|
Poměrně málo jsou mezi radioamatéry známy podmínky a výsledky šíření velmi krátkých vln (VKV) při inverzních situacích. V tomto směru ještě nedošlo k podstatnému využití poznatků meteorologie. V některých radioamatérských publikacích sice najdeme zmínky o tzv. „vlnovém kanálu“ a o vhodných meteorologických podmínkách pro šíření VKV, ale bez bližšího vysvětlení podstaty. Tento článek chce poukázat na některé spojitosti mezi šířením VKV a inverzí, které byly ověřeny řadou pozorování (tab. 1). Tabulka nebyla zpracována na základě systematických pozorování, ale jen ze zájmu o získání důkazu dálkového spojení inverzí. Kdyby však v budoucnosti každý amatér mohl připojit ke svému záznamu o dálkovém spojení výšku inverze, mohlo by to později sloužit ke statistickému zpracování.
Inverzní stav vzduchové hmoty vzniká z několika příčin: 1. Při nočním vyzařování, kdy při jasné obloze dochází k poměrně silnému ochlazení (v důsledku radiace) zemského povrchu a tedy i ke vzniku přízemní mlhy. Takto vzniklá inverze nemá dlouhé trvání, protože během ranních a odpoledních hodin dochází opět k prohřívání zemského povrchu a tím i přízemní vzduchové vrstvy, takže inverze se rozruší. Vrstva inverze je zde ohraničena zemí a dosahuje do několika desítek metrů (200 až 400 m nad zemí). Pokud dosahuje výšky kolem 200 až 400m nad zemí je vhodná pro radioamatérské spojení pozemních stanic. 2. Dalším případem, kdy vzniká inverze, je sesedání vzduchové hmoty (obr. 2). K tomuto jevu dochází pro to, že s výškou ubývá tlaku, dochází tedy k rozpínání vystupující vzduchové hmoty ve vertikálním směru. Klesající chladnější vzduch je současně nucen rozbíhat se do stran. Za těchto okolností dochází ke změnám β. Při vzestupu vzduchové hmoty vzrůstá, při klesání se naopak zmenšuje. Tento jev se vyskytuje v anticyklonách a výšky těchto inverzí bývají značně rozdílné, až kolem ± 2500 m. Existují ještě některé jiné druhy inverzí; dělí se podle vzniku a bývají popsány v synoptických publikacích. Nás především zajímají společné znaky a ty jsou právě charakterizovány změnou teplotního gradientu (β).
Všimněme si ještě některých znaků inverze, které mají bezesporu vliv na šíření VKV. Inverze (izotermie) působí jako zadržující vrstva, takže velká část nečistot, která spolu s vystupujícím vzduchem stoupá do atmosféry, zůstává pod spodní hranicí inverzní vrstvy. Opticky se jeví jako vrstva se zhoršenou dohledností, zákalem nebo kouřmem a nad touto vrstvou dohlednost rapidně stoupá o několik desítek kilometrů, až několik set kilometrů (250 až 300 km), vystoupíme-li o 100 až 300 m nad vrstvu s horší dohledností. Tento úkaz byl pozorován z letounu. Není bez zajímavosti, že při inverzní situaci 28. 12. 1963, kdy bylo dosahováno velmi dobrých výsledků v dálkovém spojení, byla při západu Slunce pozorována určitá deformace slunečního kotouče, který vypadal jako nepravidelný čtyřúhelník. Dokonce v tu dobu byla z Černého lesa v NSR pozorována Sněžka na tuto velkou vzdálenost „vzhůru nohama“. Zajímavý je i případ, kdy za podobné situace osádka sovětského dopravního letounu brzy po startu pozorovala. pod sebou hvězdy a Zemi nad sebou. Dík přístrojům tento optický klam rozeznala. Dalším projevem inverze je oblačnost typu stratocumulus (Sc), tzv. Helmholtzovy vlny, které vznikají kolmo na vektorový součet směrů větru nad (V1)a pod (V2) inverzní vrstvou; projevují se jako souběžné pásy na obloze (obr. 3). Tato vrstva Sc vzniká proto, že v samotné inverzní vrstvě se zmenšuje relativní vlhkost s výškou. Dochází totiž k difúzi vodních par (prolínání), což se děje vždy směrem dolů, takže vrstva pod inverzí má vždy maximální nasycení vodními parami. Ze závislosti růstu teploty na výšce v inverzní vrstvě a poklesu relativní vlhkosti (při němž vzrůstá nasycení) lze soudit, že tato skutečnost se jeví jako podstatný faktor pro lepší šíření VKV v této vrstvě a že dochází k podstatně menší ztrátě energie, což se projeví v dosahu šíření. V této souvislosti je třeba se zmínit také o indexu lomu, neboť jde o změnu hustoty prostředí pod inverzní vrstvou a v ní. Podle známého vztahu N = sin α / sin β (relativní index lomu) můžeme usuzovat na částečný odraz vyslané energie a také na lom v inverzní vrstvě (takový, pro který platí N < 1, tedy lom od kolmice). K tomuto jevu se ještě přidružuje tzv. astronomická refrakce. Je to úkaz, kdy VKV procházejí nehomogenním prostředím a dochází k určitému zakřivení (obr. 4). Celý problém inverze jako vlnového kanálu je dost složitý a z uvedeného vyplývá, že záleží: 1. na rozložení inverzní vrstvy (výška),
Tyto skutečnosti jsou potvrzeny praxí (tab. 1). Jde nyní o to, využít takových synoptických situací, kdy inverze vznikají, a určit výšku i rozložení inverzních vrstev. Pro naši potřebu (vzhledem k zeměpisné poloze) se jeví nejvýhodnější tyto typy synoptických situací: 1. západní anticyklonální
situace (Wa), Je pochopitelné, že jednotlivé typy budou pro šíření VKV více nebo méně způsobilé, protože bude záležet na jejich vzniku, intenzitě a dalším vývinu.
Obr. 5. ukazuje rozložení inverzní vrstvy 13. 5. a 14. 5. 1966, kdy bylo dosaženo zainteresovanými VKV stanicemi z Pradědu v korespondenci se stanicemi v pásmech VKV pozoruhodných spojení na vzdálenost 600 km. Výška kóty Praděd je 1492 m n. m. Šlo o to potvrdit existenci vlnového kanálu, kterou jsme měli zatím potvrzenu jen náhodně, a to v letní i zimní době. Proto jsme k pokusu využili vzniklé situace NEa. Podle sledovaných výstupu (obr. 5) byla odhadnuta inverze kolem výšek 2000 až 3400 m nad zemí. NEa situace 12. 5. 1966 byla charakterizována rozsáhlou tlakovou výší, která zasahovala do celé střední Evropy a projevovala se na výškových mapách do výšek nad 500 mb. Střed této tlakové výše (1035 mb) se rozkládal nad jižní Skandinávií. Nad střední Francii se udržovala brázda nízkého tlaku se zvlněnou studenou frontou. Počasí 12., 13. a 14. se projevovalo dobrou dohledností a jen slabou kupovitou oblačností 1-3/8 Cu v prostoru Šumavy a Č. Lípy, která vznikala kolem 11. až 13.hodiny 15. a 16. vzniklo poněkud více konvektivní oblačnosti. Použita radiosondážní měření nepokrývají plně náš zájmový prostor, ale presto dávají obraz o inverzní vrstvě nad střední Evropou (obr. 5). Skutečnost, že nemáme dostatečné množství zpráv radiosondážních měření, je dána malou možností získat běžně tyto zprávy (vhodné je využití radiodálnopisného vysílání evropského meteorologického centra). Podobná anticyklonální situace 8. 11. 1966 přesvědčivě potvrdila možnosti určení výskytu vlnovodu a jeho využití, tentokrát plným dvoumetrovým pásmem DL, DM, OE, HB i F stanic. Na vzdálenost přes 800 km byly reporty 59! Nevyužití takových podmínek pro VKV spojení do VKV maratónu, kde se v tomto případě hodnotí nejvyšší stupnicí, nás mnohdy jistě mrzí. Za tři dny bylo získáno tolik bodů, jako za celé tři měsíční etapy. To potvrdilo existenci vlnového kanálu, protože těchto výsledků bylo v minulosti dosaženo jen náhodně. Další pozorování by přineslo odpověď na otázku, bylo-li vzdáleností 1000 až 2000 km na VKV dosaženo extrémně vysokým vlnovým kanálem v atmosféře nebo odrazem od sporadické vrstvy Es. Je možné, že čs. amatéři tím nikoli poprvé dokázali výskyt vlnovodů VKV vysoko nad povrchem evropského kontinentu. Vlnovody byly známy již dříve z přímořských oblastí, kde často vznikají těsně nad hladinou moře a umožňují šíření i nejkratších vln na vzdálenost několika set km. Velká většina amatérů má již o těchto skutečnostech určité představy a zkušenosti. Zůstává však problémem, jak získat údaje o výskytu inverzí v takových výškách. Proto na závěr několik informací, jak získat údaje o inverzích a návrh, jak je rozšiřovat pro co největší okruh. 1. Kde, kdy a jakým způsobem se dají informace získat? Zprávy radiosondážní měření z celé Evropy se jako součást meteorologie soustřeďují a zpracovávají v Evropském meteorologickém centru v Offenbachu. Počet těchto zpráv z každého státu je různý (podle rozlohy), ale je jich dostatek pro vyhodnocení charakteristických údajů toho nebo onoho státu. Jsou to tzv. zprávy TEMP. Jsou kódovány a údaje jsou vynášeny na termodynamické diagramy, z nichž pak lze vyčíst řadu údajů o vzduchové hmotě vertikálním směrem, např. výskyt spodní základny kupovité oblačnosti, tlaku, inverzi a možnosti tvoření bouřek aj. Tato radiosondážní měření se provádějí denně v, 01.00, 07.00, 13.00 a 19.00 hod. SEČ. Po vyhodnocení jsou tyto výsledky souhrnně vysílány několika způsoby: a) faksimilovým vysílačem již graficky vyhodnocené na kmitočtu. 134,8 kHz ve třech částech: od 03.40 do 04.05 první část, která obsahuje údaje ČSSR, Německa a Holandska druhá část od 04.08 do 04.23 obsahuje údaje Švýcarska, Francie a Anglie. Třetí část od 06.32 do 06.57 obsahuje údaje Maďarska, Polska, Jugoslávie a Skandinávie. Nevýhodou tohoto způsobu je dost zdlouhavý příjem přenášeného obrazu. b) radiodálnopisný přenos, který uskutečňuje opět Evropské meteorologické centrum na kmitočtu 4095 kHz. Je daleko rychlejší, obsahuje větší počet zpráv. Nevýhodou je, ze tyto zprávy nejsou vyhodnoceny a jsou zakódované. 2. Vzniká otázka, kdo a dokdy by tyto údaje mohl vyhodnotit. Tato práce vyžaduje odborníka-meteorologa, který by měl k dispozici všechny uvedené údaje. V našem případě je to Hydrometeorologický ústav, který zpracovává meteorologické zprávy pro Čs. rozhlas (pro plachtaře) a mohl by k nim připojit i krátkou zprávu o inverzní situaci, která by vyhodnocovala: a) výšku spodní a horní hranice inverze, Domníváme se, že celá tato relace by trvala maximálně 3 minuty. Příklad: Praha, inverze 800 až 1000 m, Varšava 500 až 700 m, Vilnius 300 až 500 m, Leningrad 300 až 500 m. Inverze potrvá ještě asi 3 dny. Pokud by HMÚ nebyl ochoten tuto službu poskytovat, bylo by možné požádat pracovníky meteorologické služby letiště Svazarmu Vrchlabí, aby se takto formulovaný přehled vysílal za jeho zprávami. Vysílač „Letiště Vrchlabí“ se hlásí zprávami a předpověďmi počasí pro svazarmovská letiště denně na kmitočtu 4730kHz od 07.40 do 07.50 hod., od 08.40 do 08.50 hod. atd. O těchto možnostech využití meteorologické služby byli již na setkání v Libochovicích informováni představitelé odboru VKV. Nyní záleží na nich, jaká opatření navrhnou k řešení této otázky. Domníváme se, že její vyřešení by bylo přínosem pro všechny VKV-amatéry. Sledované situace inverzí - Tab.1.
AR 3/1967 Další podobné články: http://en.wikipedia.org/wiki/Inversion_%28meteorology%2 http://www.ok2kkw.com/rz1977/tropo1977.htm http://www.ok2kkw.com/next/jested1961.htm http://www.ok2kkw.com/next/13cm1959.htm http://www.ok2kkw.com/00000104/kypr/cyprus_condx.htm http://www.ok2kkw.com/d44/d44_tropo2002.htm V roce 2007 přepsal a upravil pro web OK2KKW Matěj OK1TEH |
Je všeobecně známo, že
teploty s výškou ubývá přibližně o 1 °C na 100 m výšky (je přitom třeba
rozlišovat suchoadiabatický a vlhkoadiabatický pokles). Vertikální
průběh teploty v každé vrstvě charakterizuje veličina ubývání teploty na
100 m výšky. Této veličině se říká vertikální teplotní gradient β. Vyhodnocením radiosondážních měření získáme
teplotní křivku, která charakterizuje teplotní rozdělení určité vzduchové
hmoty v závislosti na výšce. Inverze představuje takový stav vzduchové hmoty, kdy
β má zápornou hodnotu, tj.
v určitém rozmezí neklesá, ale naopak stoupá. Při β
