Někomu dokonce stačí pohlédnout na oblohu, sledovat, co se děje v přírodě, nebo pozorně vnímat signály svého těla a je mu jasné, jaké počasí nás v následujících hodinách čeká.
Pozorování počasí se lidé věnovali od nepaměti, protože na něm v mnoha ohledech záviselo jejich přežití. Už naši dávní předkové si všímali opakujících se přírodních jevů. Později si výsledky svých pozorování začali zaznamenávat a hledali souvislosti mezi přírodními úkazy a výsledky zemědělské a hospodářské činnosti.
Zjištěné poznatky pak předávali dalším generacím, často i ve formě krátkých textů, které obsahovaly užitečné informace a zároveň se rýmovaly. Tak vznikaly pranostiky a další lidová rčení. Většina z nich se týkala počasí a jeho důsledků především pro zemědělství.
Mezi naše nejznámější pranostiky dodnes patří ty o ledových či zmrzlých mužích. Zhruba v polovině května, kdy mají svátek Pankrác, Servác a Bonifác, totiž v našich zeměpisných šířkách někdy skutečně dochází k výraznému ochlazení a mohou se objevit i ranní mrazíky. Ty samozřejmě mohou mít neblahé následky pro rozvíjející se vegetaci a úrodu ovoce a zeleniny.
Tato pranostika se vyskytuje v mnoha podobách:
Pankrác, Servác a Bonifác – tři ledoví muži spalují mrazem ovoce i růži.
Pankrác, Servác a Bonifác – studení bratři přinesou chladna, jak se patří.
Na Pankráce, Serváce a Bonifáce bývá chladno na jarní práce.
Podobně známá je pranostika Medardova kápě – čtyřicet dní kape, která se vztahuje k 8. červnu. I ta má řadu různých podob:
Když na Medarda prší, ještě čtyřicet dní po sobě pršet má.
Když na Medarda prší, těžko se seno suší.
Pranostiky byly založeny na dlouhodobém pozorování přírody a někdy skutečně zachycovaly určité pravidelnosti. Nemohly však nabídnout přesnou předpověď počasí. K té vedla ještě dlouhá cesta.
Od pozorování k měření
Základem pro mnohem odbornější předpovídání počasí se staly především přístroje, které umožnily jednotlivé meteorologické jevy měřit. Významný rozvoj nastal v 17. století.
Galileo Galilei vytvořil kolem roku 1592 jeden z prvních přístrojů umožňujících sledovat změny teploty. V roce 1643 Evangelista Torricelli sestrojil první rtuťový barometr, který umožnil měřit atmosférický tlak. V průběhu 17. a 18. století pak přibývaly další přístroje pro měření srážek, vlhkosti, rychlosti větru a dalších meteorologických veličin.
Významným mezníkem bylo také zavedení teplotních stupnic. V první polovině 18. století představil Gabriel Fahrenheit svou teplotní stupnici a v roce 1742 švédský astronom Anders Celsius navrhl stupnici, která se po pozdějších úpravách stala základem dnes používané Celsiovy stupnice.
Tyto vynálezy umožnily měřit počasí způsobem, který se už začal podobat meteorologickým měřením, jak je známe dnes.
Lidé se však nezajímali pouze o to, jaké počasí právě je. Především chtěli vědět, jaké bude v následujících dnech nebo alespoň hodinách. Často byli na vývoji počasí přímo závislí – ať už kvůli úrodě, plavbě, cestování nebo různým pracovním činnostem.
Už v 17. století proto vznikaly první pokusy organizovat meteorologická měření na větším území. V roce 1654 založil Ferdinand II. Toskánský síť meteorologických stanic, která koordinovala měření na několika místech v Evropě. Šlo o jeden z prvních významných kroků k systematickému sledování počasí.
Když počasí dostalo svou mapu
Dalším velkým krokem byla meteorologická mapa. Pojem synoptická mapa provází meteorologii už téměř dvě stě let. Slovo synoptický pochází z řeckého synoptikos a můžeme je volně přeložit jako „mající ucelený pohled“.
Synoptická mapa Evropy a severního Atlantiku z roku 1874. Zdroj: Wikimedia Commons, Public domain.
Synoptické mapy vznikají na základě pozorování počasí ve stejnou dobu na poměrně rozsáhlém území, řádově stovek až tisíců kilometrů. Umožňují tak sledovat například rozložení tlaku vzduchu, směr větru nebo postup tlakových níží a výší.
Za jednu z prvních meteorologických map tohoto typu je považována mapa německého meteorologa Heinricha Wilhelma Brandese, kterou vytvořil kolem roku 1820. Zajímavé je, že v době jejího vzniku ještě neexistoval telegraf, takže Brandes nemohl pracovat s aktuálními údaji z různých míst. Použil proto historická data z 6. března 1783 a jejich pomocí znázornil rozložení atmosférického tlaku a větru.
Teprve vynález telegrafu ve 30. letech 19. století umožnil rychlý přenos aktuálních informací o počasí z různých míst. Meteorologové tak mohli začít porovnávat údaje prakticky v reálném čase. Termín synoptická mapa se začal používat v polovině 19. století.
Na mapách se postupně objevovaly nejen údaje o tlaku vzduchu, ale také další údaje o počasí, zaznamenávané pomocí smluvených značek. Synoptická mapa se tak stala jedním ze základních nástrojů meteorologů.
Počasí jako matematický problém
Na přelomu 19. a 20. století začali meteorologové hledat systematický způsob, jak počasí nejen pozorovat, ale také vypočítat jeho budoucí vývoj.
Klíčovou postavou byl norský fyzik a meteorolog Vilhelm Bjerknes. V roce 1904 formuloval myšlenku, že pokud dokážeme dostatečně přesně popsat současný stav atmosféry a známe fyzikální zákony, které ji řídí, můžeme pomocí matematických rovnic vypočítat její budoucí stav.
Zní to jednoduše. V praxi však šlo o nesmírně složitý problém.
V roce 1922 se anglický matematik a meteorolog Lewis Fry Richardson pokusil Bjerknesovu myšlenku uskutečnit. Na základě meteorologických údajů z části Evropy se snažil matematicky vypočítat vývoj počasí pro následující den.
Použil k tomu soustavu matematických rovnic popisujících pohyb atmosféry. Narazil však na obrovský problém. Výpočty byly natolik zdlouhavé, že jejich dokončení trvalo celé týdny. Než tedy získal předpověď na jediný den, počasí už bylo dávno jiné.
Richardson přesto položil základy numerické předpovědi počasí – tedy způsobu, který dnes používají moderní meteorologické počítačové modely.
Přichází počítač
Zásadní zlom přišel po druhé světové válce s rozvojem prvních elektronických počítačů.
Jedním z nejvýznamnějších byl ENIAC, jeden z prvních velkých programovatelných elektronických počítačů vyvinutých ve Spojených státech. Na přelomu 40. a 50. let 20. století na něm tým meteorologů a matematiků uskutečnil první úspěšné experimenty s numerickou předpovědí počasí.
Významnou osobností tohoto projektu byl americký matematik John von Neumann. Průkopnické výpočty ukázaly, že to, co by člověk ručně počítal týdny, může počítač zvládnout nesrovnatelně rychleji.
Tím se otevřela cesta k moderní meteorologii.
V 60. letech 20. století začaly meteorologické organizace spolupracovat na vytváření globálních předpovědních modelů. Ty dokázaly simulovat vývoj atmosféry na rozsáhlých územích a poskytovat předpovědi na několik dní dopředu. Později vznikaly také regionální modely zaměřené na menší území, které umožňovaly podrobnější a přesnější předpovědi.
Od balonů k družicím
Současní meteorologové mají k dispozici obrovské množství údajů z celého světa. Meteorologické družice poskytují pohled na atmosféru z vesmíru, sledují například pohyb oblačnosti, teplotu oceánů nebo vývoj bouřkových systémů.
Meteorologický balon vynáší měřicí přístroje do vyšších vrstev atmosféry. Zdroj: Wikimedia Commons, Public domain. Kredit: NASA/Carla Thomas
Radarové systémy umožňují sledovat srážky a jejich intenzitu. Meteorologické balony vynášejí měřicí přístroje do vyšších vrstev atmosféry, kde zaznamenávají teplotu, tlak, vlhkost a vítr v různých výškách. Pozemní meteorologické stanice pak shromažďují údaje o teplotě, tlaku, větru a srážkách přímo na zemském povrchu.
A všechna tato data je třeba zpracovat. K tomu slouží výkonné počítače a superpočítače, které provádějí obrovské množství výpočtů. Výsledkem jsou meteorologické modely, z nichž meteorologové vytvářejí předpovědi počasí.
Dnešní předpovědi jsou díky tomu mnohem přesnější než kdykoli v minulosti, zejména pokud jde o krátkodobou předpověď pro konkrétní oblast. Přesto však mají své limity.
Atmosféra je totiž mimořádně složitý systém. I malá nepřesnost v počátečních údajích může po určité době vést k poměrně velké odchylce ve výsledné předpovědi. Proto také nemůže být předpověď počasí nikdy stoprocentně přesná.
A tak se po staletích pozorování, měření, kreslení map, počítání rovnic a používání těch nejvýkonnějších počítačů vracíme vlastně k tomu, čím naši předkové začínali – k pozorování přírody.
Jen dnes už k pohledu na oblohu přidáváme družice, radary a superpočítače.
TIROS-1, první meteorologická družice, byla vypuštěna v roce 1960. Zdroj: Wikimedia Commons, Public domain.
A přesto všechno někdy ani ta nejdůkladnější předpověď nevyjde. Počasí je totiž stále tím, kdo tahá za delší konec provazu.
Zdroje informací:
www.ceskezvyky.cz
www.epochtimes.cz
www.aaapocasi.cz
KRÁSA JACHTINGU - Krása jachtingu
wikipedie