Hvězdárna v Úpici, U Lipek 160, 542 32 Úpice
tel:  499 882 289
e-mail:  hvezdarna@obsupice.cz
Poloha:  N50°30'27,5", E16°00'44"
  | Hlavní stránka | Program | Vstupné | Vyhledávání | Download | | Staré stránky | BLIND FRIENDLY |

  Webkamera
(c) Rudolf

  Slunce aktuálně

  Geomg aktivita

  Polární záře

  Rubriky
Akce 2004
Akce 2005
Akce 2006
Akce 2007
Akce 2008
Akce 2009
Akce 2010
Akce 2011
Astronomická Společnost
Hvězdné objekty
Informace
Meteorologie
Meziplanetární hmota
Pozorování
Program
Seismo
Slunce
Solar Data

Meteorologie

* Zemi pokryla ledovka - ale co to vlastně je?

Vydáno dne 03. 12. 2014 (1876 přečtení)

    Hlavní zpráva těchto dnů zní "Česko pokryla ledovka". Ale co to ta ledovka je, jak vzniká a v čem je zajímavá? Na začátek trochu zdánlivě odtažité teorie - matematika nebude potřeba, tu si čtenář, bažící po hlubším pochopení, vyhledá následně sám.

    Fyzici kdysi objevili přírodní princip, podle kterého se soustava objektů (v našem případě molekul vody) snaží dosáhnout stavu, při kterém je její entropie nejvyšší. Jinak řečeno, více uspořádané stavy molekul jsou méně pravděpodobné než stavy uspořádané méně; chcete-li, větší "chaos" je za daných podmínek pravděpodobnější než menší.

Zabýváme-li se nyní konkrétně vodou kolem bodu jejího tuhnutí (kdy běžně při ochlazování přechází z kapalného skupenství do tuhého), můžeme si, vybaveni výše uvedenou znalostí představit, že jak teplota klesá k nule stupňů Celsiovy stupnice, jednotlivé molekuly vody se sice nuceně uspořádávají, ale zuby nehty se brání skokovému přechodu do více uspořádané tuhé fáze - krystalizaci a to dokonce až tak, že je vodu možné ochladit pod Celsiovu nulu, aniž by se vytvořil led. Při dalším ochlazování se dosáhne stavu, kdy je kapalná fáze z nějakého důvodu fyzikálně neudržitelná a soustava fázi velmi rychle jako celek změní - zmrzne; při zkoumání čisté vody o malém objemu bylo lze vodu takto pomalu ochlazovat dokonce až k -40°C. Tento metastabilní stav vody se nazývá přechlazená (někdy také podchlazená) voda a pro jeho navození je rozhodující mimo jiné čistota vody. Lépe se také navozuje s malými objemy kapaliny.



    Tolik ideální stav. V reálné praxi jednak nenaleznete často alespoň přibližně izolovanou termodynamickou soustavu ale hlavně kapalina obsahuje zpravidla nečistoty, které metastabilní fázi narušují nebo rovnou znemožňují a ze kterých se stávají při ochlazování kondenzační jádra na kterých dochází k postupnému zamrzání vody (stejně jako například krystaly v nasyceném roztoku rostou rády na vloženém provázku). Nicméně pokud se podaří nějakou přechlazenou vodu získat - například necháte v malé nepoškozené plastové lahvi pomalu chladnout destilovanou vodu přes noc v kufru auta při teplotě okolí tak -4°C, zjistíte, že, pokud tedy bude voda v lahvi ráno při kontrole kapalná, stačí jakékoli narušení stability stavu systému (zatřepání lahví, vhození kamínku do přechlazené vody nebo prosté otevření lahve apod) k tomu, aby systém v podstatě okamžitě zcela zamrzl; přitom se navíc dokonce zvýší kvůli uvolnění skupenského tepla jeho teplota.

    Vybaveni výše uvedenou teorií nyní můžeme pokročit blíže k prvnímu vysvětlení jednoho z námrazových jevů - ledovky, která nás v těchto dnech trápí. Kapičky přechlazené vody nejsou totiž pouze laboratorní exotikou. V přírodě se čas od času stane, že se kapičky deště, nebo mrholení cestou k zemi ve studeném (pod bodem mrazu, ale ne příliš) vzduchu přechladí ale nezmrznou. Pokud taková drobná přechlazená kapka, reprezentující při letu vzduchem vlastně téměř izolovanou termodynamickou soustavu, dopadne na prochlazený podklad (zem, asfaltová silnice, elektrický drát, ...), jehož teplota je pod bodem tuhnutí vody (nebo dokonce velmi těsně nad ním), dojde k narušení této soustavy s podchlazenou vodou, kapka se při nárazu destruuje, rozteče a okamžitě ztuhne - promění se v pěkný průhledný led. Tímto způsobem pomalu narůstá tenká vrstvička ledu, která je neobyčejně tvrdá, hladká a houževnatá; pokud je příčinou déšť, může nakonec nabýt i značně velké tloušťky. Koneckonců leckdo ví, že dostat ledovku z okna automobilu je opravdu zážitek. Zvláštní zákeřnost ledovky se skrývá například na silnici, kdy může její vrstvička být velmi tenká (např. pokud vznikne z jemného mrholení) až prakticky neviditelná a přesto dokonale klouže. Metastabilitou přechlazené vody a jejím snadným narušením lze také vysvětlit skutečnost že, ledovka vzniká zpravidla při teplotách těsně pod bodem mrazu, kdy se padající kapky ještě udrží v metastabilní fázi a podklad, na který dopadnou je přitom již dostatečně studený. Tento námrazový jev se také kvůli nutnosti přesné předpovědi vývoje teploty jak vzduchu tak země a druhu a charakteru srážek, kdy hrají roli i drobné nuance, jako je třeba místní znečištění vzduchu částicemi, obtížně předpovídá.

    Druhé vysvětlení vzniku ledovky více reflektuje obecné rozšířené znalosti chování vody. Pokud je totiž podklad prochlazený výrazně, mohou ledovku způsobit i nepřechlazené kapky deště či mrholení (tedy mohou mít teplotu kousek nad bodem mrazu). Výrazná prochlazenost podkladu pak zajistí rychlé ztuhnutí dopadajících kapek a vznik ledovky mírně modifikovaným mechanismem. Teplejší déšť v tomto případě ale spolu s teplem uvolněným fázovou přeměnou podklad pozvolně ohřívá, takže pokud je teplota okolí kladná, nemusí mít takto vzniklá ledovka příliš velkou trvanlivost. Na její okamžitou schopnost znepříjemnit lidskou existenci, stejně jako na nesnadnou předpověď jejího vzniku to však příliš velký vliv nemá.

    Ledovku nezaměňujte s dalšími námrazovými jevy, se kterými se pravděpodobně v nadcházejícím ročním období také postupně setkáme. O těch ale až někdy jindy. Ale až začne někdy po dni, kdy byla teplota kousek pod nulou a zem relativně suchá, lehce mrholit, doporučuji dávat si pozor na fyzicky bolestivé účinky způsobené výše popisovaným meteorologickým vrtochem při ne dosti opatrné chůzi.



Za jím netušenou inspiraci k napsání tohoto článku děkuji Martinu Novákovi, šéfmeteorologovi z ČHMÚ v Ústí nad Labem

[Akt. známka (jako ve škole): 1,00 / Počet hlasů: 8] 1 2 3 4 5

Celý článek | Autor: Richard Kotrba | Počet komentářů: 5 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek
  Kde nás najdete

Zvětšit mapu

  Seismogram Úpice (UTC)

  Slunce Ha,Ca,Wl,ZaHa
ha ca
wl zaha

  Meteory-radar
Meteory pozorovné radarem

  ATM + GEOM
Atmosferiky
Šumy 32
Geomagnetika
Radon
Vysvětlení

  Počasí v Úpici (CHMI)

  Spřízněné stránky

продажа кофе в зернах

Tento web byl vytvořen díky redakčnímu systému PHPRs