Prestižní vědecký časopis Nature Geoscience zveřejnil letos v únoru článek o vlivu proměn slunečního záření na množství stratosférického ozónu. Spoluautorem je matfyzák Aleš Kuchař, doktorand na katedře fyziky atmosféry.
Proměna charakteristik slunečního záření ovlivňuje klima na povrchu Země. Tuto skutečnost odhalily analýzy před mnoha desítkami let. Konkrétní mechanismy, které za tím stojí, jsou však stále předmětem bádání.
Značná část výzkumů se zabývá otázkou, jak se sluneční signál šíří v atmosféře a jakým způsobem dále ovlivňuje atmosférickou cirkulaci. Vychází při tom z předpokladu, že se změnou ve spektru dopadajícího UV záření se mění i množství ozónu ve stratosféře.
Tématu se podrobně věnuje doktorand MFF UK Aleš Kuchař, a to nejnověji ve studii, která v lednu letošního roku vyšla v časopise Nature Geoscience. Začal na ní pracovat během své stáže na Eidgenössische Technische Hochschule v Curychu (ETH), ve skupině Atmosférické chemie vedené prof. Thomasem Peterem. Studie ukazuje, že dosavadní znalosti vztahu proměny UV spektra a variability ozónu bude třeba aktualizovat. Podrobnosti v rozhovoru přibližuje právě Aleš Kuchař.
V čem je studie, na jejímž vypracování jste se podílel, důležitá?
Naše studie ukázala, že současné satelitní měření v porovnání s empirickými modely výrazně nadhodnocovalo míru kolísání ultrafialové části slunečního záření. Konkrétně jde o měření ze satelitu SOlar Radiation and Climate Experiment (SORCE), který byl vypuštěn v roce 2003. Nepřesnost vznikla pravděpodobně kvůli tomu, že měřicí přístroje poškodila právě sluneční radiace.
Jak jste k uvedeným závěrům dospěli?
Došli jsme k nim poměrně elegantně. Simulovali jsme variabilitu stratosférického ozónu pomocí chemicko-klimatické modelu SOCOL, který byl řízen historickými daty atmosférické cirkulace. Na základě těchto známých hodnot vlivu transportu na stratosférický ozón jsme mohli ověřit, že modelové časové řady ozónu v horní stratosféře nejsou shodné s těmi z pozorování za modelové konfigurace, kdy byl SOCOL pod vlivem sluneční radiace právě ze satelitu SORCE.
Mění se vaší studií nějak zásadně dosavadní představy o vztahu ozónové vrstvy a průniku slunečních paprsků k povrchu Země?
Fyzikální představa o vztahu samotné ozónové vrstvy a sluneční radiace se nijak nemění. Ukazuje se však, že variabilita ultrafialové části sluneční radiace je nižší, a tudíž je nižší také variabilita ozónu v horních vrstvách stratosféry, kde právě dominují fotochemické procesy nad transportem. Přesné podchycení těchto procesů v horních vrstvách atmosféry je nesmírně důležité třeba vzhledem k vývoji regionálního klimatu, např. nad severním Atlantikem.
Mohou tyto nové poznatky nějak zásadně ovlivnit také příbuzné obory, jako je například meteorologie?
Mohou zpřesnit dosavadní modely vývoje klimatu, a tudíž i dlouhodobější předpovědi. Je proto nesmírně důležité přesně kvantifikovat takzvané přirozené vlivy na klima, ať už to jsou sluneční aktivita nebo vulkanické erupce.
Dotýká se vaše studie také hojně diskutovaného tématu globální klimatické změny?
Závěry o roli dlouhodobého vlivu sluneční aktivity v porovnání s antropogenním vlivem se s touto studií příliš nemění. Faktem zůstává, že vliv kolísání sluneční aktivity na klima je relativně malý, například v porovnání se skleníkovými plyny.
Budete téma proměn slunečního záření rozvíjet také v budoucnu ve svém dalším studiu a odborné práci?
V současné době spolupracuji na několika příbuzných tématech, a to jak s kolegy z katedry fyziky atmosféry, tak s výzkumníky ze Švýcarska. Snažíme se například prohloubit naše porozumění v oblasti vlnových procesů, které fungují jako jeden z komunikačních kanálů mezi troposférou a horními vrstvami atmosféry. Zároveň na základě výstupů z modelové simulace, jejíž výsledky byly použity právě ve zmíněném článku v časopise Nature Geoscience, připravujeme další studii zaměřenou na pochopení současného a hlavně budoucího vývoje ozónové vrstvy.
Proč jste se rozhodl pro studium meteorologie a klimatologie na Matfyzu?
Na gymnáziu jsem měl blízko k fyzice a chemii. Nakonec jsem se rozhodl pro fyziku a studium na Matfyzu, kde jsem viděl největší profesní perspektivu. Studium meteorologie a klimatologie mě zprvu lákalo zejména tím, že to je v zásadě téma, které se dotýká každodenních aktivit každého z nás. Zároveň ale sebou leckdy přináší také kuriózní situace spojené s tím, jak se mnozí lidé najednou stávají experty na meteorologii a samotné meteorology rádi kritizují. A to může být také docela zábavné…
A z odborného hlediska?
Nejvíce se mi na nich zamlouvá to, že propojují fyziku a chemii. Dále mě také lákají tzv. velká data, která v současné době přicházejí do módy i v jiných oborech. Schopnost práce s velkými daty se však v meteorologii a klimatologii vyžaduje, dá se říci, odjakživa.
Minulý rok jste absolvoval stáž na ETH v Curychu. Jaké nové možnosti Vám tento studijní pobyt otevřel?
Moje roční stáž na ETH mě výrazně ovlivnila jak po osobní, tak i profesní stránce. Otevřela mi oči, co se týče vidění dnešního světa i vědy samotné. Potkal jsem spoustu inspirativních lidí, toho si asi vážím nejvíce. Rozhodně bych zkušenost podobného typu každému doporučil.
Jakým dalším aktivitám se kromě studia meteorologie a klimatologie rád věnujete?
Rád provozuji sport téměř všeho druhu. Závodně hraji florbal, na který jsem přesedlal z ledního hokeje. Ve Švýcarsku jsem si také prohloubil lásku k horám a přírodě samotné.