Techblog - Ostatní věda

Veřejné školy učí lépe matematiku než soukromé

Studie prováděná na více než třinácti tisících školách v USA ukázala, že žáci veřejných škol ovládají matematiku lépe než ti na soukromých. Jak je na tom naše školství?

Matematiku lépe vysvětlí na veřejných školách

Výzkumníci chtěli porovnat kvalitu výuky na veřejných a soukromých školách. Jako předmět nejvíce vypovídající o kvalitě školy zvolili matematiku, protože její zvládnutí je minimálně ovlivněno kulturními zvyklostmi v rodinách. Výzkum probíhal na vzorku žáků z roku 2003. 190 tisíc absolventů čtvrté třídy z 7 458 škol a 153 tisíc absolventů osmé třídy z 6 092 škol. Když se výsledky testů z matematiky porovnávaly čistě na základě počtu dosažených bodů, dopadly soukromé školy lépe. V poslední studii se vědci rozhodli zohlednit sociálně-ekonomické postavení rodiny studenta, přístup ke zdrojům informací prostřednictvím knih a počítačů, rasu, etnikum, pohlaví a dokonce i nedokonalou znalost angličtiny. Se zahrnutím těchto vlivů se na žebříčku umístily veřejné školy na vyšších nebo stejných místech žebříčku úspěšnosti jako soukromé.

V korigované statistice se žáci čtvrtých ročníků veřejných škol umístili na prvním místě a za nimi se se ztrátou 4,2 až 11,9 bodů skončily různé typy placených škol jak soukromých, tak církevních. Desetibodová ztráta přibližně odpovídá jednomu ročníku zpoždění výuky. Na posledním místě se umístily křesťanské konzervativní školy.

V osmých ročnících byly školy víceméně vyrovnané. Luteránské a placené školy (V originále "charter schools" – neznám systém škol v USA, a tak nedokáži určit, co je to za typ školy) předčily veřejné školy o 1 až 2,5 bodu, konzervativní křesťanské naproti tomu ztrácely 10,6 bodu, katolické 3,8 bodu a ostatní soukromé školy 2,3 bodu. Podstatná odchylka tedy nastala pouze opět u křesťanských konzervativních škol, které jsou v poslední době v USA velmi populární.

Důvěryhodnost výzkumu

Autoři výzkumu porovnávající úroveň soukromých a veřejných škol - manželé Lubienski
Credit: L. Brian Stauffer

Věta Winstona S. Churchila: "Nevěřím statistice, kterou si sám nezfalšuji." platí, a proto můžeme mít oprávněně pochybnosti o důvěryhodnosti výzkumu. Velmi záleží na nastavení váhy parametrů určujících "hendikepovanost" žáků veřejných a soukromých škol. Vzhledem k tomu, že mnoho parametrů je odhadovaných, může to výsledky výrazně ovlivnit. Pozitivní je, že se výsledky ve vyšším ročníku téměř vyrovnávají, což znamená, že ze školy žák vyjde přibližně stejně připraven na další vzdělávání, ať by chodil na jakoukoliv školu. I když pozitivní je to spíše pro veřejné školy, které jsou zadarmo. Platit si za stejné vzdělání desetitisíce dolarů ročně může být vyhazování peněz nebo kupování si prestižního jména školy do životopisu. Soukromé školy mohou ovšem nabízet navíc další přidanou hodnotu ke vzdělání jako jsou zajímavější mimoškolní aktivity, což takto na dálku bez znalostí místního školského systému říci nedokážu.

České veřejné a soukromé školy

Jak jsme na tom v česku? Vyjdu ze svých skromných zkušeností a několika dohadů. Dobří učitelé jsou předpokladem dobrého vzdělání žáků. Dobří učitelé chtějí dobře zaplatit. Soukromé školy zaměřující se na široký okruh zájemců – tj. mají nízké školné, si nemohou dovolit platit více, než školy veřejné a také často platí ještě méně. Učí na nich tedy ti, kteří neuspěli ve státních zařízeních, a tudíž kvalita výuky je nižší. K tomu také přispívá fakt, že někteří žáci soukromých škol žijí v představě, že když si školu platí, tak ji musí udělat a nedostatek financí nutí školy si takové žáky držet. Myslím si tedy, že kvalita výuky na našich státních školách je o něco vyšší než na soukromých.

Výjimku tvoří skutečně kvalitní soukromé školy, kde se platí školené v desetitisících měsíčně a tyto finanční prostředky již umožňují zvednout úroveň výuky.

Vše je o přístupu

V USA proběhnul experiment, ve kterém bylo žákům řečeno, že je bude učit výjimečně kvalitní učitel a učiteli bylo sděleno, že bude učit výjimečně nadané žáky. Hodina proběhla a výzkumníci se ptali na dojmy učitele i žáků. Všichni byli nadšeni tím, jak příjemná hodina byla a kolik se toho naučili. Přitom jak žáci tak učitel byli průměrní. Psychologie a vůbec ochota a nadšení pro učení jak na straně žáků tak učitele hraje nejdůležitější roli ve vzdělání. S dobrým přístupem na obou stranách lze dosáhnout mnohem více v jakýchkoliv podmínkách. Musíme doufat, že s postupem času a výrazné platové diferenciace více a méně vzdělaných a vzdělávatelných, si žáci i učitelé uvědomí důležitost vzdělání a vzdělávání a tomu přizpůsobí svůj přístup. Teprve potom se nám otevřou dveře ke skutečné prosperitě.

Které sedadlo v autě je nejbezpečnější?

Zajímá vás, na které sedadlo v autě byste si měli sednout, abyste se mohli cítit bezpečně? Které sedadlo je nejnebezpečnější? Mě by to zajímalo také.

Neexistuje statistika, pouze dohady

Procházel jsem vyhledávačem český i anglický internet a žádné informace, kterým bych mohl věřit. Pouze mlhavá tvrzení. Ta se sice shodují na tom, že nejbezpečnější sedadlo by mělo být vpravo vzadu (za spolujezdcem), ale já jsem měl původně v úmyslu vyjít ze "syrových" dat o počtu usmrcených a zraněných na jednotlivých sedadlech. Nic takového jsem na internetu nenašel. Ministerstvo vnitra nabízí pěkné statistiky dopravních nehod, tyto informace tam však nejsou. Nepodařilo se mi ani zjistit, zda se data o místě sezení vůbec shromažďují. Na příjemném webu Českého statistického úřadu jsem se dověděl, že průměrná porážková hmotnost jatečních prasat je 105,9 kg; o dopravních nehodách opět nic.

Je vidět, že na internetu stále nenajdeme všechno. Zajištění dat by vyžadovalo minimálně několik telefonátů nebo dokonce dopis s odvoláním na právo na neutajené informace. Nestojí mi to za to. A tak zůstávají pouze dohady.

Nejbezpečnější sedadlo za spolujezdcem?

Na první pohled se zdá, že by sedadlo za spolujezdcem mělo skutečně být nejbezpečnější. Při totální havárii, jako je čelní srážka v rychlosti nad 60 km/h, by měli spolujezdci vzadu mít větší šanci na přežití, protože celková (byť malá) deformace rámu vozidla ubere několik set newtonů zatížení na pásem připoutané tělo. Když auto při čelní srážce zastaví z 50 km/h na 1,5 m, pás drží 70 kg těžkého člověka silou, jako by na něm leželo 450 kg závaží. Pouhých 10 cm deformace automobilu navíc v zadní části ubere 30 kg z pomyslného závaží, které mohou rozhodnout o tom, že vnitřní zranění nebudou tak těžká, že nakonec člověk přežije. Když jedete (nepochopitelně) vzadu nepřipoutáni, tak vám nehrozí takové nebezpečí jako vpředu, protože při srážce nejspíš jen narazíte do relativně měkkého sedadla před vámi, zatímco vpředu vyletíte oknem. (I když jsem slyšel o případu, že někdo vyletěl ven předním oknem přes sedadlo spolujezdce – a přežil.) Na předních sedadlech jsou zase mnohem častěji airbagy než na zadních, které o něco snižují riziko smrtelného zranění.

Grafy lépe ukáží, jak velký vliv má na sílu při srážce vliv rychlost, při které k ní dojde. Nesnažím se nikoho jezdit pomalu, ale spíše se více zamyslet nad předjížděním v nepřehledných podmínkách. Graf je pro optimistickou délku deformační dráhy automobilu 1,5 m.

Závislost síly při srážce v závislosti na rychlosti, při které dojde ke srážce
Zvětšit

Je vidět, že čím více vážíte, tím to máte horší. Síla se sice rozloží na o něco větší plochu pásu, ale nárůst síly nevyváží. O důvod více zhubnout, pokud se o to snažíte.

Na grafu níže můžete vidět, že čím větší auto máte, tím jste ve větším bezpečí. Zde je zahrnut vliv pouze větších deformačních zón, ale větší auta bývají i těžší, a tak lehčí postrčí a sníží rozdíl rychlostí před a po srážce.

Závislost síly při srážce na délce deformační zóny automobilu
Zvětšit

Je-li deformační dráha kratší než 1 m, je to velmi na pováženou. Je to případ "nákupních tašek" typu Daewoo Matiz a všech obdobných s krátkým "čumákem".

A proč je bezpečnější sedět vpravo? Tipuji, že dost nehod se odehraje, když nervózní řidič při odbočování doleva nevydrží, řekne si: "To stihnu." Nestihne to a zleva do něj někdo narazí. Potom vlevo sedící mlátí hlavou o boční sloupky, nemají-li boční airbagy. Při odbočování vpravo je pravděpodobnost vážných následků špatného odhadu řidiče výrazně nižší. Všechno to jsou bohužel pouze nepříliš dobře podložené spekulace.

Které sedadlo je nejnebezpečnější?

Opět bez věrohodné statistiky. Šířená pověra praví, že nejnebezpečnější je sedadlo spolujezdce (vpravo od řidiče). Údajně proto, že v krizové situaci se řidič instinktivně snaží sám vyhnout překážce, tak ať to raději vrazí do spolujezdce. Osobně tomu nevěřím. V krizové situaci běžný řidič nanejvýš dupne na brzdy nebo strhne volant na stranu, kde je více místa (při nejhorším udělá obě věci najednou). Nevím, jestli může převážit instinkt chránit sebe sama, nebo zažité pravidlo o vyhýbání se vpravo. Při nebezpečném předjíždění je také více ohrožen řidič než spolujezdec. Čelní srážka navíc ohrožuje řidiče vtlačením volantu a pedálů do kabiny. Řekl bych, že nejméně bezpečně se může cítit řidič, ale ten si nemůže nikdy vybrat, kam si má sednout.

Nejméně usmrcených za posledních 12 let

Chcete-li se cítit bezpečně, sedněte si v autě za spolujezdce. Však tam také jezdí státníci a všichni, kteří mají osobního řidiče. Jestli máte rádi větší riziko, tak vedle řidiče nebo přímo za volant. Je to na vás. Riziko, kterému jste na silnici vystaveni, ovlivní více to, kdo sedí za volantem, než to, na kterém sedadle sedíte.

Mimochodem, myslíte si, že za snížením úmrtnosti při haváriích v loňském roce (PDF 998 KB) může spíše ukázněnost řidičů nebo vyšší bezpečnost kvalitnějších aut? Já jsem pro to druhé.

Úsporné žárovky

Přesto, že se úsporné žárovky prodávají již mnoho let, stále si nenašly cestu do všech domácností. Jaké za tím stojí důvody? Má smysl je kupovat, když jsou mnohem dražší? Tento článek se pokusí ukázat, kdy a komu se vyplatí a zda se vyšší pořizovací cena někdy vrátí. Byl jsem inspirován zápisem Vyplatí se energeticky úsporné žárovky na Digi24.

Co to je úsporná žárovka?

Úsporná žárovka je v podstatě zářivka miniaturizovaná do té míry, aby vešla do běžných svítidel a vybavená příslušnou paticí. Světlo v ní vzniká na zcela odlišném principu než v běžných žárovkách, kde září rozžhavené vlákno. Zde vyzařují ionty (kladně nabité částice) plynu v zářící části a odevzdají tak část energie, kterou jim dodal průchod elektrického proudu. Tento způsob vzniku světla je znám již od poloviny 19. století a na jeho konci již Nikola Tesla představil své zářivky pro praktické použití. Až velký pokrok elektroniky v posledních dvaceti letech umožnil snížení rozměrů elektrických zařízení nutných k provozu zářivky do té míry, že mohla vzniknout úsporná žárovka.

Kolik co stojí

Abychom se mohli začít zabývat tím, kdy je nákup úsporné žárovky rentabilní, musíme určit podmínky, ze kterých budeme při výpočtech vycházet. Data jsou aktuální k počátku roku 2006.

Cena úsporné žárovky je kalkulována na žárovku vyšší kvality proto, aby její životnost dosáhla skutečně deklarované hodnoty a její světlo bylo příjemné. Lze jí nakoupit i za čtvrtinovou cenu, kvalita však není zaručena. Informace o ekvivalentních příkonech respektive svítivých výkonech a životnosti jsou čerpány z tabulek uváděných výrobci. U životnosti byla brána v úvahu obvyklejší nižší hodnota přesto, že někteří výrobci deklarují životnost až 15 tisíc hodin. Cena za 1 kWh elektrické energie je platná pro rok 2006.

Ekonomika nákupu a provozu – vyplatí se vůbec někdy?

Při nákupu nás nejvíce zajímá, zda nižší náklady na provoz ospravedlní výrazně vyšší nákupní cenu. Náklady na provoz každé žárovky lze snadno vyčíslit vynásobením jejího příkonu ceno jedné kWh a dobou svícení. Když k této hodnotě přičteme pořizovací cenu, zjistíme, na kolik nás přišel daný počet hodin svícení.

Porovnání nákladů na svícení
Zvětšit

Je vidět, že přibližně po šesti stech hodinách svícení celkové náklady na svícení běžnou žárovkou předstihnou náklady na úspornou.

Odečteme-li náklady na úspornou žárovku od nákladů na běžnou, dovíme se, kdy vyděláváme nebo proděláváme.

Na provozu vyděláváme po většinu životnosti žárovky
Zvětšit

V tomto diagramu je znázorněno celé období životnosti úsporné žárovky a můžeme spatřit, že v záporných číslech jsme skutečně pouze v prvních šesti stech hodinách. Velmi zajímavé je, že můžeme vydělat více než 3 tisíce korun.

Také nás může zajímat, jak rychle se začte nákup vyplácet. Abychom se to dověděli, vydělíme oněch šest set hodin počtem hodin, po který v průměru denně svítíme.

Za jak dlouho se naše investice vyplatí
Zvětšit

Vidíme, že když budeme svítit alespoň dvě hodiny denně, investice se nám vrátí do jednoho roku.

A jak dlouho úsporná nebo běžná žárovka při našem svícení vydrží?

Jak dlouho žárovka vydrží
Zvětšit

Úsporná vždy výrazně déle než běžná. Jestli svítíte denně méně než jednu hodinu, může být funkční i více než deset let.

Ekologické svícení

Nezanedbatelnou otázkou je ekologie. Tím, že šetříme svou kapsu, šetříme i životní prostředí. Na každou spotřebovanou kilowatthodinu se musí spálit asi 1 kilogram uhlí přičemž se do ovzduší uvolní více než 1 kilogram skleníkového plynu oxidu uhličitého (CO2). Jak moc je energeticky náročné naše svícení?

Úsporná žárovka ušetří mnoho energie a tím přírodě mnoho škodlivin
Zvětšit

Nejdůležitější je modrá čára v diagramu. Ta ukazuje, kolik elektrické energie ušetříme používáním úsporné žárovky. Po šesti tisících hodinách svícení jsme přírodě ušetřili na jedné stowattové žárovce 450 kWh, tím našich 2000 Kč a přírodě 450 kg uhlí a 450 kg oxidu uhličitého.

Ve všech výše uvedených kalkulacích je zanedbán pouze vliv zapínání a vypínání na životnost. Každé zapnutí snižuje životnost běžné i úsporné žárovky, a tudíž proporce diagramů by byly zachovány i při zahrnutí tohoto vlivu.

Praktické zkušenosti

Logo označující certifikované úsporné žárovky
Credit: ELI

V naší rodině svítíme úspornými žárovkami asi již deset let. Začali jsme opatrně nákupem dvou do hlavních svítidel v obývacím a dětském pokoji. Když jsme zjistili, že jsou bezproblémové, nakoupili jsme je do všech lamp v bytě včetně koupelny. Za celou dobu jsme je museli měnit pouze dvakrát. Jednou jsme se nechali nachytat nízkou nákupní cenou neznačkové žárovky a museli jsme ji měnit po pár měsících. Druhá vyměněná byla ta, kterou jsme zakoupili jako první a svítili s ní několik hodin denně v obývacím pokoji celých 9 let. Na účtu za elektřinu se snížení spotřeby také znatelně projevilo. U nás tedy vládne naprostá spokojenost.

Doporučuji vám zaměřit se při nákupu na kvalitní značky úsporných žárovek. Věřte, že se o něco vyšší počáteční investice bohatě vyplatí. Určitým vodítkem mohou být stránky iniciativy Úsporná zářivka, kde najdete i přehlednou tabulku parametrů. Když v obchodě sáhnete po úsporné žárovce označené logem kvality, neuděláte chybu.

Proč ještě nesvítíte úsporně?

Podívejte se na diagramy, zamyslete se nad uvedenými fakty. Napadá vás stále ještě nějaký důvod pro to, abyste svítili obyčejnou žárovkou? Po šesti stech hodinách provozu se úsporné žárovky vyplatí ve všech směrech. A i kdyby vám svítily pouhých 600 hodin, tak finančně oproti obyčejné nic neztratíte, ale přírodě ušetříte velké množství skleníkového plynu. Ve skutečnosti však úsporná žárovka bude svítit nejméně desetkrát déle a vy na ní ušetříte nejméně 2000 Kč. Při koupi deseti žárovek do domácnosti získáte bezpracně 10 tisíc Kč. Když si připlatíte na kvalitnější s vyšší životností, tak i 20 tisíc Kč.

I když jste se právě vybavili zásobou nových obyčejných žárovek, tak neváhejte s koupí úsporných. Čím dříve jimi začnete svítit, tím více ušetříte. Běžné žárovky se nevyplatí ani tehdy, kdyby se rozdávaly zdarma.

Zdroje a další informace

• Úsporná zářivka – Webové stránky iniciativy propagující a certifikující úsporné žárovky. Odtud byly čerpána data o životnosti a ekvivalenci žárovek.
• Ceník elektrické energie (PDF 348 KB) – Informace o ceně jedné kWh
• Fluorescent lamp – Výklad historie a funkce úsporné zářivky na encyklopedii Wikipedia
• Uhelná elektrárna Tušimice – Informace o této elektrárně. Čerpán údaj o výhřevnosti spalovaného uhlí pro výpočet úspory ve spáleném uhlí a vzniklém oxidu uhličitém.

Ke stažení

Tento článek si můžete stáhnout ve formátu PDF a v nezměněné podobě libovolnou formou volně šířit.

Článek Úsporné žárovky (PDF 271 kB)

Klimatické změny vinou lidstva ve starověku a dnes

Myslíte si, že vliv člověka na globální klima trvá teprve několik generací? Není to tak. Lidé ovlivňují počasí na celé planetě od doby, co se tady objevili. Je pravděpodobné, že sami sebe chráníme před příchodem další doby ledové.

Narušení pravidelného cyklu klimatu

Pravidelné změny klimatu na Zemi jsou dány takzvaným Milankovičovým cyklem. Ten předpokládá pravidelné teplotní změny v závislosti na excentricitě dráhy Země kolem Slunce (perioda 100 tisíc let), změně náklonu zemské osy (perioda 41 tisíc let) a precesi (rotace kolem další osy) zemské osy (perioda 23 tisíc let). Tyto tři cykly jsou zodpovědné za změny množství dopadajícího slunečního záření na Zem a jeho intenzitě na jejích různých částech. Teplotní změny lze snadno nepřímo sledovat do minulosti na vrstvách ledu usazovaného na Antarktidě. Měří se také koncentrace skleníkových plynů – oxidu uhličitého a metanu uvězněného v dávných dobách v ledu a jejich stáří se určuje radio-isotopovou metodou.

Led byl zkoumán 400 tisíc let nazpátek. Zjištění jsou překvapující. Do roku 6 000 př. n. l. bylo vše v pořádku a všechny pochody se odehrávaly pravidelně. Potom nastala změna. Koncentrace oxidu uhličitého začaly růst, místo toho, aby klesaly, jak předpovídal Milankovičův cyklus. V roce 3 000 př. n. l. začíná další kladná odchylka tentokrát v koncentracích metanu.

Zavinili to zemědělci

První nárůst koncentrace oxidu uhličitého byl zapříčiněn začátkem zemědělství. Lidé pálili lesy, aby získali půdu pro hospodaření, takže menší zalesněná plocha byla příčinou nižšího pohlcování CO₂, a tak vzrostla jeho koncentrace v atmosféře. Navíc nedokonalým spalováním vznikal meta, i když ne v příliš velkém množství. Jelikož metan produkují zejména anaerobní bakterie (žijící bez přístupu vzduchu) v bahně, vysvětlují si vědci velký nárůst jeho koncentrace před pěti tisíci lety právě začátkem masového pěstování rýže na stále mokrých polích v Číně a také začátkem záplavového zemědělství ve starověkém Egyptě. Metan zabraňuje desetkrát účinněji úniku tepla ze Země do vesmíru, takže naší planetu si zahříváme odjakživa.

Skleníkové plyny v posledních dvou tisíciletích

Vědci nedávno opět zkoumali metan usazený v Antarktickém ledu novou analýzou stabilních izotopů uhlíku, která umožňuje rozlišit metan vzniklý nedokonalým spalováním a metan vznikající v anaerobních bakteriích. Jelikož je však výzkum poměrně drahý, dostali se teprve 2 tisíce let nazpátek do počátku našeho letopočtu.

Nejzajímavějším zjištěním bylo, že podíl metanu v atmosféře produkovaného nedokonalým spalováním prudce poklesl mezi lety 1 500 a 1 600 n. l. Je to považováno za důsledek vymření velké části původních obyvatel v Americe na nakažlivé choroby dovlečené tam objeviteli. Indiáni potom nepálili lesy pro své hospodaření. Také by to mohlo být příčinou malé doby ledové v období od konce 15. do začátku 19. století. Ovšem oficiální začátek této doby ledové je datován na rok 1 450 a to Kolumbus ještě ani zdaleka v Americe nebyl. Můžeme spekulovat, že nějaké nemoci tam již dříve přivezli Vikingové, a považovat tak malou dobu ledovou jako důkaz jejich dřívějšího objevu Ameriky.

Průmysl dnes produkuje méně metanu než zemědělství

V prvním tisíciletí našeho letopočtu obsah metanu v atmosféře vzrostl o 2 %. Do roku 1700 opět o 2 % klesl. Od začátku průmyslové revoluce v 18. století však vzrostl o 300 % na současnou koncentraci 1760 ppb (1760 částic z miliardy). Potěšující je, že podíl metanu vznikajícího spalováním je v současnosti stejný, jako před tisíci lety. To znamená, že za jeho nárůstem nestojí průmysl, ale zemědělství, které musí uživit stále rostoucí počet obyvatel planety. Celosvětový podíl metanu na oteplování Země je asi 20 %.

Problémem zůstává oxid uhličitý

Celosvětová produkce oxidu uhličitého je asi 25 miliard tun ročně. A zůstává tak stále hlavním skleníkovým plynem s koncentrací 380 ppm (380 částic z miliónu). To je problém, s kterým se musíme vypořádat. Možná to bude snadnější, než si představujeme. Docházející zásoby fosilních paliv nás donutí hledat jiné zdroje než jejich spalování, a tak nám koncentrace CO₂ v dohledné době klesne sama. Nepřijde potom další doba ledová? Nebo nás před ní uchrání metan ze zemědělství? Nebudeme tedy potřebovat vakcínu proti metanu pro dobytek?

Má v tom případě smysl Kjótský protokol? Není lepší investovat do vývoje nových zdrojů energie spíše než do snižování emisí stávajících? Zdá se, že si USA nepodepsáním Kjótského protokolu zachránily mnoho prostředků pro lepší investice.

Další informace

• Climate change and civilisation (18. 12. 2003) – Článek o ovlivňování klima starověkými civilizacemi
• Methane gyrations last 2,000 years show human influnece on atmosphere (8. 9. 2005) – Nový výzkum metanu usazeného v ledovcích se schopností rozlišit původ metanu
• Milankovitch Cycles and Glaciation – Pěkný popis Milankovičových cyklů

Hurikány se silou 30-ti vodíkových bomb

Velké hurikány a tajfuny jsou nejničivějšími atmosférickými jevy. Způsobují miliardové škody a obsahují víc energie než atomová bomba. Kde se v nich bere tato ničivá síla a jak hurikány vznikají?

Co je hurikán

Hurikán nebo tajfun je označení pro tropickou cyklonu. Prvně uvedený název se používá pro cyklony v Atlantiku a tajfun značí ty v Pacifiku. Atlantické i pacifické cyklony fungují na stejném principu. Existuje však několik druhů cyklon. Je-li rychlost větru cyklony u země nižší než 17 m/s, nazývá se tropickou tlakovou níží, do rychlosti 33 m/s je to tropická bouře a nad touto rychlostí se jedná o skutečný hurikán nebo tajfun. Hurikány se dále rozdělují podle Saffir-Simpsonovy stupnice od 1 do 5, kde pětka je nejsilnější.

Jak hurikány vznikají

Pro vznik hurikánu je nutná dostatečná teplota mořské vody. Je nutné aby byla vyšší než 26,5 °C do hloubky padesáti metrů pod hladinou. Také se musí formovat alespoň 5 ° severně nebo jižně od rovníku, aby Corriolisovo zrychlení bylo dostatečně výrazné (viz dále) a teplota vzduchu se stoupající výško by měla rychle klesat. Takové podmínky často nastávají na východním pobřeží Afriky, kde se formují všechny hurikány v Atlantiku.

Když je voda dostatečně teplá, velmi rychle se odpařuje. Vodní pára stoupá vzhůru do výšek s nižší teplotou vzduchu kde kondenzuje a tím uvolňuje další obrovská množství tepla. Teplý vzduch stoupá čím dál tím rychleji. Masy stoupajícího vzduchu pod sebou zanechávají "volný prostor" – oblast s nízkým tlakem vzduchu – který je okamžitě zaplněn okolním chladnějším vzduchem, který se také ohřívá a cyklus pokračuje. Na vzduch sbíhající se do oblasti vznikající cyklony působí Corriolisovo zrychlení. Jak vítr mění svou vzdálenost od osy otáčení Země, je stáčen obdobně, jako kulička, kterou byste z okraje točící se gramofonové desky chtěli cvrnknout do středu. Proto se hurikány na severní polokouli točí proti směru hodinových ručiček a na jižní naopak.

Pro další vývin cyklony je nutné, aby se vytvořilo oko hurikánu, kterým bude studený vzduch z horních vrstev atmosféry klesat k zemi, čímž se uzavře cyklus výměny tepla. Cyklona pak bude tvořit tepelný stroj, který ke své funkci potřebuje pouze jeden zdroj energie a to teplou mořsko hladinu. Vznik je způsoben rotací cyklony, která ze středu díky odstředivé síle vytlačuje těžší vlhký vzduch. Hurikán je nyní zformována a připraven k životu.

Jakou mají sílu

Energie vložená do hurikánu je neuvěřitelná. Jeho mechanický výkon je asi 2 miliardy kilowatů (2,1x10¹² W). Během své 15-ti denní pouti potom vykoná práci 3 tisíce miliard megajoulů (3x10¹⁸ J) – to je energie výbuchu třiceti vodíkových bomb. Spotřeba cele zeměkoule je miliarda kilowatů, takže výkon jednoho hurikánu by mohl zásobovat svět elektřinou jako jedna velká elektrárna. Skutečná energie hurikánu je však ještě asi třikrát vyšší, protože tepelný stroj, kterým hurikán je, má účinnost kolem 30-ti %.

Rychlost větru v hurikánu pátého stupně přesahuje 250 km/h a podtlak v jeho oku dokáže zvednout vlny až do výše 30 m. Právě toto jsou síly, které ničí lidská obydlí. Jak nám to nedávno předvedl hurikán Katrina nebo loňský Ivan.

Proč je tolik hurikánů

Dlouhodobým sledováním mořských proudů, usazování ledovců, síly a směru větrů a vyhodnocením statistiky výskytu hurikánů v minulém století došli vědci k závěru, že se počty hurikánů střídají pravidelně v sedmdesátiletých cyklech. Loňská ani letošní sezóna nejsou žádnou výjimkou a ničivé tropické cyklony musíme očekávat i v dalších letech. Změna k lepšímu by mohla nastat asi po 30-ti letech. Příčinou jejich vyššího počtu je pravidelná změna mořských proudů v Atlantiku. Co stojí za touto změnou nikdo neví. Americký odborník na meteorologii se v NG 8/2005 vyjádřil asi takto:

Co je příčinou, nevíme. Je však pravděpodobné, že se jedná o přírodní jev.

Myšlenka je to geniální. O tom, co by mohlo být příčinou onoho přírodního jevu se v článku taktně mlčí.

Hurikány nezabíjí, zabíjí lidé

Již loni, po hurikánu Ivan, USA kontrolovaly evakuační plány, vytipovávaly potenciální záplavové oblasti. Vědci varovali, že velký počet hurikánů běžný jev. Přesto, že se všechno vědělo, nic se nedělalo. Byl to podobný stav jako před útoky na New Yorská dvojčata. Nikdo nechtěl věřit, že by hurikány mohly udeřit v takové síle. Ale i přesto hurikán Katrina téměř nezabíjel. Sám o sobě přinesl smrt několika desítkám lidí. Až následné protržení hrází způsobilo katastrofu. Záchranné operace byly pořádně nastartovány až po příjezdu prezidenta G. W. Bushe. I když byly z velké části jen divadlo pro prezidenta a televizní kamery. Rozsah škod je takový, že je nezbytné, aby se záchranných akcí účastnili všichni schopní lidé a ne pouze civilní garda.

Dovoluji si připomenout, že loňský hurikán Ivan, který v celém Karibiku zabil stovky lidí, měl i nad pevninou sílu pátého stupně Saffir-Simpsonovy škály, kdežto Katrina byla jen čtverkou a zbyly po ní nejspíš tisíce mrtvých. Přírodu neovládáme, ale když můžeme následkům řádění přírodních živlů předcházet, tak to udělejme.

Další informace

• Termodynamika a vznik tropických cyklonů – výborný článek popisující detailně termodynamiku tropických cyklon
• Hurikán – Populární článek o tropických cyklonách
• Tropical cyclone – Detailní popis na Wikipedii