Meteorologie pro palubní průvodčí 5

Další vlivy počasí

Dobrá, s většinou nepříznivých vlivů některých druhů počasí při přistávání letadla si člověk dokázal poradit přístrojovou technikou a pečlivým výcvikem pilotů. Jsou tu však i jiné povětrnostní úkazy, s nimiž se letadlo setkává a nedokáže si s tím poradit. Jedná se hlavně o turbulenci (ta znepříjemňuje let všem uvnitř letadla), námrazu (ta donutí piloty, aby přestali pojídat jídlo, které jim přinesly letušky, a věnovali se odmrazování) a silný vítr (protivítr umí prodloužit let klidně i o pětinu doby, tj. spotřebuje se víc paliva, některým cestujícím uletí navazující spoj z jejich cílového letiště a pilotům vystydne doma večeře).

Velkou nepříjemností pro všechny druhy létání jsou také bouřky a jak prokázala dosavadní historie, boj člověka proti bouřkám končí vždy prohrou člověka. Bouřkám je vždy nutné se vyhnout. Jistý Francouz mě uváděl do základů francouzštiny a s vážnou tváří mi sděloval, že všechno špatné nebo nepříjemné je ve francouzštině ženského rodu. La affair, la femme. Třeba to platí i pro češtinu – máme přece bouřku, turbulenci, námrazu (ve fracouzštině kupodivu mužský givrage). Snad jen ten vítr, který ovšem vlastně zas tak strašný pro letectví není a když se letí v jeho směru, dokonce velkou část paliva ušetří.

 

Turbulence

Proudění vzduchu může být laminární anebo turbulentní. To první se lidově nazývá „učesané", klidné, stálé, kdežto v tom druhém se vyskytují vzdušné víry, novináři a filmaři s oblibou nesmyslně nazývané „vzdušné pytle" anebo „vzdušné díry" (možná se jen někdy přeslechli s tím slovem víry – díry a pak už se to táhne dál celou historií kinematografie i žurnalistiky).

Rozdíl mezi laminárním a turbulentním prouděním je týž, jako rozdíl mezi klidnou a zvlněnou hladinou jezera.

Turbulentní vzduch je rozkmitaný a let v něm je totéž, jako plavba lodí po rozbouřené hladině moře. Jak ale takové rozkmitání vzniká? Chování vzduchu je velmi podobné chování vody. Typ turbulence navíc můžeme rozdělit na tři druhy. Turbulence termická vzniká nerovnoměrným prohříváním zemského povrchu. Každý to zná – jde-li naboso po různých povrchách, vnímá různou teplotu; písek je v žáru letního slunce rozpálený, podobně i třeba skála, beton, asfalt. Naopak vodní povrchy, zastíněná údolí, tráva a další, jsou chladnější. Vzduchové vrstvy, přiléhající těsně k takovým povrchům, se prohřívají podle tohoto podkladu – nad rozpálenou skálou nebo městskou zástavbou bude vzduch podstatně teplejší, než nad jezerem v sousedství.

Víme také, že teplejší vzduch je lehčí, než vzduch chladnější (však se jím plnily například montgolfiéry a dnešní horkovzdušné balóny).

Jakožto lehčí vzduch tyto vrstvy stoupají výše nad zem, zatímco nad chladnějšími místy zase naopak vzduch klesá. Vzniká tak zajímavá cirkulace, nazývaná jako „termická konvekce". Jak už bylo řečeno, podobné je to třeba i s vodou, což můžeme pozorovat, řekněme, v ústředním topení: horká voda se přivádí do horní části radiátoru, v něm vydá část svého tepla do místnosti, coby chladnější pak klesá ke dnu a spodní trubkou odteče pryč do kotelny, kde se znovu rozehřeje a vystoupá zpátky do radiátoru.

Pohyby vzduchu nahoru a dolů vyvolávají rozkmitání atmosféry tak, že to často dobře vnímáme právě v letícímletadle.

To je různě nadnášeno a zase propadáno, v extrémním případě dokonce může být velmi silně zmítáno, jindy jím termická turbulence jen zlehka pohybuje.

Vlastností termické turbulence je ovšem to, že se v drtivé většině objevuje pouze mezi zemským povrchem a poměrně malou výškou, v podmínkách střední Evropy zhruba 2000 až 4000 m. Výš zasahují termické stoupavé proudy jen zřídkakdy a to se už jedná prakticky o bouřkové situace.

S termickou turbulencí se v letadle setkáme hlavně po vzletu nebo při přiblížení na přistání,a to ještě v teplé sezóně.

V zimě se u nás termika nevyskytuje.

Druhým typem je turbulence mechanická.

Ta vzniká při silnějším větru, kdy se proudění rozrušuje při obtékání a přetékání překážek a v jejich závětří je proudění značně chaotické. Vzduch je zvířený a tyto víry jsou unášeny větrem dál po směru proudění, dokud se v určité vzdálenosti za překážkou nezmírní a takříkaje „nerozpustí". Uvádí se, že znatelné víření vzduchu bychom za překážkou našli ještě asi v desetinásobku jejího převýšení; dejme tomu, že letadlo přistává na dráze, která je 400 m od velké letištní budovy vysoké 40 m  a ve směru od budovy fouká ke dráze silný vítr, pak je pravděpodobné, že piloti budou mít při přistávání dost práce s vyrovnáváním letadla.

Na pražském ruzyňském letišti je pilotům dobře znám efekt turbulence při přistávání na runway 24, kdy se těsně před přistáním letí přes čtyřproudovou rychlostní komunikaci Praha – Slaný, a fouká přitom silný vítr v ose dráhy a současně napříč touto silnicí. Silnice je totiž vnořena do krajiny do hloubky několika metrů a vypadá jako ostře zaříznuté koryto. Proudění vzduchu na koryto (negativní překážku) reaguje podobně, jako na vystouplý objekt a vytváří nad ním a za ním turbulenci.

Zvlášť výrazná mechanická turbulence je při silném větru patrná v závětří kopců a hor.

Známé poničení lesů ve Vysokých Tatrách při vichru v roce 2004 bylo právě v důsledku závětrné turbulence na jižní straně pohoří při severním větru. Letiště v Popradu leží mezi dvěma vysokými hřebeny hor, Vysokými a Nízkými Tatrami. Silný severní nebo jižní vítr zde utváří velmi silnou turbulenci, která pilotům přidává hluboké vrásky zřejmě nejen na čelo.

Také mechanická turbulence je vázána hlavně na takové výšky v atmosféře, které jsou srovnatelné s výškou pohoří a jiných překážek. Při letu ve vysoké atmosféře, tj. s proudovými letadly ve vodorovném letu v letové hladině, mechanickou turbulenci nepotkáme. Výjimkou může být tzv. vlnové proudění za vysokými pohořími, ale s tím se setkáme víceméně jen vzácně a toto vlnové proudění je překvapivě laminární.

Třetím typem turbulence, s nímž se ale budeme setkávat vcelku často, je dynamická.

Její podstata se dá nejlépe popsat právě již zmíněnou zvlněnou hladinou vodní plochy. Představme si klidnou, rovnou hladinu jezera. Když se nad hladinou rozfouká vítr, hladina se zvlní a tyto vlny se různě mění, sčítají a odčítají, přelévají přes sebe. Nyní si převeďme naši představu do vzduchu: voda v jezeře nám představuje hustší vzduch, ležící v nižší vrstvě, kdežto vzduch nad jezerem nám představuje řidší vrstvu vzduchu, ležící výše. Nastane-li taková situace, že každá z uvedených vzduchových vrstev se pohybuje trochu jinak (buďto vítr v každé vrstvě fouká výrazně jiným směrem nebo jsou směry podobné, ale rychlost proudění je různá, anebo je různý směr i rychlost), vznikají na rozhraní obou vzduchových vrstev velice podobné vlny, jako na hladině jezera.

Když letadlo letí zrovna někde v blízkosti rozhraní dvou různých vzduchových vrstev, mezi nimiž je takovéto vlnění, pěkně se houpe a třese, dokonce se dá říct, že drncá.

 Tato turbulence se nazývá dynamická a nabývá velice různorodého spektra intenzity, od neškodného natřásání až po značně prudké házení, které v naprostém extrému může dokonce převrátit letadlo nebo ho poničit.

Netřeba se však bát, že by mohlo dojít k tomu, že lidé z výchozího letiště sice vzlétnou všichni společně jedním letadlem, ale do cíle doletí už každý sám na sedačce vyvržené z rozlámaného stroje. Takováto turbulence se totiž dá vcelku dobře předpovědět, výpočetní stroj to dokáže lépe než i ten nejzkušenější meteorolog a ještě to navíc automaticky zakreslí do leteckých povětrnostních map, které si piloti berou s sebou do kokpitu a pokud si do nich nezabalí mastnou bagetu od oběda z palubního servisu, mohou v nich dokonce riziko dynamické turbulence rozpoznat dřív, než se letadlu ulámou křídla a oblastem s turbulencí se tak mohou vyhnout.

Dynamická turbulence je však v atmosféře velmi častá, jen málokdy proběhne let úplně klidně.

Její intenzita bývá zejména v evropských podmínkách v drtivé většině jen slabá. Projevuje se to tak, že například cestující pozorují na hladině své kávy neuvěřitelně pozoruhodné vlnky a poskakování, zřídka se káva trochu vylije. Pak se zcela zbytečně vyptávají letušek, co to kafe dělá za podivné věci a jestli by nemohli dostat nějaký klidnější nápoj. Špatně se také čtou noviny, jelikož ruce, kterými si tisk držíme, se legračně pohybují poměrně nezávisle na naší vůli. Cestující tak může přijít k psychickému šoku, když začne číst jeden novinový článek a četbu dokončí omylem v článku jiném. Což když třeba první článek oslavuje práci našeho premiéra a druhý se zmiňuje o svržení diktátora? To všechno může ovlivnit dynamická turbulence, třesoucí s letadlem.

 

Poučka: Politici, kteří používají výraz „politická turbulence", se jej naučili při svých cestách (placených daňovými poplatníky) mezi Prahou a Ostravou.

 

Dynamická turbulence bývá nejčastěji spojována se silným větrem, který se dosti často vyskytuje ve vysokých hladinách v podobě jakýchsi neviditelných větrných řečišť, táhnoucích se v délce až tisíců kilometrů, o šířce několika set a výšce několika kilometrů. Rychlost větru zde musí přesahovat 30 m/s a takovýto vítr se nazývá jet-stream (občas po něm nějaký konstruktér pojmenuje své dopravní letadlo, aby naznačil, že i ono dokáže létat rychlostí větší než 30 m/s). Ovšem nedejme se mýlit, nezřídka jsou rychlosti větru v jet-streamu i přes 80 m/s, což je téměř 300 km/h.

Za druhé světové války, kdy ještě tento vítr nebyl znám (vyskytuje se totiž hlavně ve výškách kolem 8-10 km a tehdy se letadla teprve postupně do takhle vysokých výšek dostávala), byli značně překvapeni američtí piloti, kteří létali bombardovat Japonsko, že tam letí nějak podezřele dlouho a že tedy proti nim musí foukat nějak podivně moc silný protivítr. Nevycházeli s palivem a měli s tím problémy.

  Tak se zjistilo, že jet-stream existuje a dokonce byly naměřeny i extrémní rychlosti kolem 800 km/h, tj. asi 220 m/s.

Vzhledem k tomu, že dnešní proudová letadla létají právě rychlostí okolo 800 až 900 km/h, je let proti takto silnému jet-streamu naprosto zbytečným mrháním paliva, naopak let po větru zkrátí dobu letu tak výrazně, že cestující si za své draze zaplacené letenky moc neužijí a letušky zase nemusí vůbec stihnout sklidit palubní servis.

Dynamická turbulence bývá nejsilnější v tropických oblastech, v letadle ji silně vnímáme například při letu přes rovník.

Jeden pilot, dnes již v důchodu, létal mimo jiné také s našimi prvními proudovými dopravními letadly Tu-104. Tehdy byla kromě povinné linky do Moskvy tato letadla nasazována i na Dálný Východ do Singapuru. V jednom rozhovoru se svěřil, že při letu na toto letiště zažil snad nejhrůznější zážitek své kariéry, kdy nad tropickým mořem ve výšce kolem 12 km byla tak silná turbulence, že pilotům vylétaly všechny věci z kapes, tužka se zapíchla někam do horního přistrojového panelu, kapesník odletěl na strop a letadlo museli piloti řídit ručně – mělo totiž z dnešního pohledu nedokonalý autopilot, který se odpojoval sám od sebe ihned, jakmile se letadlo trochu zakymácelo. Letoun neměl žádné hydraulické nebo elektrické posilovače, jak tomu je v dnešních letadlech, řízení prý byla neuvěřitelná dřina, vyžadující tvrdou spolupráci obou pilotů.

Přitom stále hrozilo, že se letadlo převrátí vzhůru nohama, propadalo se i o víc než 1000 m a třáslo se tak, jako by se mělo každou chvíli rozpadnout.

Naštěstí sovětská robustní technika vydržela všechno; hůř na tom byli cestující. Ti seděli pevně připoutáni ke svým sedadlům a ani nedutali. Posádka všechno nakonec zvládla výborně a vyčerpaná, avšak šťastná s letadlem přistála v Singapuru, kde zrovna byla tropická bouřka se silným lijákem a s takovou vrstvou vody na dráze, že se letadlo po přistání zastavilo snad hned, ani se nemusel vyhazovat brzdicí padák.

Když už se letadlo nemůže silné turbulenci nijak vyhnout a musí jí prolétat, nedá se dělat nic jiného, než rychle sklidit cestujícím tácky a kelímky (pokud se už tyto věci nesklidily samy vlivem házení letadla) a pořádně se upoutat k sedadlům. Piloti přibližně vědí, kdy letadlo z turbulence zase vylétne a podle toho zapínají či vypínají signalizaci „připoutejte se".

Pro úplnost dodejme, že intenzita turbulence se klasifikuje jako slabá – mírná – silná.