsledky
Vznik mlh a rosy Kondenzací vznikají mlhy a rosa u zemského povrchu, resp. na zemském povrchu a veškerých předmětech, které se na něm nacházejí. Mlha vzniká kondenzací v důsledku buď nočního vychládání zemského povrchu, kdy vzduchová hmota dosáhne teploty rosného bodu a dojde ke kondenzaci, po nasycení vzduchu parou do určité míry začíná být tato vlhkost viditelná právě v podobě mlhy, která se skládá z drobných vodních kapiček. Dále může vzniknout mlha vypařováním nad vodní hladinou, pokud dojde k ochlazení vzduchu, ochlazuje se i teplejší vodní plocha a dochází ke kondenzaci. Mlha také vzniká advekcí teplého vzduchu na studené zemské podloží, jinými slovy nasunutím teplého vzduchu po přechodu teplé fronty. Podrobněji je vznik mlh popsán v článku Jak vznikají mlhy, viz související články.
Mlha je vlastně oblak, u něhož se nacházíme velice blízko a přímo vidíme vodní kapičky, z nichž je složena. Stejné by to bylo, pokud bychom se nacházeli například i v takovém oblaku Cumulus, který je ze země krásně tvarovaný a působí vertikálně. Vzduch je nasycen vlhkostí do takové míry, že se již více nasytit nemůže a vlhkost je viditelná, zde hraje roli optika, viz poslední odstavec článku. Mlha působí v krajině ponuře, je typická pro podzimní období, často i mrznoucí mlhy se pak objevují v zimním období. Výrazně snižuje dohlednost, vlivem hustých mlh dochází často k dopravním nehodám a omezení leteckého provozu.
I vznik rosy připisujme kondenzaci a tím pádem důsledku ochlazování zemského povrchu. Pokud panuje velká oblačnost, zemský povrch se nijak výrazně neochlazuje a rosa většinou vůbec nevzniká, trávník a veškeré ostatní předměty umístěné venku mimo přístřeší jsou za takové situace suché, pokud panuje malá oblačnost či zcela jasné počasí a teploty dosáhne rosného bodu, dojde ke kondenzaci a výše uvedené předměty budou vlhké či přímo mokré, při intenzivním ochlazování zintenzivní i kondenzace a zejména pak po plechových střechách zkondenzovaná pár stéká do okapů a vypadá to, jako by se objevovaly srážky v podobě mrholení, byť je jasno a srážky padající z oblaků se opravdu nevyskytují. Při celonočním vyjasnění může takto nakapat i poměrně dost vody na to, že se jedná pouze o vývoj rosy, nikoli o klasické srážky. Proto je vznik mlhy a rosy o poznání častější v chladné části roku, pokud se objeví během noci záporná teplota, vznikne jíní či co se mlhy týče tzv. mlha mrznoucí tvořící námrazu opět na veškerých předmětech, které jsou volně vystaveny působení povětrnostním podmínkám.
Tzv. Předkondenzace – tak se správně nazývá proces, při němž vzniká právě mlha. Jedná se o proces, který předchází samotné kondenzaci a dochází k němu zejména v případech, kdy se vzduch velmi teplý a vlhký, tj. nejčastěji uprostřed léta. Na obloze se tento děj objevuje tzv. zákalem. Čirá modrá obloha se ztratí a panuje mlžný opar, který vlastně sluneční svit nezastiňuje, nicméně obloha se nejeví jednoduše čistě tmavě modrá, ale lehce zakalená. To je známka velmi vysoké vlhkosti v ovzduší a tato situace odstartuje samotný výskyt mlhy nebo oblaků, ale nejsou-li dále vhodné podmínky pro vznik oblaků, zůstane i nadále „zamlženo“.
Zde došlo k tzv. předkondenzaci, jedná se o počátek vývoje oblaků ve vlhkém a teplém vzduchu. Nejprve vznikají roztrhané oblaky, poté ploché kupovité oblaky.
Vznik oblaků
Oblačnost není nic jiného než vodní pára ve větších výškách, kterou vidíme jako oblaky. Vzniká kondenzací vodní páry, k níž dochází v důsledku ochlazování teplejší vzduchové hmoty oproti chladnějšímu okolí. Teplota musí dosáhnout rosného bodu a poté teprve vidíme kondenzaci jako výskyt vodní páry. Stále nevzniká oblak, ten vznikne až nad tzv. kondenzační hladinou. To je výška, od které dochází ke kondenzaci vodní páry. Závisí na teplotě a vlhkosti vzduchu v atmosféře. Pokud je vzduch hodně teplý a suchý, dochází ke kondenzaci výše v atmosféře než při chladnějším a vlhčím vzduchu – jedná se o hlavní zásadu. Kondenzační hladinu je možno spočítat, přibližné výšky kondenzace jsou ale stanoveny – např. při teplotě 30°C vlhkosti pouze 30% je kondenzační hladina přibližně v 2 380m, při teplotě 10% a vlhkosti vzduchu 80% leží hladina v pouhých 410m a pokud zůstaneme u letních 30°C a k tomu dáme vlhkost 80% nachází se hladina kondenzace ve 470m.
Pokud se vzduch v létě nasytí vlhkostí, nastanou velice vhodné podmínky pro vývoj oblaků a vznik bouřek, základna takovýchto oblaků se bude nacházet nízko a budou-li zachovány podmínky pro dobrý rozvoj oblaků, bouřkový Cb, který se vyvine postupně z oblaku Cu, dosáhne skutečně obrovských rozměrů díky vertikálním pohybům vzduch
Konvekce – tak se říká procesu vzniku kupovitých či jinými slovy vertikálně vyvinutých oblaků (teplá část roku) vznikajících právě vertikálními pohyby vzduchu (výstupné pohyby vzduchových hmot souhrnně nazvané termika, nebo chcete-li celým nezkráceným názvem termická konvekce) v podobě výstupu vzduchových bublin. Ty se odchylují od zahřátého zemského povrchu za teplého či horkého letního dne a tím, jak stoupají výše se ochlazují. Dosáhnou teploty rosného bodu a dojde ke kondenzaci, (viz kondenzační hladina) v atmosféře se nachází mnoho malých kapiček, které se ale vlivem tlaku (uvnitř nich tlak stoupá) doslova řečeno vypařují. O konvekce je řeč už v předchozím obdobném tématu Bouřky z tepla, viz též související články. Kdy při kondenzaci ale vzniká samotný oblak?
Typický oblak vzniklý konvekcí, vzestupné pohyby vzduchu v podobě vzduchových bublin, které se zdvihají od nerovnoměrně zahřátého zemského povrchu se současně svým vzestupem ochlazují a dochází ke kondenzaci. Nad hladinou kondenzace vzniká oblačnost, která se dále při zachovaných podmínkách pro kondenzaci vyvíjí směrem vzhůru.
Díky čemu přesně oblak vznikne? Výše popsaný postup nestačí ke vzniku oblaku. Oblaky vznikají na velice malých prachových částečkách, kterým se říká kondenzační jádra. Díky nimž vznikají oblaky, jinak by to nebylo možné a tím pádem by se také nevyskytovaly žádné srážky. Za tyto veškeré procesy vzniku oblaku, které nám přijdou jinak zcela běžné a to že vznikají oblaky a že z nich padají různé srážky je pro nás jednoduše samozřejmé, vděčíme právě zjednodušeně řečeno špíně v ovzduší. Ano, znečištěný vzduch obsahuje miniaturní částečky prachu, na nichž dochází ke kondenzaci a vzniku oblaku. I když je vzduch prakticky čistý, je v něm obsaženo skutečně mnoho těchto miniaturních částeček, nemusí být tedy extrémně znečištěn pro vznik oblaků. Zajisté ale ve velmi znečištěném vzduchu se tvoří oblaků více, proto známe také tzv. průmyslové sněžení, k němuž dojde jen a jen díky nahromadění velikého množství prachu v ovzduší, vzniknou tak oblaky a to i srážkově významné.
Tzv. aerosoly, což jsou krystalky solí uvolněné do atmosféry například z pořárů, ty jsou zcela miniaturní, dosahují například jen 20 mikro metrů a vstřebávají vlhkost.
Velice obdobný, dokonce o něco jednodušší, je vznik rosy – tj. důsledek kondenzace na zemském povrchu. Jedná se o usazené srážky, které nespadly z oblaků. Tyto kapičky jsou, jak zřejmě víte z běžného života, průhledné. Kapičky rosy jsou navíc o poznání větší než kapičky oblačné. Za této situace by nebylo možno ze zemského povrchu oblaky, tj. zkondenzované kapičky vysoko v atmosféře, vidět. Byly by jednoduše průhledné jako kapičky rosy a ačkoli by se na obloze vyskytovaly, nebyly by vidět. Některé velice tenké oblaky můžeme někdy vidět jen velice obtížně, až se dokonce může zdát že tam nejsou, i přesto, že jsou.
Oblaky vidíme ale díky rozptylu světla. Pokud ozáří zdroj světla velice drobné částice, vypadá to, jakoby tyto částice svítili. Díky tomu vidíme oblaky, kde dopadá sluneční záření na velmi malé zkondenzované vodní kapičky a způsobuje, že vidíme celistvou vrstvu. Oblačné částice rozpoznáme od cca 0.5 mikro metrů jejich průměru.
