V minulém článku jsme si řekli, že pokud má stoupák stoupat, musí být lehčí (teplejší) než okolní vzduch. Dnešní téma zní: odkud se bere energie pro stoupáky a z čeho se rodí termika.
Ve většině případů (viz poznámka pod čarou) pochází stoupáky od sluníčka. Cestu, kterou musí energie Slunce urazit, než skončí jako stoupající teplý vzduch, je však poměrně složitá.
Na Zemi energie od Slunce putuje jako záření – fotony. Je zajímavé, že záření není vázáno na hmotu, proto může překonat oněch 150 milionu kilometrů vzduchoprázdna. Záření od Slunce je širokospektrální, to znamená, že obsahuje jak záření různých barev světla, tak záření tepelné (či infračervené), tak záření ultrafialové.
Většina záření ze sluníčka atmosférou projde, ozónová vrstva „pochytá“ „škodlivé“ vysokoenergetické záření, část modrého světla se rozpýlí na molekulách kyslíku (proto je obloha modrá), část se rozptýlí na mracích (proto jsou mraky bílé, rozptylují všechno světlo), většina záření ale projde až k zemskému povrchu. Jinak řečeno, sluneční záření vzduch přímo neohřívá, či jen v malé míře.
Světlo dopadne na zemi a, jak je zmíněno výše, některé povrchy jej odrazí, jiné pohltí, většina povrchů jej zčásti pohltí a zčásti odrazí. Třeba rostliny ze světelného spektra pohltí červenou i modrou barvu a odrazí zelenou – proto se nám rostliny jeví jako zelené. Podle tohoto mustru lze říci, že tmavé povrchy pohlcují více (zdají se tmavé, protože k nám od nich přichází méně světla), zatímco u světlých povrchů je to naopak. Pro nás modeláře je důležité to, že čím tmavší je povrch, tím méně světla odráží, tím více energie v něm zůstane a tím více se zahřívá. Ale pozor, třeba u zmíněných rostlin to neplatí, ty totiž energii využívají k fotosyntéze, nikoliv ke zvyšování vlastní teploty. Kolik z energie z dopadající se odrazí, vyjadřuje číslo nazývané albedo.
Zem se prohřívá dopadajícím zářením, až se zahřeje na teplotu vyšší, než má vzduch nad ní. Ten se tak začne od země prohřívat a termika je tady!
Hledal jsem na internetu, zda někdo změřil nebo spočítal rozdíl mezi teplotou vzduchu a teplotou země. Nenašel jsem nic (ale hezké vysvětlení výše uvedeného je na „Physical Geography“ (anglicky)), naštěstí to není tak složité spočítat (velmi přibližně, samozřejmě – podrobnosti k výpočtu).
Tento graf ukazuje vypočtenou závislost teploty země (červená) a vzduchu (modrá) v závislosti na denní době. Je to samozřejmě jen příklad, prosím nehleďte na absolutní čísla, nýbrž na průběhy křivek. V tomto příkladu slunce vychází v 6 a zapadá v 18 hodin. Je vidět, že podmínky pro tvorbu termiky jsou od 9 do 19 hodin, tj. v podstatě celý den. V noci je naopak země chladnější než vzduch, proto je třeba ráno rosa.
Znovu bych chtěl připomenout, že příroda je daleko složitější, než ji zde popisuji, pravděpodobně je daleko složitější, než ji vůbec popsat lze, proto berte vše zde napsané s rezervou.
Nicméně lze shrnout, že:
- termika je energií od Slunce;
- záření od sluníčka vzduchem prochází a nezahřívá jej;
- záření od sluníčka dopadá na zem a zahřívá ji;
- od zahřáté země se ohřeje vzduch, který poté stoupá – vznikne termika.
Vím, chtělo by to více praxe a méně teorie. Všem zájemcům doporučuji přečíst si dokument od pana Angevina (anglicky), na který je odkaz i na wikipedii. Hlavně ale létejte a létejte, teorie sice leccos objasní, ale při soutěži se termika prostě (většinou 🙂 ) spočítat nedá.
Honza
11.3.2011
Perlička: vzpomínám si na jednu rafinérii v tropech, kde neustále hořela „fléra“, ve které se spalují nebezpečné a zbytkové plyny. Do tohoto stoupáku se z široka daleka slétali supi (tito a tito), aby se dali bezpracně vynést do výše. Po nějaké době se klouzavým letem v přízemní výši zase odkudsi vraceli. Moc hezký pohled, akorát se tam nesmělo fotit :-(. Nicméně v přírodě by takováto termika nikdy nevznikla (možná při lesním požáru).