Od rosničky k satelitům

Trocha historie nikoho nezabije…

Už před 11 tisíci lety se člověk díky zemědělské činnosti na Blízkém východě stal závislým na počasí. Ve 4. století př. n. l. Platón označil slovem „meteora“ věci nadpozemské a jeho žák Aristotéles někdy kolem roku 340 př. n. l. sepsal pojednání nazvané „Meteórologik“, ve kterém shrnuje tehdejší znalosti o počasí a podnebí. Ve svém díle se zabýval i vědami s meteorologií úzce spojenými jako jsou astronomie, geografie nebo chemie. Počátky klimatologie jsou spjaté s řeckým lékařem a filozofem Hippokratem (5.–4. století př. n. l.), který rozdělil tehdejší známý svět na tři pásy a vyslovil myšlenku o vlivu podnebí na jejich obyvatele.

Vliv počasí a podnebí na zemědělskou úrodu, přímo ovlivňující životy lidí ve starověku, si ale uvědomovalo i mnoho dalších civilizací – Sumerové, Egypťané nebo Indové. Z období starověku zároveň pochází první pokusy o měření některých meteorologických charakteristik. Patřila mezi ně například známá athénská věž větrů s korouhví ukazující směr větru nebo první známý popis srážkoměru (Indie, 4. století př. n. l.). Na množství spadlých srážek mnohdy závisela úroda, a proto byla měření srážek věnována velká pozornost např. na Korejském poloostrově, kde již v 15. století vznikla srážkoměrná síť.

V Evropě naopak období středověku znamenalo pro meteorologii úpadek. Zájem o počasí se nejčastěji projevoval formou zápisů o meteorologických jevech nebo extrémech v kronikách a vznikem pranostik. Dosud se nepodařilo najít záznamy dokládající měření teploty a tlaku vzduchu v období starověku nebo středověku. Teprve s rozvojem měření těchto charakteristik se meteorologie posouvá do své odbornější a „vědečtější“ fáze založené na nových přístrojích. Jejich vznik a rozmach je spojen především s Evropou a obdobím novověku.

Okolo roku 1500 sestavil Leonardo da Vinci hygrometr, kterým bylo možné měřit relativní vlhkost vzduchu, po něm Galileo Galilei sestrojil první kapalinové teploměry.

Vědecká meteorologie se datuje až do 17. století, ve kterém Jan Evangelista Torricelli a jeho žáci sestrojili rtuťový teploměr.

Meteorologie je věda o atmosféře, jejím složení, vlastnostech a v ní probíhajících fyzikálních procesech. V nejširším smyslu meteorologie zahrnuje všechny vědy o atmosféře včetně klimatologie, chemie atmosféry a dalších. Řecký termín „meteóros“ znamená „vznášející se ve vzduchu“, původně se totiž vztahovala k jevům ve výšce včetně těch astronomických. Teprve pod vlivem Aristotela se předmět zkoumání meteorologie zúžil na jevy v oblasti mezi Zemí a Měsícem.

Klimatologie se z meteorologie postupem času vyčlenila, je to věda o o klimatech Země, o podmínkách a příčinách jejich utváření, o působení klimatu na objekty činnosti člověka, samotného člověka a na různé přírodní děje. Studuje obecné zákonitosti klimatických jevů, genezi zemského klimatu, změny a kolísání klimatu. Vzhledem k tomu, že meteorologické děje probíhají v konkrétních podmínkách Země a jsou tudíž modifikovány geografickými faktory, označil K. Knoch v roce 1930 klimatologii za regionální meteorologii stojící na pomezí geofyzikálních a geografických disciplín. 

V letech 1657–1667 působila ve Florencii Accademia del Cimento, jež dala popud k prvním systematickým meteorologickým pozorováním. V téže době sestavil Robert Hooke přístroj pro měření rychlosti a směru proudění větru – anemometr, na základě čehož v roce 1686 zmapoval Edmut Halley pasáty (větry převládající v tropických oblastech, pozn.red.) a potvrdil, že změny a procesy v atmosféře jsou řízeny slunečním zářením. Neměl by být ani opomenut vznik nejstarší souvislé teplotní řady založené na přístrojovém měření ze střední Anglie od roku 1659 nebo srážkové řady v Kew, hrabství Surrey, která je měřena od roku 1697.

V 18. století se do historie meteorologie zapsal George Hadley, když popsal model buňkové cirkulace v pásmu mezi rovníkem a 30° zeměpisné šířky (dnes zvaný jako Hadleyova buňka), v Manheimu byla založena meteorologická společnost Societa meteorologica palatina, která sdružovala 39 meteorologických stanic a jejíž výsledky měření a pozorování z let 1780–1792 se staly základem pro formulaci prvních meteorologických teorií. V tomto století také sestrojil Horace-Bénédict de Saussure vlasový vlhkoměr.

V 19. století se o rozvoj meteorologie zasloužili Luke Howard, který ve svém spisku On the Modification of Clouds (O změnách oblaků) zavedl latinské pojmenování oblaků, dále Francis Beaufort, který sestavil stupnici pro odhad rychlosti větru, a základy dynamické meteorologie položili např. William Ferrel a Hermann von Helmholtz. První synoptickou mapu sestavil v roce 1820 Heinrich Wilhelm Brandes. S dalšími přístroji přišli E. F. August (psychrometr – přístroj pro měření relativní vlhkosti vzduchu), Lucien Vidie (aneroid – přístroj k měření atmosférického tlaku) nebo John Thomas Romney Robinson (miskový anemometr – přístroj k měření rychlosti a směru větru).  Alexander von Humboldt ve své knize Kosmos definoval pojem „klima“. V roce 1851 vznikla ve Vídni národní síť meteorologických stanic a meteorologických institucí (Zentralanstalt für Meteorologie und Erdmagnetismus) a na popud Matthew Fointaine Mauryho se v roce 1855 konala mezinárodní konference ustavující pravidla pro předávání meteorologických zpráv na moři a kolem pobřeží. Z důvodu potřeby sjednocení metodiky pozorování a měření, sjednocení podoby samotných přístrojů, výměny informací a větší mezinárodní spolupráce byla v roce 1873 ustanovena Mezinárodní meteorologická organizace. Ta se stala základem pro dnešní Světovou meteorologickou organizaci. 

Ve 20. století byla založena Norská frontologická škola (Vilhelm Bjerknes) a Americká frontologická škola (Carl-Gustav Arvid Rossby), během druhé světové války se začala rozvíjet radarová meteorologie, v roce 1946 začal John von Neumann s matematickým modelováním počasí. Rok poté byla obnovena Světová meteorologická organizace  (World Meteorological Organization) pod záštitou Organizace spojených národů (United Nations), její konvence však nabyla platnost až 23. března 1950, kdy právě toto datum bylo posléze stanoveno jako Světový den meteorologie. Letos tak tato organizace slaví 75leté výročí. Při té příležitosti vydal její generální tajemník Celeste Saulo prohlášení, ve kterém poděkoval meteorologickým pracovníkům: „Zaměstnanci Národní meteorologické a hydrologické služby jsou jako lékaři a zdravotní sestry – pracují 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, aby chránili a podporovali veřejné blaho. Chtěl bych poděkovat každému z vás."  

Saulo také zdůraznil, kolik lidských životů a peněz meterologie zachraňuje: „Jsme víc než jen předpovědi počasí. Vědecká data, informace a služby poskytované komunitou WMO jsou základem rozhodování od každodenních volnočasových aktivit přes sezónní pěstování plodin až po dlouhodobé investice do infrastruktury. Během posledních 75 let jsme globální ekonomice přinesli přidanou hodnotu v miliardách dolarů. Ušetřili jsme další miliardy na odvrácených ekonomických ztrátách způsobených nebezpečím počasí, klimatu a vody. A zachránili jsme statisíce životů."

Saulo také ve svém výročním prohlášení upozorňuje na celosvětový nárůst teploty a jeho důsledky: „Svět byl právě svědkem nejžhavějších 10 let v historii. Rok 2024 bude pravděpodobně prvním kalendářním rokem, který dosáhne o 1,5 °C vyšší průměrné teploty než jaká byla v předindustriální éře. Bohužel nebude poslední. To je víc než jen statistika. Každý zlomek stupně je důležitý pro naše životy a naše živobytí. Extrémní vlivy počasí a klimatu jsou stále intenzivnější. Zaznamenáváme častější a intenzivnější vlny veder, ničivější bouře a záplavy, rychleji zesilující tropické cyklóny."

Historie sledování počasí u nás

První písemnou zmínku o počasí z jara roku 1092 zaznamenal pražský kanovník a kronikář Kosmas. Nejstarší pravidelné denní záznamy počasí jsou z období od 14. července 1533 do 9. dubna 1545 z jihovýchodní Moravy a pocházejí z pera komorníka markrabství moravského Jana z Kunovic. Nejstarší přístrojová měření se vážou k severočeským Zákupům a byla realizována lékařem Johannem Carlem Rostem v období od 21. prosince 1719 do 31. března 1720.

V roce 1752 byla zahájena meteorologická měření teploty a tlaku vzduchu na pražské klementinské hvězdárně. Od tohoto roku po většinu 50. a 60. let 18. století však postrádáme přímé doklady o pokračujících měření. Předpokládá se, že v měřeních bylo nadále pokračováno, ale dosud se nepodařilo záznamy najít. Počátek souvislých měření teploty vzduchu v pražském Klementinu se však datuje až od 1. ledna 1775. Už v roce 1752 byly zaznamenávány rovněž atmosférické srážky (déšť, sníh), avšak pravidelná a spolehlivá srážkoměrná měření v Klementinu začínají až 1. květnem 1804 a trvají dodnes – tedy více než 270 let.

V roce 1871 založil hrabě Mikuláš Konkoly Thege ve Staré Ďale (dnes slovenské Hurbanovo) vědeckou observatoř, která je považována za první meteorologické profesionální pracoviště na našem bývalém území s bohatým přístrojovým vybavením.

Meteorologická služba se institucionalizovala na rozhraní let 1919 a 1920 v Československém státním ústavu meteorologickém v Praze. Tímto se také začalo s pravidelným uveřejňováním předpovědí počasí na základě rozboru údajů o tlaku vzduchu. Prvním ředitelem ústavu se stal Rudolf Schneider, dříve působící v ústředním ústavu ve Vídni, klimatologickou službu vedl Alois Gregor, a všeobecnou a leteckou povětrnostní službu řídil Gustav Swoboda, později první generální sekretář Světové meteorologické organizace.

Spojením původního meteorologického ústavu s hydrologií vznikl v roce 1954 dnešní Hydrometeorologický ústav. Po roce 1969 zahájila činnost observatoř v Praze-Libuši, která je součástí mezinárodní radiosondážní a radiolokační sítě, a kde se získávají i snímky z meteorologických družic, které se celosvětově začaly používat v 60. letech. V roce 1996 byl do provozu uveden meteorologický radar v lokalitě Skalky na Moravě a na vrcholu Praha v Brdech pak v roce 2000.

V roce 2010 se naše republika stala členem organizace EUMETSAT (European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) – mezivládní organizace vytvořené mezinárodní úmluvou třiceti evropských států. Jejím úkolem je budování a provozování operativního meteorologického družicového systému pro potřeby zúčastněných států.

Moderní meteorologie a měření

Moderní meteorologie využívá pokročilé technologie – např. superpočítače, numerické modely, radarové systémy, satelity, a další. Meteorologická měření se provádějí na stanicích, ale i bójích na mořích, využívají se údaje z letadel a lodí po celém světě.

Numerické předpovědní modely jsou klíčovým nástrojem pro předpovídání počasí nejen ve světě, ale i v České republice. Vypočítávají současný a budoucí stav atmosféry pomocí počítačů a na základě naměřených dat, a to jak lokálně měřených, tak dálkově snímaných. Používají se složité fyzikální rovnice, které jsou počítány vysoce výkonnými počítači s obrovským výkonem a zpracovávány do předpovědí počasí s vysokým rozlišením. Numerických modelů je celá řada a každý pokrývá trochu jinou oblast – rozlišují se na globální a regionální modely.

Příkladem globálních modelů počasí jsou mimo jiné: americký Global Forecast System (GFS) s rozlišením přibližně 25 km a předpovědní model Evropského centra pro střednědobou předpověď počasí (ECMWF) s rozlišením přibližně 10 km.

ALADIN a užitečné aplikace v České republice

Model ALADIN byl vyvinut ve Francii společností Météo-France. Slovo Aladin je zkratkou francouzských slov – Aire Limitée, Adaptation Dynamique, Development International. Je určen pro sestavování krátkodobých předpovědí. Provozovatelem modelu ALADIN je u nás Český hydrometeorologický ústav. Model se aktualizuje 4krát denně a dává předpověď po 1 hodině.

Na základě měření či předpovědních modelů vznikají užitečné aplikace pro různá odvětví. Například v České republice počítáme půdní sucho a riziko požárů pro celý svět díky spojení Akademie věd (CzechGlobe) a platformy windy.com. Vedle modelu ALADIN existují i jiné modely jako např. model MEDARD.

Přesná předpověď = větší úroda, bezpečné lety, pohodový výlet

Správná předpověď počasí zachraňuje životy, zmenšuje ekonomické dopady meteorologických extrémů a celkově nám dovoluje lépe plánovat nejbližší hodiny či dny. Meteorologická měření a výsledky mají zásadní dopad do mnoha odvětví. Jsou důležité pro předpovědi počasí, které mají významný vliv na zdraví obyvatel, v zemědělství, na bezpečnost v letectví i námořní dopravě, ve stavitelství i turismu. Meteorologie hraje významnou roli v námořní navigaci, ve výzkumu a pochopení klimatických změn, ekosystémů, životního prostředí a dalších dopadů na lidskou společnost.

Za kontrolu faktické správnosti a doplnění děkujeme vědcům z CzechGlobe – Ústavu výzkumu globální změny AV ČR.

Zdroj: EnviBlog.cz, Český hydrometeorologický ústav, Wikipedie, METEOShop.cz, KRŠKA, Karel a ŠAMAJ, Ferdinand. Dějiny meteorologie v českých zemích a na Slovensku. Praha: Karolinum, 2001. ISBN 80-7184-951-0. BRÁZDIL, Rudolf a KOTYZA, Oldřich. Historická klimatologie a historie. Sborník sjezdu českých historiků v Pardubicích. Praha – Pardubice, 2008