Rok co rok nadáváme na silničáře, že zase nezvládli kalamitní situaci, a na meteorology, kteří se už zas nestrefili při předpovědi sněžení. 21. STOLETÍ se podívalo na zimní údržbu a předpovědi právě očima těch kritizovaných.
K tomu, abychom dokázali dopad rozmarů přírody a zejména počasí alespoň omezit, když už jim neumíme zabránit, potřebujeme včasnou a kvalitní výstrahu od odborníků
Meteorologové na silnici
I když pohromy jako silná zemětřesení, hurikány či sopečné výbuchy se střední Evropě prozatím vyhýbají, přesto i my se občas setkáváme s projevy počasí při kterých nás mrazí v zádech. Pokud přitom právě sedíme v autě, je to o to horší.
Problém dopravních kalamit způsobených počasím je pro společnost tak závažný, že dokonce vyústil do vzniku samostatného odvětví meteorologie, a to meteorologie silniční. Toto odvětví, balancující na rozhraní přírodních věd a techniky, se zabývá právě meteorologickými jevy z hlediska jejich vlivu na silniční provoz. Na území České republiky je hlavním garantem silniční meteorologie Český hydrometeorologický ústav (ČHMÚ). Po celou zimu, tedy i právě v tuto chvíli, proto probíhá mezi předpovědními pracovišti ČHMÚ a středisky správy a údržby silnic opravdu čilá komunikace.
Abychom neuklouzli…
Základním meteorologickým nástrojem, který mají dispečinky zimní údržby k dispozici, jsou předpovědi pro jednotlivé kraje, vycházející 4x denně. Prognózy jsou vydávány na následujících devět hodin a jejich úspěšnost je v současnosti velmi vysoká. Jsou zaměřeny především na jevy důležité pro zimní údržbu, jako např. sněhové či mrznoucí srážky. Právě jejich výskyt je sledován co nejpodrobněji s ohledem na konkrétní lokality.
Silničáři jsou ze strany ČHMÚ zásobeni i jinými meteorologickými informacemi, například předpověďmi pro velké městské aglomerace, speciálními předpověďmi pro dálniční síť apod.
A v čem že se náklady na předpovědi silničářům vracejí? Především v úsporách na posypových materiálech. Nezanedbatelná je také ochrana životního prostředí před zbytečným zatěžováním cizorodými látkami. Nezbytným předpokladem je ovšem dobrá koordinace práce meteorologa a dispečera.
Co vlastně silničáře zajímá?
Každá speciální předpověď pro zimní údržbu obsahuje jednoduchou slovní prognózu a následně některé detailnější informace. Silničáři se z nich dozvědí všechno o charakteru srážek a jejich očekávané intenzitě, tedy jestli bude pršet či padat mrznoucí déšť, zda a jak silně bude sněžit apod. V případě sněhových srážek se v předpovědi udává i předpokládané množství nově napadeného sněhu a neméně důležité informace o očekávaném výskytu nebezpečných sněhových jazyků, náledí či závějí.
Kamery nad vozovkou
Kromě výše uvedených předpovědí mají dispečinky jednotlivých středisek správy a údržby silnic každou hodinu k dispozici i výsledky meteorologických měření ze sítě profesionálních meteorologických stanic. Nezastupitelnou roli při sledování srážkové činnosti hrají i informace získávané z radiolokačních měření. Stav vozovek mohou navíc silničáři sledovat prostřednictvím kamer, umístěných podél komunikací. To všechno tvoří velký balík dat na stole dispečera, důležitých pro jeho správné rozhodnutí, avšak stále v něm nejsou obsaženy přesné informace popisující to, co se děje přímo na povrchu vozovek.
V tuto chvíli však přicházejí na pomoc silniční meteorologické stanice, rozseté podél hlavních komunikací. Jejich „pracovní náplní“ je podrobné sledování obzvlášť nebezpečných úseků, na nichž již tradičně hrozí tvorba náledí, zmrazků apod. Měří jak standardní meteorologické prvky, tak i přímo parametry vozovky, jako je teplota povrchu nebo teplota pod povrchem. Některé stanice jsou dokonce konstruovány tak chytře, že samy dovedou předpovědět vybrané hodnoty či parametry v takzvaném krátkodobém horizontu, což je většinou na 24 hodin dopředu. Silniční senzory navíc dokážou nejen změřit, ale i analyzovat momentální stav vozovky, např. sucho, led, mokro…
Odolají i kamionu
Neodmyslitelnými pomocníky silničních meteorologických stanic při jejich nikdy nekončící práci jsou senzory, zabudované přímo v tělese vozovky. Právě ty totiž dělají onu mravenčí práci při měření parametrů vozovky. Jejich fyzikální vlastnosti musí navíc být srovnatelné s vlastnostmi vozovky, aby tak odolaly snad úplně všemu co by je mohlo poškodit: tíze projíždějících kamionů, působení chemikálií, výkyvům teploty, agresivní soli…
K tomu ještě musí splňovat vysoké nároky na přesnost měření. Například teplota povrchu vozovky se většinou měří s přesností + 0,2°C, a to v rozsahu –30 až +70°C (tyto krajní hodnoty nikdy nepřekročí). Výška vodního filmu se zas měří na desetiny milimetru, buď opticky nebo detekcí odražených radiových vln, tedy na principu miniaturního radaru.
Senzory jsou rovněž vybaveny elektrodami pro měření vodivosti solného roztoku a odporu proti průchodu střídavého elektrického proudu (kapacitance). Z údajů z takto vybavených senzorů se pak dají vyčíst informace o tom, zda a jak je povrch silnice suchý, vlhký, mokrý, nebo jestli je na povrchu led, sníh, námraza, solný roztok či solná břečka.
Při –7°C přestává sůl působit
Zcela zásadní informací je pro dispečery údržby teplota mrznutí solného roztoku. Z toho důvodu se sleduje jeho koncentrace, kterou prozradí měření elektrochemických vlastností a síly vodního filmu. Bedlivě se sleduje i teplota povrchu vozovky, protože při –7°C přestává běžná sůl působit. Teplota vozovky je rovněž důležitá k vyhodnocení podmínek pro tvorbu sněhové pokrývky, náledí, ledovky nebo námrazy. Je-li teplota povrchu vozovky pod bodem mrazu, pak stačí jen desetinky stupně Celsia, a srážky na silnici prakticky okamžitě mrznou a tvoří ledový povlak.
Kromě slunečního záření ovlivňuje tepelné vlastnosti vozovky i oblačnost, okolní zástavba, stromy nebo tvar terénu kolem silnice a nezanedbatelný je i konstrukční materiál a hloubka tělesa vozovky. Dálnice jsou například teplejší, protože jsou hlouběji zaříznuty do terénu než běžné silnice.
Podstatně kratší “tepelnou paměť” mají mosty, a proto bývají chladnější. Nejnáchylnější k namrzání jsou mosty s kovovou konstrukcí, naopak mosty v městských aglomeracích či nad vodními plochami jsou teplejší než ve volné krajině.
Bazény studeného vzduchu
Nebezpečné situace se na silnicích mohou vyskytovat jak na velkém území, třeba i celého státu, tak na malých lokalitách, dokonce mohou být vázány třeba jen na jednu jedinou stíněnou zatáčku. U velkoplošných kalamit samozřejmě nemá řidič problém s tím je rozpoznat. U nebezpečných jevů na malém území to už ale problém je. Například údolní silnice mohou být za jasných a klidných nocí mnohem chladnější než jejich okolí. Působením gravitace totiž stéká z vyšších poloh do údolí studený vzduch a vytváří tam takzvané bazény studeného vzduchu. Pak stačí jen vlhkost na vozovkách, teploty kolem bodu mrazu a na nebezpečnou situaci je zaděláno.
Městské prostředí svou zástavbou naopak vytváří podmínky pro akumulaci tepla ze slunečního záření a k tomu se, zejména v zimě, přidává ještě teplo z dopravy či průmyslu. Hovoříme o tzv. tepelném ostrovu města, který je nejvíce patrný při jasném počasí se slabým prouděním. Město tak může být i o několik stupňů teplejší než jeho okolí a řidiče pak při vyjetí z města mohou zaskočit zcela jiné podmínky na vozovkách. Navíc jsou silnice s větším provozem teplejší než ty málo frekventované.
Více se dozvíte:
Meteorologický slovník výkladový a terminologický, MŽP, 1993.
Miroslav Škuthan, Silniční meteorologie – varovný a ekologický fenomén přelomu tisíciletí, In: Počasí, MŽP 2002.
Jan Sulan a Miroslav Škuthan, Silniční meteorologie v provozu Českého hydrometeorologického ústavu, Meteorologické Zprávy, 2005.
Výstražná služba
Jako dodatkové informace slouží silničářům upozornění a výstrahy Českého hydrometeorologického ústavu, které jsou určeny široké veřejnosti. Tyto výstražné informace varují před nebezpečnými meteorologickými a hydrologickými jevy.
Na základě jejich intenzity se každému jevu přiřazuje jeden ze tří stupňů nebezpečí: nízký, vysoký a extrémní. Například při třetím stupni lze očekávat značné materiální škody na velkém území nebo katastrofické následky s ohrožením životů při lokálním postižení.
Náledí a ledovka
Náledí je ledová vrstva pokrývající zemi. Vznikla tak, že nepřechlazené dešťové kapky či mrholení s poklesem teplot pod 0°C na zemi zmrznou. Vzniká i opětovným zmrznutím vody z tajícího sněhu nebo sněhu částečně roztátého při provozu vozidel.
Ledovka je zpravidla průhledná ledová usazenina s hladkým povrchem, která se tvoří téměř okamžitým zmrznutím přechlazených kapek mrholení nebo deště na předmětech, jejichž teplota je mírně pod bodem mrazu. Vzniká obvykle při teplotách vzduchu od 0 do +3 °C.
Zmrznutí slané vody
Senzory vyhodnocují teplotu mrznutí jako konkrétní hodnotu, jedná se však spíše o jistý teplotní interval, který je navíc značně nestabilní. Jisté je, že solný roztok mrzne při teplotách nižších než čistá voda. Při ochlazování slaného roztoku dojde při určité teplotě ke vzniku směsi voda – sůl – krystalky ledu. Po dosažení kritické teploty pak dochází ke zmrznutí celé směsi a vytvoří se slaný led. Přesné měření takových dějů je možné jen v laboratořích, přímo v terénu je problematické.
