„Niebo jest czerwone, to będzie zimno”. Ile prawdy jest w tym stwierdzeniu?

Czerwony zachód słońca może poprzedzać mroźną noc, ale sam kolor chmur nie wystarcza, żeby ją przewidzieć. Ludowe powiedzenie ma sens przede wszystkim jesienią i zimą, gdy po zachodzie niebo się rozpogadza, wiatr słabnie, a nad danym obszarem znajduje się chłodne powietrze. Wtedy ziemia gwałtownie traci ciepło i nad ranem może pojawić się przymrozek. Dokładnie takie same czerwone i różowe chmury można jednak zobaczyć przed nocą, podczas której temperatura pozostanie wyraźnie powyżej zera. O tym, który scenariusz się sprawdzi, decyduje kilka innych warunków.

Czerwone niebo nad Warszawą. | Fot. Warszawa w Pigułce.

Dlaczego zachodzące słońce barwi chmury na czerwono?

Światło słoneczne zawiera różne barwy, które w ciągu dnia odbieramy łącznie jako światło białe. Kiedy słońce znajduje się nisko nad horyzontem, jego promienie pokonują w atmosferze znacznie dłuższą drogę niż w południe. Po drodze światło niebieskie i fioletowe jest silniej rozpraszane na boki, a do obserwatora oraz oświetlonych chmur dociera więcej światła pomarańczowego i czerwonego. To właśnie dlatego zachód potrafi wyglądać jak pożar na niebie. Zjawisko opisuje amerykańska NOAA, wyjaśniając, iż kolor chmury zależy przede wszystkim od barwy padającego na nią światła.

Czerwona chmura nie jest więc oznaką tego, iż powietrze przy ziemi ma określoną temperaturę. Chmury mogą przyjmować takie kolory w różnych porach roku, również podczas upałów. Na wygląd zachodu wpływają też drobiny znajdujące się w atmosferze oraz rozmieszczenie i grubość chmur. Intensywność czerwieni nie daje przelicznika na nocną temperaturę: bardziej czerwone niebo nie oznacza automatycznie większego mrozu. Widoczna barwa mówi nam przede wszystkim, co stało się ze światłem po drodze przez atmosferę. Nie pokazuje, ile stopni będzie za kilka godzin w ogrodzie albo na parkingu.

Skąd zatem wzięło się przekonanie, iż po czerwonym zachodzie będzie zimno?

Za tym skojarzeniem stoi rzeczywista obserwacja pogody. W naszych szerokościach geograficznych układy pogodowe często przemieszczają się z zachodu na wschód. jeżeli pod wieczór od zachodu pojawiają się rozpogodzenia, niskie słońce może jeszcze oświetlać odchodzące chmury. Po takim zachodzie rzeczywiście może nadejść spokojniejsza, pogodna noc. Na tej zależności opiera się omawiane przez brytyjski Met Office powiedzenie o czerwonym wieczornym niebie jako zapowiedzi dobrej pogody. Związek z mrozem jest już kolejnym krokiem: chłodną porą roku pogodne noce sprzyjają spadkom temperatury. Nie każdy czerwony zachód oznacza jednak rozpogodzenie i nie każde rozpogodzenie kończy się mrozem.

Najważniejsze jest to, co stanie się z chmurami po zachodzie

W ciągu dnia powierzchnia ziemi otrzymuje energię od słońca, a jednocześnie oddaje ciepło w postaci promieniowania. Nocą dopływ energii słonecznej ustaje, ale oddawanie ciepła trwa. Grunt, trawa, dachy i samochody stopniowo się wychładzają, a od nich ochładza się powietrze tuż nad powierzchnią. Przy bezchmurnym niebie proces ten może przebiegać szczególnie skutecznie. Meteorolodzy nazywają go wychładzaniem radiacyjnym, czyli ochładzaniem wskutek wypromieniowania ciepła. To ten mechanizm, opisany m.in. przez Obserwatorium w Hongkongu, pomaga wyjaśnić, dlaczego po pogodnym jesiennym wieczorze rano trzeba czasem skrobać szyby.

Chmury ograniczają nocną utratę ciepła, ponieważ same również emitują promieniowanie, w tym w kierunku powierzchni ziemi. Można je porównać do kołdry, choć ich działanie zależy od rodzaju i grubości zachmurzenia. o ile po czerwonym zachodzie nadciągnie rozległa warstwa chmur, spadek temperatury może wyhamować. o ile chmury odejdą i przez większość nocy niebo pozostanie pogodne, warunki do wychłodzenia będą korzystniejsze. Dlatego kilkuminutowy widok czerwonych obłoków jest znacznie mniej przydatny niż informacja o zachmurzeniu przewidywanym na całą noc. Zachód pokazuje jedną chwilę, a temperatura zmienia się przez wiele kolejnych godzin.

Mróz wymaga także odpowiednio chłodnego powietrza

Żeby temperatura spadła poniżej zera, nie wystarczy samo wypromieniowanie ciepła. Znaczenie ma również to, jak ciepło jest na początku nocy, jakie powietrze napływa i jak długo potrwa noc. Zimą okres bez słońca jest dłuższy, więc powierzchnia ma więcej czasu w wychłodzenie. Latem pogodna noc po gorącym dniu może przynieść wyraźny spadek temperatury, ale przez cały czas pozostać ciepła. istotny jest też wiatr: słaby sprzyja utrzymywaniu się chłodnego powietrza przy ziemi, a silniejszy może mieszać je z cieplejszym powietrzem powyżej. Nie daje to jednak gwarancji dodatniej temperatury, o ile nad cały obszar napływa już mroźna masa powietrza.

Można to pokazać na dwóch przykładowych sytuacjach. W pierwszej listopadowy dzień kończy się temperaturą kilku stopni powyżej zera, chmury zanikają, a wiatr niemal ustaje. W takich warunkach nocny przymrozek staje się realny, zwłaszcza przy gruncie. W drugiej podobnie czerwony zachód występuje po ciepłym letnim dniu, a prognoza nocnego minimum wynosi kilkanaście stopni. Kolor chmur nie daje wtedy powodu, żeby oczekiwać mrozu. Podobnie wyglądające niebo może więc towarzyszyć zupełnie innym temperaturom.

Prognoza pokazuje +3°C, a rano szyby są oszronione. To możliwe

Osobną sprawą jest różnica między temperaturą powietrza a temperaturą powierzchni przedmiotów i gruntu. Standardowe pomiary meteorologiczne temperatury powietrza wykonuje się na wysokości około 2 metrów, natomiast nocą trawa czy szyba samochodu mogą wychłodzić się mocniej. Met Office wskazuje, iż przy prognozie od 0 do +4°C, niewielkim zachmurzeniu i słabym wietrze trzeba brać pod uwagę możliwość oszronienia powierzchni. Dlatego +3°C w aplikacji nie wyklucza porannego skrobania szyb. Nie oznacza to automatycznie błędu prognozy: porównujemy temperaturę powietrza na określonej wysokości z temperaturą innej powierzchni, która mogła już spaść poniżej zera.

IMGW rozróżnia w swoich materiałach przymrozek przygruntowy od spadku temperatury poniżej zera na wysokości 2 metrów. O przymrozku przygruntowym mowa wtedy, gdy przy dodatnim minimum na wysokości 2 metrów temperatura przy ziemi, mierzona na wysokości 5 centymetrów, spada poniżej zera, a w ciągu dnia jest dodatnia. Dla roślin taka różnica ma ogromne znaczenie, bo znajdują się właśnie w najniższej, najmocniej wychłodzonej warstwie. Zdanie „w nocy nie będzie mrozu”, wypowiedziane tylko na podstawie dodatniej temperatury w ogólnej prognozie, może więc dawać fałszywe poczucie bezpieczeństwa właścicielom ogrodów.

Szron nie jest koniecznym dowodem mrozu

Biały osad na trawie i samochodach powstaje, gdy powierzchnia jest odpowiednio zimna, a dostępna para wodna może osadzać się w postaci kryształków lodu. Przy bardzo suchym powietrzu temperatura może spaść poniżej zera bez wyraźnego białego nalotu. Z kolei obecność szronu na pojedynczej powierzchni nie dowodzi, iż tyle samo stopni było w całej okolicy. Przy ocenianiu ryzyka pomaga temperatura punktu rosy, czyli temperatura, do której trzeba ochłodzić powietrze, aby osiągnęło nasycenie parą wodną. IMGW wskazuje, iż wieczorne bezchmurne niebo i punkt rosy bliski zeru lub ujemny przemawiają za możliwością przymrozku nad ranem. Sam punkt rosy również nie zastępuje pełnej prognozy.

Co oznaczają różne scenariusze po czerwonym zachodzie?

Po obejrzeniu zachodu warto sprawdzić nocne minimum temperatury, przewidywane zachmurzenie oraz wiatr. Ważne jest również to, czy prognoza mówi o przymrozkach przy gruncie, bo nie każda aplikacja pokazuje je w głównym widoku. Sama dodatnia temperatura nie wystarczy, żeby wykluczyć szron na trawniku, a przybywające w nocy chmury mogą zahamować wychładzanie. W poniższym zestawieniu widać, dlaczego podobny czerwony zachód może poprzedzać różne poranki. Decydują warunki panujące już po zniknięciu słońca.

W jednej okolicy może być szron, a w drugiej go nie będzie

Na przebieg takiej nocy wpływa także najbliższe otoczenie. Chłodne, gęstsze powietrze może spływać do dolin i zagłębień terenu, gdzie łatwiej tworzą się lokalne zastoiska chłodu. W zwartej zabudowie budynki i nawierzchnie oddają z kolei ciepło zgromadzone w ciągu dnia, co może ograniczać nocny spadek temperatury. Dwie osoby obserwujące podobny czerwony zachód mogą więc rano zobaczyć inne warunki: jedna oszroniony trawnik, druga mokry chodnik i dodatnią temperaturę. Zależności związane z ukształtowaniem terenu opisuje amerykańska National Weather Service. To dodatkowy powód, żeby prognozę sprawdzać dla swojej lokalizacji i uwzględniać warunki wokół domu.

Jak wykorzystać to powiedzenie w praktyce?

Po czerwonym zachodzie w chłodnej porze roku warto sprawdzić, czy noc rzeczywiście ma być pogodna i bezwietrzna oraz jak nisko spadnie temperatura. jeżeli prognoza pokazuje zaledwie kilka stopni powyżej zera, należy zwrócić uwagę również na możliwość przymrozku przygruntowego. Dla właściciela wrażliwych roślin może to być sygnał, żeby osłonić je przed nocą albo przenieść donice do odpowiedniego pomieszczenia, a dla kierowcy, żeby przygotować skrobaczkę i zostawić sobie rano więcej czasu. Warto zajrzeć do prognozy opisowej IMGW i informacji agrometeorologicznych, zamiast poprzestawać na jednej liczbie obok symbolu słońca. Czerwone chmury mogą towarzyszyć pogodzie sprzyjającej przymrozkom, ale dopiero temperatura, zachmurzenie, wiatr i miejscowe warunki pokazują, czy rzeczywiście jest się czego obawiać.