Atmosférická řeka. Pás páry plující nízko nad zemí nese víc vody než Mississippi

01Co to je

Řeka, kterou neuvidíte z okna

Atmosférická řeka není oblak a nemá ani podobu samostatné bouře. Vodní pára, kterou nese, je neviditelný plyn, na obloze se ukážou až mraky a srážky, které z ní vzniknou. Meteorologové ji řadí do širšího systému tlakových níží mimo tropy, které převážejí teplo a vlhkost z tropů k pólům.

Pás přitom neplyne vysoko. Většina vodní páry v něm leží v nejnižších zhruba třech kilometrech atmosféry, pod hladinou, kde tlak vzduchu klesne na 700 hektopascalů. Tu žene nízká tryska, pruh nejsilnějšího větru, jehož jádro naměřila letadla asi kilometr nad mořem.

Okraj pásu se určuje výpočtem. Meteorologové sledují integrovaný transport vodní páry, zkráceně IVT. Udává, kolik kilogramů páry za sekundu projde pomyslnou svislou stěnou širokou jeden metr, která sahá od zemského povrchu do výšky, kde tlak vzduchu klesne na 300 hektopascalů. Kde IVT klesne pod 250 kilogramů páry za sekundu na metr šířky pásu (kg m−1 s−1), atmosférická řeka končí.

02Měřítko

Kolik vody nese nebeská řeka

Podle NOAA nese průměrná atmosférická řeka tolik vodní páry, kolik Mississippi vlévá do moře, některé až patnáctkrát víc. Atmosférické řeky jsou podle NASA největším mechanismem přenosu sladké vody na Zemi a podle Americké meteorologické společnosti největšími řekami sladké vody vůbec.

Celé to množství putuje vzduchem jako pára. Na zem se dostane, až když vzduch vystoupá, ochladí se a pára zkondenzuje v déšť nebo sníh. Kde a jak prudce se to stane, rozhoduje o tom, jestli řeka přinese užitečnou vodu, nebo povodeň.

03Vznik

Proč se pás tvoří a kam míří

1. 01

   Teplý oceán se vypařuje

   V tropech sluneční teplo vypaří velké množství vody a vzduch se nasytí vlhkostí.

2. 02

   Vítr nese páru k pólu

   Silný vítr v nízkých hladinách před studenou frontou žene vlhký vzduch z teplých oblastí k vyšším šířkám v úzkém pásu.

3. 03

   Hory vzduch nutí stoupat

   Na pobřežních horách vítr vane do svahu, vzduch se ochlazuje a pára kondenzuje.

4. 04

   Z páry vzniká déšť a sníh

   Tam, kde je vzduch nucen stoupat, padají silné srážky, ve vyšších polohách ve formě sněhu.

Hory nejsou jediné místo, kde se pára vysráží. Silně prší i tam, kde vzduch vynese vzhůru teplý dopravní pás, tedy proud teplého a vlhkého vzduchu, který před studenou frontou šikmo stoupá. Samotnému vzniku řeky kromě vlhkosti a silného větru při zemi napomáhá vlhké ovzduší s neutrálním vrstvením, které výstupu vzduchu nebrání.

04Po světě

Od Havaje přes Kalifornii po Antarktidu

Atmosférické řeky nepatří jen severní polokouli. Vznikají nad severním Pacifikem a Atlantikem, jihovýchodním Pacifikem a jižním Atlantikem a často dopadají na západní pobřeží Severní i Jižní Ameriky. Na pevninu se dostávají také v Grónsku, v Antarktidě a v jihostřední části USA.

Pojem je překvapivě mladý. Americká meteorologická společnost ho formálně definovala až v roce 2017. Podle centra CW3E z roku 2019 vědci atmosférické řeky do hloubky zkoumají teprve posledních dvacet let a navazují na starší výzkum cyklon, hlavně ve Velké Británii.

05Dar a hrozba

Dar i hrozba pro Kalifornii a Evropu

Atmosférické řeky mají dvě tváře. Mnoho z nich je slabých a přinášejí hlavně užitečnou vodu. Silná řeka ale dokáže za krátkou dobu uložit tolik srážek, že způsobí záplavy a bahnotoky.

Řeka z přelomu let 1996 a 1997 setrvala u pobřeží střední Kalifornie od 29. prosince do 2. ledna, celkem přes 100 hodin. Na délce hodně záleží, o dopadech atmosférické řeky rozhoduje hlavně síla proudu páry a doba, po kterou trvá.

Jak rychle se Kalifornie může přehoupnout ze sucha do vlhka, ukázala zima 2022 až 2023. Po rekordně suchých obdobích 2012 až 2016 a 2020 až 2022 dopadlo mezi 27. prosincem 2022 a 17. lednem 2023 na západní pobřeží USA devět atmosférických řek. Série měla nejdelší souvislé období dní s atmosférickou řekou od roku 1950.

Západní Evropa zná stejně silné řeky jako západ USA

Studie Eiras-Barcy a kolegů z roku 2021, která zmapovala atmosférické řeky nad Evropou za roky 1980 až 2019, zjistila, že nejběžnější maximální hodnoty IVT jsou v západní Evropě asi o 100 kg m−1 s−1 vyšší než na západním pobřeží USA. Extrémní a výjimečné řeky s IVT nad 1000 kg m−1 s−1 se v obou oblastech objevují s podobnou četností.

V Evropě jsou nejčastější řeky prvního a druhého stupně pětistupňové stupnice. Přinášejí většinu pozorovaných srážek, extrémní déšť ale jen zřídka. Stupně 3 až 5 jsou mnohem vzácnější, zato s nimi extrémní déšť přichází s vysokou pravděpodobností.

06Předpověď

Jak se měří a předpovídá

Atmosférické řeky sleduje několik přístrojů najednou. Polární družice, které obíhají Zemi přes póly, měří mikrovlnnými senzory celkové množství vodní páry v ovzduší. Pozemní observatoře měří vodní páru, hranici sněžení a vítr v různých výškách a průzkumná letadla pozorování doplňují.

Družicová data pomáhají americké meteorologické službě vydávat varování před vydatným deštěm a povodněmi často pět až sedm dní předem. Centrum CW3E při oceánografickém institutu Scripps navíc s kalifornským ministerstvem vod za pouhých pět let prodloužilo předstih předpovědi atmosférických řek o celý den.

Další zlepšení podle CW3E závisí na tom, jak dobře vědci pochopí, co určuje směr, načasování, trvání a sílu dopadu řeky na pevninu. Na těchto údajích záleží, kde a kolik nakonec naprší.

Pro srozumitelné hodnocení síly vznikla stupnice od 1 do 5. Sestavil ji F. Martin Ralph, ředitel centra CW3E, s Jonathanem Rutzem z americké meteorologické služby a dalšími odborníky. Silnější řeka se stává nebezpečnou hlavně tam, kde zasáhne například spáleniště po požárech nebo půdu už nasáklou vodou.

07Mapa

Kde právě prší, ukáže radar

Meteorologický radar zachytí kapky a vločky, které už padají. Samotnou vodní páru nevidí, atmosférickou řeku proto prozradí až srážky, které přinese na pevninu. Radary spolu se srážkoměry slouží i vědcům, kteří zkoumají, co atmosférické řeky na zemi způsobí.