Cyklóny a jejich typy

*Večer 12. listopadu 1970 se Bengálským zálivem prohnal cyklon Bhola. Vítr dosahoval rychlosti 240 kilometrů za hodinu a bouřková vlna neboli záplavy zvedly hladinu moře až o 10,4 metru - to je 34 stop!  Ničivý vítr a záplavy byly zničující a od roku 2021 je cyklon Bhola nejsmrtonosnějším tropickým cyklonem v historii, který zabil odhadem 300 000 až 500 000 lidí. A propastná reakce tehdejší západopákistánské vlády byla jedním z faktorů osvobozenecké války, která vedla ke vzniku Bangladéše. Jen si to představte, meteorologický systém byl tak silný, že pomohl vytvořit zcela novou zemi. Mohutné povětrnostní systémy mohou během okamžiku způsobit takovou spoušť jako cyklon Bhola. Mohou se však také pohybovat pomalu a způsobit postupnou změnu počasí na několik dní, jako jsou teplé jarní deště nebo podivná nesezónní várka krupobití. Pochopení toho, kdy se různé povětrnostní systémy vyskytují, jak vznikají a jaké mají dopady, je důležitou součástí fyzického zeměpisu. Zejména proto, že veškeré počasí, od mohutných bouřek až po malé mlhy, je hnacím motorem výměny energie v atmosféře. Jmenuji se Alizé Carrère a vysílám pořad Crash Course Geography.*

Počasí zahrnuje všechny atmosférické podmínky na určitém místě v určitém čase. A pokud žijete ve středních zeměpisných šířkách, tedy všude zhruba mezi 35. a 55. stupněm severní a jižní šířky, můžete očekávat, že počasí bude předvídatelně nepředvídatelné.  Jasný slunečný den v Jižní Dakotě nebo na jižním ostrově Nového Zélandu či ve Skotsku se může náhle změnit v zataženo a šeď a pak se stejně náhle vyjasnit.   Ze dne na den si možná ani nevšimneme, co se v atmosféře děje, pokud se k nám zrovna nechystá přírodní katastrofa nebo se nezasekneme na dlouhém povídání. "Dnes máme pěkné počasí, Brandone. Je takové... sezónní! Nemyslíš?"  Ale v atmosféře a oceánech existuje tolik složitých globálních cirkulačních vzorců. Jak jsme se dozvěděli, protože je Země zakřivená a nakloněná, množství dopadajícího slunečního záření neboli insolace není všude stejné. Tropické oblasti dostávají každý rok dvaapůlkrát více energie než póly, což se musí vyrovnávat pomocí cirkulace v atmosféře. Nerovnoměrné množství oslunění také způsobuje teplotní rozdíly, které jsou hnacím motorem některých největších snah o vyrovnání rovnováhy: cyklónů středních šířek, kterým se také říká vlnové cyklóny nebo extratropické cyklóny.

Tyto obrovské povětrnostní systémy se rozprostírají na vzdálenost 1000 kilometrů a více. I když mají společné slovo "cyklóna", cyklóna středních šířek je relativně obrovský kruhový meteorologický systém - na rozdíl od cyklóny Bhola, která je relativně menší, extrémně větrná tropická bouře. O tropických cyklonách si povíme více později. Cyklóny středních šířek mohou trvat týden i déle a přinášejí spoustu změn v každodenním počasí nebo silné bouře, protože se pohybují od západu k východu se západními větry.  Tyto povětrnostní systémy mohou vznikat ve středních šířkách obou polokoulí. Ale abych přiblížil, kde žiji, jako příklad uvedu, že na severní polokouli se cyklóny ve středních šířkách tvoří podél polární fronty, což je pásmo nízkého tlaku v zeměpisných šířkách těsně pod póly, které se nachází mezi dvěma velkými oblastmi vysokého tlaku: subtropickou tlakovou výší na jihu a polární výší na severu.  Na obloze zuří boj mezi teplým a vlhkým vzduchem z tropů a studeným vzduchem z pólů. Termín "polární fronta" vlastně poprvé navrhli norští meteorologové Jacob Bjerknes a Halvor Solberg při studiu bouří ve středních zeměpisných šířkách v Norsku; zuřila první světová válka a zdálo se, že hranice mezi teplým a studeným vzduchem je jako bojová fronta mezi spojeneckými a centrálními silami. Obecně můžeme tyto dva protivníky nazvat vzduchovými hmotami, což jsou rozsáhlá tělesa vzduchu s podobnou teplotou a vlhkostí, která se tvoří nad určitou oblastí.  Například když se nad tropickými oceány vytvoří vzduchová hmota, bude relativně teplejší a vlhčí než ta, která se vytvoří nad mrazivým vnitrozemím severní Kanady, která bude studená a velmi suchá.

A jak se pohybují, přinášejí s sebou své teploty a vlhkost.  Ve středních zeměpisných šířkách dochází k častým střetům vzduchových hmot. A odtud pochází spousta bouřek a srážek, protože když se různé vzduchové hmoty setkají, jsou jako voda a olej nebo Godzilla a Mothra - nemají rády míchání.   Místo toho se setkávají podél šikmých hranic, kterým se říká fronty. Pokud se například studená vzduchová hmota cítí divoce a přiblíží se k teplé vzduchové hmotě, vznikne studená fronta. Příď postupující studené fronty je jako sněhový pluh, objímá povrch, protože je hustá a těžká, vytlačuje teplý vzduch z cesty a vyhazuje ho vzhůru. A se studenou frontou se mění vítr, klesají teploty a snižuje se tlak.  Pokud je vytlačený teplý vzduch nestabilní, chce stoupat vzhůru a má hodně vlhkosti, dostaneme silný déšť z bouřek a postupující hradbu kumulů a oblaků cumulonimbus. Když však studená vzduchová hmota ustoupí, teplá vzduchová hmota uvidí svou šanci a vplíží se dovnitř, čímž se vytvoří teplá fronta. Teplý vzduch nemůže vytlačit hustší a chladnější vzduch u země, takže teplá fronta se přes něj přenese jako tlustá deka.  Celkově je teplá fronta mnohem méně náhlá a prudká než studená fronta a má tendenci se udržet a zanechává za sebou teplý a vlhký vzduch. Prvním příznakem je vysoká oblačnost cirrus, následovaná nižšími a hustšími oblaky altostratus a pak ještě nižšími a hustšími oblaky stratus, které přinášejí mrholení.  Různé vzduchové hmoty tak za sebou přinášejí různé počasí a ovlivňují povětrnostní podmínky v místech, kudy procházejí.

Teplé a studené fronty jsou relativně malé střety. Ale války - neboli cyklóny ve středních šířkách - mohou začít, když se studený vzduch a teplý vzduch setkají na polární frontě. Zatímco tyto vzduchové hmoty svádějí souboj blíže k zemskému povrchu, 5 kilometrů nad nimi probíhá další křížová výprava: západní proudění vyššího vzduchu. Tyto větry vanou velmi rychle, protože výše je menší tření.    A v rámci západních proudů vyššího vzduchu, asi 10 kilometrů nad Zemí, fouká vítr, který je opravdu velmi rychlý. Je to tryskové proudění polární fronty, které se pohybuje rychlostí až 450 kilometrů za hodinu a obtéká celou planetu. Přestože je vysoko v atmosféře, může malá změna v dráze tryskového proudění způsobit ohyb polární fronty, který vede ke vzniku oblasti nízkého tlaku, kde se střetává teplá fronta pohybující se směrem k pólu a studená fronta směřující k rovníku.  Když se vzduch sbíhající se a stoupající do oblasti nízkého tlaku změní v plnohodnotnou cyklónu ve středních zeměpisných šířkách, chladnější vzduchová hmota je hustší a pohybuje se rychleji, předbíhá spirálovitě se pohybující cyklonální teplou frontu a vklíní se pod ni. A neskončí to, dokud cyklóna nebude zcela odříznuta od teplé vzduchové hmoty, která byla jejím zdrojem energie a vlhkosti.  V tomto boji se polární fronta i polární frontální proudění mohou pohybovat i sezónně. Mohou řídit cyklonální systémy a jejich vzduchové hmoty napříč kontinentem, když v létě následují Slunce na sever do Arktidy a v zimě se stáčejí dále na jih.

A žádné dvě bouře nejsou stejné, protože žádné dvě vzduchové hmoty nejsou stejné. [Takže když se toho tolik děje, nemůžete meteorologům příliš vyčítat, že nepředvídají nepředvídatelné!] Mohutné meteorologické systémy nejsou ve středních zeměpisných šířkách ničím výjimečným, i když se tam teplé a studené fronty vyskytují často. V tropických a subtropických oceánech a mořích se také mohou vyskytovat spirálovité bouře nízkého tlaku, které patří k největším bouřím na Zemi. Bouře, která začíná v tropických oceánech mezi obratníkem Raka a obratníkem Kozoroha, může vyrůst do neuvěřitelné rychlosti větru přes 118 kilometrů za hodinu. Mají mnoho názvů: hurikány v Atlantiku, tajfuny v Pacifiku a cyklony v Indickém oceánu. (Nyní tedy mluvíme o tropických cyklonových bouřích. Ale natáčíme to na Floridě, blízko Atlantiku, takže jim od této chvíle budu říkat hurikány). Na rozdíl od soubojů mezi teplými a studenými vzduchovými masami ve středních šířkách se tropické hurikány formují z jediné teplé vzduchové masy. Bez studeného vzduchového protivníka neexistuje fronta.  Teplý vzduch nad oceány znamená velké množství vodní páry. Když tedy tento teplý vzduch stoupá a kondenzuje, uvolněná dodatečná energie podporuje jeho přeměnu ze slabé oblasti nízkého tlaku v prudkou, vířící bouři - sahající do výšky 12 až 14 kilometrů a zabírající celou výšku troposféry.  Komínový efekt vtahuje do systému stále více vlhkého vzduchu. Vzduch je nasáván u základny nízkým tlakem v oku hurikánu a vlivem Coriolisova jevu je posílán do spirály. Vzduch pak rychle stoupá k vrcholu a je plný vodní páry, která kondenzuje a uvolňuje latentní tepelnou energii, což vede k bouřkám a obrovskému množství deště.

Na studium hurikánů bylo vynaloženo mnoho času, úsilí a peněz, takže něco víme. Stejně jako v Atlantiku trvá oficiální sezóna hurikánů od prvního června do 30. listopadu. Hurikány se však nejčastěji objevují koncem léta a začátkem podzimu, kdy je hladina oceánu ohřátá na 26 stupňů Celsia nebo více a oceánský vzduch má maximální vlhkost. A zjistili jsme souvislost mezi zvyšující se teplotou povrchu moře a delší životností tropických bouří a jejich větší intenzitou v Atlantické pánvi. Při pohledu do budoucnosti modely naznačují, že intenzita extrémně silných bouří se v příštích desetiletích jen zvýší.  Stále se však máme co učit. Stejně jako nedokážeme s velkou jistotou předpovědět dráhu hurikánu více než tři dny předem, přestože ho sledují radary, letadla a meteorologické družice.  A místo, kde bouře dosáhne pevniny, se stává nejpalčivější otázkou, jak bouře roste a meteorologové sledují její pohyb. Zdrojem vlhkosti a energie hurikánů je teplý oceánský vzduch a voda, takže hurikány rostou, když jsou nad vodou, ale po dosažení pevniny se začínají rozptylovat.

Do té doby však již mohou způsobit spoustu škod v pobřežních obcích.  Hranici mezi vodou a pevninou v tropických a subtropických oblastech přirozeně tvoří mangrovové porosty a mokřady, které pohlcují hlavní nápor bouřkové vlny a chrání tak vnitrozemské oblasti před záplavami. Například nízko položené pobřežní oblasti Bangladéše a Indie tvoří největší deltu na světě a nachází se zde také Sundarbans, největší mangrovové porosty na světě. Nicméně i v tomto zakázaném ekologickém nárazníku se nacházejí rozsáhlá ohniska lidí a venkovských sídel, což souvisí s koloniální pozemkovou politikou a praktikami. Roste tlak na rozvoj těchto pobřežních oblastí za účelem chovu ryb, turistiky, výroby a těžby ropy a zemního plynu - všechny tyto činnosti ničí mangrovy spolu s ekologickými funkcemi, které zajišťují.  Pokud toto ničení přirozeného nárazníku spojíme s vědecky podloženým faktem, že nejlepší varování před hurikány jsou vydávána přibližně 36 hodin předem, nezbývá než doufat, že naše dopravní infrastruktura zvládne tak rychlou hromadnou evakuaci, aby zachránila životy lidí.

A v Bangladéši, nejhustěji osídlené zemi na světě, nemůže být tento úkol v sázce více. V zemích, jako jsou Spojené státy, dochází v oblastech náchylných k hurikánům k dalšímu růstu počtu obyvatel, hospodářskému rozvoji a urbanizaci. Přestože se zlepšily systémy varování před hurikány a podařilo se zachránit více životů, ztráty na majetku a počet vysídlených osob neustále roste.  Náš vztah k počasí je komplikovaný, protože mnoho z našich zkušeností závisí na tom, kde a proč stavíme své komunity.  Lehké mrholení v blízkosti teplé fronty může vyžadovat holínky do deště nebo deštník, bouřka v blízkosti studené fronty nás může přimět k tomu, abychom utíkali dovnitř a utěšovali své psy před hromobitím, ale škody tropických bouří mohou vést k neuvěřitelně vážným následkům.  Nikde na Zemi se nemůžeme počasí zcela vyhnout, takže záleží na našich rozhodnutích, pod jakým kouskem atmosféry budeme žít.