V centrální části Antarktidy se průměrná teplota nejchladnějšího měsíce v roce (července) pohybuje na úrovni –70°C.

Pro klima Antarktidy jsou určující faktory astronomické, cirkulační a geografické.

Astronomické faktory

Patří zde např. kulový tvar Země, sklon zemské osy k ekliptice, vzdálenost Země od Slunce, zenitová vzdálenost Slunce  podmiňují časové a prostorové změny radiační bilance a rovněž významně ovlivňují pohyb vzduchu.

Přibližně kulový tvar Země a skutečnost, že zemská osa svírá s rovinou ekliptiky úhel

66⁰ 33’způsobují, že v polárních oblastech Slunce po část roku nevychází nad obzor (polární noc), resp. nezapadá (polární den). Délka polárního dne závisí na zeměpisné šířce; na polárním kruhu trvá polární den 24 hodin, zatímco na pólu přibližně půl roku.

Roční úhrn celkového záření  je v Antarktidě v důsledku čisté a relativně suché atmosféry  vyšší než Arktidě a může přesáhnout  1 200 kWh.m^-20.

Na celkový zisk zářivé energie má zásadní vliv charakter aktivního povrchu, neboť jednotlivé typy povrchů (např. sníh, led, povrch pokrytý zvětralinovým pláštěm či tundra) se lišší svými reflexivními vlastnostmi. Průměrné albedo pro Antarktidu  je (90%).

 

Energetická bilance polárních oblastí je s výjimkou 2-3 letních měsíců záporná. Teplo je do atmosféry transportováno zejména prostřednictvím dlouhovlnného vyzařování aktivního povrchu.  

 

Cirkulační faktory

 Nad antarktickým kontinentem se celoročně nachází oblast vysokého tlaku vzduchu. Jedná se o rozsáhlou nízkou (studenou) anticyklónu, která s výškou rychle zaniká (přechází v cyklónu) v důsledku opačné orientace přízemních horizontálních gradientů tlaku a teploty. V zimním období se tato tlaková výše ještě prohlubuje.

 

        A B

 

Průměrné pole tlaku vzduchu po přepočtu na hadinu moře v Antarktidě v lednu (A), resp. v červenci (B) (převzato: STRAHLER, Alan,  STRAHLER, Athur 2003, 165)

 

Kolem této tlakové výše se celoročně nachází stálá oblast nízkého tlaku s vytrvalým západním prouděním. Kontrast mezi oběma tlakovými útvary vede ke vzniku putujících cyklón, které se tvoří zejména nad Weddellovým mořem a Rossovým mořem a ve směru hodinových ručiček se pohybují kolem antarktické pevniny. Tato situace vede k neustálému střídání kontinentálních a marinních vzduchových hmot oddělených výrazně vyvinutými frontálními systémy, které se projevují výraznými změnami tlaku a teploty a poměrně výraznou srážkovou činností.

 

Geografické faktory

Z geografických faktorů mají na klima polárních oblastí zásadní vliv mořské proudy, vzdálenost pevnin od moří a oceánů a morfologie reliéfu.

 

Mořské proudy

 

Rozdílná teplota i salinita vody v různých částech světového oceánu podmiňuje vznik proudění, které obecně směřuje z oblastí s relativně větší hustotou do oblastí s hustotou relativně menší.

Termohalinní cirkulace vytváří systém povrchových (teplých) a hlubinných (chladných) mořských proudů, procházející napříč oceánem.

Povrchová cirkulace v Jižním oceánu vzniká jako důsledek atmosférické cirkulace.

Převládající západní proudění vzduchu vyvolává vznik mohutného studeného driftového proudu, označovaného jako Antarktický cirkumpolární proud, který proudí ve směru hodinových ručiček od antarktického pobřeží až po 40⁰ j.z.š. Pouze v oblasti Weddellova moře a Rossova moře se vytvářejí dvě samostatné menší cirkulační buňky.

 

 

 

 

 

 

 

Antarktický cirkumpolární proud (převzato: STRAHLER, Alan, STRAHLER, Arthur 2003,328)

 

Vzdálenost od moří a oceánů

 

V jižní polární oblasti, s výjimkou antarktického pobřeží, převládá výrazně kontinentální polární klima,  které se projevuje:

• zápornými hodnotami všech průměrných měsíčních teplot
• nízkým ročním úhrnem srážek

 

Morfologie reliéfu - vliv reliéfu na klima v Antarktidě

 

Typ reliéfu: Návětrná / závětrná strana pohoří

Na návětrné straně pohoří v blízkosti pobřeží dochází k výstupu vzduchu, jeho ochlazení a následnému vypadávání srážek. Za horskou překážkou vzniká srážkový stín. Ten umožňuje vznik tzv. suchých údolí, která se nacházejí především v oblasti Viktoriiny země. Vzduch přicházející z prostoru východoantarktického ledovcového štítu a překonávající Transantarktické pohoří je navíc velmi studený a suchý. Při sestupu do údolí se suchoadiabaticky otepluje a pohlcuje veškerou vzdušnou vlhkost. Pokud je v údolí přítomen sníh, dojde k jeho sublimaci.

 

Klenba antarktického ledovcového štítu

 

V Antarktidě zejména v zimě vzniká vytrvalé katabatické proudění. Vlivem ochlazení přízemní vrstvy atmosféry dlouhovlnným vyzařováním aktivního povrchu se zvyšuje hustota vzduchu v této vrstvě a následně dochází k jeho excentrickému proudění z centrální části kontinentu k pobřeží. Uchylující síla zemské rotace proudění stáčí proti směru hodinových ručiček. Rychlost katabatického proudění vzrůstá směrem k pobřeží, celkově je poměrně nízká, průměrně se pohybuje kolem 11 m/s (39 km/h), v extrémních případech však rychlost může přesahovat až 200 km/h.

 

 
Suchá údolí v Antarktidě.
Vlevo: Taylor Valley (převzato: www.daviddarling.info/ encyclopedia/D/DryVall.html). Vpravo: Wright valley, Viktoriina Země (Victoria Land) (převzato: www.geosc.psu.edu/~ahuerta/ antarctica/week1.html).

 

 

 

 

 

 

 

Znázornění směru katabatického proudění v Antarktidě (převzato: British Antarctic Survey: http://www.antarctica.ac.uk)

 

Pole teploty v Antarktidě

 

Roční průměrná teplota žádného měsíce Antarktidě v roce nepřesahuje 0°C.

Značná výška povrchu ledovcového štítu a vysoká zeměpisná šířka spolu s velkou vzdáleností od oceánu a vlivy aktivního povrchu způsobují, že teploty ve vnitrozemí antarktické pevniny jsou mnohem nižší než na pobřeží.

V centrální části Antarktidy se průměrná teplota nejchladnějšího měsíce v roce (července) pohybuje na úrovni –70°C; absolutní minima však činí až –90°C.

Teplotní rekord – stanice Vostok – zde bylo 21.7. 1983 naměřeno absolutní minimum teploty na Zemi: –89,2°C. Průměrná lednová teplota v centrální části kontinentu dosahuje asi –30°C.

V pobřežních oblastech průměrná lednová teplota činí asi -5 až 0°C, avšak průměrné měsíční teploty v zimě jsou výrazně nižší a pohybují se nejčastěji v mezích kolem –15 až –30°C.

Nejteplejší oblastí je Antarktický poloostrov a přilehlé ostrovy. Např. na stanici Rothera průměrná roční teplota činí – 5,7°C a průměrná lednová teplota je asi 0°C.

Charakteristickým rysem klimatu v Antarktidě je výskyt výrazných radiačních inverzí. Inverze jsou časté a hojně rozšířené zejména ve vnitrozemí a vznikají jako důsledek „ochlazování přízemní atmosféry od aktivního povrchu, který ztrácí v období záporné energetické bilance teplo dlouhovlnným vyzařováním.“. Ochlazující účinek povrchu na atmosféru se s rostoucí výškou zmenšuje, proto roste teplota s výškou nejintenzivněji právě v blízkosti povrchu. Radiační  inverze jsou příčinou vzniku tzv. bezjaderné zimy, která se vyznačuje tím, že po prudkém poklesu na podzim jsou teploty v Antarktidě v průběhu celé zimy značně vyrovnané.

 

 

 

 

 

 

 

Vertikální profil průměrných teplot mezi zemským povrchem a výškou 7 km na stanici Voskok (1 – v létě, prosinec – leden; 2 – v zimě, červen – září;  3 – příklad extrémně výrazné inverze dne 2.6. 1960) (převzato: Schwerdtfeger,1984)

 

 

Tvorba oblaků a srážky v Antarktidě

 

Oblasti v blízkosti antarktického pobřeží jsou výrazně ovlivňovány cyklonální činností a patří  mezi místa s největší oblačností na Zemi. Zdejší oblaka obsahují především ledové krystalky; na periferii Antarktidy se v nich mohou vyskytovat i vodní kapky. Naproti tomu ve vnitrozemí je vzduch enormně suchý a oblaka se zde nevyskytují. Jediným druhem srážek je sedimentace ledových krystalků, vzniklých desublimací vodní páry, obsažených ve vzduchu.

 

Průměrný roční úhrn srážek pro celou Antarktidu činní asi 120 mm, avšak s rostoucí vzdáleností od pobřeží dochází jejich k rychlému úbytku. Na pobřeží  Východní Antarktidy spadne ročně 400-500 mm srážek, v Západní Antarktidě je roční srážkový úhrn vyšší a dosahuje 600-700 mm. Většina antarktického vnitrozemí obdrží méně než 50 mm srážek za rok a bylo by tedy možné jej označit za poušť. Dlouhodobě záporná teplota však umožnila vytvoření nejrozsáhlejšího a nejmocnějšího  ledovcového štítu na Zemi.

 

 

 

 

 

 

 

 

Rozložení průměrných ročních srážkových  úhrnů (mm) v Antarktidě
(převzato: Budd et al, 1971 in Schwerdtfeger, W. 1979, 63 in http://www-das.uwyo.edu/~geerts/cwx/notes/chap03/antarctica.html)

 

 

Některé použité pojmy: 

Aktivní povrch
Probíhá zde přeměna radiační krátkovlnné energie na tepelnou.

Anticyklona
Oblast tlakové výše; nejvyšší tlak se nachází v jejím středu; vzduch proudí do míst nižšího tlaku směrem od středu; přináší pěkné počasí v létě a silné mrazy v zimě.

Cyklona
Oblast tlakové níže; vlhký vzduch zde proudí do středu proti směru hodinových ručiček; přináší srážky. Oblast se sníženým tlakem vzduchu, přičemž tlak v okolí je vyšší než tlak uvnitř oblasti. Na severní polokouli je cirkulace v cyklóně proti směru hodinových ručiček, zatímco na jižní polokouli je cirkulace po směru hodinových ručiček.

Rovina ekliptiky
Rovina ve které obíhá Země kolem Slunce. Podle gravitačních zákonů (Keplerovy zákony) obíhají hmotná tělesa kolem mnohonásobně hmotnějšího středu po elipsách, čili v rovině.

Sublimace
Skupenská přeměna, při které se pevná látka mění na plyn. Látky, které za normálního tlaku sublimují: jód, led, naftalín, salmiak aj  Sníh a vodní led také sublimují, ale poměrně pomalu při teplotách pod bodem mrazu. 

Termohalinní cirkulace
Složitý systém přirozeného pohybu vody ve světových oceánech, který způsobují rozdíly v teplotě a slanosti moří. Klíčovým místem je severní Atlantik. Slaná voda přitékající z tropů se zde ochlazuje, takže se stává hustější, klesá ke dnu a putuje zpět na jih, protože zde se oceán silně odpařuje a vzniká tam tedy volné místo; tím se zase na severu uvolňuje místo u hladiny, do kterého přitéká další teplá voda od rovníku.
Díky tomu je Evropa a východní pobřeží Severní Ameriky teplejší než jiná místa ve stejných zeměpisných šířkách. (Tento jev není zcela identický s Golfským proudem, který je poháněn především větrem, také přispívá k ohřívání Evropy a změny klimatu jej pravděpodobně přímo neovlivní.) Soustava pokračuje dalšími proudy v Indickém oceánu, Pacifiku a kolem Antarktidy.

 

Upravený text  bakalářské práce Gabriely Durnové
Konfrontace geografických podmínek polárních oblastí
Kapitola 4. Klima polárních oblastí.

Upravil: Hynek Adámek