Jan Munzar
Geografický ústav ČSAV, Brno
V tištěné podobě vyšlo v Čs. čas. fyz. A 31, 1981, s.63-67 (došlo 23.4.1980)
"Dne 13. října 1870 měli jsme v Brně příležitost pozorovat velmi vzácný jev, větrnou smršť neboli trombu a současně jsme se mohli přesvědčit o škodách, které tento zlomyslný povětroň může způsobit. Jakkoli impozantním se může toto hřmotné drama jevit z určité vzdálenosti, tak nebezpečným a nepříjemným se stává pro všechny, kdož s ním přijdou do bezprostředního styku. To poslední mohu potvrdit z vlastní zkušenosti, neboť větrná smršť z 13. října se přehnala nad mým bytem v klášterní prelatuře na Starém Brně, a mohu děkovat jen šťastné náhodě, že jsem to odnesl pouhým leknutím.
Bylo to zmíněného dne několik minut před druhou hodinou odpolední, když se vzduch náhle tak ztemnil, že zůstalo jen matné pološero. Současně se budova ve všech částech prudce otřásla a začala se chvět, že dveře zavřené na kliku se otevíraly, těžké kusy nábytku se posunovaly a místy padala omítka ze stropů a zdí. K tomu se družil zcela nepopsatelný hluk, skutečně pekelná symfonie provázená řinkotem okenních tabulí, rachotem střešních tašek, které byly roztříštěnými okny vrženy až na protější zdi místnosti...
Jakmile se prach trochu usadil, pohled z okna mi brzo pomohl odkrýt nepřítele; byla to větrná smršť takového tvaru, jak jsem ji znal z obrázků a popisů..." [1]
Na Gregora Mendela (* 22.7.1822 v Hynčicích, † 6.1.1884 v Brně) se vždy vzpomíná především v souvislosti s jeho objevem při pokusech s křížením hrachu. Ačkoliv tyto výsledky zapadly na dobu téměř 40 let, zajistily mu nakonec v oboru genetiky nesmrtelnost. Mendlova proslulá práce z r. 1866 svým významem jistě zastiňuje ostatní, přesto však jsou další sféry jeho zájmů opomíjeny neprávem.
Tak při návrhu Přírodovědeckého spolku v Brně na zřízení moravské univerzity je na petici z r. 1870 uveden jako meteorolog. A v seznamu 13 Mendelových publikací [2] se 9 - tedy více než dvě třetiny - rovněž týká meteorologie.
S meteorologickou problematikou se Mendel poprvé blíže seznámil ve svých 28 letech (3 roky po vysvěcení na kněze), když se jako suplent gymnázia ve Znojmě přihlásil k učitelským zkouškám na univerzitě ve Vídni. Chtěl získat kvalifikaci k výuce přírodopisu pro gymnázia obecně a k výuce fyziky pro gymnázia nižší. Téma, které mu bylo 8. května 1850 zadáno pro domácí písemnou práci z fyziky, bylo vysloveně meteorologické: "Ukázat mechanické a chemické vlastnosti atmosferického vzduchu a z nich vysvětlit vznik větrů" [3]. Vypracované pojednání odevzdal v červenci 1850; u zkoušek však celkově neuspěl. Nebylo to vinou domácí práce z fyziky - ta byla zadavatelem posouzena dosti příznivě. Paradoxem je, že pozdější velký přírodovědec propadl díky neúspěchu v přírodopisu.
G. Mendel přispěl k rozvoji naší meteorologie jako pečlivý pozorovatel c. k. Ústředního ústavu pro meteorologii a zemský magnetizmus ve Vídni, jako organizátor meteorologických pozorování na Moravě, jako propagátor vědeckého pokroku v této sféře (nově se prokázalo, že je i autorem první dlouhodobé předpovědi počasí u nás) i jako autor několika meteorologických pojednání.
Svoji studii o větrné smršti nad Brnem přednesl Mendel za necelý měsíc po přehnání., 9. listopadu 1870, na zasedání Přírodovědeckého spolku. Její text vyšel v r. 1871 - tedy právě před 110 lety [1]. Dnes nelze pochybovat, že patří k Mendlovým nejvýznamnějším původním příspěvkům z meteorologie, i když je zatím velmi málo známá (s přeloženými úryvky se čs. odborná veřejnost setkává poprvé).
Více než polovina pojednání je věnována výstižnému, pohotovému popisu smršti a průvodních jevů vycházejícímu jak z vlastního pozorování, tak i ze svědectví druhých. Na tomto podkladě dospěl Mendel k přísně logické rekonstrukci průběhu jevu, mimořádného nejen pro střední Evropu, ale i pro danou roční dobu. Posuďte sami:
"Tromba postupovala směrem od západu k východu... Podle škod, které vyznačovaly její dráhu, vznikla krátce před svým vstupem do města a brzy po jeho opuštění opět zanikla, když urazila asi 7,5 km." (pozn. autor: v originále uváděné rakouské poštovní míle a v dalším vídeňské sáhy a stopy jsou převedeny do metrické soustavy)
"Obloha byla převážně - zvláště k západu - zatažena slabou světlešedou oblačnou pokrývkou. Na tomto světlém pozadí se ostře rýsoval obrovský sloup tromby. Skládal se ze dvou ohromných kuželů, z nichž hořejší byl obrácen špičkou dolů, přičemž se zdálo, že visí na izolovaném kupovitém oblaku nevelké rozlohy, na němž bylo možné pozorovat velký nepokoj, prudké vlnění sem a tam. Spodní kužel měl svoji základnu na zemi a zvedal se kolmo vzhůru tak, že tupé špičky obou byly spojeny. Horní kužel, stejně jako oblaky obklopující jeho základnu, byl velmi tmavé až černé barvy, podobný kouřové vlečce, jak ji někdy vídáme vystupovat z komínů našich továren při zcela klidném a vlhkém ovzduší, která se nahoru pravidelně rozšiřuje. Spodní kužel byl šedohnědého zbarvení, které směrem k zemi postupně nabývalo tmavšího odstínu. Bylo možno zřetelně pozorovat otáčení tohoto sloupu kolem vertikální osy.
Dále bylo možno vidět, jak oblak tvořící základnu horního kužele vždy v krátkých intervalech pravidelně vzplanul elektrickým světlem. Jeden gymnazista sděluje, že viděl, jak blesk sjel z horního do spodního kužele, přičemž uslyšel hřmění. Oba tyto úkazy mému pozorování unikly.
Škody, které tromba způsobila, jsou velmi značné... Nejvíce utrpěl jeden pruh, asi 6 m široký, z něhož je dobře patrná dráha tromby. Volně ležící předměty, které se v něm nacházely, byly neodolatelnou silou vymrštěny ve směru rotačních tangent. Tím je možno vysvětlit značné škody na oknech...
Jen ve starobrněnském klášterním kostele bylo napočítáno 1300 rozbitých okenních tabulek, a přibližně stejný počet v budově kláštera. Účinky této vzdušné strojní pušky zde byly skutečně zdrcující. Ve zmíněném 6 m pásu, který se táhne nad mým bytem, nezůstala na střeše jediná taška, všechny latě byly strženy a odneseny, ba i krov byl poškozen. Z jednoho komínu byla horní, necelé 3 m dlouhá a několik stovek kg vážící část urvána, ve výšce rotovala a v určité vzdálenosti byla shozena dolů. Prázdné sudy, klády, prkna atd. létaly vzduchem jako stébla slámy...
Šířka dráhy, kterou tromba urazila, se dá docela dobře odhadnout podle způsobených škod. Především je zajímavé, že tato šíře (průměr tromby) se postupně zvětšovala. Asi 100 m od mlýnského náhonu v Pisárkách, kde tromba zanechala první stopy, se dá její záběr lehce určit, protože postupovala napříč stromořadím, které lemuje oba břehy řeky (Svratky - pozn. Jan Munzar). Její průměr zde nečinil ani 170 m. U starobrněnského kláštera však již dosáhl asi 190 až 200 m a u nádraží dokonce asi 210 až 220 m... Shora zmíněný šestimetrový pruh se nachází přesně uprostřed dráhy.
Rychlost jejího postupu nad budovou kláštera se dá přibližně odhadnout. Poněvadž zde její průměr činil asi 190 m a její trvání je odhadnuto na 4 až 5 sekund, vyplývá z toho postup asi 40 až 45 m/s, neboli přibližně 135 až 170 km/h, tedy rychlost téměř třikrát větší než rychlost našich železnic, rovná rychlosti našich nejprudších vichřic...
Pro určení rychlosti rotace tromby mi chybí spolehlivé vodítko. V její viditelné části však rozhodně nebyla příliš velká, poněvadž bylo patrné, že předměty vržené do spodního kužele vystupovaly ve velmi protažených spirálách. To bylo velmi zřetelně vidět na střídavě světle a tmavě zbarvených masách prachu, které byly vytaženy až do špičky. Ve srovnání s okrajem však musela být naopak dosti velká, poněvadž předměty vyzdvižené vírem do výšky byly velkou silou vrženy pryč. Z této okolnosti soudím, že rychlost rotace byla menší než rychlost postupu, a pro okrajové části bych ji odhadoval na 20 až 27 m (za sekundu - pozn. Jan Munzar).
Naproti tomu směr otáčení tromby se dá určit s jistotou. Rotovala ve stejném směru, kterým se pohybuje ručička položených hodin, tedy od východu k jihu a na západ. Naše tromba tedy učinila výjimku ze zákona (který současná meteorologie stanovila pro rotující atmosférické víry na severní polokouli), podle něhož se má otáčení dít vždy proti směru hodinových ručiček, jak je tomu u tajfunů a hurikánů.
Omyl v případě naší tromby považuji za sotva možný. Když jsem ji poprvé spatřil ze vzdálenosti asi 280 m, dal se směr rotace zcela přesně a lehce poznat...
Do východně orientovaných oken mého bytu byly všechny předměty vrženy od JJV, JV a VJV, jedna taška ze střechy prolétla dokonce nad mým psacím stolem a otevřenými dveřmi až do sousední severní místnosti. Protože všechny vržené předměty prošly dvojitými okny, dal se směr jejich pohybu poznat z polohy otvorů proražených ve vnějších a vnitřních tabulích. Lokální porucha směru může být předpokládána jen stěží, jelikož před mými okny se nachází 70 m široký volný prostor. Podle stanoveného zákona rotace musel nápor přijít ze SSV, SV a VSV.
Další (a jak věřím velmi důležitý) důkaz pro přestoupení zákona rotace ze strany naší tromby spočívá ve faktu, že její severní polovina byla daleko škodlivější a nebezpečnější. Na severní straně se tedy musel postupný a rotační pohyb dít stejnosměrně, aby se jejich účinky mohly skládat, kdežto na jižní straně nastal pravý opak. Tato skutečnost se dá po celé dráze prokázat ještě dnes...
Z okolnosti, že stromy vyvrácené na jižní straně byly svými korunami rovněž obráceny k východu, by se dalo soudit, že rychlost postupu tromby byla značně větší než rychlost rotace, kterou převýšila přibližně o jeden stupeň síly vichřice. Na jižní straně byly totiž účinky obou sil navzájem protikladné; přebytek intenzity, který zůstal postupnému pohybu po paralyzování pohybu rotačního, však byl ještě dosti silný na to, aby stromy, které odolaly četným bouřím, byly vyvráceny z kořenů.
Určit vertikální rozsah jevu není lehké, protože odhad úhlů byl velmi nejistý. Dá se říci jen přibližně, že spodní kužel měl výšku asi 230 m, horní asi 300 m... Neméně obtížný byl odhad průměru kuželové základny, protože spodní základna nebyla zřetelně viditelná pro velké množství prachu, který byl vymršťován do výšky asi 9 až 11 m, podobně základna horního kužele byla zahalena do bouřlivě se zmítajícího oblaku. Průměr spodní základny mohl měřit 11 až 15 m, průměr horní asi o polovinu více." [1]
Šlo tedy o vzácný tvar smršti v podobě přesýpacích hodin, který vznikl z typického trychtýře vycházejícího z mateřského bouřkového oblaku a zvířeného prachu, který zvýraznil obvykle neviditelnou spodní část tohoto neobvyklého útvaru.
V druhé části pojednání se Mendel zabývá rozborem průběhu počasí kritického dne a vysvětlením vzniku tohoto malého atmosférického víru, majícího stejné vlastnosti jako tornádo v Severní Americe, a to střetnutím dvou vzdušných proudů různých směrů a vlastností. O tom se přesvědčil nejen vlastním pozorováním odlišného tahu oblaků v různých výškách, ale dodatečně i konfrontací s údaji o směru a rychlosti větru z Prahy, Vídně a Krakova, které se mu podařilo během necelých 4 týdnů získat. Domnívá se, že šlo o projev odchýleného rovníkového proudění, které mimořádně zasáhlo i naše zeměpisné šířky, a to překládáním přes vzduchovou hmotu v nižších vrstvách. Spolu s místními vlivy se nakonec vytvořilo výrazně labilní zvrstvení atmosféry projevující se jak typickými optickými a akustickými znaky bouřky, tak i slabou přeháňkou a krupobitím. Pro pobavení cituje autor z množství zpráv očitých svědků jako kuriozitu tu, která tento úkaz naivně připisovala ďábelským silám. Ohleduplně však poznamenává, že šlo o skupinu lidí, kteří nikdy neměli příležitost zabývat se fyzikálním nebo meteorologickým studiem.
Konečně závěrem Mendel podrobně diskutuje elektrické jevy při kondenzaci vodní páry jako předpoklad podobných bouřkových jevů a vyslovuje vlastní představu o příčině vzniku tohoto tornáda. Z několika citací je zřejmá zběhlost v soudobé meteorologické literatuře.
Pojednání o smršti nemá sice žádné ilustrace, ale samo barvité líčení nám o ní dává jasnou představu. Mendel končí svůj příspěvek slovy:
"Vyčerpali jsme sice řadu dohadů o našem nebezpečném hostu, musíme ale nakonec přiznat, že jsme se při nejlepší vůli nedostali dále než ke vzdušné hypotéze, jež je vystavěna ze vzdušného materiálu a na vzdušném základě." [1]
Ale autorova skromnost nebyla na místě. I v oblasti meteorologie - která byla vlastně tak jako botanika nebo později včelaření jen koníčkem, když od r. 1868 zastával funkci opata starobrněnského kláštera - Mendel zřejmě předstihl svou dobu. A to nejen v rámci tehdejší rakousko-uherské monarchie. Kdoví jaký by byl osud práce o smršti, kdyby ji publikoval v prvním specializovaném meteorologickém časopise, vydávaném ve Vídni. Ten o naší smršti otiskl jen dva stručné popisy průběhu a škod šest dní po Mendelově přednášce v Přírodovědeckém spolku. Šlo o přetisk zpráv z brněnských novin "Brünner Zeitung" a "Mährischer Correspondent", které ovšem nejsou s líčením brněnského přírodovědce vůbec srovnatelné [4]. Publikováním v časopise brněnského spolku však podobně jako slavná práce o rostlinných hybridech - která po letech zajistila Mendelovi pevné místo v počátcích genetiky - upadla v zapomenutí. Na rozdíl od ní však zůstává v meteorologii neznáma vlastně dodnes, i když byla v témže časopise otištěna znovu v r. 1910 (40 let po vzniku), kdy byl Mendel již "objeven" a v Brně mu byl postaven pomník.
T. Reye, profesor na univerzitě ve Strassburku, ve své monografii z r. 1872 předmětnou práci o smršti necituje [5]. Z rozboru letopočtů bibliografie a s přihlédnutím ke krátké výrobní lhůtě v tiskárně vyplývá, že teoreticky to mohl před uzávěrkou stihnout. Daleko překvapivější je ovšem fakt, že Reye neuvádí čtyři autory, na něž se ve svém výkladu Mendel odvolává (Dellmann a Palmiere, Whitfield, Ambschell). Na druhé straně ani monografie A. Wegenera z počátku 20. století [6] nebo nová souborná práce D. V. Nalivkina [7] se o tomto nevelkém, ale obsahově bohatém pojednání významného brněnského vědce nezmiňují.
Svým rozsahem je komentovaná práce o smršti asi dvaapůlkrát menší než Mendelova proslavená práce botanická, nicméně se zdá, že svým významem nebude daleko za ní. Její definitivní zhodnocení v kontextu soudobých znalostí o atmosférických vírech malého měřítka však na historiky meteorologie ještě čeká.
Literatura
[1] Mendel G.: Die Windhose vom 13. October 1870. Verh. naturf. Ver. 9 (1870), Brünn 1871, 229.
[2] Kříženecký J.: Gregor Johann Mendel 1822-1884. J. A. Barth Verlag, Leipzig 1963, 106.
[3] Munzar J. ve sborníku Proceedings of the Gregor Mendel colloquium Brno 1970. Folia Mendeliana Brno 1971, 185.
[4] Windhose in Brünn am 13. October. Z. österr. Ges. f. Meteorol. 5 (1870), 584.
[5] Reye T.: Die Wirbelstürme, Tornados und Wettersäulen in der Erdatmosphäre. C. Rümpler, Hannover 1872, 248.
[6] Wegener A.: Wind- und Wasserhosen in Europa. F. Viewegh, Braunschweig 1917, 301.
[7] Nalivkin D. V.: Uragany, buri i směrči. Nauka, Leningrad 1969, 487.
Jan Munzar, 1980