Vědci tyto extrémní mrazy sledují proto, že ukazují, jak tenká je hranice mezi běžným zimním počasím a stavem, kdy se lidské tělo i technika ocitnou v prostředí, které dokáže ničit během minut. Jaké typy mrazů patří k nejnebezpečnějším? A čím se liší od běžného chladu?
Katabatické větry: prudký sestup chladu z výšin
Jeden z nejextrémnějších jevů vzniká tam, kde se studený vzduch z nadmořských výšek řítí dolů rychlostí hurikánu. Tyto katabatické větry jsou typické pro Antarktidu a Grónsko a mohou dosahovat rychlosti až 320 km/h, což je v kombinaci s teplotami pod −60 °C prostředí, které se blíží fyzikálním limitům přežití.
V těchto podmínkách se vzduch chová jako tekutina — proudí po kontinentu a přenáší extrémní chlad na obrovské vzdálenosti. Katabatické větry jsou jedním z hlavních důvodů, proč má Antarktida tak výrazně odlišné klima od Arktidy: nejen nízká teplota, ale tlaková dynamika vytváří stabilní „řezavé“ proudění, které může trvat celé hodiny.
Arktické advekce: když se studený vzduch propadne na jih
Další typ extrémního mrazu vzniká, když se arktický vzduch posune do nižších zeměpisných šířek. Tyto advekce neboli „průniky polárního vzduchu“ jsou stále častější v důsledku změn proudění v atmosféře.
Studený vzduch z Arktidy se rychle přesouvá na jih, kde narazí na teplejší oblast. Rozdíl teplot vytváří drsné tepelné gradienty, které generují větry působící jako brusný papír: obsahují mikroskopické ledové krystalky, které se srážejí ve vzduchu a při vysoké rychlosti způsobují pocit, že mráz „řeže“.
Tento jev byl zaznamenán například v Severní Americe během tzv. „polar vortex outbreaks“, kdy i města jako Chicago či New York zažila podmínky s pocity chladu pod −40 °C.
ČTĚTE TAKÉ: Nejchladnější místo na Zemi už neexistuje: rekordní data z Antarktidy překonala vlastní extrém
Antarktické „diamond dust“: ledový prach vznášející se ve vzduchu
Na první pohled působí tento jev poeticky — tisíce drobných krystalků ledu se vznášejí ve vzduchu a lesknou se jako diamanty. „Diamond dust“ vzniká při extrémně stabilním, suchém mrazu kolem −40 až −60 °C.
Co je dělá výjimečnými, je velikost a struktura krystalů. Jsou tak malé, že reagují i na mírný pohyb vzduchu, a když se do nich opře slabý vítr, vytvářejí pocit ledového mikrobrusu. Tento efekt je zvlášť patrný v oblastech kolem jižního pólu, kde se suché mrazy pojí s vysokým slunečním úhlem, což vede k širokým světelným halo kolem Slunce.
Pohyb v takovém prostředí není nebezpečný jen kvůli nízké teplotě, ale také kvůli mikroskopickému ledu, který se dostává do očí, nosu i dýchacích cest.
Chinook a fén: mráz, který mizí a vrací se během hodin
Zajímavým kontrastem extrémních mrazů jsou větry, které způsobují náhlé oteplení, následované opětovným prudkým poklesem teplot. Tyto jevy — nejznámější je chinook v Severní Americe a fén v Alpách — dokáží během minut změnit teplotu o desítky stupňů.
Proč patří do kategorie „řezavých“ mrazů? Protože prudké střídání tepla a chladu vytváří ostrý tepelný šok, který se podepisuje na námraze, stabilitě sněhové pokrývky i schopnosti organismů adaptovat se.
Po návratu studeného vzduchu vzniká led s hranatou strukturou, která zvyšuje lom světla i tvrdost povrchu. V kombinaci s větrem pak mráz působí velmi agresivně.
ČTĚTE TAKÉ: Tryskové proudění se láme: proč nové mrazové a sněhové epizody překvapují i meteorology
Arktické driftery: tající led, který vytváří vlastní vítr
V oblastech sezónního ledu se objevuje unikátní typ větru, který vzniká nad roztříštěným mořským ledem. Když dojde k oteplení a led se rozdělí na menší bloky, mezi nimi vznikají mikroskopické kanálky. Jak se mrazivý vzduch pohybuje nad nerovným povrchem, vznikají turbulentní proudy se specifickým „ostře řezavým“ charakterem.
Tento jev je málo známý, ale dobře dokumentovaný polárními expedicemi. Ve výpovědích vědců se objevuje popis větru, který „působí ostřeji“ než běžné antarktické proudy, právě kvůli kombinaci s hrubým ledovým povrchem.
Proč jsou tyto mrazy extrémní: fyzika, která funguje proti člověku
Extrémní mrazy spojené s větrem jsou nebezpečné ze tří důvodů:
rychlá ztráta tepla — kombinace větru a mrazu násobí ochlazování exponenciálně,
mikroskopické částice ledu, které vytvářejí efekt „řezání“,
nestabilní prostředí, které se mění během minut.
Vědecké studie ukazují, že právě tyto podmínky jsou jedny z nejhorších pro lidské přežití, protože tělo nedokáže efektivně regulovat teplotu ani se adaptovat na prudké změny.
ČTĚTE TAKÉ: Proč jsou dnešní zimy jiné než v našem dětství: vědecká rekonstrukce změny klimatu střední Evropy
Mrazivý svět, který nutí vědce přehodnotit hranice klimatologie
Zkoumání extrémních mrazů není jen akademická disciplína. Pomáhá pochopit, jak se mění atmosférická cirkulace, jak budou reagovat polární oblasti na oteplování a jak se extrémní jevy mohou rozšířit do oblastí, které je historicky nezažívaly.
Fenomeny jako katabatické větry, arktické advekce či „diamond dust“ ukazují, že náš vztah s atmosférou je mnohem křehčí, než se zdá. A že extrémní mráz není jen nízká teplota — ale dynamický systém, který může mít sílu ničit.
Zdroje
Parish, T. R. & Bromwich, D. H. (2007). Antarctic Katabatic Winds: A Review. Reviews of Geophysics, 45.
Serreze, M. C. & Barry, R. G. (2011). The Arctic Climate System. Cambridge University Press.
Walsh, J. E. (2014). Intensified Arctic Advection Events. Journal of Climate, 27(3).
Schwerdtfeger, W. (1984). Weather and Climate of the Antarctic. Elsevier.
Geerts, B. & Linacre, E. (2010). Chinook and Föhn Dynamics. Atmospheric Science Letters, 11.
WMO (World Meteorological Organization). Polar Weather Reports (2023).