Atmosféra II. – Podnebné a Vegetační pásy, Podnebí

Tento výukový materiál je součástí Učebnice zeměpisu v sekci Fyzický zeměpis -> Planetární geografie. V rámci tohoto tématu článek navazuje na 8.díl – Atmosféra I. – Složení Atmosféry, Počasí, Cirkulace Vzduchu. Po tomto díle následuje Regionální zeměpis – Austrálie

Podnebné a Vegetační pásy

Rozdělení podnebných (klimatických) pásů je sporné, v různých pramenech se uvádí odlišně. Zejména rozsah subtropického pásu je sporný.

Základní teplotní pásy jsou dány množstvím dopadajícího slunečního záření. Velmi přibližně platí, že mezi obratníkem Raka a Kozoroha se nachází tropický pás, mezi obratníky a polárními kruhy mírný pás a mezi polárními kruhy a póly polární pás. Podrobnější dělení je ovšem složitější. Následující dělení je záměrně zjednodušené! Podnebným pásům pak přibližně odpovídají vegetační pásy.

Tropický pás

Sahá zhruba od rovníku po obratníky, či spíše ještě kus za obratníky. Pro celý tropický pás platí, že je tu horko po celý rok. Podle toho, kolik spadne na určitém území srážek, můžeme pak tropický pás rozdělit na tři podtypy:

A)Rovníkový (ekvatoriální) pás

Tj. stále vlhký tropický pás: horko a vlhko po celý rok. Zjednodušeně můžeme říct, že tu je jen jedno roční období.

Ve skutečnosti i zde je období sucha a období dešťů, avšak na rozdíl od střídavě vlhkého tropického pásu tu v „období sucha“ prší, akorát mnohem méně než v „období dešťů“.

Tento pás se nalézá v bezprostřední blízkosti rovníku – v Amazonii, v Indonésii (hlavně Sumatra a Borneo) a v západní Africe (Konžská pánev; není však naopak ve východní Africe, která leží poměrně vysoko nad mořem!).

Vegetace: tropické deštné pralesy. Jsou stále zelené, stromy jsou neopadavé. Na ostrovech, zejména v Pacifiku, jsou typické kokosové palmy

B)Tropický střídavě vlhký tropický pás

Horko po celý rok, avšak prší zde jen po část roku: střídají se období sucha a období dešťů. Vyskytuje se na sever a na jih od ekvatoriálního pásu. Zvláštním typem střídavě vlhkého pásu je monzunový pás.

Výskyt: Afrika (větší část, mimo rovníku, pouští a krajního severu a jihu), Austrálie, Jižní a Střední Amerika. Monzunový pás je především v Indii, jihovýchodní a východní Asii.

Vegetace: opadavé listnaté lesy (stromy shazují listy v období sucha), v sušších částech savany.

C)Tropický suchý pás

Horko a sucho po celý rok, proto jsou zde pouště. Pouště se vyskytují tam, kde je roční úhrn srážek pod 200 mm a nalezneme je i v jiných podnebných pásech, ale pro suchý tropický pás jsou nejtypičtější.

Výskyt: Sahara, Kalahari, severní Mexiko, vnitrozemí Austrálie. V některých děleních se velká část těchto pouští řadí už do subtropického suchého pásu.

Vegetace: palma datlová (Sahara – oázy), kaktusy (Amerika).

Subtropický pás

Přechod mezi tropickým a mírným pásem. Hranice subtropického a mírného pásu se kryje s hranicí rozšíření palem.

Obvykle se rozlišují vlhké a suché subtropy:

A)Vlhké subtropy

Horké suché léto, mírná vlhká zima (v zimě nesněží).

Výskyt: celé Středomoří, jih Jižní Afriky, jihovýchod Austrálie, Nový Zéland – Severní ostrov, jih Japonska.

Vegetace: macchie (druhotné křoviny v místech, kde byly vykáceny původní lesy, typické zejména pro Středomoří), palmy, fíkovník, citrusy, korkový dub, cedr.

B)Suché subtropy

V některých částech subtropického pásu téměř neprší, protože jsou dále od moře, nebo jsou ve srážkovém stínu. Zde se často vykytují pouště a polopouště.

Výskyt: jihozápad USA, Írán, jih Austrálie.

Mírný pás

Pro mírný pás je typické, že:

1)střídají se v něm 4 roční období

2)převládají západní větry

Výskyt: většina Evropy, Severní Ameriky a Ruska, dále Tasmánie, Patagonie, Nový Zéland – Jižní ostrov.

Podle vzdálenosti od oceánu můžeme mírné podnebí rozdělit na tři podtypy:

A)Kontinentální

– větší vzdálenost od oceánu →  sušší podnebí, velké rozdíly teplot mezi létem a zimou.

Výskyt: Rusko, Ukrajina, větší část Balkánu, většina území USA a Kanady (kromě západního pobřeží), argentinská Patagonie.

B)Oceánské

– menší vzdálenost od oceánu → více srážek po celý rok, menší teplotní rozdíly mezi létem a zimou. Srážky v zimě jsou převážně dešťové.

Výskyt: západní (návětrné – západní větry!) okraje kontinentů + přilehlé ostrovy: Velká Británie, Norsko, Benelux, Dánsko, severozápadní pobřeží USA (stát Washington) a západní část Kanady (Britská Kolumbie), chilská Patagonie, Nový Zéland – Jižní ostrov.

C)Přechodné

– dále od oceánu, ale ne příliš daleko. Přechod mezi kontinentálním a oceánským podnebím.

Výskyt: střední Evropa (včetně celého území ČR), jižní Švédsko (je „schované“ za Dánskem a dostává tudíž méně srážek než Jutský poloostrov).

Vegetace v mírném pásu:

Vegetace výrazně závisí zejména na množství srážek, méně pak na teplotě.

V sušších oblastech mírného pásu rostou stepi – rozsáhlé travnaté plochy. Stromy zde rostou pouze ojediněle, většinou v blízkosti vodních toků. Stepi jsou typické pro kontinentální podnebí. Vyskytují se hlavně na jihu Ruska a Ukrajiny, v Maďarsku (puszta), USA a Kanadě (prérie), severní Argentině (pampy).   Ve vlhčích oblastech mírného pásu rostou lesy. V chladnějších oblastech (Sibiř – tajga, Kanada, Skandinávie, severozápad USA) převažují jehličnaté lesy, směrem do teplejších oblastí pak přecházejí v listnaté.

V některých oblastech mírného pásu, které leží na západních pobřežích, rostou i deštné pralesy! Například v chilské Patagonii, na Jižním ostrově Nového Zélandu nebo ve státě Washington na severozápadě USA (Olympic National Park).

Naopak v nejsušších částech mírného pásu mohou být ojediněle i pouště (Gobi, Ryn – jediná poušť v Evropě, část argentinské Patagonie).

Subpolární pás

Přechod mezi mírným a polárním podnebím. Krátké mírné léto, průměrná teplota nejteplejšího měsíce nepřekročí 10°C. Tato klimatická hranice se kryje s hranicí lesa. Krajinu pokrývá tundra – mechy, lišejníky, bylinné patro, zakrslé stromy.

Výskyt: úplný sever Skandinávie, Ruska, Kanady a Aljašky. Na jižní polokouli tento pás prakticky chybí, protože zde v příslušné zeměpisné šířce chybí pevnina. Podobné podnebí (a de facto tundra) je u nás v nejvyšších partiích Krkonoš (kosodřevina, horské louky).

Polární pás

Po celý rok je tu zima a sucho (celoroční tlaková výše!). Některé oblasti (jižní pól) patří k nejsušším místům na Zemi, z hlediska srážek je to vlastně poušť. Krajinu pokrývají ledovce čí mrazová poušť, neroste zde prakticky nic.

Výskyt: Antarktida, Grónsko, Špicberky a další ostrovy v Severním ledovém oceánu a severním Atlantiku.

Horské oblasti

Všude na světě horské oblasti způsobují výrazné odchylky v rozložení pásů. Jednak je v horách větší zima, a tudíž mohou být i na rovníku ledovce, které jsou jinak typické pro polární pás. Dále pak horstva výrazně ovlivňují srážky (návětrné svahy x srážkový stín), a mají často stěžejní vliv na rozložení vegetace.

Vliv pohoří na vegetaci je pěkně vidět například v Americe:

1)Severní Amerika – západní pobřeží dostává více vláhy (Kalifornie), ale ve srážkovém stínu se směrem k východu rozkládají pouště (Údolí smrti, Mohavská poušť, Nevadská poušť). Ještě východněji pak leží stepní (prérijní) pás, který se táhne z jižní Kanady přes střední část USA v poledníkovém směru, a ne jako v Rusku ve směru rovnoběžky. Důvodem je tvar Kordiller, které probíhají rovněž v poledníkovém směru.

2)Patagonie. Toto území na jihu Jižní Ameriky je jedním z nejlepších příkladů srážkového stínu. Zatímco západní část Patagonie v Chile patří k nejdeštivějším místům na světě vůbec (deštné pralesy mírného pásu!), východní, Argentinská Patagonie, má převážně polopouštní a místy až pouštní charakter (srážkový stín – větry vanou od západu a přes Andy se nedostanou).

Tlakové útvary a atmosférické fronty

Vítr vane vždy z oblasti vysokého tlaku do oblasti nízkého tlaku. Vlivem Coriolisovy síly ovšem větry nevanou přímo, ale stáčí se na severní polokouli vpravo a na jižní polokouli vlevo od původního směru pohybu. Více – viz Planetární cirkulace vzduchu v atmosféře.

Cyklóny a anticyklóny

Cyklóny a anticyklóny jsou mohutné víry v atmosféře o rozměrech řádově stovek až tisíců kilometrů.

Obrázek: cyklóna a anticyklóna na severní polokouli

Cyklóna = tlaková níže

Vítr v cyklóně vane vždy směrem ke středu (kde je nejnižší tlak), přičemž na severní polokouli se stáčí proti směru, na jižní polokouli naopak po směru hodinových ručiček.

V cyklóně je většinou velká oblačnost, menší rozdíly teplot, srážky.

Anticyklóna = tlaková výše

Vítr v anticyklóně vane vždy směrem od středu (kde je nejvyšší tlak), přičemž na severní polokouli se stáčí po směru, na jižní polokouli naopak proti směru hodinových ručiček.

V anticyklóně je většinou jasné, bezoblačné počasí, s velkými rozdíly teplot (v létě horko, v zimě velmi chladno), sucho.

Typy cyklón a anticyklón

• Stálé (celoroční) cyklóny a anticyklóny: jsou nepohyblivé stacionární, vyskytují se celoročně nad oceánem, souvisí s planetární cirkulací vzduchu v atmosféře (viz). Počasí v ČR nejvíc ovlivňuje islandská tlaková níže a azorská tlaková výše.
• Sezónní tlakové útvary: jsou rovněž stacionární (nepohyblivé), avšak vyskytují se pouze sezónně, a to nad pevninou. Nejvýraznější tlakové útvary vznikají nad Asií (největší kontinent). Počasí v ČR ovlivňuje především sibiřská tlaková výše (v zimě) a íránská tlaková níže (v létě).
• Pohyblivé cyklóny a anticyklóny: jsou typické pro mírný pás, kde postupují směrem od západu na východ spolu s atmosférickými frontami. Proto se v mírném pásu tak často mění počasí.
• Tropické cyklóny (hurikány): jsou typické pro Karibskou oblast, Floridu, jižní Pacifik, Bangladéš a další tropické oblasti. Vznikají nad oceány a postupují směrem nad pevninu, kde se nakonec rozpadnou. Říká se jim různými místními názvy: hurikán, tajfun, cyklón. Jsou velmi ničivé. Samotná tropická cyklóna je mohutným vzdušným vírem o průměru až 500 kilometrů. Tento vír se pohybuje rychlostí jen asi 25 km/h, ale obvodová rychlost větru je až 320 km/hod. Uprostřed víru je oko hurikánu, kde je jasné počasí a bezvětří. Hurikány jsou vždy spojeny s přívalovými srážkami a často způsobují záplavy, obzvláště na pobřežích ve spojení s přílivem. Tlak uprostřed hurikánu může klesnout pod 900 hPa.
• Tornáda: tornáda jsou vlastně také tlakové níže, ale (ve srovnání s hurikány) miniaturních rozměrů. Nejvíce se vyskytují v prérijním pásu v USA, kde se často střetávají studené větry od severu s teplým vzduchem od Mexického zálivu. Při střetu vzduchových hmot stoupá teplý vzduch rychle nahoru a vzniká prudký větrný vír, vytvářející typický trychtýř. Ten je široký cca 50-500 metrů. Rychlost pohybu trychtýře je jen 30-60 km/h, ale obvodová rychlost je prý až 650 km/h – nejrychlejší větry na zemi (obtížně měřitelné). Tornádo je mnohem ničivější než hurikán, ale zasahuje jen poměrně malou plochu a nezpůsobuje proto zdaleka tak velké ztráty na životech a škody jako hurikán.

Atmosférické fronty

Atmosférická fronta je rozhraní mezi relativně teplým a relativně studeným vzduchem.

A) stálé atmosférické fronty

Rozlišujeme celkem 4 základní vzduchové hmoty:

1)ekvatoriální (rovníková) – mezi 0° a 10°zeměpisné šířky.

Někdy se tato hmota nevyděluje zvlášť, nýbrž počítá se jako součást tropické vzduchové hmoty → pak se rozlišují vzduchové hmoty pouze tři.

2)tropická – mezi 10°a 35° zeměpisné šířky.

3)polární – v mírných šířkách, mezi 35° a 60°zeměpisné šířky.

4)arktická (antarktická) – mezi 60°a 90°zeměpisné šířky.

Tyto základní vzduchové hmoty se spolu téměř nemísí a jsou odděleny atmosférickými frontami, které vždy nesou název podle té, která je blíže pólu:

arktická (antarktická) fronta – odděluje arktickou (antarktickou) a polární vzduchovou hmotu.

polární fronta – odděluje polární a tropickou vzduchovou hmotu

tropická fronta – odděluje tropickou a ekvatoriální vzduchovou hmotu.

Tyto fronty se během roku posouvají směrem za sluncem. V létě se tedy polární fronta posouvá více na sever a v zimě zase na jih, obdobné to je i u dalších front.

B) Pohyblivé atmosférické fronty

Pohyblivé atmosférické fronty rozlišujeme podle toho, jaká dílčí vzduchová hmota právě přichází, na teplé, studené a okluzní.

Obrázek: vznik okluzní fronty (čti odspoda)

Teplá fronta se nasouvá pod znatelně ostřejším úhlem než studená fronta. Teplý vzduch se drží nahoře. Studené fronty se pohybují rychleji než teplé. Pokud studená fronta dožene teplou, vzniká okluzní fronta, kdy se dvě masy studeného vzduchu spojí a teplý vzduch je vytlačen směrem nahoru.

Přechod front přináší často srážky a změnu počasí. Přes území Česka přechází v průměru asi 60 atmosférických front za rok → počasí se u nás mění v průměru každých 6 dnů.

Podnebí a Atmosféra – Globální problémy

Globální oteplování

V současnosti se celosvětově otepluje. Vedou se diskuse, do jaké míry na to má vliv člověk. Je pravděpodobné, že člověk se podílí na globálním oteplování emisemi skleníkových plynů. Avšak v nedávné geologické minulosti (pleistocén) teploty rovněž výrazně kolísaly a někdy (v dobách meziledových) bylo tepleji než dnes, evidentně bez přispění člověka.

Klimatické výkyvy postihovaly Zemi i v nedávné minulosti. Tak například v letech cca 1000-1200 n.l. bylo tepleji než dnes (klimatické optimum) a Vikingové v této době osídlili Grónsko. V letech cca 1450-1850 bylo naopak výrazně chladněji než dnes (malá doba ledová) a vikinské osady v Grónsku zanikly. Občas tehdy zamrzalo i Baltské moře! Ve 20. století se průměrná teplota na Zemi zvýšila o 0.6°C. Toto oteplování je ovšem krajně nerovnoměrné. Nejvíce se otepluje v polárních oblastech severní polokoule.

Skleníkový efekt

Asi 58% slunečního záření pohlcuje Země (atmosféra, hydrosféra i zemský povrch), asi 42% slunečního záření se odrazí zpět do kosmického prostoru.

Atmosféra část záření odráží zpět k zemskému povrchu a funguje tak jako velký skleník. Skleníkový efekt je pro život na Zemi velmi důležitý! Kdyby nefungoval skleníkový efekt, bylo by mnohem chladněji!

průměrná teplota Země dnes:                                                                     +15°C

průměrná teplota na Zemi, pokud by vůbec nefungoval skleníkový efekt:     -18°C

rozdíl:                                                                                                       +33°C

Skleníkový efekt tedy působí především kladně! Kdyby vůbec neexistoval, člověk jako živočišný druh by pravděpodobně na Zemi neexistoval.

Skleníkový efekt způsobují především vodní páry (H₂O) v atmosféře a dále skleníkové plyny. Množství H₂O v atmosféře je ovšem velice variabilní. Globální podnebí proto ovlivňují především skleníkové plyny.

Skleníkové plyny:

Daleko nejdůležitějším skleníkovým plynem, který má největší vliv na globální oteplování, je oxid uhličitý (CO₂). Podílí se na globálním oteplování asi 50%. CO₂ se uvolňuje do atmosféry především spalováním fosilních paliv a vypalováním deštných pralesů. Další skleníkové plyny, které mají menší vliv, jsou například oxidy síry (SO₂, SO₃), methan (CH₄), či ozon (pokud se nachází v troposféře, O₃).

V současnosti je ve vzduchu asi 400 ppm (0.04%) CO₂. Množství CO₂ v atmosféře však neustále stoupá.

1 ppm = miliontina objemu.

Co hrozí při globálním oteplování:

1) Tání ledovců. To již probíhá. Na ledovcích se dá nejlépe pozorovat postup globálního oteplování. Drtivá většina ledovcových splazů dnes ustupuje. Ale existují i místa, kde ledovce postupují nebo jsou stabilní (ani neustupují, ani nepostupují – například Perito Moreno v argentinské Patagonii).

Pokud by roztály všechny světové ledovce, hladina oceánů by stoupla o 60 metrů. Globální oteplování nejvíce ohrožuje ostrovní a přímořské státy (Maledivy, Kiribati, Tuvalu, Nizozemsko, Bangladéš).

2) Šíření pouští. S rostoucí průměrnou teplotou dochází i k šíření pouští. Rovněž další vegetační pásy (stepi, listnaté lesy na úkor jehličnatých) by se posunuly směrem na sever.

   Platí to i obráceně – v chladnějších obdobích byl rozsah pouští mnohem menší. V dobách ledových byla například Sahara zelená a tekly zde řeky.

3)Šíření nemocí a škůdců do chladnějších oblastí, kde se dříve nevyskytovaly. Hrozí například, že se v Evropě opět rozšíří malárie.

4)Změny mořských proudů. Vlivem oteplování může dojít ke změně směru mořských proudů. Jedna studie tvrdí, že v důsledku globálního oteplování by mohlo dojít ke změně směru Golfského proudu, což by paradoxně mohlo způsobit v některých částech Evropy prudké ochlazení.

Ozonová vrstva

Ozon (O₃) je velmi nestabilní molekula kyslíku. Pro člověka je ozon jedovatý a navíc se podílí i na skleníkovém efektu. V troposféře je proto jeho výskyt nežádoucí. Bývá často přítomen ve smogu. Avšak ozon ve stratosféře je pro život na Zemi životně důležitý! Poskytuje nám totiž ochranu před UV zářením, které z drtivé částí pohlcuje..

Přemíra ultrafialového (UV) záření způsobuje rakovinu kůže, oční choroby a nežádoucí genetické mutace. Dále snižuje výnosy plodin a je příčinou poklesu množství fytoplanktonu v mořích.

Většina ozonu se nachází v ozonosféře, která je součástí stratosféry. Ozonosféra leží přibližně ve výšce 15-30 kilometrů. V tomto rozmezí se nachází asi 75% ozonu.

Množství ozonu v atmosféře se udává v Dobsonových jednotkách (zkratka DU = Dobson unit). Dobsonovy jednotky udávají tzv. redukovanou šířku ozonové vrstvy:

1 DU = 0.01 mm ozonu, 100 DU = 1 mm ozonu.

100 DU značí, že pokud bychom všechen ozon v atmosféře srovnali do jednolité (redukované) vrstvy, kde by byl pouze ozon, byla by tato vrstva široká 1 mm.

Množství ozonu v atmosféře se v různých oblastech světa liší. U nás je v atmosféře cca 350 DU ozonu, kolem 60. stupně severní šířky až 400 DU, na rovníku méně a nad póly ještě mnohem méně.

Ozonová díra – vytváří se především nad Antarktidou a „blízkým“ okolím (Patagonie, Austrálie), občas ale i nad Arktidou. Neznamená to ovšem úplnou absenci ozonu, ovšem ozonová vrstva je výrazně zeslabena. Nejhorší situace je počátkem antarktického jara (říjen), kdy do Antarktidy pronikne vzduch z nižších zeměpisných šířek (ten se sem v zimě kvůli mohutné tlakové výši nedostane). Tloušťka ozonové vrstvy pak může klesnout i pod 150 DU.

Ozonovou vrstvu poškozují především freony. Chemicky jsou to halogenderiváty uhlovodíků – v molekule uhlovodíku jsou atomy vodíku nahrazeny atomy fluoru a chloru.

příklad: trichlorfluormetan – CCl₃F

Ve stratosféře se z freonů oddělují atomy chloru a fluoru, které poté řetězově rozbíjejí nestabilní molekuly ozonu. Jedna molekula, obsahující chlor, dokáže rozložit až 10000 molekul ozonu. Řešením je tedy omezení či úplné zastavení výroby freonů. Freony se používají hlavně v chladničkách a jiných chladicích zařízeních, sprejích apod. Poslední dobou se zdá, že díky zákazu výroby freonů ve většině zemí se tloušťka ozonové vrstvy opět zvětšuje.

Datum poslední aktualizace: 16.2.2014