Hőmérsékleti inverzió miatti ködréteg a Kékestetőről fényképezve

Az előző posztban az időjárásunkat globálisan alakító ciklonokat és frontokat vettük górcső alá, most a lokális tényezőket igyekszem majd bemutatni. Ezekből is több van, hatásuk pedig éppen olyan fontos, mint az egész földrészünkre kiterjedő jelenségeké. Lássuk hát ezeket is, de először röviden szólnék Földünk légkörének szerkezetéről és dinamikájáról, ugyanis ennek megértése nélkül nem érthetjük meg a légköri jelenségeket sem. Ígérem, most is tartózkodom majd a bonyolult magyarázatoktól!

A légkör felépítése és egy pici fizika

Bolygónk légköre több száz kilométer magasságig kiterjed, persze egyre ritkulva, mi azonban csak az alsó tíz-tizennégy kilométerét vegyük most szemügyre, az úgynevezett troposzférát, ugyanis ebben a légrétegben lezajló folyamatokat nevezzük időjárásnak. Alapvetően elmondható a troposzféráról, hogy felfelé emelkedve benne a levegő egyre ritkul, a hőmérséklete pedig folyamatosan csökken, méghozzá száz méterenként nagyjából fél fokkal! Így már egyből érthető az a tény, hogy miért alacsonyabb a Kékestető éves átlaghőmérséklete körülbelül öt Celsius fokkal, mint a hegyek lábánál fekvő Gyöngyösé!

A levegő egyik legfontosabb paramétere a relatív nedvességtartalma. Mi is ez egyáltalán és mi szükségünk van rá? A levegőben tényleg mindig van valamennyi vízpára feloldva, de nem lenne egyszerűbb az, ha megadnánk, hogy hány gramm található egy kiló levegőben, és kész? Hát nem, ugyanis ez gyakorlatilag nem mondana semmit! Számunkra az a fontos, hogy megtudjuk, mennyire telített a levegő nedvességgel, és ez pedig függ a hőmérsékletétől! A meleg levegő ugyanis több nedvességet képes magában feloldva tartani, mint a hidegebb. De mi történik vajon akkor, ha annyira megnő a nedvességtartalom, hogy azt már nem képes a levegő magában feloldva tartani? Pici cseppecskék formájában kicsapódik belőle a vízpára, általában ezt nevezzük felhőnek, ha pedig ez a talajszinten történik, akkor ködnek! A felhő pedig, pláne, ha nagy és sötét, mindig gyanús egy turistának! Ráadásul ki a fene szeret ködben túrázni?

Most már csak azt kellene valahogy tisztázni, hogy a talaj közelében miért melegebb a levegő? A Földünkhöz érkező napsugárzásnak nagyjából harmada visszaverődik a légkörről, egy kisebb része elnyelődik benne, de direkt módon nem sok hatása van a levegőre, a maradék viszont felmelegíti Földünk felszínét. Aztán a meleg talaj által kisugárzott infravörös sugárzás az, amely aztán felmelegíti a felette lévő levegőt! Ennek a sugárzásnak a nagy részét persze elnyelik az alsóbb rétegek, magasra már csak kevés jut belőle, így ott kisebb a hatása is. 

A felhőképződés folyamata

Jól kifejlett zivatarfelhő Abaújszolnok és Baktakék között

A talajt érő napsugárzás nem egyformán melegíti fel azt. A melegebb területek felett jobban felmelegszik a levegő is, kitágul, sűrűsége kisebb lesz a környezeténél, ezért fel tud emelkedni a felszín közeléből. Ahogy emelkedik, folyamatosan hűl, relatív nedvességtartalma egyre nő. Egyszer csak eléri azt az állapotot, amikor már nem képes tovább oldva tartani a benne lévő nedvességet, vagyis a relatív páratartalma 100% lesz. Ekkor kicsapódik belőle a vízpára és felhő formájában láthatóvá válik számunkra is.

Na, de mitől függ az, hogy csak ártatlan bárányfelhők jönnek létre, vagy pedig komoly zivatarfelhők? Nyilván a levegő nedvességtartalmától és a felmelegedés nagyságától is. Ezeket a feláramló hőoszlopokat – szaknyelven termikeket – használják ki aztán a nagyszárnyú madarak, hogy szinte szárnyrebbentés nélkül, pusztán azzal, hogy köröznek a hőoszlopban, egyre magasabbra emelkedhessenek! Így tudnak a vitorlázó-repülőgépek is motoros meghajtás nélkül felemelkedni a magasba.

Ha sok nedvesség válik ki, egyre nagyobbra híznak a felhőben a vízcseppecskék, és egyszer csak elérik azt a nagyságot, amikor már nem tudja odafenn tartani őket a hőoszlop, elkezdenek hát süllyedni, majd a felhőt elhagyva lepotyognak a talajra. A turista pedig átkozódik, hogy a fene egye meg, már megint esik ez a fránya eső! Minél nagyobb a feláramlás sebessége, annál nagyobb felhők keletkeznek, erős termik esetén zivatarfelhők jönnek létre. Villámok pedig akkor kezdenek csapkodni, ha a zivatarfelhő belsejében heves a vízcseppek kavargása. Ekkor ezek a cseppek a súrlódástól statikusan feltöltődnek, végül az egész felhő több millió voltos feszültsége kisül egy ellenkező töltésű másik felhő, vagy rosszabb esetben a talaj felé.

Hogyan alakul ki a jégeső?

Arról már fentebb írtam, hogy a felhők a levegő feláramlása révén jönnek létre. Ez a feláramlás a felhő belsejében is folytatódik, azonban a keletkezett vízcseppeket nem tudja sokáig fenntartani, hanem azok gyorsan lepotyognak a talajra eső formájában. Viszont ha gyors a felfelé történő áramlás sebessége, akkor az magával ragadja a vízcseppeket olyan magasságokba, ahol azok már megfagynak. Egy borsószem nagyságú jég kialakulásához körülbelül 40km/óra sebességű felszálló áramlás szükséges. Egy golflabda méretűhöz már 100km/óra, tyúktojás mérethez 110 km/óra, teniszlabda nagyságúhoz pedig már 125km/óra sebesség kell. Persze minél nagyobbak a szemek, annál gyorsabban is esnek vissza a talajra, tehát nincs sok esélyük arra, hogy esés közben felolvadjanak a melegebb légrétegekben!

Miért fogják meg a felhőket a hegyek?

Természetesen a hegyeknek nincsen karjuk, hogy megragadják a felhőket, viszont ez a jelenség tényleg létezik, mi az oka hát? Általában mindig fúj a szél, és a talaj közelében haladva magával sodorja a meleg, párás levegőt. Ha ez a szél hegyekbe ütközik, akkor a domborzatot követve felemelkedik, és a fentebb már ismertetett folyamat szerint létrejönnek a felhők. Ezeket aztán továbbsodorhatják a magasabb szinten fújó szelek, de az utánpótlás mindig megvan, tehát egyre újabb és újabb felhők keletkeznek a hegyek felett. Persze ez a hatás annál jelentősebb, minél magasabbak a hegyek, nálunk is megfigyelhető ez a Mátrában és a Bükkben, de például a Tátrában pont emiatt képes a semmiből, minden különösebb előjel nélkül hatalmas eső keletkezni! Ja, és pont emiatt esik több csapadék a hegyekben, mint az őket körülvevő sík területen!

Miért szárazabb a Kárpát-medence a környezeténél?

Ez a fentebb leírtak következménye! Az Atlanti-óceán felől érkező mérsékelt övi ciklonok nedves levegője beleütközik az Alpok vonulataiba, magasabbra emelkedve kiadja magából a nedvessége jó részét, aztán a hegyekből leereszkedve ismét felmelegszik, de relatív nedvességtartalma ekkor már alacsonyabb lesz, mivel hiányzik belőle az Alpokban lehullott csapadék! Ez a folyamat a Kárpát-medencét délnyugat felől határoló Dinári-hegységre az alacsonyabb magassága miatt kevésbé jellemző, így a mediterrán ciklonok nedvesebb levegője szinte akadálytalanul elérhet bennünket! Tehát a medencék klímája mindig szárazabb, mint a környezetüké. Vannak persze egészen extrém helyek is, ilyen például az amerikai Death Valley (szó szerinti fordítása Halál-völgy), ahol szinte semmilyen csapadék sem esik, nálunk azonban nem ilyen veszélyes a helyzet.

Hogyan jön létre a Kárpát-medencét időnként kitöltő ködpárna?

Telente fordul elő többször is, hogy talajszinten sűrű köd terpeszkedik, viszont gyakran elegendő, hogy megmásszuk a Dobogókőt vagy a Kékestetőt és máris szikrázóan ragyogó, napos idő fogad ott bennünket! Vajon miért alakul ki ilyen időjárás?

Normál hőmérsékleteloszlás (balra) és hőmérsékleti inverzió (jobbra)

Ez a helyzet általában erős hidegfront, hidegbetörés után jön létre a Kárpát-medencében. A hideg levegő először kisöpri a medencében felhalmozódott párás, szmogos levegőt, majd a medence aljára leülepedve nyugalomba jut. Ez kezdetben derült, tiszta időt eredményez országszerte. Baj akkor van, ha melegfront érkezik utána, amelynek a levegője megül a hideg légréteg tetején. Ekkor egy szendvics alakul ki, alul a nehezebb hideg, felette pedig a könnyebb melegebb levegővel, és ezek ráadásul a fajsúlykülönbség miatt keveredni sem tudnak egymással. Ezt hőmérsékleti inverziónak is nevezik a meteorológusok, mert felborul az a normális állapot, hogy a levegő hőfoka folyamatosan csökken, ahogy a magasság nő. 

Mi ennek a hatása? A talajon lévő hideg levegő egyszerűen nem tud annyira felmelegedni, hogy felemelkedhessen, hiszen a felette lévő kisebb sűrűségű meleg levegő ezt megakadályozza, emiatt az alul lévő hideg levegő egyre párásabbá, szennyezettebbé válik. Ebben viszont mi emberek is ludasak vagyunk, hiszen az elégetett rengeteg szénhidrogénből (olaj, gáz, benzin, stb.) sok vízpára keletkezik, de a párolgás is folyamatosan növeli a mennyiségét. Egyszer csak telítetté válik vízpárával a talajszint közelében a hideg levegő és kicsapódik belőle a nedvesség, tehát köd lesz. Ezt az állapotot csak egy olyan hidegbetörés tudja megszüntetni, melynek a levegője hidegebb, mint a medencében megült levegő.

Végezetül írnék még pár olyan jelenségről is, melyek keletkezéséről bizony nem sokat tud az átlagember, de még a turisták sem!

Miért hidegebbek a derült hajnalok a felhősnél?

Napközben a talaj elnyeli a napsugárzást, ezért erőteljesen felmelegszik. Azt már írtabb fentebb, hogy ezt infravörös sugárzás formájában ki is adja magából, és ez melegíti fel a felette lévő levegőt. Éjszaka azonban a napsütés nem hoz energiát a rendszerbe, viszont az infravörös kisugárzás továbbra is működik. Amíg ez a kisugárzás derült éjjeleken akadálytalanul kijut az űrbe, a felhőzet visszaveri azt, emiatt ilyenkor a lehűlés gyengébb lesz, mint derült időben. Ez egy nagyon fontos tény, több, a következőkben említett jelenség is ezen alapul! 

Mi a parti szél?

Nagyobb tavainknál megfigyelhető, hogy nappal a víz felől fújdogál a szellő a part felé, éjszaka viszont fordítva, a part felől fúj a tó felé. Ennek oka az, hogy a vízfelület nehezebben melegszik és hűl, mint a szárazföld, tulajdonképpen hőmérséklet temperáló hatású. Ennek több oka is van, egyrészt a víz fajhője nagyobb mint a talajoké, másrészt a hullámzás hatására a környezeti hatásoknak jobban kitett felszíni víz folyamatosan átkeveredik az alsóbb rétegekkel. A lényeg, hogy nappal a melegebb vízparti területek felett felszáll a felmelegedett levegő, és helyette a tó felől hűvösebb légáramlat érkezik, éjjel viszont a vízpart környezete erősebben lehűl, mint a vízfelület, ezért a partról fúj a szél a víz felé. Természetesen ez csak lokális hatás, és csakis frontmentes időben működik! A napközben hűvösebb vízfelszín miatt jelentkezik az a hatás is, hogy a felhők a melegebb vízpart felett keletkeznek, míg a vízfelület felett derült szokott lenni az ég. Tehát napközben a víz felett felhőoszlató hatás érvényesül.

Jól látszik a műholdképen a Balaton felhőoszlató hatása [5]

Miért ködösek a völgyek hajnalonta?

Már tudjuk, hogy derült éjszakákon erősebben lehűl a levegő, amikor a felhőzet nem tudja visszaverni a földfelszín infravörös kisugárzását. Megnő a sűrűsége, emiatt a hegyoldalakból szinte lecsorog a hideg levegő a völgyekbe, ahol összegyűlik és megreked. A meteorológiai zsargon ezeket a völgyeket hívja fagyzugoknak, az ország leghidegebb helye, Zabar is egy széles, katlanszerű völgy alján fekszik. Ha a völgyben felhalmozódott levegő annyira hideg, hogy telítetté válik, akkor kicsapódik a nedvességtartalma és köddé alakul. Napkelte után gyorsan el szokott tűnni a napsütés hatására. Ha vadkempingezünk, és völgy, katlan alján verünk sátrat egy derült estén, mindig számoljunk ezzel a hatással! 

A talajmenti köd

Ez is derült hajnalokon szokott keletkezni, de sík területeken. A lehűlő felszín miatt lehűl a felszín közvetlen közelében a levegő is, extrém esetben annyira, hogy relatív nedvességtartalma eléri a telítettség állapotát, és vékony ködréteg alakul ki benne. A talajmenti köd napkelte után gyorsan eltűnik, hiszen ezt is „felszívja” a napsütés, vagyis a gyorsan felmelegedő talaj felett felmelegszik a levegő is annyira, hogy a kicsapódott nedvesség újra oldott állapotba kerül benne. Már jártam olyan talajmenti ködben, amely alig ért a térdemig!

A harmat

A harmat keletkezése nagyon hasonló a talajmenti ködéhez, de nem szükséges hozzá az, hogy köd is legyen ugyanakkor. Fűszálakon, fák, cserjék levelein a legáltalánosabb, ezek közelében ugyanis a lehűlő levegő a növények által elpárologtatott vízgőz miatt hamarabb telítetté válik, mint akár csak már centiméterrel is magasabban. Szinte minden nyári, derült reggelen harmatos szokott lenni a fű, azonban napkelte után gyorsan el szokott párologni. Turistaként a harmatos mezőkön, kaszálókon való mászkálás eléggé igénybe veszi a bakancsainkat, a nem teljesen vízhatlan lábbelijeink hamar beáznak tőle! Már jártam így az Őrségben!

Harmatos rét [6]

A dér

Keletkezése megegyezik a harmatéval, de ha fagypont alá hűl a hőmérséklet, akkor a harmat helyett pici jégkristályok keletkeznek a növényeken.

Deres őszi levelek [7]

A zúzmara

Többfajta zúzmara is létezik, ezek közül leginkább a durva zúzmara látványos. Fagypont alatti hőmérsékletű ködös időben tud kialakulni, leginkább lassan áramló levegőben. A zúzmara mindig a vékony, hosszú tárgyakon, villanyvezetékeken, kerítésdrótokon, tűleveleken, keskenyebb ágakon jön létre, amelyek nem törik meg a légáramlást, viszont a mellette elhaladó légáramlatból kifagy a nedvesség a felületükre. Ezért aztán a zúzmara mindig a tárgyak szél felőli oldalán válik ki, tüskéinek hossza akár több centiméteres is lehet. Nagyon szép fotókat lehet készíteni a zúzmarás fákról, kerítésekről, nekem is van eléggé sok belőlük!

Azt hiszem, eléggé sok hetet-havat összehordtam ebben a fejezetben, de ha olyan jelenségre lennétek még kíváncsiak, amelyet nem említettem, akkor írjatok egy kommentet és utánanézek annak (ha fejből nem tudnám rá a választ)!

Ugrás az időjárásról szóló poszt első részére

Ha tetszett a bejegyzés, kövesd a blogot a facebookon is!

Forrás:

[1] https://ttk.elte.hu/dstore/document/885/book.pdf

Képek:

[01] https://www.meteorologiaenred.com/en/foehn-effect.htm
[02] https://en.wikipedia.org/wiki/Foehn_wind
[03] https://www.meteorologiaenred.com/en/foehn-effect.htm
[04] https://worldview.earthdata.nasa.gov
[05] https://worldview.earthdata.nasa.gov
[06] https://pixabay.com/hu/photos/f%C5%B1-ter%C3%BClet%C3%A9n-harmat-harmatcseppek-6137533/
[07] https://www.idokep.hu/keptar/user/Tiszaparti/kep/250921
[08] https://pixabay.com/hu/photos/napkelte-nap-menny-k%c3%b6d-4560438/

A többi kép és rajz a sajátom