Teplo stoupá vzhůru – to je známý fakt, který využívají třeba draví ptáci nebo bezmotorová letadla. Když se vzduch ohřeje, stane se lehčím a stoupá směrem nahoru, podobně jako bublinky ve vroucí vodě. Ale jakmile vystoupáme výš, všimneme si něčeho zvláštního – místo, aby bylo tepleji, teplota klesá. Není to žádný optický klam, ale důsledek fyziky atmosféry, která se řídí přísnými pravidly.
Základním faktem je, že atmosféra se primárně neohřívá přímo od Slunce. Sluneční paprsky dopadnou na Zemi a většinu energie pohltí samotný povrch – půda, voda a skály. Teprve poté se teplo z povrchu přenáší do vzduchu nad ním. Vzduch se tedy ohřívá zespodu, nikoliv shora. Teplý vzduch pak stoupá, ale jak postupuje do vyšších vrstev atmosféry, kde je menší tlak, musí se roztahovat – a právě to ho ochlazuje.
Záleží na vlhkosti vzduchu
Tohle ochlazování má i odborný název: adiabatické ochlazování. Když se vzduch dostane do výšky s nižším tlakem, začne se rozpínat. Na to je potřeba energie, kterou si vzduch „vezme“ ze svého vnitřního tepla. Výsledkem je, že s každým kilometrem výšky klesne teplota v průměru o 6,0 až 6,5 °C. Čím výš se dostaneme, tím tam bude chladněji.
Vzduch stoupá, rozpíná se a tím chladne
Celý tento jev se odborně označuje jako teplotní spád. V suchém vzduchu (bez vodní páry) klesá teplota rychleji – o 9,8 °C na kilometr. Pokud je ale vzduch vlhký, začne při ochlazování docházet ke kondenzaci vodní páry. Když se pára mění na kapky vody, uvolňuje se teplo, které celý proces trochu zpomalí. Proto ve vlhkém vzduchu teplota klesá pomaleji – kolem 6 °C na kilometr.
Právě díky tomu vznikají mraky, déšť a bouřky. Jak se stoupající vzduch ochlazuje, pára v něm kondenzuje do kapek – a vznikají oblaka. Když je vzduchu hodně a je dostatečně vlhký, vznikají mohutné bouřkové mraky. V jejich horních částech už bývá hluboko pod nulou, takže kapky zamrzají, vznikají krystalky ledu, kroupy a také elektrický náboj, který později způsobí blesky.
Proč je vlastně na horách zima?
Takže proč je vlastně na horách zima? Protože se dostáváme do vyšších vrstev atmosféry, kde je přirozeně nižší tlak. A když se teplý vzduch dostává výš, tak se během toho ochlazuje. Vrcholky hor jsou tak vlastně zanořené do chladných pater atmosféry. Sníh tam často zůstává celý rok, protože je tam jednoduše pořád chladno, a to i ve chvíli, kdy jsou doliny dávno zelené.
Zajímavé je, že sníh na vrcholcích hor nesouvisí jen s teplotou. Bílé plochy odrážejí až 85 % slunečního záření, takže horské štíty fungují jako přírodní ledničky. Platí, že čím víc sněhu, tím víc odraženého záření a tím méně tání. Kdyby tento sníh roztál, absorbovaly by hory víc tepla a proces oteplování by se zrychlil.
Naštěstí nám tu příroda nastavila dokonalý koloběh: sníh → voda → mraky → déšť → sníh. Až vás tedy příště na horské túře překvapí zima, vzpomeňte si na neviditelnou šachovou partii mezi tlakem a výškou. Teplo sice stoupá, ale stoupající vzduch za něj platí – rozpíná se, ochlazuje, a s každým metrem ztrácí svou sílu.