Kroupy a jejich vznik

Kroupy jsou malé ledové kuličky vznikající ve vzduchu. Tento meteorologický jev je tvořen ledovými krystalky, které rostou v bouřkových oblacích. Jakmile dosáhnou dostatečné velikosti, začnou padat na zem, způsobujíce jev známý jako krupobití.

Kroupy mohou být kulové, kuželovité nebo i nepravidelné. Abychom mohli hovořit o kroupě, musí mít ledová částice v průměru více než 5 mm. Ledové částice menší než 5 mm se označují jako krupky. Vývoj krup je v majoritních případech vázán na bouřkovou oblačnost typu cumulonimbus. V těchto oblacích se nachází velmi silný výstupný proud, který je schopen ledové částice udržet delší dobu v oblaku, což zaručuje jejich růst.

Vznik a vývoj krup

Vývoj krup je podmíněn vznikem zárodků krup, které za vhodných podmínek rostou zachycováním a namrzáním kapek přechlazené vody. Nejvhodnější podmínky pro vznik a vývoj krup nastávají v bouřkových oblacích, které obsahují ledové částice, vodní kapičky a přechlazenou vodu. Kapičky přechlazené vody jsou do oblasti vývoje krup dopravovány výstupným proudem. Zejména u velkých krup můžeme u jejich vertikálního řezu pozorovat střídání vrstev bílého a průhledného ledu.

Barevná odlišnost krup je způsobena různými koncentracemi vzduchových bublin v ledu. Vznik těchto vrstev je podmíněn prostředím, které ovlivňuje tepelnou bilanci rostoucí kroupy. Střídání teplot na povrchu kroupy pak ovlivňuje rychlost namrzání zachycených přechlazených kapek na povrchu kroupy.

V podstatě tak existují dva základní režimy růstu krup, a to vlhký a suchý. Podle toho, který z těchto režimů převládá během určitého časového intervalu, se mohou na velkých kroupách střídat vrstvy ledu s různým obsahem vzduchových bublinek. Díky těmto dvěma základním režimům růstu krup následně můžeme na vertikálním řezu kroupy pozorovat různě průzračné vrstvy.

U vlhkého růstu nenastává okamžité mrznutí vodních kapek zachycených kroupou. Při procesu mrznutí přechlazených vodních kapiček na povrchu kroupy dochází k uvolňování latentního tepla, které ohřívá kroupu. Na povrchu kroupy vzniká pomalu mrznoucí vrstva kapalné vody. Tato voda může po povrchu kroupy různě stékat, což vede k vzniku tzv. rampouchovitých výběžků, které jsou příznačné u velkých krup. K mokrému růstu krup dochází, když se teplota povrchu kroupy blíží k 0 °C. V souvislosti s mokrým růstem kroupy vzniká kompaktní led převážně bez vzduchových bublin.

Suchý růst představuje naopak proces růstu krup, při němž všechna přechlazená voda zachycená kroupou okamžitě mrzne. Uvolněné latentní teplo mrznutí je nedostatečné pro ohřátí kroupy nad 0 °C. U suchého růstu vzniká členitá struktura ledu obsahujíc vzduchové bubliny. Zbarvení ledu se tak jeví jako bílé.

Rozhraní mezi suchým a vlhkým růstem odděluje Schumanova-Ludlamova mez (SLL). Hodnota SLL je podmíněna teplotou a rychlostí proudění. Při vhodné konstelaci teploty a rychlosti proudění může všechna zachycená voda na povrchu kroupy zmrznout a teplota povrchu kroupy nepřekročí 0 °C. V případě, že objem zachycených přechlazených vodních kapek překoná hodnotu SLL, mrzne pouze část zachycené vody. Zbývající množství zachycené vody je odstříknuto z povrchu padající kroupy nebo se může dostat do dutin kroupy, čímž dochází k tvorbě tzv. houbovitého ledu.

Velikost krup a globální oteplování

Klimatická změna, se kterou souvisí globální oteplování planety, se neodehrává pouze u zemského povrchu, ale také v celém vertikálním profilu troposféry. Díky tomuto oteplování stoupá nadmořská výška nulové izotermy, čímž se zmenšuje oblast, kde se mohou kroupy formovat a také se prodlužuje délka pádu kroupy. V důsledku prodlužování vzdálenosti mezi zemským povrchem a nulovou izotermou stoupá pravděpodobnost roztátí krup, než dosáhnou zemského povrchu.

Díky globálnímu oteplování však také roste výpar a tedy vlhkost v atmosféře, což posiluje výstupné proudy v bouřkových oblacích. Silnější vzestupné proudy pak udrží kroupu delší dobu v oblaku a kroupa tak může narůstat do velkých rozměrů, než spadne na zem. Celkově tak můžeme konstatovat, že do budoucna bude ubývat případů s menšími kroupami, protože stihnou roztát, zato však bude v menší míře přibývat situací s nezvykle velkými kroupami díky silnějším výstupným proudům.