U zrodu planetární bouře (1): Jaké panuje počasí na okolních planetách?

Extrémní meteorologické jevy na Zemi se podařilo poměrně dobře popsat, zejména proto, že disponujeme odpovídajícím měřením jak přímo z místa, tak z kosmických družic. Mezi nejvýraznější patří tropické bouře, jež se v různých částech světa označují odlišně: v Indii jde o cyklon, v Austrálii o willi-willi, v jihovýchodní Asii o tajfun, na Filipínách o bagyo a v Atlantském oceánu o hurikán. Meteorologické označení pro všechny tyto jevy však zní stejně – tropická cyklona. 

Situace na Zemi

Jedná se o atmosférický útvar tlakové níže v podobě obrovského víru, s charakteristickým okem uprostřed. V rotujícím víru pozorujeme mohutné oblaky, silné větry, které ženou vysoké vlny, a bouřkové jevy. Tropické cyklony fungují na principu tepelného motoru. Vznikají vždy nad oceánem v subtropické oblasti a příznivé podmínky pro jejich zformování představují teplá mořská voda, vysoká vlhkost vzduchu a malé vzdušné proudění v dané oblasti. 

Zdrojem energie je pro cyklonu teplo uvolněné z kondenzace vodních par. V lokalitě se vytvoří tlaková níže, do níž (spirálovitě) proudí vzduch z okolí. K tomu, aby struktura začala rotovat, je zapotřebí tzv. Coriolisova síla, která je však v bezprostředním okolí rovníku slabá – tropické cyklony proto vznikají až zhruba 20–30° od nejdelší rovnoběžky. Prudkým větrem zesiluje výpar vody v již zformované bouři, tlakový rozdíl narůstá a útvar mohutní. Aby se cyklus udržel, musí bouře zůstat nad vodní hladinou, kde je dostatek potřebné vzdušné vlhkosti. Proto se hurikány vždy postupně rozpadnou, jakmile proniknou nad pevninu. 

Se způsobem vzniku tropických cyklon souvisí i období jejich výskytu. Nejvíc se jich objevuje v pozdním létě, kdy je teplota oceánské vody nejvyšší. Nicméně jelikož léto v různých oblastech světa vrcholí jindy, nastává sezona tropických bouří v různých částech planety rovněž jindy: například u hurikánů trvá od června do listopadu, u willi-willi přichází obvykle v únoru a v březnu. 

Nejen voda, ale i písek

Zdálo by se, že nad pevninou se tak extrémní rozmary počasí objevit nemohou, opak je však pravdou. Pomineme-li lokální jevy, jako například silné bouřky či tornáda, i rozsáhlé oblasti souše může zasáhnout extrémní atmosférický jev. Postižena bývají zejména aridní – tedy suchá – území s minimem vegetace. Silný vítr zvedá do atmosféry prach nebo písek, který se pak s pohybem vzdušné masy přenáší a ukládá v nových lokalitách. Mluvíme o prachových či písečných bouřích a nejčastěji se přirozeně vyskytují v pouštních oblastech, například na Sahaře, v poušti Gobi nebo v Austrálii. 

Písečné bouře sice nemají tak ničivý potenciál jako tropické cyklony, přesto jsou nebezpečné, neboť výrazně snižují viditelnost a mohou zasypat rozsáhlé území vrstvami unášeného materiálu, jenž silně obrušuje všechno, co mu stojí v cestě. Navíc dokážou materiál transportovat na velké vzdálenosti – nejednou saharský písek pronikl i k nám. 

Neviditelný Mars

Zájemci o astronomii a dění v kosmickém prostoru dobře vědí, že velmi bouřlivé atmosféry mají především obří planety. Nabízelo by se tedy vysvětlení, že mohutnost bouří přímo souvisí s velikostí tělesa. Plynní obři také rychle rotují, což by rovněž mohlo přispívat ke vzniku extrémů. Obojí může být pravda, o to víc však překvapí, že bouře nesrovnatelné s těmi pozemskými se vyskytují na tělese mnohem menším než naše planeta – na Marsu. 

Původcem marsovských bouří je prach, který také představuje tamní nejdůležitější erozivní činitel. Již mnohokrát značnou část rudé planety, či přímo celý její povrch překryl prašný závoj, takže dočasně nebyly vidět žádné podrobnosti. Naposledy k tomu došlo v polovině roku 2001, kdy se původně malá prachová bouře rozšířila z pánve Hellas na celý Mars. Podobně rozsáhlá bouře řádila, když v roce 1971 dorazila k planetě její první umělá družice – Mariner 9: nad oblaka prachu tenkrát vykukovaly jen vrcholky sopek, například Olympus Mons. 

Drobnější bouře jsou na Marsu časté a víme o nich díky neustálému dohledu kosmických sond. Avšak celoplanetární – globální – prachová bouře, to je něco jiného. Rudá planeta má sice ve srovnání se Zemí poloviční průměr, ale nevyskytují se na ní žádné oceány. Proto se její povrch vyrovná velikosti všech pozemských kontinentů. Je přitom velmi obtížné představit si prachovou bouři, která na řadu měsíců zahalí veškerou souš na Zemi! 

V hlavní roli prach

Atmosféra Marsu je poměrně řídká, 250× méně hmotná než ta pozemská, tudíž velmi živě reaguje na každou změnu teploty. Navíc se na planetě nachází spousta jemného prachu, který vítr zvedá až 50 km nad její povrch – ale protože na Marsu nikdy neprší ani nesněží, plynný obal se srážkami nečistí. 

Prachové částečky vznášející se v atmosféře rudé planety pohlcují sluneční energii a zahřívají své bezprostřední okolí. Za normálních okolností se takto přemění na teplo jen několik procent energie, ale při intenzivním výskytu prachu dojde k absorpci plné třetiny energie přicházející od Slunce. Teplé vzduchové kapsy se pak přesouvají do chladnějších oblastí a vzniká vítr: čím je silnější, tím víc prachu z povrchu zvedá – a kolotoč příčin a následků se roztáčí. Fyzikové mluví o kladné zpětné vazbě.

Marsovské prachové bouře jsou dost četné ve všech ročních obdobích, zejména v rovníkových oblastech: typicky zachvátí plochu asi jednoho milionu čtverečních kilometrů, přičemž částečky v atmosféře poletují rychlostí 15–30 m/s. Živel však obvykle za několik dní odezní a prachový oblak se rozpadne. Zárodky velkých bouří na Marsu často pozorujeme v krajině Hellespontus, kde se zřejmě díky příhodnému tvaru terénu větry zesilují, a lokální prachová bouře tak může přerůst v globální. K jejímu vzniku je ovšem zapotřebí i sluneční energie, proto se většina velkých bouří objevuje v době, kdy na jižní polokouli Marsu nastává léto – tehdy se totiž planeta ocitá poblíž přísluní. 

Výzva pro kolonizátory

Pozemské bouře bývají podstatně menší než ty marsovské zejména ze dvou příčin. Zaprvé naše planeta nepředstavuje globální poušť a vyskytuje se na ní příliš málo prachu, než aby se jím taková bouře vyživila. Pokud kupříkladu vznikne prachový oblak na poušti Gobi a vítr jej zanese až nad moře, zakrátko se mračno rozpadne, protože zdola nemá žádný přísun dalšího materiálu. A za druhé: Prach v zemské atmosféře nedokáže tak výrazně zvýšit její teplotu. Na Zemi funguje jako obrovský tepelný regulátor voda, takže obvyklé zaprášení vzduchu nikdy nezvedne jeho teplotu například o 30 °C, k čemuž běžně dochází během prachových bouří na Marsu.

TIP: Hurikány, bouře a tajfuny: Takhle vypadají největší pozemské superbouře z vesmíru

Jelikož na naší planetě nedosahuje žádná prachová bouře rozměrů svých marsovských kolegyň, není snadné si představit, jaké to je ocitnout se v jejím středu. Posádky plánovaných expedic na Mars však budou muset zmíněnému jevu určitě čelit a nejspíš půjde o značně depresivní zkušenost: šero potrvá několik týdnů až měsíců, do stěn základny budou neustále bubnovat prachová zrnka, dovnitř téměř jistě pronikne drobný prach a rádiová komunikace mimo stanici bude přinejmenším obtížná. 

Jakmile však bouře zachvátí celou rudou planetu, teplota u povrchu poklesne natolik, že v nejnižších vrstvách atmosféry větry zcela ustanou. Bouři tak nebude sytit další prach, nicméně ten zvířený bude klesat jen pomalu. Potrvá pak dlouho – dva až tři měsíce –, než živel odezní a ovzduší se trochu pročistí.