I když je vodní pára v atmosféře v malém množství, je velmi důležitou součástí ovzduší a má velký význam pro počasí. Obsah vodní páry v ovzduší je velmi proměnlivý. Vzduch může být úplně suchý, nebo může obsahovat až 4% vody v podobě vodní páry, která zkondenzuje na vodu a nebo sublimuje na led. Čím vyšší je teplota vzduchu, tím více vodní páry je potřeba k jeho nasycení. Pro vyjádření obsahu vodní páry ve vzduchu rozeznáváme:
- Absolutní vlhkost: vyjadřuje skutečné množství , tedy hmotnost vodní páry v jednotce objemu vzduchu. Uvádí se v g, nebo v kg.m-3 vzduchu. U nás je to v průměru 5 g.m-3, v létě až 15 g.m-3. V suchých oblastech Antarktidy to je jen 0,02 g.m-3.
- Tlak vodní páry: je to tlak vyvolaný vodními parami, který přispívá svou hmotností k celkovému tlaku vzduchu. Vyjadřuje se ve stejných jednotkách jako tlak vzduchu, například v hektopascalech hPa. Čím je ve vzduchu více vodních par, tím je vyšší tlak. Horní hranice napětí pro danou teplotu se nazývá maximální napětí, nebo napětím nasycení a označuje se písmenem E.
- Momentální napětí: je skutečným napětím vodní páry v ovzduší při dané teplotě, značí se e.
- Relativní vlhkost: je procentuální poměr momentálního napětí k maximálnímu napětí při stejné teplotě, značí se r. r = e/E . 100 %
- Rosný bod: teplota rosného bodu je teplota, při které obsahuje vzduch stav nasycení vodní parou. Čím větší je rozdíl mezi teplotou vzduchu a teplotou rosného bodu, tím je vzduch sušší.
- Denní chod relativní vlhkosti má opačný průběh, než denní chod teploty.
Produkty kondenzace a sublimace vodní páry: na relativně studeném zemském povrchu na předmětech a vegetaci se nazývají horizontální srážky. Patří sem:
- Rosa: vzniká zkapalněním vodní páry ve vrstvě vzduchu, která přiléhá k vychladnutému povrchu. Vytváří se v teplém ročním období při slabém větru a za jasných nocí. Tvoří ji drobné kapky vody.
- Zmrzlá rosa: vzniká stejně jako rosa, ale vlivem nižší teploty kapky vody zamrzají
- Jíní šedý mráz: vzniká v noci stejně jako rosa, při teplotě předmětů nižší než 0 °C. Od zmrzlé rosy se liší tím, že vzniká sublimací vodních par. Tvoří se drobné krystalky ledu. Vzniká na vodorovných površích.
- Jinovatka: vzniká při mlhavém počasí. Je to vrstva z krystalů ledu, která se usazuje na svislých površích, které jsou vystavené přímému účinku větru. Může se tvořit přes den a vytváří vrstvičky hrubé 25 až 50 mm. Toto usazování se vyskytuje převážně při teplotě -15 °C, ale nikdy při teplotě vyšší než -3 °C.
- Ovlhnutí: je to povlak kapek, které vznikají na svislých plochách na návětrné stráně předmětů při proudění teplého a vlhkého vzduchu, který se od předmětů ochlazuje.
- Námraza: jsou to vláknité bílé ledové krystalky, které vznikají na návětrné straně předmětů za podmínek jako při ovlhnutí, při teplotách -3 až -8 °C. Svou hmotností způsobují škodu na elektrickém vedení. Můžou dosáhnout mocnosti až 1 m. S poklesem teploty a rychlostí větru se může změnit na jinovatku.
- Ledovka: sklovitá ledová vrstva, která vzniká zmrznutím prochlazených vodních kapek na předmětech, kterých teplota je nižší než 0 °C. Může dosáhnout mocnosti až několika 10 mm.
- Mlha: je to produkt kondenzace vodní páry při zemském povrchu, při kterém je dohlednost menší než 1000 m. Mlhy se vyskytují při teplotách nad i pod 0 °C. Tvoří ji drobné kapky vody a při teplotě nižší než 0 °C se skládá z drobných podchlazených kapek vody a nebo z krystalků ledu. Podle podmínek vzniku se mlha dělí na:
- Mlha z vyzařování: tvoří se za jasných bezvětrných nocí, když se zemský povrch vyzařováním ochlazuje. Mlha se tvoří nejprve při zemském povrchu a postupně se vyvíjí ve svislém směru. Její mocnost je od několika metrů po několik desítek metrů. Tato mlha se vyskytuje lokálně. Od východu slunce a začátku ohřívání podkladu tato mlha zaniká. Mlha z vyzařování může vznikat i nad vodí hladinou.
- Advekční mlha: vzniká prouděním teplého a vlhkého vzduchu nad
chladnější povrch. Tvoří se nejčastěji v zimě a může dosahovat až 500
m. Může se vyskytovat v každém denním čase a může se udržet i několik
dní.
- Frontální mlha: vzniká jako následek deště, následkem silného
vypařování. V oblasti fronty se střetávají vzduchové hmoty. Když je
vlhkost obou hmot blízko nasycení, může se díky turbulentnímu
promíchávání teplota teplejšího vzduchu snížit až na hodnotu rosného
bodu a tvoří se mlha. Rozprostírá se podél fronty na velkých prostorech.
Oblačnost
oblak je viditelný shluk drobných kapek vody, nebo ledových krystalů v ovzduší. Výška, ve které teplota vystupujícího vzduchu klesne na teplotu rosného bodu a v které se začínají tvořit oblaka se nazývá kondenzační hladina. Do určité výšky jsou oblaka tvořena jen kapkami vody, které jsou pod bodem mrazu prochlazené. Nad hladinou ledových jader, tedy -12 °C, jsou oblaka tvořena ledovými krystalkami. Hranici mezi kapkami vody a krystaly tvoří přechodná vrstva, která se skládá z pevných a kapalných produktů kondenzace vodní páry. Množství vody v oblacích se vyjadřuje vodním obsahem oblaků, který udává hmotnost zkondenzované vody v objemu vzduchu. Je to 10-5 až 4.10-3 kg.m-3. Podle složení se dělí na:
- Vodní: jsou tvořeny vodními kapkami
- Smíšené: tvoří směs vodních kapek a ledových krystalů
- Ledové: jsou tvořeny jen ledovými krystaly
Dělí se na 10 základních druhů:
- Řasa – Cirrus (Ci)
- Řasová kupa – Cirrocumulus (Cc)
- Řasová sloha – Cirrostratus (Cs)
- Vyvýšená kupa – Altocumulus (Ac)
- Vyvýšená sloha – Altostratus (As)
- Dešťová sloha – Nimbostratus (Ns)
- Slohová kupa – Stratocumulus (Sc)
- Sloha – Stratus (St)
- Kupa – Cumulus (Cu)
- Bouřkový mrak – Cumulonimbus (Cb)
Řasa: vzájemně oddělené oblaka v podobě jemných bílých vláken. Slunce i měsíc přes ně prosvítají. Jejich mocnost je 100 až 500 m. Přecházejí do řasových sloh a tehdy předpovídají zhoršení počasí.
Řasová kupa: tvoří vrstvy nebo lavice složené z malých bílých lístků nebo koulí, tzv. malé beránky. Jsou uložené ve skupinách a nebo řádech a mají tvar vln. Vyskytují se před studenou frontou. Jejich mocnost je 200 až 400 m. Slunce i měsíc přes ně prosvítají. Přítomnost těchto oblaků signalizuje vratkou rovnováhu v horní vrstvě troposféry. Patří sem i kondenzační pásy od letadel (Cirrocumulus tractus).
Řasová sloha: tvoří bílé závoje, které nezakrývají obrysy slunce nebo měsíce. Tato oblaka jsou spjata s příchodem teplé fronty. Skládají se z drobných krystalků ledu a mají mocnost od několika metrů do několika kilometrů.
Vyvýšená kupa: tvoří vrstvy nebo lavice, které se skládají z lístků nebo zaoblených zploštělých balvanů, tzv. velké beránky. Jsou tvořeny převážně z přechlazených kapek vody. Jejich mocnost je 200 až 700 m. Srážky z těchto oblaků se ve vzduchu vypaří a nedopadnou na zem.
Vyvýšená sloha: tvoří vláknitou nebo proužkovou záclonu šedé barvy. Slunce a měsíc prosvítají jako přes matné sklo. Stíny, které vrhají na předměty jsou výrazné nebo chybějící. Mocnost slohy je až 2 km. Srážky padají v zimě v podobě sněhu, v létě se vypařují ve vzduchu.
Dešťová sloha: pokrývá celou oblohu a padají z ní dlouhotrvající srážky. Základna je ve výšce od 100 do 1000 m a mocnost je až 3 km.
Slohová kupa: tyto oblaky tvoří vrstvy, které se skládají z velkých laloků tmavé barvy s jasnějšími mezerami. Části oblaků se ukládají do skupin, pásem nebo vln. Jejich mocnost je 200 až 800 m a tvoří je většinou kapičky vody. Často vznikají rozšiřováním oblaku Cumulus.
Sloha: tvoří rovnoměrnou vrstvu oblaků podobnou mlze, která však nedosahuje na zemský povrch. Tato oblaka vznikají při nasouvání teplých vzduchových hmot nad chladný povrch. Jejich mocnost je 200 až 800 m. V létě ji tvoří drobné kapičky vody, v zimě prochlazené kapičky a krystalky ledu.
Kupa: zářivě bílé husté oblaky s ostrými ohraničenými obrysy, které se vertikálně vyvíjejí v podobě kup a věží. Mají většinou vodorovnou tmavou základnu. Mohou se vyskytovat v různých stádiích vertikálního vývoje. Oblaky se skládají z vodních kapek a mohou být zdrojem slabých přeháněk.
Bouřkový mrak: je to mohutný oblak vertikálního rozsahu. Základnu má ve výšce 1 až 2 km, vrchol může dosáhnout i přes 10 km. Bouřkový mrak tvoří v horních částech krystalky ledu a prochlazené kapky vody. Ve spodních částech ho tvoří kapky vody. Vypadávají z něj intenzivní srážky a bývá doprovázený silným větrem.
Denní a roční chod oblačnosti
Oblačnost: je stupeň pokrytí oblohy. Vyjadřuje se v desetinách, přičemž 0 je jasno a 10 zataženo.
Denní chod oblačnosti: v noci a ráno se nejvíce vyskytují oblaky druhu Stratus, kupovité oblaky Cumulus se vyskytují přes den. U nás je během dne dvojí maximum oblačnosti a to ráno a v odpoledních hodinách. V zimě se vyskytuje jedno maximum ráno. V rovníkových oblastech se maximum oblačnosti vyskytuje odpoledne.
Roční chod oblačnosti: nejvyšší oblačnost u nás je v zimě a souvisí s cyklonální činností. Minimum připadá na podzim nebo léto. V tropických oblastech se maximum vyskytuje v létě a minimum v zimě. V monzunových oblastech je maximum v období letního monzunu a minimum v období zimního monzunu. V subtropech je maximum oblačnosti vázané na cyklonální činnost a minimum připadá na léto.