Experiment v CERNu odkryl chybějící dílek klimatického puzzle

Nahrávám video
Aerosoly nad Amazonií
Zdroj: Flickr Commons/Antti Lipponen

Na klima planety Země působí spousta různých faktorů, z nichž některé se jen špatně zkoumají. Další dílek do mozaiky planetárního klimatického modelu, jenž zpřesní předpovědi vývoje klimatu, teď představili fyzici z CERNu.

Klimatologie využívá ty nejmodernější vědecké postupy, pracuje s obrovským množstvím dat i nejpokročilejšími počítačovými modely. Přestože už odborníci dokáží předpovídat vývoj zemského klimatu s velkou přesností, stále narážejí na nejistoty. Jednou z těch největších je chování aerosolových částic v atmosféře, které se extrémně špatně zkoumá.

Aerosoly v klimatickém systému Země hrají důležitou roli, protože vytvářejí mraky a ovlivňují jejich odrazivost i velikost. Většina aerosolů vzniká samovolnou kondenzací molekul, které jsou v atmosféře přítomné jenom v nepatrných koncentracích. Páry zodpovědné za jejich vznik ale nejsou dobře popsané, zejména ty ve vzdálených horních vrstvách troposféry.

  • Aerosol je směs malých pevných nebo kapalných částic v plynu. První případ se také označuje jako dým, druhý jako mlha. Rozptýlené částice mají velikost od 10 nanometrů do 10 mikrometrů, což odpovídá shlukům několika molekul až částicím tak hmotným, že už nemohou snadno poletovat v atmosféře.

Právě proto vznikl v rámci Evropské organizace pro jaderný výzkum (CERN) projekt CLOUD neboli oblak. Ten zkoumá v laboratorních podmínkách právě to, jak se v atmosféře aerosoly chovají. Vědci z tohoto experimentu ve středu 4. prosince zveřejnili studii, v níž popsali doposud neznámý zdroj částic schopných ovlivňovat oblačnost.

Atmosféra Země v krychli

Experiment CLOUD (Cosmics Leaving Outdoor Droplets) v CERNu se skládá z ultračisté komory o objemu 26 metrů krychlových a souboru pokročilých přístrojů, které nepřetržitě analyzují její obsah. Komora obsahuje přesně vybranou směs plynů v atmosférických podmínkách, do níž jsou z protonového synchrotronu CERNu vypouštěny svazky nabitých elementárních částic označovaných jako piony, které napodobují vliv galaktického kosmického záření.

„Vysoké koncentrace aerosolových částic jsme v posledních dvaceti letech pozorovali vysoko nad amazonským deštným pralesem, ale jejich zdroj zůstával až dosud záhadou,“ uvedl mluvčí experimentu CLOUD Jasper Kirkby.

„Naše nejnovější studie ukazuje, že zdrojem je izopren, který se uvolňuje z deštných pralesů. Do vyšších vrstev atmosféry se dostává v hlubokých konvektivních mracích. Izopren představuje rozsáhlý zdroj biogenních částic v současné i předindustriální atmosféře, který ale v současné době v atmosférické chemii a klimatických modelech chybí,“ dodává Kirkby.

Problematická látka

Izopren je uhlovodík obsahující pět atomů uhlíku a osm atomů vodíku. Do okolí ho uvolňují listnaté stromy a další vegetace; jde o nejrozšířenější nemetanový uhlovodík uvolňovaný do atmosféry. Až dosud považovali vědci schopnost izoprenu tvořit nové částice za zanedbatelnou.

Výsledky studie CLOUD ale tento obrázek mění. Když vědci simulovali reakce hydroxylových radikálů (chemické látky se silným vlivem na atmosféru) s izoprenem při teplotách horní troposféry (tedy minus 30 stupňů Celsia až minus 50 stupňů Celsia), zjistili, že při ní vzniká velké množství částic.

Tento nový zdroj aerosolových částic nevyžaduje žádné další výpary. Když však byly do komory CLOUD zavedeny nepatrné koncentrace kyseliny sírové nebo oxokyselin jódu, došlo ke stonásobnému zvýšení rychlosti tvorby aerosolu. Kyselina sírová se dostává do vzduchu hlavně s emisemi oxidu siřičitého z průmyslu, ale v koncentracích, které popsal CLOUD mohou pocházet i z přírody.

Kromě toho tým zjistil, že výsledky oxidace izoprenu způsobují rychlý růst částic do velikosti, při které mohou ovlivňovat klima – toto chování přetrvává i v přítomnosti oxidů dusíku produkovaných blesky vysoko v atmosféře.

Když se tyto částice zvětší dostatečně a pak začnou klesat do nižších výšek, mohou představovat globálně významný zdroj pro vznik mělkých kontinentálních a mořských mraků, které ovlivňují takzvanou radiační bilanci Země. Tento termín označuje množství přicházejícího slunečního záření v porovnání s odcházejícím dlouhovlnným zářením.

Odhady klimatické citlivosti Země

„Tento nový zdroj biogenních částic v horních vrstvách troposféry může ovlivnit odhady klimatické citlivosti Země. Naznačuje totiž, že v nedotčené předindustriální atmosféře vznikalo více aerosolových částic, než se dosud předpokládalo,“ dodává Kirkby. „Dokud ale naše výsledky nebudou ověřené v globálních klimatických modelech, není možné tento vliv kvantifikovat.“

Výsledky studie CLOUD jsou v souladu s pozorováními letadel nad Amazonií.

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Američtí vojáci se už nemusí očkovat proti chřipce. Vojenští lékaři vidí rizika

Každoroční očkování proti chřipce již pro americké vojáky není povinné, uvedl minulý týden americký ministr obrany Pete Hegseth ve videu zveřejněném na sociálních sítích. Tento krok poté kritizovala řada odborníků.
před 10 hhodinami

Změny klimatu a extrémní počasí zdražují potraviny i pojištění, píše Bloomberg

Extrémní výkyvy počasí v důsledku změn klimatu, například v podobě vln veder a sucha, devastují produkci potravin, poškozují kritickou infrastrukturu a vedou k prudkému nárůstu cen pojistného, uvedla v analýze agentura Bloomberg. Ekonomové a centrální bankéři varují, že cenové šoky nemusejí být jen dočasné, ale že se stávají trvalou hrozbou pro stabilitu trhu.
včera v 16:13

V Černobylu je nejhůř zamořený Červený les. Po invazi si tam ale Rusové udělali zákopy

O zkušenostech s Černobylem, kde před čtyřiceti lety došlo k jaderné havárii, vypráví muž, který má toto místo prochozené křížem krážem. Andrej Pastorek se dostal i do míst, která okupovali ruští vojáci při invazi na Ukrajinu.
včera v 13:31

Česko zasáhlo sucho, situace se jen tak nezlepší. Na Slovensku je ještě hůř

Kvůli nedostatku srážek a stále vyšším teplotám se ve střední Evropě prohlubuje půdní sucho. Na některých místech už odborníci varují před závažnými dopady na zemědělství.
29. 4. 2026

Štíři mají klepeta vyztužená železem. Jako by je vyrobil špičkový kovář, říká studie

Organismy na Zemi umí využívat zdroje ze svého okolí, včetně prvků, jako je železo, mangan nebo zinek. Konkrétně štíři si z nich staví své zbraně. Vědci teď poprvé detailně popsali, jak to tito tvorové dělají.
29. 4. 2026

V Evropě přibylo rostlin, které upřednostňují dusíkatou půdu. Reagují tak na člověka

Během posledního půlstoletí v Evropě výrazně přibylo rostlinných druhů, které mají rády půdu bohatou na živiny s vysokým obsahem dusíku. Mírně přibylo i druhů tolerujících stín. Vyplývá to z výsledků dosud nejrozsáhlejšího vegetačního výzkumu v Evropě, který provedl tým vědců ze Zemědělské univerzity v Praze (ČZU) pod vedením botanika Gabriela Midola. Rostliny jako kopřiva, ostružiník nebo svízel se tak objevují v krajině stále víc.
29. 4. 2026

Evropa se otepluje nejrychleji z kontinentů

Evropa je podle nové zprávy o klimatu nejrychleji se oteplujícím kontinentem na Zemi. Dopady se projevují ve vlnách veder, nedostatku vody v řekách, častějších požárech, ale také v mizení ledovců. Dohromady to podle vědců ohrožuje evropskou biodiverzitu.
29. 4. 2026

Nákladní člun se s keporkakem zvaným Timmy vydal do Severního moře

Tým dobrovolníků na severu Německa se v úterý pustil do dalšího pokusu o záchranu velryby, která zde v březnu uvázla na mělčině. Podařilo se ji dostat na speciální nákladní člun, který se následně vydal na cestu z Baltského do Severního moře. Pokusy o záchranu keporkaka zvaného Timmy poutají velkou pozornost médií a veřejnosti v Německu i v zahraničí.
28. 4. 2026Aktualizováno28. 4. 2026
Načítání...