Experiment v CERNu odkryl chybějící dílek klimatického puzzle

Nahrávám video
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

V USA otestovali elektrické bezpilotní letadlo. Může být budoucností zásobování

Nad Louisianou v srpnu létalo nenápadné letadlo, které se od těch normálních lišilo hlavně kokpitem. Žádný nemělo, bylo totiž zcela bez pilota. Test byl úspěšný, měl by otevřít cestu ke schválení tohoto způsobu přepravy.
před 9 hhodinami

Roj umělých inteligencí napadl německý web. Radily se tam, jak lépe podvádět a škodit

Skupina autonomních agentů OpenAI se letos na jaře vymkla kontrole, unikla z testovacího prostředí a ovládla německou webovou stránku. Proměnila ji v nástěnku pro komunikaci s dalšími agenty umělé inteligence (AI). Podle agentury Reuters to vyplývá z nově zveřejněné studie a z informací osob obeznámených se situací. Představitelé společnosti OpenAI se o incidentu dozvěděli už před několika týdny, ale drželi ho v tajnosti.
před 10 hhodinami

Šlapání na hady, smrkání i biomechanika líbání. Vědci dostali satirické Nobelovky

Na otázky, jaká je evoluce líbání nebo jestli se dá analyzovat kvalita půdy pomocí spodního prádla, odpověděli čerství držitelé Ig Nobelovy ceny. Toto ocenění získávají výzkumníci za neobvyklé a nápadité příspěvky vědě. Mezi další letošní vítěze patří například práce, která zkoumala, jestli se bohatí lidé opravdu chovají hůř než ostatní, nebo brazilská studie o šlapání na jedovaté hady, kterou zpracoval vědec českého původu.
před 14 hhodinami

Podzimní počasí si ponese dědictví léta. Zásadní vliv bude mít mocný setrvačník

Z hlediska meteorologie se podzim chová jako dědic léta. Všechny extrémy, které v létě přijdou, se mohou projevit i v chladnějších měsících. Týká se to zejména teploty moře, která má dopad i ve vnitrozemí, včetně Česka.
před 15 hhodinami

Ukrajinští migranti se v Polsku cítí stále izolovanější, ukazuje výzkum

Ukrajinci žijící v Polsku se stále častěji cítí vyloučeni ze společenského života a obávají se mluvit na veřejnosti ukrajinsky. Rostoucí nevraživost by dle varšavské socioložky mohla narušit solidaritu, která se vytvořila po začátku plnohodnotné ruské invaze.
před 17 hhodinami

VideoKrizové situace nanečisto. Virtuální realita naučí správně poskytnout první pomoc

Vytrénovat milion Čechů, aby dokázali poskytnout první pomoc a zasáhnout v případě ohrožení lidského života. To je cíl nového projektu Českého červeného kříže. Iniciativa #MocPomoc chce zapojit širokou veřejnost s pomocí moderních technologií. Konkrétně jde o virtuální realitu. Dobrovolníci si díky ní můžou vyzkoušet scénáře, které věrně kopírují reálné situace.
před 19 hhodinami

Otroci, keltománie i čínská medicína. Projekty z tuzemska získaly evropské granty

Tuzemská věda dostala finanční injekci z Evropské unie v podobě ERC grantů. Ty umožňují talentovaným mladším vědcům rozvinout jejich nadějné nápady a projekty. Každý ze šesti oceněných výzkumníků z České republiky může využít částku 36 milionů korun.
3. 9. 2026

Přehledy od AI v Googlu mohou podporovat šíření konspirací, popsala studie

Funkce přehled od AI (umělé inteligence) v internetovém vyhledávači Google může spíše podporovat šíření některých konspiračních teorií než je vyvracet. Vyplývá to z nové studie výzkumníků z Queenslandské technické univerzity (QUT).
3. 9. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.