Tornáda na území České republiky Čím se liší od tajfunu, hurikánu nebo cyklonu MARTIN SETVÁK Když se řekne tornádo, většina z nás si vybaví severoamerické Velké pláně a tamní silné bouře. Jen málokdo ví, že se tornáda vyskytují také na našem území, i když podstatně vzácněji než v USA. Slovo pochází ze španělského tornado od tornar točit se, vířit (viz též lat. tornare). S tornády se lze setkat téměř všude na Zemi, přičemž jejich frekvence závisí na místních klimatických poměrech. Na území České republiky bývá tornádo zjištěno v průměru jednou za rok až dva, jejich skutečná frekvence však může být několikanásobně vyšší. Zuřivý trpaslík tornádo Je třeba zdůraznit rozdíl mezi tornádem a tajfunem, hurikánem či cyklonem. Středoevropané si tyto termíny pletou. Většina z nás se s ničivými vichřicemi v podobě vírů setká nanejvýš na televizní obrazovce. Hurikán, tajfun nebo cyklon jsou jenom různé názvy pro tropickou cyklonu, obří vír o průměru několika set kilometrů, který vzniká nad teplými tropickými moři a trvá kolem jednoho až dvou týdnů (viz obrázky na s. 561 a 562 a na obálce). Tornádo je ve srovnání s ním trpaslík, jeho průměr se pohybuje v desítkách až stovkách metrů a po zemském povrchu nebo vodní hladině se prohání desítky sekund až několik minut (výjimečně i desítky minut). Tornáda bývají doprovázena dvakrát silnějším větrem než tropické cyklony, tudíž mohou lokálně způsobit výraznější škody (viz obrázky na s. 559 a 560). V celkových škodách však tropické cyklony tornáda předčí. Je to jednak tím, že tropická cyklona během svého života zasáhne nesrovnatelně větší území než tornádo, a dále tím, že značnou část škod způsobených cyklonami má na svědomí doprovodné vzedmutí mořské hladiny. Tornádo je silně rotující vzdušný vír, vznikající pod kumulonimbem (viz Vesmír 78, 262, 1999/5). V češtině se někdy místo tornádo používá označení tromba (trubka). Tento termín obecnějšího významu však zahrnuje jakýkoliv atmosférický vír s vertikální osou rotace a průměrem od několika metrů do několika set metrů. Mezi tromby lze řadit i výrazně slabší formy atmosférických vírů například různé písečné či prašné víry. Zatímco prašné nebo písečné víry vznikají většinou jako důsledek mělké konvekce (ve spodních hladinách troposféry) nad přehřátým zemským povrchem, pro vznik tornáda je nutná vertikálně mohutná konvektivní bouře, jejíž jádro rotuje. (Prašné nebo písečné víry pod bezoblačnou oblohou tedy nelze za tornáda považovat.) DOMÁCÍ TORNÁDA V HISTORII První historicky doložené tornádo máme z r. 1119 v Kosmově kronice: Dne 30. července ve středu, když se již den chýlil k večeru, prudký vichr, ba sám satan v podobě víru, udeřiv náhle od jižní strany na knížecí palác na hradě Vyšehradě, vyvrátil od základů starou, a tedy velmi pevnou zeď, a tak což jest ještě podivnější zjev kdežto obojí strana, přední i zadní, zůstala celá a neotřesená, střed paláce byl až k zemi vyvrácen a rychleji, než by člověk přelomil klas, náraz větru polámal hořejší a dolejší trámy i s domem samým na kousky a rozházel je. Tato vichřice byla tak silná, že kdekoliv zuřila, v této zemi svou prudkostí vyvrátila lesy, štěpy a vůbec vše, co jí stálo v cestě. Podobných událostí najdeme v různých kronikách více. V některých případech je zřejmé, že se popisuje tornádo (když kronika hovoří např. o černém sloupu nebo víru ), jindy se o tom lze pouze dohadovat (zejména při použití termínu smršť). Zajímavý jev nastal r. 1586 na Orlíku vodní smršť vynesla s vodou ze dvou rybníků do výše i kapry a štiky a rozptýlila je po okolní krajině. Podobného původu byl zřejmě i déšť ryb zaznamenaný v pamětní knize fary v Nové Vsi u Mladé Vožice: Téhož roku 1761 ve vigílii sv. Jana Křtitele, tj. 23. června, o půldruhé hodině noční povstala velká bouře spojená s blýskáním. Po ní následoval hojný déšť, při němž v Nové Vsi ve velkém množství padaly rybičky podobné pstruhům. Lidé je sbírali a byly výborné chuti. Pravděpodobně nejznámějším historickým tornádem na našem území je větrná smršť z 13. října 1870 v Brně, dokumentovaná Gregorem Mendelem [2]. Jeho velmi podrobný a exaktní popis události lze považovat za předěl mezi historickými kronikami a nástupem moderní éry. Rotace konvektivní bouře, která může zplodit tornádo, začíná od jejích středních hladin (v našich zeměpisných šířkách asi 3 až 7 km nad zemským povrchem). U zemského povrchu vtéká do bouře teplý vzduch, který může být za jistých podmínek nositelem značné, původně horizontální rotace. Jak je vtékající vzduch nasáván do vzestupného proudu uvnitř bouře, mění se postupně rotace ve vertikální. Nakonec se ve středních hladinách roztočí jádro bouře, většinou v cyklonálním smyslu (na severní polokouli proti směru hodinových ručiček, osa rotace je přibližně kolmá k zemskému povrchu). Rotace bouře se později může šířit jak vzhůru, tak směrem k zemi. Bouře s prokazatelnou rotací se nazývá supercela (viz Vesmír 78, 262, 1999/5), rotující jádro bouře bývá označováno jako mezocyklona. Ještě před několika roky se předpokládalo, že třetina až polovina supercel je provázena tornádem; podle experimentů, které v posledních čtyřech letech proběhly v Oklahomě (projekt VORTEX), jich je méně (15 až 20 % supercel). Rotace bouře rozšířená až k spodní základně oblačnosti je tedy pro vznik tornáda nezbytná, nikoliv však postačující. Zatímco mechanizmus vzniku rotace supercel se zdá být zřejmý, kolem spouštěcího mechanizmu tornád dosud panují rozpaky. Vznik tornáda souvisí s krátkodobým zesílením rotace uvnitř bouře, čímž zesílí i cirkulace pod spodní základnou oblačnosti. Poté se vysune oblačná zeď (wall cloud) nebo spíš sloup. Je to jakýsi nízký válec oblačnosti značně proměnlivého vzhledu (obr. 1). Vysouvá se ze spodní základny bouře směrem k zemi a rotuje s dobou rotace do několika desítek sekund. Právě z něj se může (ale nemusí) spustit k zemi tornádo. RNDr. Martin Setvák viz Vesmír 78, 262, 1999/5 http://www.cts.cuni.cz/vesmir VESMÍR 78, říjen 1999 557
1. Schematické znázornění vzhledu tornáda: A boční pohled na bouři s vyznačením polohy tornáda; obdélníkem je znázorněna oblast zobrazená v detailu na obr. B až D; B základní rysy vzhledu tornáda a jeho bezprostředního okolí: (1) spodní základna oblačnosti bouře; (2) oblačná zeď (wall cloud); (3) rotující sloup vzduchu, většinou neviditelný, zde znázorněn pouze pro zdůraznění souvislosti mezi kondenzačním trychtýřem (4) a prašným vírem (5); C případ, kdy prach zdvižený tornádem zcela zahalí kondenzační trychtýř či chobot; D opačný extrém: kondenzační chobot dosahuje až k zemskému povrchu a v jeho okolí je jenom velmi málo zvířeného prachu. chobotu s hladkým povrchem, v němž v důsledku rotace poklesne tlak a vodní páry kondenzují; proti němu, od země vzhůru, směřuje vír prachu a trosek, který někdy kondenzační trychtýř či chobot zcela zahalí. Mohou však nastat i případy, kdy vzduch je natolik suchý nebo rotace tak pomalá, že uvnitř tornáda viditelná kondenzace vodních par nenastane. Pak má tornádo podobu prašného víru rotujícího pod oblačnou zdí. Opačný extrém znamená, že se vytvoří pouze kondenzační trychtýř bez poletujícího prachu. Tato varianta nastává především nad vodní hladinou, pak se hovoří o vodní smršti. Vzniká tam, kde je mořská hladina výrazně teplejší než okolní vzduch například v západním Středomoří v podzimních měsících. Z větší vzdálenosti se tornádo jeví jako šedý sloup bez výraznějších detailů. Bezprostředně kolem víru vlastního tornáda bývají podružné savé víry, jejichž životnost je výrazně kratší než trvání tornáda, mívají však ještě silnější destrukční účinky než jejich nosné tornádo. Právě existence savých vírů vysvětluje případy, kdy je jeden domek úplně zničen, kdežto sousední jen lehce poškozen. Zatímco vlastní tornádo za sebou zanechává víceméně rovnoměrnou stopu zkázy, širokou od několika desítek do několika set metrů, savé víry jsou nevyzpytatelné. Různorodost jejich účinků je dána krátkou dobou jejich života, proměnlivostí jejich počtu (od jednoho do pěti zároveň), rychlostí rotace tornáda a rychlostí jeho postupu. Savé víry opisují na zemi spirály nebo cykloidy, jejichž hustota je dána právě kombinací těchto faktorů. Tomu pak odpovídá i proměnlivost škod právě jejich analýzou byla v 60. letech existence savých vírů prvně prokázána (později byly identifikovány i na filmových záběrech). Vzhledem k tomu, že neznáme spouštěcí mechanizmus tornáda, je jeho předpověď obtížná, ne-li nemožná. Známe typické prostředí, v němž supercely vznikají. Horší ale je, že se v supercelu může transformovat třeba jenom jedna z více bouří existujících v dané oblasti zároveň; proč se v supercelu vyvine právě tato bouře a ne jiná, to se zatím přesně neví. Výstražná služba v USA vznik supercel monitoruje. Každá z nich je považována za potenciální tornádickou a obyvatelstvo je na jejich vznik upo- Prašný vír a vodní smršť Pozorovatel sledující tornádo zblízka (do několika km) vidí zpravidla dva projevy rotace: směrem dolů se vysouvá útvar podobný nálevce, štíhlému válci nebo 2. Velký snímek na protější straně a oba snímky na straně 560: Polomy jižně od kláštera Teplá. Většina smrků v průseku byla ulámána a ukroucena, menší část vyvrácena. Pahýly ulámaných stromů byly různě vysoké. Zdánlivá ukroucenost vzrostlých smrků svědčí o prudké změně směru větru při pádu stromu. Pro celý průsek bylo typické, že přes stromy ulámané nebo vyvrácené směrem k severu ležely stromy orientované k severovýchodu až východu (leží tak i kmeny pod ukrouceným smrkem). 3. Malý tmavý obrázek na protější straně: Záznam přechodu bouře z 21. 22. 7. 1998 přes západní a severní Čechy z pohledu meteorologického radaru v Praze-Libuši. Žlutě až červeně je znázorněna poloha jádra bouře po dvacetiminutových intervalech. Bouře postupovala od jihozápadu k severovýchodu a zanechala za sebou polomy v polesích Teplá a Toužim a menší škody na budovách v několika usedlostech a obcích poblíž kláštera Teplá. 4. Malý světlý obrázek na protější straně: Mapa okolí průseku jižně od kláštera Teplá s vyznačením jeho přibližné polohy a rozsahu. Zatímco většina polomů v oblasti byla zjevně způsobena mikrobursty, mezi obcí Pěkovice a usedlostí Na Říčce zůstal po bouři průsek široký kolem 100 až 150 metrů a dlouhý bezmála kilometr. Téměř s jistotou to svědčí o výskytu tornáda. s s 558 VESMÍR 78, říjen 1999 http://www.cts.cuni.cz/vesmir
http://www.cts.cuni.cz/vesmir VESMÍR 78, říjen 1999 559
zorněno rozhlasem a televizí. Pokud se tornádo skutečně objeví, jsou varovány oblasti, kam směřuje. Výstrahu je však možné vydat pouze 10 až 15 minut předem, než tornádo dorazí. Základním monitorovacím prostředkem jsou dopplerovské radary a pozemní pozorování, testují se možnosti akustické detekce tornád. Domácí tornáda v posledních letech Informace o soudobém výskytu tornád na území České republiky lze rozdělit do dvou kategorií. Do první spadají přímá svědectví (výpovědi svědků), do druhé nepřímé důkazy (analýza škod). Velmi žádoucí by byly fotografie nebo videozáznamy, jichž je zatím poskrovnu. Při prověřování svědectví o výskytu tornáda je především potřeba zjistit charakter cirkulace popisovaných vírů. V našich končinách však veřejnost nemá o vzhledu tornád povědomí, a tak si leckdo ani neuvědomí, že se třeba právě na jedno dívá. Opačným extrémem je, když lidé považují za tornádo jakýkoliv vír, např. s horizontální osou rotace. V takovém případě nejde o tornádo, ale o čelo húlavy (od hulati hýřit, bujně si vésti). Húlava je horizontálně rotující válec vzduchu, vyskytující se občas na čele studeného vzduchu, který vytéká z bouře a následně se rozlévá do jejího okolí. Jindy svědci popisují zavíření vzduchu, za kterým se ale skrývají jenom místní turbulentní víry, například za různými překážkami (zejména za budovami). Některá svědectví výskytu tornád jsou nezpochybnitelná například tornádo u Lanžhotu 26. 5. 1994 nebo tornádo, jež prošlo údolím Juhyní v Hostýnských vrších 8. 7. 1996. Pokud se však vyskytne bouře, jejíž následky přítomnosti tornáda nasvědčují, je možné jeho výskyt prokázat nebo vyvrátit ze zanechaných stop. Pro stopy zanechané tornádem je typický poměrně úzký, ale dlouhý pás ulámaných, utrhaných nebo vyvrácených stromů. Samotný charakter poškození jednotlivých stromů ještě nic neznamená podobně jako po přechodu tornáda vypadají i lesní polomy způso- JAK SE CHOVAT PŘI TORNÁDU Bezpečnost především! Je-li to možné, tornádu se vyhněte a nehrajte si na lovce bouří. Profesionálové dobře vědí, co si mohou dovolit mají zkušenost, jak se bouře a tornáda chovají. Scény z některých filmů (např. Twister) nemají s realitou mnoho společného; bezprostřední střet s tornádem přežije málokdo. Pokud by se však tornádo pohybovalo v bezpečné vzdálenosti (a nepřibližovalo se!), pak si poznamenejte místo pozorování, odkud a kam se tornádo pohybovalo, přesný čas výskytu a dobu jeho existence, smysl rotace (jestli jeho strana, která je k vám blíže, rotuje zleva doprava nebo obráceně), zda bylo tvořeno jediným vírem atd. Jestliže máte fotoaparát nebo videokameru, foťte a nahrávejte co nejvíce a pokud možno poznamenejte přesné časy svých záběrů. Nemáte-li dokumentační techniku, pokuste se alespoň o skicu. Čím dříve dodáte informace meteorologům, tím pro ně budou cennější. Svá pozorování můžete hlásit buď přímo autorovi článku (ČHMÚ, Na Šabatce 17, 143 06 Praha 4, tel. 02/44033288, e-mail setvak@chmi.cz), nebo v kterékoliv regionální pobočce ČHMÚ (s prosbou o předání autorovi článku). 560 VESMÍR 78, říjen 1999 http://www.cts.cuni.cz/vesmir
MADAGASKAR svìt sám pro sebe výstava o pøírodì a lidech jedineèného ostrova Na rozdíl od tornád, která jsou maličká a mají jen lokální význam, jsou cyklony atmosférické jevy planetárních rozměrů viditelné i z oběžné dráhy. Na snímku je patrný hurikán Andrew (srpen 1992) nad Mexickým zálivem a Texasem a další cyklona nad Atlantikem. Snímek NASA 5. 11. 1999 29. 2. 2000 Muzeum mìsta Ústí nad Labem úterý až pátek 9 17; sobota 10 18 bené mikrobursty bublinami velmi chladného vzduchu o průměru několika desítek až stovek metrů, které (poměrně vzácně) doprovázejí sestupné proudy uvnitř bouří. Na zemský povrch dopadají velkou rychlostí, čímž mohou způsobit značné škody. K zjištění původce polomů přispívá orientace popadaných stromů a orientace delší osy polomu vůči Byl první ve Vesmíru Radek Kratina, jeden z nejvýznamnějších českých umělců 20. století, byl první ve Vesmíru v jeho nové výtvarné příloze v srpnu 1990. Průkopník konstruktivního umění u nás, jehož variabily i grafiky představují vrchol tvůrčí vynalézavosti a dokonalosti. Člověk nesmírně skromný, nenápadného vzhledu, ale pronikavého hledu. Vděčím mu za mnoho, za krásné rozhovory na vernisážích, za to, že mi půjčoval své oči, abych i já mohl chvilku vidět. Radek Kratina zemřel 10. září 1999. Jiří Fiala http://www.cts.cuni.cz/vesmir VESMÍR 78, říjen 1999 561
Nahoře: Sekvence tří pohledů na hurikán Andrew, který postihl Spojené státy roku 1992. Snímky pocházejí z 23., 24. a 25. srpna, jak hurikán postupoval z východu na západ. Oba snímky NASA Dole: Hurikán Andrew snímaný v jiné části spektra. Jednotlivým kanálům pak byla přiřazena červená, zelená a modrá barva (RGB; pro tisk byly barvy samozřejmě převedeny do barevného prostoru CMYK, pozn. red.) směru postupu bouře, popřípadě změny směru nebo divergence směru pádu jednotlivých stromů uvnitř polomů, či vzájemná orientace jednotlivých polomů vůči sobě. Při rozhodování, zda škodu způsobilo tornádo, nebo mikroburst, může pomoci letecké snímkování. Zatím však chybí hlubší spolupráce mezi meteorology a odborníky zabývajícími se lesními polomy. V praxi je obhlídka postižených míst zpravidla kombinací jak hledání svědků, tak způsobených škod. (Je však nezbytné navštívit postižená místa co nejdříve nejlépe do 24 hodin.) Podle odhadů se u nás tornádo vyskytne jednou za rok až dva. Mohlo by se zdát, že výskyt tornád na našem území je natolik vzácný, že nebezpečí je zanedbatelné. To, že se tornáda v posledních letech proháněla převážně v řídce osídlených oblastech nebo že byla slabší intenzity, je však pouze statistika. Není důvod předpokládat, že se ničivá tornáda budou vyhýbat větším městům i nadále. Druhou stranou mince je však to, že se proti nim nedá téměř nic dělat lze se jim pouze vyhnout nebo se před nimi ukrýt, pokud obyvatelstvo dostane včasnou výstrahu. Vzhledem k nízké frekvenci jejich výskytu zatím nelze předpokládat, že by u nás byl zaveden podobný výstražný systém, jaký provozuje americká povětrnostní služba. LITERATURA [1] Tornáda na území České republiky. Internetové stránky ČHMÚ, družicové oddělení (http://www.chmi.cz/meteo/sat/torn/tor_main. html) [2] Jan Munzar: Gregor Mendel meteorolog. Čs. čas. fyz. A 31, s. 63 67, 1981 562 VESMÍR 78, říjen 1999 http://www.cts.cuni.cz/vesmir